Różnica między dziedziczną (zarodkową) a nabytą (somatyczną) mutacją genów w raku może prowadzić do wielu nieporozumień. Jest to szczególnie prawdziwe, jeśli słyszysz o testach genetycznych pod kątem genetycznej predyspozycji do raka, w tym samym czasie słyszysz o testach genetycznych pod kątem mutacji, które mogą być uleczalne w już obecnym raku.
janiecbros / Getty ImagesMutacje somatyczne to te, które są nabywane w procesie tworzenia się raka i nie występują przy urodzeniu. Nie mogą być przekazywane dzieciom i występują tylko w komórkach dotkniętych rakiem. Obecnie dostępne są terapie celowane w przypadku wielu mutacji genów występujących w guzach, które często mogą kontrolować wzrost raka (przynajmniej przez pewien czas).
Z kolei mutacje germinalne są dziedziczone po matce lub ojcu i zwiększają ryzyko zachorowania na raka. To powiedziawszy, nakładają się one na siebie, co powoduje dalsze zamieszanie. Przyjrzymy się dokładnie, czym jest mutacja genu, charakterystyką mutacji dziedzicznych i nabytych oraz podamy przykłady, które możesz znać.
Mutacje genów i rak
Mutacje genów są ważne w rozwoju raka, ponieważ to właśnie oneakumulacjamutacji (uszkodzenia DNA), które prowadzą do powstania raka. Geny są segmentami DNA, a te segmenty z kolei stanowią plan produkcji białek.
Nie wszystkie mutacje genów zwiększają ryzyko zachorowania na raka, ale to raczej mutacje w genach odpowiedzialnych za wzrost komórek (mutacje kierujące) mogą prowadzić do rozwoju choroby. Niektóre mutacje są szkodliwe, niektóre nie powodują żadnych zmian, a niektóre są w rzeczywistości korzystne.
Geny mogą zostać uszkodzone na wiele sposobów. Zasady tworzące szkielet DNA (adenina, guanina, cytozyna i tymina) to kod, który jest interpretowany. Każde trzy zasady są związane z określonym aminokwasem. Białka z kolei tworzą łańcuchy aminokwasów.
Upraszczając, mutacje mogą obejmować substytucję, delecję, dodanie lub przegrupowanie par zasad. W niektórych przypadkach części dwóch chromosomów mogą być zamienione (translokacja).
Rodzaje mutacji genów i raka
Istnieją dwa podstawowe typy genów zaangażowanych w rozwój raka:
Onkogeny: Protoonkogeny to geny normalnie obecne w organizmie, które kodują wzrost komórek, przy czym większość tych genów jest „aktywna” głównie podczas rozwoju. Po zmutowaniu protoonkogeny są przekształcane w onkogeny, geny kodujące białka, które napędzają wzrost komórek w późniejszym okresie życia, kiedy zwykle byłyby uśpione. Przykładem onkogenu jest gen HER2, który jest obecny w znacznie zwiększonej liczbie w około 25% guzów raka piersi, a także niektórych guzów raka płuc.
Geny supresorowe guza: Geny supresorowe guza kodują białka, które zasadniczo mają działanie przeciwnowotworowe. Gdy geny są uszkodzone (patrz poniżej), białka te mogą naprawić uszkodzenie lub doprowadzić do śmierci uszkodzonej komórki (tak, że nie może ona dalej rosnąć i stać się złośliwym guzem). Nie każdy, kto jest narażony na działanie czynników rakotwórczych, zachoruje na raka, a obecność genów supresorowych guza jest jednym z powodów, dla których tak się dzieje. Przykłady genów supresorowych nowotworów obejmują geny BRCA i gen p53.
Zwykle (ale nie zawsze) jest to połączenie mutacji w onkogenach i genach supresorowych guza, które prowadzą do rozwoju raka.
Jak zachodzą mutacje genów
Geny i chromosomy mogą zostać uszkodzone na wiele różnych sposobów. Mogą zostać uszkodzone bezpośrednio, na przykład przez promieniowanie, lub pośrednio. Substancje, które mogą powodować te mutacje, nazywane są substancjami rakotwórczymi.
Podczas gdy czynniki rakotwórcze mogą powodować mutacje, które rozpoczynają proces tworzenia się raka (indukcja), inne substancje, które same nie są rakotwórcze, mogą prowadzić do progresji (promotory). Przykładem jest rola nikotyny w raku. Sama nikotyna nie wydaje się być induktorem raka, ale może sprzyjać rozwojowi raka po ekspozycji na inne czynniki rakotwórcze.
Mutacje występują również często w wyniku normalnego wzrostu i metabolizmu organizmu. Za każdym razem, gdy komórka się dzieli, istnieje szansa, że wystąpi błąd.
