Съдържание
- Генни мутации и рак
- Соматични (придобити) генни мутации при рак
- Зародишна линия (наследствени) генни мутации при рак
- Припокриване и объркване
Соматичните мутации са тези, които са придобити в процеса на образуване на рак и не присъстват при раждането. Те не могат да бъдат предадени на деца и присъстват само в клетките, засегнати от рак. Вече са достъпни целенасочени терапии за много генни мутации, открити в тумори, които често могат да контролират растежа на рака (поне за определен период от време).
За разлика от това, зародишните мутации се наследяват от майка или баща и увеличават шанса човек да развие рак. Въпреки това има припокриване между двете, което добавя допълнително объркване. Ще разгледаме какво точно представлява генната мутация, характеристиките на наследствените и придобити мутации и ще дадем примери, с които може да сте запознати.
Генни мутации и рак
Генните мутации са важни за развитието на рака, тъй като той е натрупване на мутации (увреждане на ДНК), което води до образуването на рак. Гените са сегменти на ДНК, а тези от своя страна са план за производството на протеини.
Не всички генни мутации повишават риска от развитие на рак, но по-скоро мутациите в гените, отговорни за растежа на клетките (драйвери мутации), могат да доведат до развитие на болестта. Някои мутации са вредни, някои не причиняват никакви промени, а някои всъщност са полезни.
Гените могат да бъдат повредени по различни начини. Основите, които изграждат гръбнака на ДНК (аденин, гуанин, цитозин и тимин), са кодът, който се интерпретира. Всяка три основи са свързани с определена аминокиселина. Протеините от своя страна се образуват от вериги от аминокиселини.
Опростено, мутациите могат да включват заместване, заличаване, добавяне или пренареждане на базови двойки. В някои случаи части от две хромозоми могат да бъдат разменени (транслокация).
Видове генни мутации и рак
Има два основни типа гени, участващи в развитието на рака:
Онкогени: Protooncogenes са гени, които обикновено присъстват в тялото и кодират растежа на клетките, като повечето от тези гени са "активни" предимно по време на развитието. Когато се мутират, протоонкогените се преобразуват в онкогени, гени, които кодират протеини, които стимулират растежа на клетките по-късно в живота, когато обикновено са в латентно състояние. Пример за онкоген е гена HER2, който присъства в значително увеличен брой при около 25% от туморите на рак на гърдата, както и някои тумори на рак на белия дроб.
Туморни супресорни гени: Гените за потискане на тумора кодират протеини, които по същество имат противораков ефект. Когато гените са повредени (виж по-долу), тези протеини могат или да възстановят щетите, или да доведат до смърт на увредената клетка (така че тя да не може да продължи да расте и да се превърне в злокачествен тумор). Не всеки, който е изложен на канцерогени, ще развие рак и наличието на туморни супресорни гени е част от причината, поради която това е така. Примери за туморни супресорни гени включват BRCA гени и p53 ген.
Обикновено (но не винаги) комбинация от мутации в онкогени и туморни супресорни гени води до развитието на рак.
Как възникват генни мутации
Гените и хромозомите могат да бъдат повредени по различни начини. Те могат да бъдат повредени директно, например с радиация, или косвено. Веществата, които могат да причинят тези мутации, се наричат канцерогени.
Докато канцерогените могат да причинят мутации, които започват процеса на образуване на рак (индукция), други вещества, които не са канцерогенни, могат да доведат до прогресия (промотори). Пример е ролята на никотина при рака. Никотинът сам по себе си не изглежда индуктор на рак, но може да насърчи развитието на рак след излагане на други канцерогени.
Мутациите също се случват често поради нормалния растеж и метаболизма на тялото. Всеки път, когато клетката се раздели, има шанс да възникне грешка.
