Waarom tumorsuppressorgenen belangrijk zijn bij kanker

Inhoud

• Typen tumorsuppressorgenen
• Oncogenen versus tumorsuppressorgenen
• Overerving en oncogenen versus tumorsuppressorgenen
• Tumorsuppressorgenen en de "2 Hit-hypothese"
• Voorbeelden

Tumorsuppressorgenen maken eiwitten die de groei van cellen reguleren en spelen een belangrijke rol bij het voorkomen van de ontwikkeling van kankercellen.

Wanneer tumorsuppressorgenen worden gewijzigd of geïnactiveerd als gevolg van een mutatie (ofwel een die bij de geboorte aanwezig is of een die later in het leven optreedt), maken ze eiwitten die minder effectief zijn in het beheersen van celgroei en / of herstel. Het resultaat is een ongecontroleerde groei van beschadigde of abnormale cellen, wat leidt tot ongecontroleerde groei en de ontwikkeling van kankertumoren.

Tumorsuppressorgenen zijn ook bekend als antioncogenen of functieverliesgenen.

Typen tumorsuppressorgenen

Tumorsuppressorgenen zijn er in drie hoofdtypen. Elk type heeft een andere functie:

1. Cellen vertellen om te vertragen en te stoppen met delen
2. Herstel van schade aan cellulair DNA die het gevolg is van deling en kan leiden tot kanker
3. Veroorzaken dat beschadigde cellen een proces starten dat geprogrammeerde celdood of apoptose wordt genoemd

Oncogenen versus tumorsuppressorgenen

Bij de ontwikkeling van kanker zijn twee primaire typen genen betrokken: oncogenen en tumorsuppressorgenen. De term oncogenen betekent letterlijk "kankergenen" en deze genen resulteren in de ongecontroleerde groei van cellen. (Proto-oncogenen zijn de genen die cellen helpen groeien, en wanneer ze gemuteerd zijn, zodat ze slecht functioneren, worden ze oncogenen genoemd).

Tumorsuppressorgenen zijn gemakkelijker te beschrijven door een analogie te gebruiken.

Oncogenen: typen, voorbeelden en rol bij kanker

Analogie met autorijden: Tumoronderdrukkingsgenen zijn de remmen

Kankeronderzoek verdiept zich steeds meer in immuuntherapie vanwege ontdekte "aan en uit schakelaars" voor kanker. Het kan zeer technisch en verwarrend worden, dus het kan helpen om cellen als auto's te beschouwen.

Elke cel heeft een gaspedaal en remmen. In normale auto's werken beide prima. Meerdere processen zorgen ervoor dat ze in balans blijven, zodat de auto allebei gestaag voortbeweegt, maar niet crasht.

Kanker begint met een reeks mutaties in genen. Genen fungeren als blauwdruk voor het maken van eiwitten met verschillende functies. Sommige mutaties zijn niet erg: ze rijden rustig voort en rotzooien nergens mee. Ze worden passagiersmutaties genoemd.

Dan komen we bij driver-mutaties. De bestuurder kan besluiten om te snel of te langzaam te gaan, en het zijn deze aandrijfmutaties die de groei van kankercellen stimuleren.

Kanker kan verband houden met problemen met het gaspedaal of de remmen, maar vaak treedt schade aan zowel oncogenen als tumorsuppressorgenen op voordat kanker zich ontwikkelt. Met andere woorden, het gaspedaal moet aan de vloer blijven plakken EN de remmen moeten defect zijn. Het feit dat kanker vaak een aantal verschillende mutaties vereist, is gedeeltelijk de reden waarom kanker vaker voorkomt bij oudere mensen. Meer tijd zorgt voor meer mutaties.

In deze auto-analogie:

• Oncogenen zijn de genen die de versneller aansturen
• Tumorsuppressorgenen regelen de remmen

Gebruikmakend van deze analogie met betrekking tot de verschillende soorten tumorsuppressorgenen die hierboven zijn vermeld:

• Sommige typen zijn verantwoordelijk voor het intrappen van de remmen
• Sommige repareren kapotte remmen
• Anderen slepen de auto weg als deze niet kan worden gerepareerd

Overerving en oncogenen versus tumorsuppressorgenen

Er zijn verschillende belangrijke verschillen tussen oncogenen en tumorsuppressorgenen bij kanker.