Epigenetyka
Istnieją również zmiany niestrukturalne, które wydają się być ważne w przypadku raka. Dziedzina epigenetyki zajmuje się zmianami w ekspresji genów, które nie są związane ze zmianami strukturalnymi (takimi jak metylacja DNA, modyfikacja histonów i interferencja RNA). W tym przypadku „litery” składające się na interpretowany kod pozostają niezmienione, ale gen może być zasadniczo włączony lub wyłączony. Zachęcającym punktem, który wyrósł z tych badań, jest to, że zmiany epigenetyczne (w przeciwieństwie do zmian strukturalnych) w DNA mogą czasami być odwracalne.
Wraz z postępem nauki genomiki raka prawdopodobnie dowiemy się znacznie więcej o poszczególnych czynnikach rakotwórczych, które prowadzą do raka. Już w niektórych przypadkach stwierdzono, że „sygnatura genetyczna” guza pozwala podejrzewać określony czynnik ryzyka. Na przykład niektóre mutacje są częstsze u osób palących, u których rozwija się rak płuc, podczas gdy inne mutacje są często obserwowane u osób, które nigdy nie paliły, u których rozwija się ta choroba.
Somatyczne (nabyte) mutacje genów w raku
Somatyczne mutacje genów to te, które są nabywane po urodzeniu (lub przynajmniej po poczęciu, ponieważ niektóre mogą wystąpić podczas rozwoju płodu w macicy). Są obecne tylko w komórkach, które stają się złośliwym guzem, a nie we wszystkich tkankach organizmu. Mutacje somatyczne, które pojawiają się na wczesnym etapie rozwoju, mogą wpływać na więcej komórek (mozaicyzm).
Mutacje somatyczne są często określane jako mutacje powodujące rozwój raka. W ostatnich latach opracowano szereg leków ukierunkowanych na te mutacje w celu kontrolowania wzrostu raka. W przypadku wykrycia mutacji somatycznej, dla której opracowano terapię celowaną, określa się ją jakozaskarżalnymutacja. Dziedzina medycyny znana jako medycyna precyzyjna jest wynikiem stosowania takich leków, które są przeznaczone do określonych mutacji genów w komórkach nowotworowych.
Mówiąc o tych terapiach, można usłyszeć termin „zmiany genomowe”, ponieważ nie wszystkie zmiany są mutacjami per se. Na przykład niektóre zmiany genetyczne obejmują przegrupowania i nie tylko.
Kilka przykładów zmian genomowych w raku to:
- Mutacje EGFR, rearanżacje ALK, rearanżacje ROS1, MET i RET w raku płuc
- Mutacje BRAF w czerniaku (występujące również w niektórych rakach płuc)
- Terapie celowane w HER2 w przypadku raka piersi
- Inhibitory mTOR na raka nerki
Germańskie (dziedziczne) mutacje genów w raku
Mutacje zarodkowe to te, które są dziedziczone po matce lub ojcu i są obecne w momencie poczęcia. Termin „linia zarodkowa” jest spowodowany mutacjami obecnymi w komórkach jajowych i plemnikach, które nazywane są „komórkami zarodkowymi”. Te mutacje występują we wszystkich komórkach ciała i pozostają przez całe życie.
Czasami mutacja pojawia się w momencie poczęcia (mutacje sporadyczne) w taki sposób, że nie jest dziedziczona po matce lub ojcu, ale może zostać przekazana potomstwu.
Mutacje zarodkowe mogą być autosomalne dominujące (jeśli rodzic ma mutację, istnieje 50-50 szans, że dziecko odziedziczy mutację) lub autosomalne recesywne (średnio jedno na czworo dzieci odziedziczy mutację).
Mutacje zarodkowe różnią się także pod względem swojej „penetracji”. Penetracja genów odnosi się do odsetka ludzi, którzy mają określony wariant genu, który będzie wyrażał „cechę”. Nie każdy, kto jest nosicielem mutacji BRCA lub jednej z innych mutacji genów, które zwiększają ryzyko raka piersi, zachoruje na raka piersi z powodu „niepełnej penetracji”.
Oprócz różnic w penetracji z określoną mutacją genu, istnieje również różnica w penetracji między mutacjami genów, które zwiększają ryzyko raka. W przypadku niektórych mutacji ryzyko raka może wynosić 80%, podczas gdy w przypadku innych ryzyko może być zwiększone tylko nieznacznie.
Wysoka i niska penetracja jest łatwiejsza do zrozumienia, jeśli myślisz o funkcji genu. Gen zwykle koduje określone białko. Białko, które jest wynikiem nieprawidłowej „receptury” może być tylko nieznacznie mniej skuteczne w wykonywaniu swojej pracy lub może być całkowicie niezdolne do wykonywania swojej pracy.
Specyficzny typ mutacji genu, taki jak mutacje BRCA2, może zwiększać ryzyko wielu różnych nowotworów (w rzeczywistości istnieje wiele sposobów mutacji genu BRCA2).