Епигенетика
Има и неструктурни промени, които изглеждат важни при рака. Полето на епигенетиката разглежда промените в експресията на гени, които не са свързани със структурни промени (като метилиране на ДНК, модификация на хистон и РНК интерференция). В този случай "буквите", които съставляват кода, който се интерпретира, са непроменени, но генът може по същество да бъде включен или изключен. Обнадеждаващ въпрос, който се издига от тези проучвания, е, че епигенетичните промени (за разлика от структурните промени) в ДНК понякога могат да бъдат обратими.
С напредването на науката за геномиката на рака вероятно ще научим много повече за конкретните канцерогени, които водят до рак. Вече е установено, че в някои случаи "генетичният подпис" на тумора подозира определен рисков фактор. Например, определени мутации са по-чести при хора, които пушат, които развиват рак на белия дроб, докато други мутации често се наблюдават при никога непушачи, които развиват болестта.
Соматични (придобити) генни мутации при рак
Соматичните генни мутации са тези, които се придобиват след раждането (или поне след зачеването, тъй като някои могат да се появят по време на развитието на плода в матката). Те присъстват само в клетките, които се превръщат в злокачествен тумор, а не във всички тъкани на тялото. Соматичните мутации, които се появяват в началото на развитието, могат да засегнат повече клетки (мозайка).
Соматичните мутации често се наричат мутации на водача, тъй като те стимулират растежа на рака. През последните години са разработени редица лекарства, насочени към тези мутации, за да контролират растежа на рак. Когато се открие соматична мутация, за която е разработена таргетна терапия, тя се нарича действащ мутация. Областта на медицината, известна като прецизна медицина, е резултат от лекарства като това, които са предназначени за специфични генни мутации в раковите клетки.
Може да чуете термина „геномни изменения“, когато говорите за тези терапии, тъй като не всички промени са мутации сами по себе си. Например, някои генетични промени се състоят от пренареждане и други.
Няколко примера за геномни промени при рак включват:
- EGFR мутации, ALK пренареждания, ROS1 пренареждания, MET и RET при рак на белия дроб
- BRAF мутации при меланом (също се срещат при някои видове рак на белия дроб)
- HER2 насочени терапии за рак на гърдата
- mTOR инхибитори за рак на бъбреците
Зародишна линия (наследствени) генни мутации при рак
Мутациите на зародишна линия са тези, които са наследени от майка или баща и присъстват по време на зачеването. Терминът "зародишна линия" се дължи на мутациите, присъстващи в яйцата и сперматозоидите, които се наричат "зародишни клетки". Тези мутации са във всички клетки на тялото и остават през целия живот.
Понякога по време на зачеването възниква мутация (спорадични мутации), която не се наследява от майка или баща, но може да се предаде на потомство.
Зародишните мутации могат да бъдат автозомно доминиращи (ако родителят има мутацията, има 50-50 шанс детето да наследи мутацията) или автозомно-рецесивни (средно едно на всеки четири деца ще наследи мутацията).
Мутациите на зародишните линии също се различават по своята „пенетрантност“. Проникването на гените се отнася до дела на хората, които носят определен вариант на ген, който ще изрази „чертата“. Не всеки, който носи BRCA мутация или една от другите генни мутации, които повишават риска от рак на гърдата, развива рак на гърдата поради „непълна проникване“.
В допълнение към разликите в пенетрантността със специфична генна мутация, има и разлика в пенетрантността между генните мутации, които повишават риска от рак. При някои мутации рискът от рак може да бъде 80%, докато при други рискът може да се увеличи само леко.
Високата и ниската пенетрантност е по-лесна за разбиране, ако мислите за функцията на ген. Генът обикновено кодира специфичен протеин. Протеинът, който е резултат от необичайна "рецепта", може да бъде само малко по-малко ефективен при изпълнението на работата си или може да е напълно неспособен да си свърши работата.
Специфичен тип генна мутация като BRCA2 мутации може да повиши риска от редица различни видове рак (всъщност има много начини, по които BRCA2 генът може да бъде мутиран).
Когато раковите заболявания се развият поради мутации на зародишна линия, те се считат за наследствени ракови заболявания и се смята, че мутациите на зародишната линия са отговорни за 5% до 20% от раковите заболявания.
