De ce genele supresoare tumorale sunt importante în cancer

Conţinut

• Tipuri de gene supresoare tumorale
• Oncogene vs gene supresoare tumorale
• Moștenirea și oncogene vs. gene supresoare tumorale
• Genele supresoare tumorale și „ipoteza cu 2 lovituri”
• Exemple

Genele supresoare tumorale produc proteine ​​care reglează creșterea celulelor și joacă un rol important în prevenirea dezvoltării celulelor canceroase.

Atunci când genele supresoare tumorale sunt modificate sau inactivate din cauza unei mutații (fie una care este prezentă la naștere, fie una care apare mai târziu în viață), ele produc proteine ​​care sunt mai puțin eficiente în controlul creșterii și / sau reparării celulelor. Rezultatul este creșterea necontrolată a celulelor deteriorate sau anormale, ceea ce duce la creșterea necontrolată și la dezvoltarea tumorilor canceroase.

Genele supresoare tumorale sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de antioncogene sau gene de pierdere a funcției.

Tipuri de gene supresoare tumorale

Genele supresoare tumorale vin în trei tipuri principale. Fiecare tip are o funcție diferită:

1. Spunând celulelor să încetinească și să nu se mai divizeze
2. Repararea deteriorării ADN-ului celular care rezultă din divizare și ar putea duce la cancer
3. Cauzând celulele deteriorate să înceapă un proces numit moarte celulară programată sau apoptoză

Oncogene vs gene supresoare tumorale

Două tipuri principale de gene sunt implicate în dezvoltarea cancerului: oncogene și gene supresoare tumorale. Termenul oncogen înseamnă literalmente „gene de cancer”, iar aceste gene duc la creșterea necontrolată a celulelor. (Proto-oncogenele sunt genele care ajută celulele să crească și, atunci când sunt mutate, astfel încât acestea funcționează slab, sunt denumite oncogene)

Genele supresoare tumorale sunt mai ușor de descris folosind o analogie.

Oncogene: tipuri, exemple și rol în cancer

Analogie cu conducerea: genele supresoare tumorale sunt frânele

Din ce în ce mai mult, cercetarea cancerului se îndreaptă spre imunoterapie din cauza „întreruperilor pornite și oprite” pentru cancer care au fost descoperite. Poate deveni extrem de tehnic și confuz, deci poate ajuta să ne gândim la celule ca la mașini.

Fiecare celulă are un accelerator și frâne. În mașinile normale, ambele funcționează bine. Procesele multiple asigură menținerea echilibrului, astfel încât ambele mașini să se miște constant, dar să nu se prăbușească.

Cancerul începe cu o serie de mutații la gene. Genele funcționează ca un plan pentru fabricarea proteinelor cu funcții diferite. Unele mutații nu sunt o mare problemă - călătoresc în liniște și nu se încurcă cu nimic. Se numesc mutații pasagerilor.

Apoi ajungem la mutațiile șoferului. Conducătorul auto poate decide să meargă prea repede sau prea încet și aceste mutații conducătoare conduc creșterea celulelor canceroase.

Cancerul poate fi legat de probleme fie cu accelerația, fie cu frânele, dar de multe ori, deteriorarea atât a oncogenelor, cât și a genelor supresoare tumorale apare înainte ca cancerul să se dezvolte. Cu alte cuvinte, acceleratorul trebuie să fie lipit de podea ȘI frânele trebuie să funcționeze defectuos. Faptul că cancerul necesită adesea o serie de mutații diferite este, în parte, motivul pentru care cancerul este mai frecvent la persoanele în vârstă. Mai mult timp permite mai multe mutații.

În această analogie auto:

• Oncogenele sunt genele care controlează acceleratorul
• Genele supresoare tumorale controlează frânele

Folosind această analogie cu referire la diferitele tipuri de gene supresoare tumorale enumerate mai sus:

• Unele tipuri sunt responsabile de lovirea frânelor
• Unii repară frânele rupte
• Alții remorcă mașina atunci când nu poate fi reparată

Moștenirea și oncogene vs. gene supresoare tumorale

Există mai multe diferențe importante între oncogene și gene supresoare tumorale în cancer.

