Zrozumienie utraty heterozygotyczności i jej wpływu na raka

Utrata heterozygotyczności (LOH) odnosi się do określonego typu mutacji genetycznej, podczas której następuje utrata jednej normalnej kopii genu lub grupy genów. W niektórych przypadkach utrata heterozygotyczności może przyczynić się do rozwoju raka.

LOH określonych genów jest powiązany z określonymi typami raka, takimi jak rak jelita grubego i drobnokomórkowy rak płuc. LOH ma również szczególne znaczenie u osób, które odziedziczyły predyspozycje do raka.

Co to jest heterozygotyczność?

Odziedziczysz materiał genetyczny (DNA) od rodziców, który zawiera informacje potrzebne Twojemu organizmowi do wytworzenia wielu potrzebnych mu białek. Twoje geny, które są określonymi segmentami DNA, kodują te niezbędne informacje. Naukowcy szacują, że w tym DNA zakodowanych jest około 19 000 do 22 000 różnych genów, a prawie wszystkie twoje komórki zawierają kopię.

Geny mogą mieć niewielkie różnice, które przyczyniają się do różnic między ludźmi. Te odmiany genetyczne nazywane są „allelami”. W przypadku większości genów (z wyjątkiem chromosomów płci) powinieneś odziedziczyć dwie kopie: jedną od matki i jedną od ojca.

Jeśli dana osoba ma dwie takie same odmiany tego samego genu, nazywa się je homozygotami dla tego allelu. Jeśli dana osoba ma dwie różne odmiany tego genu, nazywa się je heterozygotami dla tego allelu.

Istnieje wiele różnych schorzeń genetycznych spowodowanych nieprawidłowymi zmianami genów. Niektóre z nich występują tylko u osób homozygotycznych pod względem nieprawidłowego genu (z dwiema kopiami), podczas gdy inne występują u osób, które mają tylko jedną kopię nieprawidłowego genu (heterozygotyczne).

Co to jest utrata heterozygotyczności?

W LOH gen lub cała grupa sąsiednich genów jest tracona i nie występuje już w komórce dotkniętej chorobą. Może się to zdarzyć, gdy ta część DNA zostanie przypadkowo usunięta, na przykład gdy komórka przechodzi normalny podział i replikację.

Gen mógł całkowicie zniknąć lub jego część mogła zostać przeniesiona w inne miejsce w DNA. W obu przypadkach białko kodowane przez gen nie może zostać prawidłowo wykonane. Zamiast mieć dwie różne wersje tego samego genu (heterozygotyczność), jedna kopia genu zniknęła. Dlatego nazywa się toutrataheterozygotyczności.

Łatwo jest pomylić LOH z homozygotycznością. Jednak osoby homozygotyczne pod względem genu mają dwie bardzo podobne kopie tego samego genu, podczas gdy osoby z LOH mają tylko jedną kopię.

Rola czynników rakotwórczych

Substancje rakotwórcze mogą zwiększać prawdopodobieństwo wystąpienia LOH i innych rodzajów błędów genetycznych. Substancje rakotwórcze to substancje, które mogą uszkodzić DNA w sposób bezpośredni lub pośredni. Niektóre powszechne źródła czynników rakotwórczych to palenie tytoniu, azbest i promieniowanie ultrafioletowe ze słońca. Narażenie na te czynniki rakotwórcze zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia LOH.

LOH i rak

LOH jest bardzo częstym zdarzeniem w procesie onkogenezy, procesu, w którym normalna komórka zmienia się w komórkę rakową i zaczyna nieprawidłowo replikować. Jest to jeden z rodzajów mutacji genetycznych, które mogą odgrywać rolę w rozwoju raka.

Komórki rakowe zwykle wykazują wiele typów zmian genetycznych - jedną z tych zmian może być LOH w jednym lub kilku genach. LOH może występować zarówno w dziedzicznych zespołach nowotworowych, jak i w innych typach raka.

Istnieje co najmniej kilka różnych powodów, dla których LOH może powodować problemy. Czasami po wystąpieniu LOH komórka nie może wytworzyć wystarczającej ilości normalnego białka z pozostałego genu. Innym razem w pozostałym genie występuje zła mutacja - może być obecna od urodzenia lub pojawić się później. W obu przypadkach z niezbędnego genu można wytworzyć niewystarczającą ilość normalnego białka.

Niektóre geny mogą zostać utracone na rzecz LOH bez powodowania problemu. Jednak LOH w określonych typach genów jest bardziej niepokojący. Geny te, nazywane genami supresorowymi, są bardzo ważnymi genami w zapobieganiu raka i normalnie regulują cykl komórkowy. Dbają o to, by komórka nie replikowała się i nie dzieliła niepotrzebnie.