Разбиране на наследствения рак: Познайте генетичния си план!Терминът "фамилен рак" може да се използва, когато човек има известна генетична мутация, която увеличава риска, или когато има съмнение за мутация или друга промяна въз основа на групиране на ракови заболявания в семейството, но текущите тестове не могат да идентифицират мутация. Науката около генетиката на рака се разширява бързо, но в много отношения все още е в зародиш. Вероятно разбирането ни за наследствен / фамилен рак ще се увеличи значително в близко бъдеще.
Проучванията за асоцииране в целия геном (GWAS) също могат да разкрият. В някои случаи може да е комбинация от гени, включително гени, които присъстват в значителна част от населението, което носи повишен риск. GWAS разглежда целия геном на хора с черта (като рак) и сравнява това с хора без черта (като рак), за да търси разлики в ДНК (единични нуклеотидни полиморфизми). Вече тези проучвания са установили, че състояние, което преди се е смятало до голяма степен за околната среда (дегенерация на макулата с възрастта), всъщност има много силен генетичен компонент.
Припокриване и объркване
Може да има припокриване между наследствени и придобити мутации и това може да доведе до значително объркване.
Специфични мутации могат да бъдат соматични или зародишни линии
Някои генни мутации могат да бъдат наследствени или придобити. Например, повечето мутации на р53 са соматични или се развиват по време на зряла възраст. Много по-рядко мутациите на p53 могат да се наследят и да доведат до синдром, известен като синдром на Li-Fraumeni.
Не всички целеви мутации са соматични (придобити)
EGFR мутациите с рак на белия дроб обикновено са соматични мутации, придобити в процеса на развитие на рака. Някои хора, лекувани с EGFR инхибитори, развиват мутация на резистентност, известна като T 790M. Тази "вторична" мутация позволява на раковите клетки да заобиколят блокирания път и да растат отново.
Когато се открият мутации на T 790M при хора, които не са били лекувани с инхибитори на EGFR, те обаче могат да представляват мутации на зародишна линия, а хората, които имат мутации на зародишна линия T 790M и никога не са пушили, са по-склонни да развият рак на белия дроб, отколкото тези без мутацията, които са пушили.
Ефект на мутациите на зародишни линии върху лечението
Дори когато в тумора присъстват соматични мутации, наличието на мутации на зародишна линия може да повлияе на лечението. Например, някои лечения (инхибитори на PARP) може да имат относително малко приложение сред хората с метастатичен рак като цяло, но могат да бъдат ефективни при тези, които имат BRCA мутации.
Взаимодействие на наследствени и соматични генни мутации
Като се добави допълнително объркване, се смята, че наследствените и соматичните генни мутации могат да взаимодействат в развитието на рак (канцерогенеза), както и в прогресията.
Генетично тестване срещу геномно тестване с рак на гърдата
Генетичните тестове в условията на рак на гърдата са особено объркващи и сега понякога се наричат генетични тестове (когато се търсят наследствени мутации) или геномни тестове (когато се търсят придобити мутации, като например определяне дали конкретни мутации присъстват в тумор на гърдата, който увеличава риска от рецидив и поради това би препоръчал да се даде химиотерапия).
Генетично срещу геномно тестване с ракДума от Verywell
Научаването за разликите между наследствените и придобити генни мутации е объркващо, но много важно. Ако имате любим човек, на когото е казано, че има генна мутация в тумор, може да се уплашите, че може също да сте изложени на риск. Полезно е да знаете, че повечето от тези мутации не са наследствени и следователно не повишават риска. От друга страна, осъзнаването на мутациите на зародишната линия позволява на хората възможността да направят генетични тестове, когато е подходящо. В някои случаи могат да се предприемат действия за намаляване на риска. Хората, които имат мутация на зародишна линия и се надяват да намалят риска от развитие на рак, сега се наричат преживели (оцелели от PRE разположение към рак).