În general, oncogenele sunt dominant. În corpul nostru, avem două seturi ale fiecărui cromozom și două seturi de gene: unul de la fiecare părinte. În cazul genelor dominante, doar una dintre cele două copii trebuie să fie mutată sau anormală pentru a avea loc un efect negativ.

Luați, de exemplu, ochii căprui. Dacă oamenii moștenesc o copie a genei cu ochi căprui și o copie a genei cu ochi albaștri, culoarea ochilor lor va fi întotdeauna maro. În analogia mașinii, este nevoie de o singură copie a unei gene mutante care controlează acceleratorul pentru ca mașina să rămână fără control (doar unul dintre cele două proto-oncogene trebuie mutat pentru a deveni un oncogen).

În schimb, genele supresoare tumorale tind să fie recesiv. Adică, la fel cum ai nevoie de două gene pentru ochii albaștri pentru a avea ochi albaștri, două gene supresoare trebuie amândouă deteriorate pentru a contribui la cancer.

Este important de reținut că relația dintre oncogene și gene supresoare tumorale este mult mai complexă decât aceasta, iar cele două sunt adesea împletite. De exemplu, o mutație a unei gene supresoare poate duce la proteine ​​care nu sunt capabile să repare mutațiile dintr-o oncogenă, iar această interacțiune conduce procesul înainte.

Genele supresoare tumorale și „ipoteza cu 2 lovituri”

Înțelegerea naturii recesive a genelor supresoare tumorale poate fi utilă în înțelegerea predispozițiilor genetice și a cancerului ereditar.

Exemple de gene supresoare tumorale sunt genele BRCA1 / BRCA2, cunoscute altfel ca „genele cancerului mamar”. Persoanele care au o mutație la una dintre aceste gene au un risc crescut de a dezvolta cancer de sân (printre alte tipuri de cancer).

Cu toate acestea, nu toată lumea cu gena dezvoltă cancer de sân. Prima copie a acestor gene este mutată la naștere, dar până la apariția unei alte mutații după naștere (o mutație dobândită sau mutație somatică) se fac proteine ​​reparatoare anormale care cresc riscul de cancer.

Este important de reținut că există mai multe gene asociate cu dezvoltarea cancerului de sân (nu doar genele BRCA), pentru care sunt disponibile teste genetice, iar multe dintre acestea sunt considerate gene supresoare tumorale.

Gene non-BRCA care cresc riscul de cancer mamar

Această natură recesivă este cea la care se face referire în „ipoteza cu 2 lovituri” a cancerului. Prima copie (în exemplul de mai sus, copia moștenită a genei defecte) este prima lovitură, iar o mutație ulterioară în cealaltă copie a genei mai târziu în viață este a doua lovitură.

De remarcat este că a avea „2 lovituri” singur nu este suficient pentru a duce la cancer. Apoi, trebuie să se producă deteriorarea celulelor ADN (din mediu sau din cauza proceselor metabolice normale din celule) și împreună cele două copii mutante ale genei supresoare tumorale nu sunt capabile să creeze proteine ​​eficiente pentru a repara daunele.

Gene supresoare tumorale și cancer ereditar

Potrivit Societății Americane a Cancerului, sindroamele de cancer moștenite reprezintă între 5% și 10% din tipurile de cancer, dar studiile sugerează că procentul de tipuri de cancer care pot fi atribuite acestor gene pot fi mult mai mari. Screeningul genetic este acum disponibil pentru mai multe dintre aceste sindroame, dar în multe cazuri, o predispoziție genetică nu poate fi găsită cu testarea. În acest caz, este foarte util ca oamenii să lucreze cu un consilier genetic care ar putea să înțeleagă mai multe despre risc pe baza istoricului familial.

Două roluri de bază ale genelor supresoare tumorale: gardieni și îngrijitori

După cum sa menționat mai devreme, genele supresoare tumorale pot funcționa ca „frâne” ale mașinii în trei moduri primare, dar inhibând creșterea celulară, fixând ADN-ul rupt sau provocând moartea unei celule. Aceste tipuri de gene supresoare tumorale pot fi gândite ca gene „gatekeeper”.

Cu toate acestea, unele gene supresoare tumorale funcționează într-un rol mai important. Aceste gene creează proteine ​​care supraveghează și reglează multe dintre funcțiile altor gene pentru a menține stabilitatea ADN-ului.

