Przeglądanie według Temat "biomarkery onkologiczne"

Aktualnie wyświetlane 1 - 1 z 1

Hipermetylacja promotora genu CDH1 w DNA komórek jako biomarker progresji raka jamy ustnej
(Wydawnictwo Uniwersytetu Rzeszowskiego, 2023) Robert Brodowski
Nowotwory złośliwe rejonu głowy i szyi są szóstymi najczęściej występującymi na świecie nowotworami w populacji ludzi, z liczbą 650 000 rozpoznawanych każdego roku nowych zachorowań i liczbą 350 000 zgonów. Wśród tej grupy nowotworów najczęściej występuje rak kolczystokomórkowy jamy ustnej (Oral Squamous Cell Carcinoma – OSCC), który rozpoznawany jest w 90% złośliwych nowotworów jamy ustnej i 38% wszystkich nowotworów głowy i szyi. Z uwagi na dużą liczbę nowych rozpoznań i stale postępujący wzrost nowych zachorowań, zwłaszcza w powiązaniu z wysoką śmiertelnością i niskim odsetkiem przeżyć 5-letnich, rak jamy ustnej stanowi poważny problem medyczny, mający znaczący wpływ na różne aspekty zdrowia publicznego, jak również niosący skutki społeczno-ekonomiczne. Najnowsze dane epidemiologiczne przedstawione przez Krajowy Rejestr Nowotworów dotyczą roku 2019, w którym odnotowano 2168 zachorowań na raka jamy ustnej, w tym 1726 przypadków dotyczyło mężczyzn i 442 kobiet. W roku tym odnotowano 1428 zgonów spowodowanych rakiem jamy ustnej, w grupie tej było 1165 mężczyzn i 263 kobiety. Według powołanego rejestru w czasie dekady 2010–2020 w województwie podkarpackim na nowotwory złośliwe jamy ustnej zachorowało ogółem 1044 chorych, w tym 819 mężczyzn i 225 kobiet. W okresie tym z powodu nowotworów jamy ustnej zmarło ogółem 753 chorych, wśród których było 636 mężczyzn i 117 kobiet. Pomimo dużego postępu w działaniach prewencyjnych oraz znaczącego rozwoju narzędzi i technik terapeutycznych raka jamy ustnej, odsetek 5-letnich przeżyć chorych z OSCC pozostaje na niezmienionym poziomie od ponad 20 lat. Złe wyniki i prognozy dla chorych związane są ściśle z późnym rozpoznaniem raka i rozpoczęciem procesu terapeutycznego, często w zaawansowanym stadium choroby nowotworowej, z naciekaniem przez nowotwór tkanek otaczających, przerzutami do regionalnych węzłów chłonnych i rzadziej z przerzutami odległymi do innych narządów. Odległe wyniki leczenia raka jamy ustnej są nadal niezadowalające i w badaniach epidemiologicznych nie ulegają poprawie od wielu lat, dlatego też tak ważne są badania ukierunkowane na poszukiwania nowych biomarkerów, pozwalających na precyzyjne monitorowanie przebiegu procesu nowotworowego i podjęcia niezwłocznej terapii w przypadku stwierdzenia wzrostu miana markera nowotworowego u chorego, u którego nie wystąpiły jeszcze objawy kliniczne. Jedną z dróg badawczych, mających na celu opracowanie biomarkera nowotworu, są badania z zakresu epigenetyki, której odkrycia mogą być przełomowe, zarówno w zrozumieniu i poznaniu mechanizmów onkogenezy, konstruowaniu testów pozwalających wykryć u chorego markery raka, jak i w syntezie leków onkologicznych. Rozwój nowotworu w organizmie następuje w wyniku jednoczesnych zmian genetycznych i epigenetycznych. W procesie nowotworzenia duże znaczenie mają mechanizmy epigenetycznej regulacji ekspresji genów (z greckiego epi – ponad genomem), obejmujące dziedziczne, lecz potencjalnie odwracalne, zmiany ekspresji genów, kodowane przez modyfikacje genomu i komponenty chromatyny, jednak bez zmian w sekwencji DNA. Jednym z epigenetycznych mechanizmów zmian w prawidłowym łańcuchu DNA jest proces metylacji. Epigenetyczne zmiany wzorca metylacji DNA zaobserwowano w wielu typach nowotworów