Maśliński4974

deacytalazę histonów (HDAC). Czynniki H2F wzbudziają z kolei transkrypcję swoistych genów odpowiedzialnych za podziały komórkowe, natomiast białko HDAC ułatwia transkrypcję w mechanizmie nieswoistym (nić DNA jest dostępna dla polimeraz RNA po acetylacji histonów). Jeśli RB ulegnie fosforylacji (przez kinazy cyklinozależne CDK2 i CDK4), E2F i HDAC uwalniają się z kompleksów z RB1 i uruchamiają proces transkrypcji Aktywność kinaz CDK2 i CDK4 podlega kontroli odpowiednich inhibitorów, m.in. zależnego od P53 białka P21 (zob. dalej).

-    Gen P53 (chromosom 17p) koduje białko p53, zwane „strażnikiem genomu”. Kontroluje ono oba punkty restrykcyjne cyklu komórkowego (Gl/S oraz G2/M). Czynność P53 jest dwufazowa: w razie uszkodzeń genomu P53 zatrzymuje cykl komórkowy dopóty, dopóki nie zakończy się naprawa DNA; jednak w razie rozległych, trudnych do reparacji uszkodzeń (a zatem gdy ryzyko karcynogenezy jest wysokie) P53 uruchamia program apoptuzy. Dzieje się tak, ponieważ spośród białek kontrolowanych przez P53 produkcja czynników hamujących cykl zachodzi w komórce szybko, natomiast ekspresja czynników proapopto-tycznych dopiero po kilkunastu godzinach.

Uszkodzenia DNA prowadzą do uwolnienia w jądrze komórkowym cząsteczek P53 z nieaktywnych kompleksów P53-MDM2. Aktywne (ufosforylowane) białko P53 pobudza w fazie Gl/S produkcję białka P21, inhibitora kinaz cyklinozależnych, W punkcie restrykcyjnym G2/M mechanizm działania P53 jest inny: obok ekspresji genu dla P21 dochodzi do hamowania genu cykliny B oraz do produkcji białek rodziny 14-3-3, które uczestniczą w naprawie genomu i transportują kompleks cyklina B/CDK1 z jądra do cytoplazmy. Delecje lub mutacje genu P53 występują w raku płuc, raku jelita oraz w zespole U--Fraumeni (rzadka choroba młodego wieku z występowaniem mnogich nowotworów mózgu, piersi, białaczek i innych). Mutacje genu P53 są często spowodowane karcynogenami środowiska zewnętrznego. Ocenia się, że defekt genu supresorowego P53 zachodzi w połowie wszystkich przypadków nowotworów u człowieka.

-    Gen APC (lokalizacja 5q21), który ma związek z rakiem żołądka, jelita grubego i trzustki Rola białka APC jako supresora onkogenezy wynika z faktu, że jest ono głównym wewnątrzkomórkowym antagonistą /J-kateniny. Ta zaś jest integralną częścią kompleksu kad-heryny E wchodzącego w skład połączeń międzykomórkowych, a ponadto (po przejściu do jądra) współtworzy kompleksy działające jak czynniki transkrypcyjne, m.in. aktywujące ekspresję onkogenu MYC i cykliny Dl. Białko APC, uczestnicząc w degradacji /ł-kateniny, hamuje proliferację: oddziałuje zarówno na cykl komórkowy, jak i w mechanizmie hamowania kontaktowego.

-    Gen PTEN (ang. Phosphate and TENsin homologe).

Rola supresorowa białka PTEN wynika z aktywności enzymatycznej fosfatazy. PTEN działa przeciwstawnie do kinaz, m.in. hamuje drogę przewodzenia sygnału z receptorów dla czynników wzrostu (np. EGFR), hamuje drogę przewodzenia sygnału prowadzącą przez kinazę białek aktywowanych mitogenami (MAP) oraz fosfoiylację białek adapto-rowych wzbudzaną przez integiyny. W efekcie hamuje fazę G2, sprzyja apoptozie komórek i działa jak inhibitor ich migracji.

-    Geny BRCA (gen podatności na raka piersi, ang. BReast CAncer).

Białkowe produkty genów BRCA1 i BRCA2 uczestniczą w odpowiedzi komórki na uszkodzenie DNA: zatrzymują cykl komórkowy i indukują reparację genomu. BRCA1 aktywuje enzym naprawczy RAD51, a także działa jako ligaza ubikwityny, aktywująca białka kompleksu FA (iFanami anaemia), odpowiadające za naprawę uszkodzeń DNA spowodowanych czynnikami chemicznymi. Białko BRCA2 zidentyfikowano jako jedno z białek rodziny FA.

