• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nowe narzędzie do identyfikacji mutacji wywołujących nowotwory

    10.08.2012. 17:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Mechanizmy molekularne powodujące, że "normalne" komórki przekształcają się w nowotworowe od dawna dawały społeczności naukowej wiele do myślenia i na całym świecie podejmuje się ogromne wysiłki, by rozwikłać tę tajemnicę.

    Kiedy po raz pierwszy odkryto geny wywołujące nowotwory, tak zwane onkogeny, dostrzegając, że są to zmutowane formy zwykłych genów komórkowych, powszechnie uznano, że pojedyncza mutacja wystarczy do wywołania nowotworu. Tymczasem dalsze badania naukowe wykazały, że większość nowotworów rozwija się w następstwie kilku złożonych mutacji, a nie tylko jednej.

    Dotychczas ustalenie, które z kombinacji mutacji wywołują nowotwory opierało się zasadniczo na metodzie prób i błędów, ale teraz nowe narzędzie opracowane przez zespół naukowców z Austrii i Hiszpanii może to wszystko zmienić. Narzędzie, nazwane myszką Multi-Hit, potrafi zidentyfikować, które mutacje rzeczywiście przyczyniają się do wywołania nowotworów.

    Myszka Multi-Hit została zaprezentowana w nowym raporcie z badań, opublikowanym w czasopiśmie Nature Methods. Badania zostały dofinansowane z grantu, jaki Europejska Rada ds. Badań Naukowych (ERBN) przyznała jednemu z autorów badań, Josefowi Martinowi Penningerowi z Uniwersytetu Medycyny Weterynaryjnej w Wiedniu.

    Zespół zanalizował rekombinazę Cre - enzym rekombinazy tyrozynowej pochodzący z bakteriofaga P1 (wirusa zakażającego bakterie). Naukowcy wygenerowali losowe kombinacje prawidłowo i nieprawidłowo ustawionych onkogenów i przeanalizowali, które z nich prowadzą do rozwoju nowotworów.

    Następnie przetestowali swój system na dobrze znanym białku Ras, które - jak wykazano - jest mutowane w wielu różnych nowotworach.

    Wcześniej uznawano, że mutacje Ras wywołują nowotwory tylko wtedy, kiedy zmutowany jest również tak zwany gen Raf, ale niedawno zasugerowano, że zmiany w innych genach też mogą łączyć się ze zmutowanymi białkami Ras, by uruchomić rozwój nowotworu. Należą do nich geny kodujące białka RalGEF (czynnik wymiany nukleotydów guaninowych Ral), MAPK (kinaza aktywowana mitogenami) czy PI3K (kinaza 3-fosfatydyloinozytolu).

    Wyniki uzyskane przez naukowców wskazują, że same mutacje Ras nie uruchamiają rozwoju nowotworów. W następstwie losowej aktywacji genów rekombinazy Cre, u wszystkich myszy objętych badaniami rozwinęły się nowotwory.

    Badanie rozwiniętych nowotworów pokazały, że w większości z nich, wszystkie trzy geny zostały aktywowane, chociaż aktywacja samego genu PI3K (i w bardzo rzadkich przypadkach tylko jednego z dwóch pozostałych genów) również doprowadzała do nowotworu.

    W tych rodzajach nowotworów, które rozwinęły się najszybciej (i stanowią największe zagrożenie dla życia) aktywowały się wszystkie trzy badane geny. To pokazuje, że wszystkie geny przyczyniają się w pewien sposób do rozwoju nowotworu, co oznacza, że leki ukierunkowane na którykolwiek z nich bądź na wszystkie mogą odegrać kluczową rolę w leczeniu.

    Jeden z autorów raportu badań, Robert Eferl z Uniwersytetu Medycznego w Wiedniu, wypowiedział się na temat wyników: "Nasze prace nad Ras zaowocowały istotnymi wskazówkami, co do możliwych strategii terapeutycznych. Ale było to tak naprawdę jedynie badanie mające wykazać słuszność koncepcji (typu proof of principle). Co ważniejsze wyniki pokazują, że nasza myszka Multi-Hit rzeczywiście sprawdza się w badaniu interakcji między mutacjami genów. To powinno znacznie ułatwić nam zrozumienie, w jaki sposób nowotwory powstają i co możemy zrobić, aby je leczyć".

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Nowotwór (łac. neoplasma, skrót npl – z greckiego neoplasia) – grupa chorób, w których komórki organizmu dzielą się w sposób niekontrolowany przez organizm, a nowo powstałe komórki nowotworowe nie różnicują się w typowe komórki tkanki. Utrata kontroli nad podziałami jest związana z mutacjami genów kodujących białka uczestniczące w cyklu komórkowym: protoonkogenów i antyonkogenów. Mutacje te powodują, że komórka wcale lub niewłaściwie reaguje na sygnały z organizmu. Powstanie nowotworu złośliwego wymaga kilku mutacji, stąd długi, ale najczęściej bezobjawowy okres rozwoju choroby. U osób z rodzinną skłonnością do nowotworów część tych mutacji jest dziedziczona. Rak jądra – najczęstszy nowotwór złośliwy z grupy guzów litych w grupie młodych mężczyzn (pomiędzy 20 a 35 rokiem życia). Potoczne określenie "rak jądra" obejmuje całą grupę nowotworów, które można podzielić na nowotwory zarodkowe i niezarodkowe. Przeważającą większość guzów jądra (95-99%) stanowią nowotwory zarodkowe. Biorąc pod uwagę cechy kliniczne, można je podzielić na nasieniaki i nienasieniaki. Wszystkie nowotwory zarodkowe (z wyjątkiem dojrzałego potworniaka) cechują się dużą złośliwością histologiczną i agresywnym przebiegiem klinicznym. Są to jednocześnie jedne z niewielu nowotworów "litych" które można wyleczyć nawet w zaawansowanym stadium (z przerzutami odległymi). Szansę na wyleczenie pacjenci z guzami zarodkowymi zawdzięczają dużej wrażliwości tych nowotworów na chemioterapię i radioterapię. Koneksyny – białka budujące elementy połączenia szczelinowego, zwane koneksonami. Każdy konekson zbudowany jest z tych szcześciu podjednostek białkowych. Poszczególne podjednostki koneksyn określają przepuszczalność i selektywność połączeń szczelinowych. U ludzi występuje co najmniej 20 genów kodujących koneksyny. Mutacje w tych genach prowadzą do bardzo selektywnych chorób pod względem tkanki, której dotyczą i objawów, które wywołują. Przykładowo z mutacją jednego z tych genów związana jest choroba Charcota-Mariego-Tootha czy też wrodzona głuchota, wywołana nieprawidłowym przepływem kationów potasu w ślimaku.