Kiedy nowotwory rozwijają się z powodu mutacji linii zarodkowej, uważa się je za nowotwory dziedziczne i uważa się, że mutacje linii zarodkowych są odpowiedzialne za 5% do 20% przypadków raka.
Termin „rak rodzinny” może być używany, gdy dana osoba ma znaną mutację genetyczną, która zwiększa ryzyko, lub gdy podejrzewa się mutację lub inną zmianę w oparciu o skupianie się nowotworów w rodzinie, ale obecne testy nie są w stanie zidentyfikować mutacji. Nauka dotycząca genetyki raka szybko się rozwija, ale pod wieloma względami wciąż jest w powijakach. Jest prawdopodobne, że nasze zrozumienie dziedzicznego / rodzinnego raka znacząco wzrośnie w najbliższej przyszłości.
Odkrywcze mogą być również badania asocjacyjne całego genomu (GWAS). W niektórych przypadkach może to być kombinacja genów, w tym genów obecnych u znacznej części populacji, która niesie ze sobą zwiększone ryzyko. GWAS analizuje cały genom osób z cechą (taką jak rak) i porównuje go z osobami bez tej cechy (np. Rak), aby szukać różnic w DNA (polimorfizm pojedynczego nukleotydu). Już te badania wykazały, że stan, który wcześniej uważano za głównie środowiskowy (zwyrodnienie plamki żółtej z początkiem wieku), w rzeczywistości ma bardzo silny komponent genetyczny.
Nakładanie się i zamieszanie
Możliwe jest nakładanie się mutacji dziedzicznych i nabytych, co może prowadzić do znacznego zamieszania.
Specyficzne mutacje mogą być somatyczne lub zarodkowe
Niektóre mutacje genów mogą być dziedziczne lub nabyte. Na przykład większość mutacji genu p53 ma charakter somatyczny lub rozwija się w wieku dorosłym. Znacznie rzadziej mutacje p53 mogą być dziedziczone i prowadzą do zespołu znanego jako zespół Li-Fraumeni.
Nie wszystkie mutacje, które można namierzyć, są somatyczne (nabyte)
Mutacje EGFR związane z rakiem płuc są zwykle mutacjami somatycznymi nabytymi w procesie rozwoju raka. U niektórych osób leczonych inhibitorami EGFR rozwija się mutacja oporności znana jako T 790M. Ta „wtórna” mutacja pozwala komórkom rakowym ominąć zablokowany szlak i ponownie rosnąć.
Gdy mutacje T 790M zostaną wykryte u osób, które nie były leczone inhibitorami EGFR, mogą jednak oznaczać mutacje linii zarodkowej, a osoby, które mają mutacje linii zarodkowej T 790M i nigdy nie paliły, są bardziej narażone na raka płuc niż osoby bez mutacji, które palili.
Wpływ mutacji germinalnych na leczenie
Nawet jeśli w guzie obecne są mutacje somatyczne, obecność mutacji linii zarodkowej może wpływać na leczenie. Na przykład niektóre terapie (inhibitory PARP) mogą mieć stosunkowo niewielkie zastosowanie u osób z rakiem przerzutowym w ogóle, ale mogą być skuteczne u osób z mutacjami BRCA.
Interakcja dziedzicznych i somatycznych mutacji genów
Dodając dalsze zamieszanie, uważa się, że dziedziczne i somatyczne mutacje genów mogą współdziałać w rozwoju raka (karcynogenezie), a także w progresji.
Testy genetyczne a testy genomowe z rakiem piersi
Testy genetyczne w przypadku raka piersi były szczególnie zagmatwane i obecnie określa się je czasami jako testy genetyczne (w przypadku poszukiwania mutacji dziedzicznych) lub testy genomiczne (w przypadku poszukiwania mutacji nabytych, np. guza piersi, które zwiększają ryzyko nawrotu, a zatem sugerowałyby, że należy podać chemioterapię).
Słowo od Verywell
Poznanie różnic między dziedzicznymi i nabytymi mutacjami genów jest mylące, ale bardzo ważne. Jeśli masz ukochaną osobę, której powiedziano, że ma mutację genu w guzie, możesz się bać, że Ty również możesz być zagrożony. Warto wiedzieć, że większość tych mutacji nie jest dziedziczna i dlatego nie zwiększa ryzyka. Z drugiej strony, świadomość mutacji linii zarodkowej daje ludziom możliwość przeprowadzenia testów genetycznych, gdy jest to stosowne. W niektórych przypadkach można wówczas podjąć działania w celu zmniejszenia ryzyka. Osoby, które mają mutację linii germinalnej i mają nadzieję zmniejszyć ryzyko zachorowania na raka, są obecnie określane jako osoby poprzedzające chorobę (przeżywające skłonność do raka PRE).
.jpg)
.jpg)
