Nowotwory to prawdziwa plaga dzisiejszych czasów. W ciągu ostatnich 30 lat, zachorowalność w Polsce na nowotwory złośliwe wzrosła ponad dwukrotnie. Śmiertelność z ich powodu cały czas utrzymuje się na wysokim poziomie. Zależy ona głównie od typu nowotworu i stadium, w jakim zostanie on wykryty. W przypadku kobiet - największą śmiertelność powoduje nowotwór piersi, a dalej rak jelita grubego, płuca, żołądka, jajnika i szyjki macicy. U mężczyzn największą śmiertelność wywołuje kolejno rak płuca, jelita grubego, żołądka, prostaty i pęcherza moczowego. 


       Powodem tak dużej śmiertelności jest niewątpliwie mało skuteczna diagnostyka, przez co nowotwory wykrywane są w późnym i nieoperowalnym stadium. Obecnie na rynku nie ma także skutecznej terapii, która leczyła by zaawansowaną, rozsianą po całym organizmie postać nowotworu. Wykrycie komórek nowotworowych w początkowych stadiach rozwoju, daje nam naprawdę duże szanse na pozbycie się niechcianego intruza, w przypadku niektórych typów nowotworów – nawet 100%. Najbardziej skuteczną diagnostyką obecnie są badania genetyczne, które nie tylko pozwolą zdiagnozować nowotwór w wczesnym, niezauważalnym przez inne narzędzia diagnostyczne stadium, ale także określają predyspozycje do występowania określonych rodzajów nowotworów, co pozwala na wprowadzenie natychmiastowej i skutecznej profilaktyki. Niestety – takie badania nie są refundowane i stosowane powszechnie. A dlaczego badania genetyczne są tak skuteczne w identyfikowaniu nowotworów?

Powstawanie nowotworów a geny.

   
    Mechanizm nowotworzenia obejmuje przede wszystkim rożne zmiany w materiale genetycznym. Regulacja komórkowa może zostać zaburzona przez wiele czynników tj. infekcje, metylację DNA oraz zmiany w sekwencji materiału genetycznego. Nowotwór nie powstaje na skutek jednej mutacji. Zazwyczaj do rozwoju nowotworu potrzeba wielu mutacji w różnych, ważnych dla podziałów komórki genach. Dlatego tak ważna jest diagnostyka całych genów, a nie tylko pojedynczych fragmentów. Poznanie molekularnych mechanizmów, które prowadzą do rozwoju nowotworów, pozwoliło na wytypowanie genów, które są najbardziej narażone na mutacje. Na tej podstawie powstało (i nadal powstaje) wiele testów genetycznych, za pomocą których można szybko i bezboleśnie zdiagnozować typ mutacji – a co za tym idzie – typ nowotworu. Znaczna ilość testów oparta jest na tzw. markerach genetycznych. 

        A co to są markery genetyczne? Są to charakterystyczne zmiany w sekwencji lub ekspresji danego genu. Występują one zazwyczaj w tzw. protoonkogenach i w genach supresorowych (ważnych dla podziału komórki). Identyfikując te zmiany możemy zdiagnozować nowotwór, prognozować ich przebieg, czy sprawdzić swoje predyspozycje do zachorowalności na nowotwory. Niedawno wykazano też, że znając molekularne podstawy nowotworzenia, możemy także dobrać bardziej odpowiednią i skuteczną terapię. Analizując geny, możemy zidentyfikować mutacje charakterystyczne dla danej komórki, które uległa transformacji. 

      Oprócz mutacji punktowych, w przypadku niektórych nowotworów może dojść do rearanżacji całych chromosomów. Powstają wówczas tzw. geny hybrydowe. Przykładem może być białaczka, w której powstaje tzw. chromosom philadelphia (Ph). Powstaje on na skutek przemieszczenia się jednego fragmentu chromosomu na drugi (z 9 na 22). Powstają wówczas geny, które produkują hybrydowe białka – BCR-ABL. Białko ABL to enzym, który kontroluje m.in. podziały komórkowe. Połączenie z BCR sprawia, że enzym ten jest stale aktywny, przez co dochodzi do niekontrolowanych podziałów i rozwoju nowotworu. Wadliwy gen fuzyjny można zdiagnozować za pomocą techniki PCR lub FISH (hybrydyzacji immunofluorescencyjnej in situ) z użyciem specjalnie wyznakowanej sondy. 

