Gen p53 i jego rola w raku

Zawartość

• Funkcja genu p53
• Mutacje genów p53
• Nowotwory i mutacje genów p53

Gen p53 (TP53) to gen, który jest zmutowany w wielu nowotworach i jest najczęstszą mutacją genu znajdowaną w komórkach rakowych. Gen jest rodzajem genu supresorowego, który koduje białko hamujące rozwój i wzrost guzów. Jako gen, który został ukuty jako „strażnik genomu”, po inaktywacji może również odgrywać rolę w utrzymywaniu się, wzroście i rozprzestrzenianiu się raka, który się rozwija. Dowiedz się więcej o funkcjach TP53, o tym, jak działa, aby powstrzymać tworzenie się raka, w jaki sposób może zostać uszkodzony, i terapiach, które mogą pomóc w reaktywacji jego działania.

Gen p53 (p53) lub jego białka są również określane jako białko nowotworowe p53, antygen p53 nowotworu komórkowego, fosfoproteina p53, antygen NY-CO-13 lub białko związane z transformacją 53.

Funkcja genu p53

Istnieją dwa typy genów, które są ważne w rozwoju i wzroście raka: onkogeny i geny supresorowe nowotworów. Najczęściej kumulacja mutacji w obie Za rozwój raka odpowiedzialne są onkogeny i geny supresorowe guza.

Onkogeny a geny supresorowe

Onkogeny powstają, gdy normalne geny obecne w organizmie (protoonkogeny) są zmutowane, powodując ich aktywację (ciągłe włączanie). Te geny kodują białka, które kontrolują podział komórek, a aktywację można uznać za analogię do zablokowania akceleratora w dolnym położeniu w samochodzie.

Natomiast geny supresorowe nowotworu kodują białka, które działają w celu naprawy uszkodzonego DNA (więc komórka nie może stać się komórką rakową) lub powodują śmierć (zaprogramowaną śmierć komórki lub apoptozę) komórek, których nie można naprawić ( więc nie mogą stać się komórkami rakowymi). Mogą również pełnić inne funkcje ważne we wzroście raka, takie jak odgrywanie roli w regulacji podziału komórek lub angiogenezie (wzrost nowych naczyń krwionośnych odżywiających guz). Korzystając z powyższej analogii, geny supresorowe nowotworów można traktować jako hamulce samochodu.

Typ genu supresorowego nowotworu, z którym wie więcej osób, to geny BRCA. Wiadomo, że mutacje genu BRCA są związane z rozwojem raka piersi i innych nowotworów.

Jak działa gen p53 w zapobieganiu rakowi

P53 to białko, którego główną funkcją jest naprawa DNA, aby zapobiec przekazaniu zmienionego DNA do komórek potomnych. Gdy uszkodzenie w DNA jest zbyt rozległe, aby można je było naprawić, białka P53 sygnalizują komórkom zaprogramowaną śmierć komórki (apoptozę).

Wzmocnienie funkcji

Gen p53 jest zmutowany w około 50% komórek rakowych, ale oprócz swojej roli w supresji nowotworu, same komórki rakowe mogą znaleźć sposoby na inaktywację i zmianę genu, prowadząc do nowych funkcji, które pomagają w podtrzymaniu wzrostu raka. Są one określane jako „wzmocnienie funkcji”. Niektóre z tych korzyści funkcji mogą obejmować:

• Wywoływanie oporności na leki przeciwnowotworowe
• Regulowanie metabolizmu (aby dać komórkom rakowym przewagę nad normalnymi komórkami)
• Promowanie rozprzestrzeniania się guza (przerzuty)
• Wzmocnienie wzrostu guza
• Hamowanie apoptozy komórek rakowych
• Indukowanie niestabilności genomu
• Ułatwianie angiogenezy

Analogia opisująca gen P53

Bardzo prostym sposobem spojrzenia na gen p53 byłoby wyobrażenie sobie siebie jako genu p53, a hydraulika jako jednego z białek, które możesz kontrolować. Jeśli masz wyciek wody i „funkcjonujesz prawidłowo”, możesz zadzwonić do hydraulika. Hydraulik może wtedy przyjść do twojego domu i albo naprawić nieszczelny kran, albo możesz go całkowicie wyjąć, aby zatrzymać wyciek wody. Gdybyś nie był w stanie wykonać połączenia (analogicznie do wadliwego genu p53), hydraulik nie zostałby wezwany, a wyciek byłby kontynuowany (analogicznie do dzielenia się komórek rakowych). Ponadto nie byłbyś w stanie wyłączyć wody, która ostatecznie zalałaby twój dom.

Gdy Twój dom zostanie zalany, bateria może zacząć żyć własnym życiem, uniemożliwiając jej wyłączenie, uniemożliwiając innym hydraulikom zbliżanie się, przyspieszając przepływ wody i dodając nowe nieszczelne rury wokół domu, niektóre z nich nie są nawet podłączone do początkowego nieszczelnego kranu.

Mutacje genów p53

Mutacja w genie p53 (zlokalizowanym na chromosomie 17) jest najczęstszą mutacją stwierdzaną w komórkach nowotworowych i występuje w ponad 50% przypadków raka. Mówienie o mutacjach genów i raku, szczególnie w przypadku genów supresorowych, jest mylące, ponieważ istnieją dwa podstawowe typy: zarodkowe i somatyczne.

