Tumor supresorové geny

Tumor supresorové geny (zvané taky antionkogeny nebo recesivní onkogeny) mají zásadní úlohu v procesu maligní transformace buněk.

Jejich produkty regulují buněčné dělení. K poruše kontroly buněčného cyklu vede chybění obou alel určitého supresorového genu, změna jejich struktury nebo inaktivace jimi kódovaného proteinu. To všechno může mít za následek maligní zvrat buňky.

Obecná charakteristika

Princip dvouzásahové teorie u retinoblastomu

Mutace v tumor supresorových genech mají recesivní charakter. Na rozdíl od onkogenů proteiny kódované antionkogeny mají antiproliferační účinek, podporují diferenciaci a apoptózu.

V každé somatické buňce je asi 40 tumor supresorových genů. Aby se staly tumorigenními, musí dojít k mutaci obou jejich alel.

Teorie dvou zásahů byla formulována Alfredem G. Knudsonem při výzkumu retinoblastomu. Ten se vyskytuje v dědičné a sporadické formě. Všiml si, že vrozená forma postihuje jedince v mladším věku a častěji bývají zasažené obě oči.

Na rozdíl od mnohem častějšího sporadického retinoblastomu, kde se jedná o náhodné mutace jedné a posléze druhé alely v buňce sítnice, je u hereditární formy jedna mutovaná alela zděděna. Příslušný jedinec je heterozygot, u něhož se zděděná nádorová predispozice zatím neprojevuje. Dojde-li však k mutaci/eliminaci druhé alely, iniciuje se rozvoj nádorového klonu buněk sítnice.

Tomuto procesu se říká ztráta heterozygozity (LOH – loss of heterozygozity).

Přehled některých recesivních onkogenů podmiňujících nádorová onemocnění
Symbol Název Nádorové onemocnění
APC Gen adematózní polypózy tlustého střeva Kolorektální karcinom
BRCA1 Gen 1 pro familiární karcinom prsu/vaječníku Hereditární karcinom prsu/ovaria
BRCA2 Gen 2 pro familiární karcinom prsu/vaječníku Hereditární karcinom prsu/ovaria
CDH1 Gen pro kadherin 1 Familiární karcinom žaludku, lobulární karcinom prsu
CDNK2A Gen inhibitoru cyklin-dependentní kinázy 2A (p16) Maligní melanom kůže
EP300 Gen vazebného proteinu 300 kD-E1A Karcinomy kolorektální, pankreatu, prsu

RB

Komplex CDK4/Cyklin D fosforyluje komplex pRB/E2F a tím uvolňuje transkripční faktor E2F, který dále umožní přechod buňky z fáze G1 do S

Retinoblastomový gen (RB1 gen) a jeho produkt RB-protein (pRB) je klíčovým regulátorem buněčného cyklu a je přímo či nepřímo inaktivován ve většině lidských nádorech.

Protein RB se v klidných buňkách nachází v aktivní hypofosforylované formě v inaktivní hyperfosforylované formě se nachází v buňkách procházející přechodem G1 fáze do S fáze buněčného cyklu.

Progrese z G1 fáze do S fáze představuje pro dělící se buňku důležitý bod, po vstupu do S fáze je buňka nucena doknočit mitózu. Vysoké hladiny komplexů cyklinů a cyklin depedentích kináz (Jedná se hlavně o CDK4/cyklin D, CDK6/cyklin D, CDK2/cyklin E) hyprefosforylují RB protein a dojde k jeho přeměně na inaktivní formu. Tím dojde k uvolnění transkripčního faktoru E2F a k jeho navázání na DNA a expresi genů nutných pro vstup do S fáze buněčného cyklu.

V nádorových buňkách dochází k porušení funkce RB genu následujícími způsoby.

  • Mutací obou alel vedoucí k zrátě funkce
  • Posun z aktivní do inaktivní fomry RB protein, způsoben mutací zvyšující expresi CDK/cyklin D komplexů

TP53

Tumor supresorový gen TP53, který kóduje protein p53, je klíčovým regulátorem buněčného cyklu, opravy poškození DNA a apoptózy. Jedná se nejčastěji mutovaný gen maligně transformovaných buňkách.

Lokalizován na krátkém ramenu chromosomu 17 (17p13.1, OMIM: 191170), obsahuje 393 kodonů, reguluje průběh interfáze, zvaný také „strážce genomu“. Reaguje na poškození DNA dočasným pozastavením cyklu a umožní tak reparaci chyb (tzv. velký repair).

CAVE!!! Gen p53 není přímo odpovědný za pozastavení cyklu ani za reparaci chyb. Zahájení a trvání klidového stadia kontroluje prostřednictvím genů, jejichž transkripční aktivitu řídí svým proteinem p53.

Gen p53 se uplatňuje i v 2. kontrolním bodě interfáze – pozastavením buněčného cyklu v tomto období umožňuje tzv. postreplikační repair. Dále vyvolává a koordinuje apoptózu, když reparace DNA není úspěšná.

Pacienti s Li-Fraumeniho syndromem mají obvykle jednu mutantní alelu v zárodečných buňkách a tím i zvýšené riziko vzniku sarkomů, leukemie a karcinomu mléčné žlázy.


Odkazy

Související články

Použitá literatura

  • ROBBINS, Stanley L. a Ramzi S. COTRAN. Robbins & Cotran pathologic basis of disease. 10. vydání. Philadelphia, PA : Elsevier, 2021. Kapitola 7. ISBN 978-0323531139.
  • ŠTEFÁNEK, Jiří. Medicína, nemoci, studium na 1. LF UK [online]. [cit. 11.02.2010]. <https://www.stefajir.cz/>.

Reference