i uważa się, iż odgrywają one zasadnicze znaczenie w kancerogenezie. Zmiany epigenetyczne obserwowano we wczesnych stadiach rozwoju nowotworu i są uznawane za nieprawidłowości niezbędne do nowotworzenia tkankowego i progresji rozwoju raka. Różne typy nowotworów wyrażają charakterystyczne wzorce metylacji, ale mają również wspólne cechy zmian epigenetycznych, które wykorzystywane są we wczesnym wykrywaniu nowotworów, umożliwiają śledzenie ich progresji i mają pewne znaczenie w ocenie rokowania. Na świecie obserwowany jest szybki postęp technologiczny umożliwiający wykrywanie i monitoring zmian epigenetycznych w tkankach człowieka, co wykorzystywane jest w praktyce klinicznej jako wczesne biomarkery zmian rakowych oraz markery progresji procesu nowotworowego. Proces metylacji polega na przyłączeniu grupy metylowej do piątego węgla pierścienia cytozyny, niemniej procesowi temu ulega jedynie 3–4% wszystkich cytozyn w DNA. Zmiany w metylacji DNA rozpoznawane są jako pierwszy epigenetyczny biomarker związany z rozwojem nowotworu, zmieniający prawidłowe funkcjonowanie genu i obejmują one hipermetylację, hypometylację oraz zablokowanie imprintingu. Epigenetyczne zaburzenia metylacji rozwijają się stopniowo w toczącym się procesie kancerogenezy. Hipermetylacja wysp CpG pojawia się wcześnie w tym procesie, a liczba metylowanych wysp CpG sukcesywnie rośnie wraz z rozwojem nowotworu i progresji złośliwości raka. Rozpoczyna się proces rozpowszechniania się metylacji nowych wysp CpG, który zajmuje coraz większe obszary genomu. Prawdopodobnie jest to skutkiem starzenia się genomu oraz wynikiem działania mediatorów stanu zapalnego i stresu oksydacyjnego w komórce. Gen CDH1 znajduje się na dłuższym ramieniu chromosomu 16, w locus 16q22.1 i koduje białko E-kadherynę. E-kadheryna jest homodimerem transmembranowym o masie cząsteczkowej 120 kD zbudowanej z 882 reszt aminokwasowych. Badania naukowe oceniające ekspresję E-kadheryny w różnych typach raka wykazały kluczową rolę tego białka podczas progresji i inwazji nowotworu. Niski poziom aktywności lub brak E-kadheryny jest ściśle związany ze zmianami w funkcjonowaniu i ruchliwość komórek, co skutkuje większą liczbą przerzutów raka do tkanek. Podobnie jak w przypadku innych nowotworów złośliwych, wykazano korelację między niską ekspresją E-kadheryny i bardziej agresywnym przebiegiem OSCC. Niska ekspresja lub brak białka E-kadheryny jest skutkiem zablokowania genu supresorowego CDH1 kodującego to białko. Najistotniejszym mechanizmem osłabienia ekspresji lub całkowitego zablokowania powstawania E-kadheryny jest hipermetylacja promotora genu CDH1. Zredukowana ekspresja E-kadheryny jest główną przyczyną dysfunkcji adhezji międzykomórkowej i zaburzenia hamowania kontaktowego komórek, co skutkuje, w zależności od nasilenia procesu, częściową lub całkowitą redukcją przylegania komórek potomnych w tkance nowotworowej, a w konsekwencji zwiększoną zdolnością do naciekania tkanek otaczających pierwotny guz oraz wczesną zdolnością do tworzenia przerzutów. Celem pracy była ocena wpływu zaburzeń epigenetycznych w mechanizmie hipermetylacji promotora genu CDH1 w DNA komórek nowotworowych oraz w DNA komórek prawidłowych, na przebieg kliniczny, dynamikę i rokowanie raka jamy ustnej. Badanie miało charakter retrospektywny. Spośród chorych leczonych z powodu raka jamy ustnej w Klinice Chirurgii Szczękowo-Twarzowej Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego w Rzeszowie, Poradni Onkologicznej Podkarpackiego Centrum