Over het algemeen zijn oncogenen dominant. In ons lichaam hebben we twee sets van elk van onze chromosomen en twee sets genen: één van elk van onze ouders. Bij dominante genen hoeft slechts één van de twee kopieën gemuteerd of abnormaal te zijn om een ​​negatief effect te laten optreden.

Neem bijvoorbeeld bruine ogen. Als mensen een kopie van het bruinogige gen en een kopie van het blauwogige gen erven, zal hun oogkleur altijd bruin zijn. In de auto-analogie is er slechts één kopie nodig van een gemuteerd gen dat het gaspedaal bestuurt om de auto uit de hand te lopen (slechts één van de twee proto-oncogenen hoeft te worden gemuteerd om een ​​oncogen te worden).

Tumorsuppressorgenen zijn daarentegen meestal recessief. Dat wil zeggen, net zoals je twee genen nodig hebt voor blauwe ogen om blauwe ogen te hebben, moeten twee suppressorgenen beide beschadigd zijn om bij te dragen aan kanker.

Het is belangrijk op te merken dat de relatie tussen oncogenen en tumorsuppressorgenen veel complexer is dan dit, en de twee zijn vaak met elkaar verweven. Een mutatie in een suppressorgen kan bijvoorbeeld resulteren in eiwitten die niet in staat zijn om mutaties in een oncogen te repareren, en deze interactie stimuleert het proces.

Tumorsuppressorgenen en de "2 Hit-hypothese"

Het begrijpen van de recessieve aard van tumorsuppressorgenen kan nuttig zijn bij het begrijpen van genetische aanleg en erfelijke kanker.

Voorbeelden van tumorsuppressorgenen zijn de BRCA1 / BRCA2-genen, ook wel bekend als de "borstkankergenen". Mensen met een mutatie in een van deze genen hebben een verhoogd risico op het ontwikkelen van borstkanker (naast andere kankers).

Niet iedereen met het gen krijgt echter borstkanker. De eerste kopie van deze genen is bij de geboorte gemuteerd, maar pas nadat er een nieuwe mutatie optreedt na de geboorte (een verworven mutatie of somatische mutatie) worden abnormale reparatie-eiwitten gemaakt die het risico op kanker verhogen.

Het is belangrijk op te merken dat er verschillende genen zijn die verband houden met de ontwikkeling van borstkanker (niet alleen BRCA-genen), waarvoor genetische tests beschikbaar zijn, en veel van deze worden verondersteld tumorsuppressorgenen te zijn.

Niet-BRCA-genen die het risico op borstkanker verhogen

Naar deze recessieve aard wordt verwezen in de "2 trefferhypothese" van kanker. De eerste kopie (in het bovenstaande voorbeeld de geërfde kopie van het defecte gen) is de eerste treffer en een latere mutatie in de andere kopie van het gen later in het leven is de tweede treffer.

Opgemerkt moet worden dat het hebben van "2 treffers" alleen niet voldoende is om tot kanker te leiden. Schade aan DNA-cellen (uit de omgeving of door normale metabolische processen in cellen) moet dan optreden, en samen zijn de twee gemuteerde kopieën van het tumorsuppressorgen niet in staat om effectieve eiwitten te maken om de schade te herstellen.

Tumorsuppressorgenen en erfelijke kanker

Volgens de American Cancer Society zijn erfelijke kankersyndromen goed voor tussen 5% en 10% van de kankers, maar studies suggereren dat het percentage kankers dat aan deze genen kan worden toegeschreven veel hoger kan zijn. Genetische screening is nu beschikbaar voor verschillende van deze syndromen, maar in veel gevallen kan een genetische aanleg niet worden gevonden met testen. In dit geval is het erg handig voor mensen om samen te werken met een genetisch consulent die mogelijk meer over risico's kan begrijpen op basis van familiegeschiedenis.

Twee basisrollen van tumorsuppressorgenen: poortwachters en verzorgers

Zoals eerder opgemerkt, kunnen tumoronderdrukkingsgenen op drie primaire manieren functioneren als de "remmen" van de auto, maar de celgroei remmen, gebroken DNA repareren of een cel laten afsterven. Deze typen tumorsuppressorgenen kunnen worden gezien als "poortwachter" -genen.