    Geny homeotyczne, geny homeoboksowe (ang. homeobox genes, z gr. ηομεος = podobny) – grupa genów kontrolujących rozwój morfologiczny poszczególnych części ciała w początkowych stadiach rozwoju zarodkowego, zarówno u bezkręgowców jak i kręgowców. Mutacje w obrębie tych genów zazwyczaj nie wpływają negatywnie na układ segmentów ciała, ale prowadzą do stanu określanego mianem homeosis, w którym określony segment zostaje zastąpiony przez inny. Wynika to z tego, że w przypadku takiej mutacji niektóre komórki otrzymały w czasie rozwoju zarodka błędną informację pozycyjną i dlatego zachowują się w niewłaściwy dla siebie sposób. Geny homeotyczne niższych bezkręgowców oznacza się HOM, u wtóroustych – Hox, a u człowieka – HOX. Onkogenność – zdolność do wywoływania nowotworów na drodze onkogenezy. Onkogenne mogą być wirusy (zwane wirusami onkogennymi np. EBV), geny, które nazywane są wówczas onkogenami. Substancje i inne czynniki natury nieożywionej mają również zdolność wywoływania nowotworów, mówi się jednak w ich wypadku raczej o działaniu karcynogennym, gdyż ich działanie rozwija się w procesie karcynogenezy.

    Nowotwory kości mogą być pierwotne i przerzutowe, nowotwory pierwotne dzielą się na łagodne i złośliwe. Pierwotne nowotwory kości są rzadkie, stanowią zaledwie około 1% wszystkich nowotworów człowieka; mogą się różnicować w kierunku tkanki kostnej (nowotwory kościotwórcze) bądź tkanki chrzęstnej (nowotwory chrzęstotwórcze), albo nie należeć do żadnej z tych grup, jak mięsak Ewinga. Najczęstszymi zmianami nowotworowymi kości są przerzuty. Białko VHL (pVHL) – białko, kodowane przez gen VHL znajdujący się na chromosomie 3. Gen VHL jest genem supresorowym; jego mutacja prowadzi do rozwoju nowotworów. Germinalne mutacje w genie VHL prowadzą do choroby von Hippla-Lindaua, która charakteryzuje się występowaniem w młodym wieku i rodzinnie określonych typów bogato unaczynionych nowotworów ośrodkowego układu nerwowego, siatkówki, rdzenia nadnerczy, trzustki i innych narządów.
    Nazwa genu pochodzi od nazwy choroby i została po raz pierwszy użyta w pracy Bernda R. Seizingera i jego współpracowników opublikowanej na łamach „Nature” w marcu 1988 roku, w której locus domniemanego genu wywołującego chorobę określono na 3p25.

    Historia odkrycia i badań nad stwardnieniem guzowatym: Historia odkrycia stwardnienia guzowatego i badań nad tą chorobą liczy dopiero niecałe 200 lat. Stwardnienie guzowate (tuberous sclerosis, tuberous sclerosis complex, TSC) jest rzadką, wielonarządową chorobą genetyczną, w której rozwijają się łagodne guzy mózgu i guzy innych ważnych życiowo narządów: nerek, serca, oczu, płuc i skóry. Zespół objawów może obejmować napady drgawkowe, opóźnienie rozwoju, zaburzenia behawioralne i schorzenia dermatologiczne, a także objawy wynikające z zajęcia płuc i nerek. TSC może być spowodowane mutacją w jednym z dwóch genów: TSC1 i TSC2 , kodujących, odpowiednio, hamartynę i tuberynę. Oba geny należą do genów supresorowych (antyonkogenów), gdyż funkcją kodowanych przez nie białek jest regulacja cyklu komórkowego i procesu różnicowania komórek. W przeszłości zachorowania na tę chorobę traktowano jak ciekawe przypadki kazuistyczne; obecnie, badaniom nad patogenezą TSC przypisuje się istotne znaczenie w poznawaniu procesu nowotworzenia i supresji nowotworów. Nowotwory ośrodkowego układu nerwowego są grupą nowotworów rozwijających się w tkankach mózgowia i rdzenia kręgowego. Mogą to być nowotwory pierwotne i przerzutowe, nowotwory pierwotne dzielą się na łagodne i złośliwe. Inaczej niż w innych lokalizacjach, nowotwory łagodne ośrodkowego układu nerwowego również nierzadko wiążą się z poważnym rokowaniem, ponieważ mogą wywierać objawy uciskowe.

    Dodano: 10.08.2012. 17:26  


    Najnowsze