-    Gen WT1 (lokalizacja Upl3) bierze udział w rozwoju guza Wilmsa (nephroblamma) u dzieci

-    Gen NM23 (ang. non metastatic) wpływa na zdolność do prze rzutowania w czerniaku i w raku piersi

Koncepcja genów supresorowych, tj. antyonkogenów, jest niezmiernie interesująca i pobudzająca do dalszych badań. Klein i inni badacze sugerowali już wiele lat temu, że komórki nowotworowe można za pomocą odpowiednich induktorów „skłonić” do różnicowania i dojrzewania, co praktycznie odpowiadałoby zanikowi cech nowotworowych. Uzupełnia tę sugestię hipoteza Comingsa, która zakłada, że istniejące

w okresie zarodkowym w komórce geny „transformujące” ulegają zanikowi w czasie różnicowania. W dalszych stadiach rozwoju komórka może utracić geny supresorowe a ekspresja genów transformujących powoduje proliferację nowotworową.

Szczególną grupą genów działających przeciwnowotworowo są tzw. geny naprawy DNA (geny mutatorowe),

— GENY MUTATOROWE I NIESTABILNOŚĆ GENETYCZNA

Do rozwoju złośliwych nowotworów mogą przyczyniać się również uszkodzenia w obrębie genów, których białkowe produkty uczestniczą w naprawie uszkodzonego DNA, czyli w tzw. genach mutatorowych. W trakcie replikacji genomowego DNA błędy pojawiają się z częstością 1 na 10⁵—10⁶ nukleotydów. Oznacza to, iż w trakcie jednego cyklu replikacji zostaje popełnionych ok. 30 000 błędów. Są one usuwane dzięki istnieniu systemu naprawy błędnie sparowanych zasad, w skład którego wchodzą produkty genów MSH2, MSH6, MLH1, PMS1 i PMS2. Mutacja w obrębie jednego z opisanych genów może skutkować tym, iż źle sparowane zasady nie zostaną usunięte, co prowadzi do powstania rozproszonych mutacji w wielu genach, w tym także w protoonkogenach i genach supresorowych, a nawet w innych genach muta-torowych. Wskutek tego dochodzi do tzw. niestabilności genetycznej komórek (ang. genomie instability), która sprzyja transformacji nowotworowej.

U części chorych występuje wrodzona mutacja dotycząca genów warunkujących naprawę DNA - stwierdza się ją m.in. u chorych z wrodzonym rakiem okrężnicy niezwiązanym z polipowatością (ang. hereditary non-pofyposis colon cardnoma -HNPCC = zespół Lyncha) i u chorych na raka okrężnicy w młodym wieku.

Drugą, obok uszkodzenia systemu naprawy DNA, przyczyną niestabilności genetycznej są mutacje w genach regulujących punkty kontrolne cyklu komórkowego [(§£ 17.4).

Mutacje te dotyczą z reguły wybranych genów supresorowych, które charak-teryzują się tym iż, w przeciwieństwie do zaburzeń w innych genach supresorowych, są dziedziczone w sposób dominujący. Mutacje genów regulujących punkty kontrolne (restrykcyjne) cyklu komórkowego wpływają bezpośrednio na kinetykę proliferacji komórek nowotworowych (zob. podrozdz. „Kinetyka proliferacji komórek nowotworowych”).

— ONKOGENY WIRUSOWE

Współczesna wiedza o roli onkogenów w karcynogenezie i postępy kliniki onkologicznej oparte są na hipotezie, którą w 1969 r. przedstawili Huebner i Todaro, stwierdzając, iż:

-    w komórkach kręgowców można za pomocą technik mikroskopowo-clek-tronowych wykazać występowanie cząsteczek wirusów RN A,

-    wirusy u bardzo wielu gatunków zwierząt powodują transformację komórek, które wydaje się, że pozornie nie zawierają wirusów; można spowodować ich ujawnienie przez napromienianie bądź ekspozycję na karcynogeny chemiczne,

-    DNA, który przekazuje informację wirusową, łącznie z fragmentem odpowiedzialnym za transformację nowotworową, jest przenoszony z pokolenia na pokolenie przez komórki rozrodcze.

Hipoteza ta, wzbogacana przez lata wynikami badań, przyniosła dalsze informacje o karcynogenezie wirusowej.

923