A daganatsejtek szükség szerint ki- vagy bekapcsolhatják a génjeiket

A metilcsoportokat narancsszínű gömbök jelölik a kettős szálú DNS felszínén (Kép forrása: www.celgene.com)A metilcsoportokat narancsszínű gömbök jelölik a kettős szálú DNS felszínén (Kép forrása: www.celgene.com)
Daganatok.hu 2014. szeptember 1.
Megosztás:

Már 1983-ban sikerült rájönni, hogy egyes daganattípusokban abnormális metiláció, vagyis a DNS-hez kapcsolódó metilcsoportok egészséges sejtekétől eltérő mintázata figyelhető meg. Az elmúlt három évtizedben számos másik, a rák kialakulásával összefüggő metilációs rendellenességet figyeltek meg, de csak egy most megjelent új tanulmányból derült ki: a daganatsejtek metilációs mintázatának eltérései - ráktípustól és stádiumtól függetlenül - valóban általánosnak nevezhetőek. Mindez azért lényeges, mert ezek az eltérések lehetővé tehetik a ráksejtek számára, hogy bizonyos génjeiket igény szerint ki- vagy bekapcsolják, ami versenyelőnyhöz juttathatja őket az egészséges sejtekkel szemben.

Az epigenetika egy viszonylag fiatal, új tudományterület, amely nem a DNS bázissorrendjében bekövetkező változásokat - vagyis a daganatok kialakulásával egyértelműen összefüggő mutációk hatásait - hanem főként a DNS bázisaihoz kapcsolódó metilcsoportok (-CH3) mintázatának változásait vizsgálja.

A metilcsoportok mintázata már korai életkorban kialakul, és fennmarad a végleges sejttípusokká alakult, differenciálódott sejtekben. Életünk során aztán változások következnek be ebben a mintázatban, elsősorban különféle környezeti tényezők, például a táplálkozás, a stressz vagy épp a testmozgás hatására. Ez a változás - a mutációkhoz hasonlóan - hatással lehet a gének aktivitására, vagyis a génkifejeződésre. A DNS citozin nevű bázisaihoz kapcsolódó metilcsoportok például gátolhatják a génaktivitást.

Az epigenetikai változások kulcsfontosságúak lehetnek a tumorok fejlődése szempontjából

Az epigenetikai változások daganatfejlődésben betöltött szerepét több mint 30 éve kutató Bert Vogelstein és munkatársai nemrég fontos és új felfedezést tettek a ráksejtek epigenetikai változásainak elterjedtségéről és lehetséges szerepéről.

A kutatócsoport ötféle ráktípusból vett szövetminták és egészséges szövetek DNS mintáit hasonlította össze egymással. Az emlőrákos, vastagbélrákos, tüdőrákos, valamint pajzsmirigy- és hasnyálmirigyrákos szövetekből vett DNS mintákban elemezték az örökítőanyag metilációs mintázatait, vagyis azt a sorrendet, ahogyan a metilcsoportok a DNS bázisaihoz kapcsolódtak.

A szolid tumorokból vett szövetmintákban hosszú DNS-darabokat sikerült azonosítani, amelyeknél a metilációs mintázat véletlenszerű volt. Ez azt jelentette, hogy a DNS hosszabb szakaszain nagyrészt eltűntek a bázisokhoz kapcsolódó metilcsoportok, rövidebb szakaszokon viszont éppen ellenkezőleg, az átlagosnál több metilcsoport fordult elő. Ez a jelenség az összes tumoros szövetmintára általánosan jellemző volt - szemben az egészséges sejtekkel - és az sem számított, hogy az adott ráktípus milyen stádiumú volt.

Fontos felismerés, hogy a metilcsoportok elhelyezkedésének megváltozása már a sejtek tumorossá válásának kezdetén kialakul - írják a Genome Medicine című szaklapban megjelent cikk szerzői.

Hogyan juthat előnyhöz egy daganatsejt a metilációs mintázatok megváltozásán keresztül?