    Często obserwowanym zjawiskiem w transformacji nowotworowej jest powielanie onkogenów. Zwiększenie liczby kopii danego onkogenu jest często spowodowane wieloma błędami w replikacji i prowadzi zwykle do niekontrolowanych podziałów komórki. Taką amplifikację genu można wykryć metodami molekularnymi, w tym także z pomocą metody PCR. Niestety, w wielu przypadkach powielony onkogen oznacza nowotwór złośliwy. 

Techniki diagnostyczne.

      Obecnie mamy dostęp do całego wachlarza różnych metod molekularnych, za pomocą których możemy zidentyfikować „wadliwy gen”. Najczęściej stosuje się techniki oparte na reakcji PCR. Dzięki nim możemy w prosty sposób wykazać obecność zmian, które wywołują nowotwór. Materiał do analizy może być pobrany bezpośrednio z guza (biopsję) lub z krwi, moczu i innych płynów fizjologicznych (zwłaszcza w przypadku badania predyspozycji), może to być także wymaz pobrany z wewnętrznej strony policzka. Dzięki technice PCR możemy otrzymać ponad milion kopii analizowanego fragmentu DNA. Umożliwia to wykrycie zmian nawet z pojedynczej komórki!

     Prawdziwym przełomem w diagnostyce molekularnej okazały się tzw. mikromacierze. Z ich pomocą możemy badać wiele genów jednocześnie. Są to niewielkie płytki podzielone na wiele części, w których umieszcza się próbki badane. Na próby nanosi się wiele sond molekularnych (fragmentów DNA komplementarnych do poszukiwanych fragmentów, które są wyznakowane np. fluorescencyjnie). Mikromacierze pozwalają na obserwacje zmian w ekspresji genów, co pozwala zaobserwować zmiany jakie różnią komórkę zdrową od komórki nowotworowej. Przy użyciu mikromacierzy, naukowcy rozwinęli wiele klasyfikacji opartych na ekspresji genów dla wielu nowotworów mi.in. białaczki, raka płuca, czy raka piersi.

Mikromacierz DNA


Każdy nowotwór ma swój „podpis genetyczny”.

      Jak już wcześniej wspomniano, proces nowotworzenia jest bardzo skomplikowany i obejmuje zazwyczaj wiele mutacji, w różnych genach. Niektóre mutacje są charakterystyczne dla większość nowotworów. Przykładem mogą być mutacje w białku p53, które odpowiada za zahamowanie cyklu komórkowego w przypadku wystąpienia błędów w DNA. W tym wypadku zmiana sekwencji DNA kodującego to białko sprawia, że staje się ono nieaktywne i nie może pełnić swej ochronnej funkcji. Mutacje p53 występują w wielu różnych nowotworach tj. rak płuc, czy rak jelita. 

    W ostatnich latach jednak, udało się zidentyfikować szereg genów, w których mutacje odpowiadają za dziedziczną predyspozycje do określonych nowotworów. U nosicieli niektórych mutacji, ryzyko zachorowalności na nowotwór może wynosić nawet 90%. Do najczęściej badanych genów należą:
  • NOD2 – mutacje w tym genie zwiększają zachorowalność na raka: piersi (5-krotnie), jelita grubego (2-krotnie), raka płuc (2-krotnie), raka jajnika (1,5-krotnie).
  • CHEK2 – mutacje powodują wzrost zachorowalności na raka piersi i prostaty, tarczycy, nerki, jelita grubego
  • NBS1 – mutacje w tym genie związane są z podwyższonym ryzykiem zachorowania na raka piersi i prostaty
  • CDKN2A – mutacje w tym genie powiązane są głównie z czerniakiem złośliwym, ale także z rakiem piersi, płuc i jelita grubego.
  • CYP1B1 – gen powiązany z rakiem piersi, mutacje zwiększają ryzyko zachorowania 2-krotnie.
  • BRCA2 – mutacje obecne w tym genie zwiększają ryzyko zachorowalności na raka piersi nawet 5-krotnie!
  • BRCA1 – zwiększa ryzyko zachorowalności na raka sutka i jajników.
  • APC – mutacje w tym genie zwiększają ryzyko zachorowania na raka jelita.