Germline kontra mutacje somatyczne

Mutacje zarodkowe (mutacje dziedziczne) to rodzaj mutacji, którymi mogą się obawiać ludzie, zastanawiając się, czy mają genetyczną predyspozycję do raka. Mutacje są obecne od urodzenia i wpływają na każdą komórkę ciała. Obecnie dostępne są testy genetyczne, które sprawdzają kilka mutacji linii zarodkowych, które zwiększają ryzyko raka, takich jak zmutowane geny BRCA. Mutacje zarodkowe w genie TP53 są rzadkie i związane z określonym zespołem nowotworowym znanym jako zespół Li-Fraumeni.

Osoby z zespołem Li-Fraumeni często rozwijają raka jako dzieci lub młodzi dorośli, a mutacja linii zarodkowej wiąże się z wysokim ryzykiem zachorowania na raka, takiego jak rak piersi, rak kości, rak mięśni i inne.

Mutacje somatyczne (mutacje nabyte) nie są obecne od urodzenia, ale powstają w procesie przekształcania się komórki w komórkę rakową. Występują tylko w komórkach związanych z rakiem (takich jak komórki raka płuc), a nie w innych komórkach organizmu. Mutacje somatyczne lub nabyte są zdecydowanie najpowszechniejszymi typami mutacji związanych z rakiem.

Dziedziczne (zarodkowe) a nabyte (somatyczne) mutacje genów

Jak gen p53 może zostać uszkodzony (nieaktywny)

Gen p53 może zostać uszkodzony (zmutowany) przez substancje rakotwórcze występujące w środowisku (czynniki rakotwórcze), takie jak dym tytoniowy, światło ultrafioletowe i chemiczny kwas arystolochowy (z rakiem pęcherza). Często jednak toksyna prowadząca do mutacji jest nieznana.

Co się stanie, jeśli gen p53 zostanie dezaktywowany?

Jeśli gen jest inaktywowany, nie koduje już białek, które prowadzą do funkcji opisanych powyżej. Tak więc, gdy inna forma uszkodzenia DNA pojawi się w innym regionie genomu, uszkodzenie nie jest naprawiane i może skutkować rozwojem raka.

Nowotwory i mutacje genów p53

Mutacje genu TP53 występują ogólnie w około 50% przypadków raka, ale w niektórych typach występują częściej niż w innych. Mutacje w genie p53 były jednym z największych wyzwań w leczeniu raka, ponieważ te geny działają w celu utrzymania stabilności genomu. Przy funkcjonującym genie p53 mogą wystąpić dalsze mutacje, które zarówno ułatwiają rozwój raka, jak i nadają oporność na leczenie.

Nowotwory związane z mutacjami genu p53

Istnieje wiele rodzajów raka, które są związane z mutacjami w genie p53. niektóre z nich obejmują:

• Rak pęcherza
• Rak piersi: gen TP53 jest zmutowany w około 20% do 40% przypadków raka piersi.
• Rak mózgu (kilka typów)
• Cholangiocarcinoma
• Rak płaskonabłonkowy głowy i szyi
• Rak wątroby
• Rak płuc: gen TP53 jest zmutowany w większości drobnokomórkowych raków płuc.
• Rak jelita grubego
• Osteosarcoma (rak kości) i myosarcoma (rak mięśni)
• Rak jajnika
• Rak adrenokortykolu

Raz zmutowany, zawsze zmutowany? Celowanie w gen p53

Ze względu na ogromne znaczenie mutacji TP53 w raku, naukowcy szukali sposobów reaktywacji genu. Chociaż nauka jest bardzo złożona, rozwija się, a małe cząsteczki znane jako inhibitory MDMX są obecnie oceniane w badaniach klinicznych dla osób z nowotworami pochodzenia krwi.

Jest to obszar, w którym podejścia dietetyczne mogą być wykorzystywane również w przyszłości. W przeciwieństwie do zauważonej strategii stojącej za małymi cząsteczkami (które hamują wiązanie MDM2 z p53), fitoskładniki w niektórych pokarmach roślinnych mogą bezpośrednio zmniejszać ekspresję MDM2. Stwierdzono, że wiele produktów naturalnych zmienia ekspresję w laboratorium, przy czym uważa się, że dany produkt naturalny działa na różne rodzaje raka. Przykłady obejmują flawonoid genisteinę w raku prostaty i piersi, melatoninę w raku piersi i kurkuminę (składnik kurkumy przyprawowej) w raku prostaty, płuc i piersi.

Słowo od Verywell

Gen p53 to gen, który zmutowany odgrywa dużą rolę w wielu nowotworach. Próby reaktywacji genu były trudne, ale nauka osiągnęła punkt, w którym we wczesnych badaniach klinicznych poszukuje się leków, które mogą wpływać na jego funkcję. Ponadto ci, którzy promowali zdrową dietę dla osób chorych na raka, mogą być zachęceni niedawnymi badaniami nad produktami naturalnymi i funkcją genu p53. To powiedziawszy, dowody nie są zbliżone do punktu, w którym naukowcy zalecaliby dietę.

Ważne jest również, aby podkreślić ostrożność, jeśli chodzi o te naturalne produkty. Nie tak dawno temu po odkryciu, że osoby, które stosowały dietę bogatą w żywność zawierającą beta-karotynę, miały mniejsze ryzyko raka płuc, naukowcy postanowili zbadać potencjalny wpływ suplementów beta-karotyny na ryzyko. W przeciwieństwie do zmniejszonego ryzyka związanego z dietą beta-karotyną, beta-karotyna w postaci suplementu była związana ze zwiększonym ryzykiem rozwoju choroby.