Mint azt a bevezetőben említettük, a metilációs mintázat változásai befolyásolhatják a génaktivitást, vagyis azt, hogy bizonyos gének bekapcsolt, avagy kikapcsolt állapotban vannak-e. A kutatócsoport feltételezi, hogy a gének aktivitásának epigenetikai úton történő, azonnali módosítása lehetővé teszi a daganatsejtek számára, hogy rövid idő is képesek legyenek alkalmazkodni a szöveti környezetük változásaihoz.

Az egyik lehetséges példa erre az a megfigyelés, hogy a daganatsejtek gyakran kikapcsolják azokat a génjeiket, amelyek a sejtek öngyilkossági folyamatait, idegen szóval az apoptózist indítanák be egy rosszindulatúvá váló sejt esetében. Ezzel párhuzamosan pedig bekapcsolják azokat a génjeiket, amelyek normális körülmények között csak a sejtek fejlődésének kezdeti szakaszában aktívak. Ez a fajta génaktivitás segíthet például az áttétek létrejöttében, vagyis abban a folyamatban, amikor a tumorsejtek fokozatosan átterjednek a szervezet távolabbi részeire, és az addig egészséges szövetekben másodlagos daganatokat hoznak létre. "A génaktivitás epigenetikai úton történő módosításai olyan eszköztárat biztosíthatnak a tumoroknak, amely az egészséges sejteknél hiányzik, és ami a normálisan működő sejtekkel szemben versenyelőnyhöz juttathatja őket" - mondja Andrew Feinberg, a Johns Hopkins Egyetem molekuláris biológia professzora.

A kutatás igen fontos gyakorlati alkalmazási lehetősége, hogy az epigenom vizsgálatával korai stádiumban lehetne szűrni a különféle daganattípusokat, illetve korán közbe lehetne avatkozni azokban az esetekben, amikor a metilációs mintázatokban a rák kezdeti kialakulására utaló jeleket találnak. Egy-egy ilyen vizsgálat során a sejtek "metilációs ujjlenyomata" kerülne meghatározásra, amivel biztonsággal el lehetne különíteni a korai stádiumú, de valóban rosszindulatú sejtburjánzást azoktól az ártalmatlan sejtnövekedési folyamatoktól, amelyekből nem lesz rák, viszont ma még inkább eltávolítják ezeket is, például az emlő esetében.

Epigenetikai vérteszt az előrehaladott emlőrák kimutatására és a kezelések hatékonyságának mérésére

Szintén a Johns Hopkins Egyetem kutatói számoltak be idén júliusban egy olyan vérteszt kifejlesztéséről, amellyel az előrehaladott emlőrákokat lehetne felismerni. A "cMethDNA assay"-nek nevezett teszt 10 gén esetében képes felismerni a metilációs mintázat azon változásait, amelyek az emlőrák kialakulása során folyamatosan jelennek meg az örökítőanyag felszínén. A teszt a tumorok vérben keringő DNS-ét használja erre a célra.

A kutatók 26 előrehaladott, késői stádiumú emlőrákban szenvedő és ugyanennyi egészséges személynél vizsgálták a teszt megbízhatóságát. A teszt 95 százalékos pontossággal különítette el a beteg és az egészséges résztvevőket, ezen kívül azt is sikeresen kimutatta, amikor a terápiára reagáló betegeknél csökkent a DNS-hez kapcsolódó metilcsoportok mennyisége. Ez nem történt meg azoknál a betegeknél, akik nem bizonyultak érzékenynek az alkalmazott kezelésre.

Felhasznált és további anyagok a témában:

Cancer Leaves a Common Fingerprint on DNA 

Large hypomethylated blocks as a universal defining epigenetic alteration in human solid tumors 

Epigenetic Blood Test for Breast Cancer 

Reprogramming Cancer Cells - The Story of Epigenetics 

Tisztelt Olvasónk! Felhívjuk a figyelmét, hogy anyagaink tájékoztató és ismeretterjesztő jellegűek, így nem adhatnak választ minden olyan kérdésre, amely egy adott betegséggel vagy más témával kapcsolatban felmerülhet, és főképp nem pótolhatják az orvosokkal, gyógyszerészekkel vagy más egészségügyi szakemberekkel való személyes találkozást, beszélgetést és gondos kivizsgálást.

Hírek az Avemarról:

Ajánló