În exemplele de mai jos, Rb, APC și p53 funcționează ca gatekeepers. În schimb, genele BRCA1 / BRCA2 funcționează mai mult ca îngrijitori și reglează activitatea altor proteine ​​implicate în creșterea și repararea celulelor.

Exemple

Au fost identificate multe gene diferite de supresoare tumorale și este probabil ca multe altele să fie identificate în viitor.

Istorie

Genele supresoare tumorale au fost identificate mai întâi la copiii cu retinoblastom. În retinoblastom, spre deosebire de multe gene supresoare tumorale, gena tumorală care este moștenită este dominantă și, prin urmare, permite cancerului să se dezvolte la copiii mici. Dacă un părinte poartă gena mutantă, atunci 50% din copiii lor vor moșteni gena și vor fi expuși riscului de retinoblastom.

Exemple comune

Câteva exemple de gene supresoare tumorale asociate cu cancerul includ:

• RB: Gena supresoare responsabilă de retinoblastom
• Gena p53: Gena p53 creează proteina p53 care reglează repararea genelor în celule. Mutațiile acestei gene sunt implicate în aproximativ 50 la sută din tipurile de cancer. Mutațiile moștenite ale genei p53 sunt mult mai puțin frecvente decât mutațiile dobândite și duc la starea ereditară cunoscută sub numele de sindrom Li Fraumeni. Codurile p53 pentru proteinele care spun celulelor să moară dacă sunt deteriorate fără reparații, proces denumit apoptoză.
• Genele BRCA1 / BRCA2: Aceste gene sunt responsabile de aproximativ 5% până la 10% din cancerele de sân, dar atât mutațiile genei BRCA1, cât și mutațiile genei BRCA2 sunt asociate și cu un risc crescut de alte tipuri de cancer. (BRCA2 este, de asemenea, legat de un risc crescut de cancer pulmonar la femei.)
• Gena APC: Aceste gene sunt asociate cu un risc crescut de cancer de colon la persoanele cu polipoză adenomatoasă familială.
• Gena PTEN: Gena PTEN este una dintre genele non-BRCA care pot crește riscul ca o femeie să dezvolte cancer de sân (până la un risc de 85% pe viață). Este asociat atât cu sindromul tumoral PTEN hamartom cât și cu sindromul Cowden. Codurile genetice ale proteinelor care ajută la creșterea celulelor, dar, de asemenea, ajută celulele să se lipească. Când gena este mutată, există un risc mai mare ca celulele canceroase să se „rupă” sau să se metastazeze.

În prezent, au fost identificate peste 1200 de gene supresoare de tumori umane. Universitatea din Texas are o bază de date genică supresoare tumorale care enumeră multe dintre aceste gene.

Gene supresoare tumorale și tratamente pentru cancer

Înțelegerea genelor supresoare tumorale poate ajuta, de asemenea, să explice puțin de ce terapiile, cum ar fi chimioterapia, nu vindecă complet cancerul. Unele tratamente pentru cancer funcționează pentru a stimula celulele să se sinucidă. Deoarece unele gene supresoare tumorale declanșează procesul de apoptoză (moarte celulară), atunci când acestea nu funcționează corect, este posibil ca celulele canceroase să nu poată trece prin procesul de apoptoză, așa cum ar putea face și alte celule.

Un cuvânt de la Verywell

Învățarea despre funcția genelor supresoare tumorale și a oncogenelor implicate în formarea cancerului, precum și despre caracteristicile celulelor canceroase și modul în care celulele canceroase diferă de celulele normale, poate ajuta cercetătorii să analizeze noi modalități de a identifica atât persoanele cu risc de cancer, cât și pentru a trata cancerele care apar.

Experții știu că nu contează doar schimbările genomului în sine, ci modificarea modului în care genele sunt exprimate fără modificări genetice (cunoscute sub numele de epigenetică) joacă un rol în cancer. Este posibil ca modificările din mediul țesuturilor noastre să afecteze „expresia” proteinelor supresoare tumorale produse de aceste gene.

De exemplu, un studiu a analizat rolul pe care îl pot juca ierburile medicinale în activarea moleculelor supresoare tumorale și alte câteva studii au analizat rolul tiparelor dietetice în activarea supresorului tumoral.

• Acțiune
• Flip
• E-mail
• Text