Onkologii oraz preparatów histologicznych pozyskanych z Zakładu Patomorfologii Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego w Rzeszowie. Wśród tych chorych było 58 mężczyzn i 21 kobiet. Komisja Bioetyczna Uniwersytetu Rzeszowskiego, uchwałą Nr 14/01/2019, wyraziła zgodę na przeprowadzenie badania metylacji genu supresorowego CDH1 w ramach projektu badawczego: „Molekularne zaburzenia w różnych typach nowotworów i chorobach o podłożu autoimmunologicznym”. W badaniu poszukiwano wpływu hipermetylacji genu supresorowego CDH1 w DNA komórek raka jamy ustnej oraz DNA komórek prawidłowych z marginesu operacyjnego po wycięciu raka na przebieg kliniczny i wyniki leczenia chorych operowanych z powodu raka jamy ustnej. Główne badania dotyczyły korelacji między hipermetylacją CDH1 a czasem wystąpienia wznowy procesu nowotworowego, czasem wystąpienia przerzutów do regionalnych węzłów chłonnych szyi, przerzutów odległych oraz przeżyciami chorych. Badania prowadzono w kontekście poszukiwania odpowiedzi na pytanie, czy hipermetylacja genu CDH1 może być wykorzystana jako biomarker do monitorowania chorych po operacji raka jamy ustnej. Analiza otrzymanych w badaniu wyników pozwoliła wysnuć wnioski, które mogą być przydatne w procesie leczenia raka jamy ustnej. W badaniach własnych wykazano istotną statystycznie korelację między hipermetylacją genu supresorowego CDH1 w DNA komórek raka jamy ustnej a częstością wystąpienia przerzutów do węzłów chłonnych szyi po pierwotnej operacji raka. Wiedza ta może być wykorzystana do częstszego badania chorych po operacji raka jamy ustnej, u których stwierdzono hipermetylację genu CDH1, aby w przypadku wykrycia przerzutów do regionalnych węzłów chłonnych, jak najszybciej rozpocząć odpowiednie leczenie. Ponadto informacja o hipermetylacji genu CDH1 w DNA komórek raka jamy ustnej może być użyteczna w planowaniu szerszego zakresu resekcji blokowej nowotworu, zwłaszcza w odniesieniu do regionalnych węzłów chłonnych szyi, aby zmniejszyć ryzyko rozwoju przerzutów raka w kolejnych piętrach węzłów chłonnych szyi. Ponadto badania własne potwierdzają obserwacje poczynione w kwestii czasu wystąpienia przerzutów do węzłów chłonnych szyi, który był o 4 miesiące krótszy w grupie chorych ze stwierdzoną hipermetylacją genu CDH1 w DNA komórek raka jamy ustnej. Badania wykazały także dodatnią i statystycznie istotną korelację hipermetylacji DNA w genie CDH1 dla grupy chorych nadużywających alkoholu. W badaniach własnych dowiedziono brak statystycznej korelacji między hipermetylacją genu CDH1 w DNA komórek raka jamy ustnej i komórek prawidłowych marginesu operacyjnego a częstością: wystąpienia wznowy miejscowej procesu nowotworowego w jamie ustnej, czasem wystąpienia wznowy miejscowej, wystąpieniem przerzutów odległych, czasem wystąpienia przerzutów odległych i czasem wystąpienia przerzutów do regionalnych węzłów chłonnych. Badania własne poszerzyły wiedzę na temat molekularnego podłoża onkogenezy raka płaskonabłonkowego jamy ustnej, łącząc analizę poziomu ekspresji genu supresorowego CDH1 z określeniem stopnia metylacji regionów promotorowych badanego genu oraz z ich wpływem na przebieg kliniczny choroby nowotworowej i wyniki leczenia. Kontynuowanie badań epigenetycznych może w przyszłości przyczynić się do opracowania panelu biomarkerów użytecznych klinicznie, wspomóc diagnostykę raka jamy ustnej oraz stać się fundamentem do opracowania nowych metod terapeutycznych i leków przeciw nowotworowych, opartych na mechanizmach epigenetycznych.