Kiedy geny supresorowe guza są nieobecne lub niefunkcjonalne z powodu LOH, komórka może zacząć się nieprawidłowo dzielić i stać się rakowa.

Uważa się, że LOH występuje w wielu różnych typach raka. Jednak naukowcy odkryli, że LOH w określonych genach jest bardzo powszechny w określonych typach raka. Oto kilka przykładów:

• gen APC (często występujący w raku jelita grubego)
• gen PTEN (często występujący w raku prostaty i glejaku wielopostaciowym)
• gen RB1 (często występujący w siatkówczaku, raku piersi i kostniakomięsaku)

Uważa się, że mutacje, takie jak LOH, w innych genach supresorowych nowotworów, takich jak p53, występują u wielu różnych osób z wieloma różnymi typami raka. Ogólnie uważa się, że LOH jednego lub drugiego genu występuje stosunkowo często w przypadku wszystkich typów raka.

LOH i raki dziedziczne

Chociaż LOH występuje w wielu różnych typach raka, może być szczególnie ważny w przypadku niektórych dziedzicznych typów raka.

Jeśli dana osoba ma dziedziczne zaburzenie nowotworowe, może mieć kilku członków rodziny z tym samym typem raka i mieć większe ryzyko zachorowania na raka w młodszym wieku. Dzieje się tak często, ponieważ dana osoba odziedziczyła po rodzicach jeden lub więcej wadliwych genów. Wiele osób jest najlepiej zaznajomionych z dziedzicznymi nowotworami występującymi u niektórych osób z rakiem piersi.

Uważa się na przykład, że wiele przypadków siatkówczaka zarodkowego wynika z dziedzicznej choroby nowotworowej. Osoba może odziedziczyć złą kopię genu RB1 (ważnego genu supresorowego nowotworu), ale także odziedziczy dobrą kopię od drugiego rodzica. Jeśli LOH pojawi się i wyeliminuje kopię dobrego genu, prawdopodobnie rozwinie się u niej siatkówczak.

Osoby w takich przypadkach często rozwijają wiele guzów w młodym wieku.

LOH i leczenie raka

Wiele osób nie zdaje sobie sprawy, że termin „rak” odnosi się do dużej i zróżnicowanej grupy chorób. Nawet nowotwory tego samego narządu mogą mieć różne cechy fizyczne i genetyczne. Co być może ważniejsze, różne typy nowotworów mogą różnie reagować na leczenie raka.

Naukowcy zaczynają opracowywać specjalne metody leczenia, które pomagają w leczeniu raka wywołanego przez określone typy mutacji, na przykład dla osób z określonymi rodzajami przewlekłej białaczki szpikowej.

Ponieważ naukowcy lepiej rozumieją różne podtypy raka wywołane różnymi mutacjami, doprowadzi to do bardziej spersonalizowanego i specjalnie dostosowanego leczenia raka. Ta rozwijająca się dziedzina medycyny nazywana jest medycyną precyzyjną.

W większości badania są wciąż we wczesnej fazie. Obecnie zwykle tylko osoby z niektórymi typami raka, takimi jak niektóre rodzaje raka płuc, odnoszą korzyści z sekwencjonowania genetycznego ich guza. Może się to jednak stać bardziej powszechne, gdy techniki sekwencjonowania staną się bardziej usprawnione i będzie dostępnych więcej metod leczenia. ludzie z określonymi mutacjami.

Jako inny przykład, dla osób z niektórymi rodzajami glejaków sensowne może być uzyskanie informacji o mutacjach obecnych w ich komórkach nowotworowych. Niektóre dowody sugerują, że osoby, które mają glejaka i określony typ LOH (określany jako 1p / 19q), mogą lepiej reagować, jeśli oprócz standardowej chemioterapii otrzymują radioterapię.

W miarę jak dowiadujemy się więcej o konkretnych typach LOH i innych problemach genetycznych występujących w raku, naukowcy prawdopodobnie opracują coraz bardziej ukierunkowane terapie. Ponieważ LOH jest tak częstym zjawiskiem w raku, jest prawdopodobne, że terapie ukierunkowane na określone przypadki LOH mogą stać się bardziej powszechne w przyszłości. Co roku w tej dziedzinie pojawiają się nowe innowacje.

Słowo od Verywell

LOH i genetyka raka to złożone tematy, więc normalne jest, że na początku nie wszystko w pełni rozumie się. Nie wahaj się zapytać lekarza, czy sekwencjonowanie genetyki raka ma sens w Twojej konkretnej sytuacji. W niektórych przypadkach może to nie być pomocne, ponieważ nie zmieniłoby Twojego leczenia. Jednak w niektórych sytuacjach może być korzystne wykonanie takich testów.