    Jak widzimy – geny powiązane z chorobami nowotworowymi zazwyczaj związane są nie z jednym, lecz z grupą nowotworów. Dlatego decydując się na badanie genetyczne, powinno się wybrać takie laboratorium, w którym bada się wiele różnych genów. Ważne jest też cały nie wykonywać testu na pojedynczą mutację – tylko badać cały gen: punkt po punkcie. 

Dla kogo i dlaczego?

     Testy genetyczne badające predyspozycje do nowotworów są tak naprawdę polecane dla każdego, kto chce zadbać o zdrowie swoje i swoich najbliższych. Uzyskując wiedzę na temat ryzyka – możemy wprowadzić skuteczną profilaktykę, która pozwoli znacznie opóźnić rozwój nowotworu, lub też w ogóle nie dopuści do jego powstania. 

     W przypadku osób, u których wykryto komórki nowotworowe – wiedza na temat konkretnych mutacji pomoże podjąć świadomą walkę. Wiedząc jakie mutacje spowodowały rozwój choroby, można wprowadzić bardziej dostosowaną terapię. Lekarze bowiem często stosują te same środki (zwykle chemioterapię) w tych samych dawkach, z nadzieją, że „jakoś to będzie”. W takim wypadku możemy jednak zarówno dawkę jak i rodzaj leku dostosować do konkretnych wadliwych genów, co znacząco może poprawić skuteczność leczenia. 

    Badania takie są polecane szczególnie dla osób, u których w rodzinie zdiagnozowano przypadki nowotworów. Dzięki temu możemy sprawdzić, czy odziedziczyliśmy taki „wadliwy gen”. Samo występowanie wadliwego genu nie świadczy o tym, że jesteśmy chorzy w danym momencie. Nie dziedziczymy bowiem choroby nowotworowej – a jedynie zwiększone predyspozycje do jej wystąpienia. Im wcześniej będziemy świadomi tego, że posiadamy określoną mutację, tym wcześniej wprowadzimy odpowiednią profilaktykę. Przestrzeganie odpowiednich zasad dotyczących głównie sposobu życia i żywienia, możne zminimalizować ryzyko rozwoju nowotworu niemal do zera. W wielu przypadkach wcześnie wykonane badania genetyczne mogą więc nawet uratować nasze życie. 

    Testy genetyczne mogą być przydatne w określaniu czynnika sprawczego. Nowotwory rozwijają się na skutek działania wielu czynników. W przypadku kiedy mamy do czynienia z nowotworami o nieznanej etiologii, dzięki testom DNA możemy przeanalizować genom takiej komórki nowotworowej i zidentyfikować gen, którego uszkodzenie spowodowało rozwój danego typu nowotworu. Może być to pomocne przy planowaniu określonej terapii, która będzie dopasowana do mutacji DNA jakie pacjent posiada. Czasem bowiem zdarza się tak, że mutacje w jednym eksonie (kodującym fragmencie DNA) – wymagają mniejszej dawki chemioterapii, niż mutacje w innym. Dlatego znając miejsca występowania mutacji możemy dokładniej dostosować lek i jego dawkę. 

Więcej informacji na temat diagnostyki nowotworowej: http://cbdna.pl/o-nas/centrum-badan-dna/oferta-cb-dna