Toch functioneren sommige tumorsuppressorgenen meer in de rol van verzorger. Deze genen creëren eiwitten die toezicht houden op en reguleren van veel van de functies van andere genen om de stabiliteit van DNA te behouden.

In de onderstaande voorbeelden functioneren Rb, APC en p53 als poortwachters. BRCA1 / BRCA2-genen daarentegen functioneren meer als verzorgers en reguleren de activiteit van andere eiwitten die betrokken zijn bij celgroei en -herstel.

Voorbeelden

Er zijn veel verschillende tumorsuppressorgenen geïdentificeerd en het is waarschijnlijk dat er in de toekomst nog veel meer zullen worden geïdentificeerd.

Geschiedenis

Tumorsuppressorgenen werden voor het eerst geïdentificeerd bij kinderen met retinoblastoom. Bij retinoblastoom is, in tegenstelling tot veel tumorsuppressorgenen, het overgeërfde tumorgen dominant - en daarom kunnen kankers zich ontwikkelen bij jonge kinderen. Als een ouder het gemuteerde gen draagt, zal 50 procent van hun kinderen het gen erven en het risico lopen op retinoblastoom.

Veelvoorkomende voorbeelden

Enkele voorbeelden van tumorsuppressorgenen die verband houden met kanker zijn:

• RB: Het suppressorgen dat verantwoordelijk is voor retinoblastoom
• p53-gen: het p53-gen creëert eiwit p53 dat genherstel in cellen reguleert. Mutaties in dit gen zijn betrokken bij ongeveer 50 procent van de kankers. Overerfde mutaties in het p53-gen komen veel minder vaak voor dan verworven mutaties en resulteren in de erfelijke aandoening die bekend staat als het Li Fraumeni-syndroom. De p53 codeert voor eiwitten die vertellen dat cellen dood gaan als ze onherstelbaar beschadigd raken, een proces dat apoptose wordt genoemd.
• BRCA1 / BRCA2-genen: deze genen zijn verantwoordelijk voor ongeveer 5 procent tot 10 procent van de borstkankers, maar zowel BRCA1-genmutaties als BRCA2-genmutaties zijn ook geassocieerd met een verhoogd risico op andere kankers. (BRCA2 is ook gekoppeld aan een verhoogd risico op longkanker bij vrouwen.)
• APC-gen: deze genen zijn geassocieerd met een verhoogd risico op darmkanker bij mensen met familiaire adenomateuze polyposis.
• PTEN-gen: het PTEN-gen is een van de niet-BRCA-genen die het risico kunnen verhogen dat een vrouw borstkanker ontwikkelt (tot 85 procent levenslange kans). Het wordt geassocieerd met zowel het PTEN-hamartoomtumorsyndroom als het Cowden-syndroom. Het gen codeert voor eiwitten die helpen bij celgroei, maar ook helpen om cellen bij elkaar te houden. Wanneer het gen is gemuteerd, is er een groter risico dat kankercellen zullen "afbreken" of uitzaaien.

Op dit moment zijn er meer dan 1200 humane tumorsuppressorgenen geïdentificeerd. De Universiteit van Texas heeft een database met tumorsuppressorgenen waarin veel van deze genen worden vermeld.

Tumorsuppressorgenen en kankerbehandelingen

Het begrijpen van tumoronderdrukkingsgenen kan ook helpen verklaren waarom therapieën, zoals chemotherapie, kanker niet volledig genezen. Sommige kankerbehandelingen werken om cellen te stimuleren zelfmoord te plegen. Aangezien sommige tumorsuppressorgenen het proces van apoptose (celdood) in gang zetten, kunnen de kankercellen, wanneer ze niet goed werken, het apoptoseproces niet doorlopen, zoals andere cellen dat wel zouden kunnen.

Een woord van Verywell

Leren over de functie van tumoronderdrukkende genen en oncogenen die betrokken zijn bij de vorming van kanker, evenals de kenmerken van kankercellen en hoe kankercellen verschillen van normale cellen, kan onderzoekers helpen zoeken naar nieuwe manieren om zowel mensen met een risico op kanker als om kankers te behandelen die zich voordoen.

Deskundigen weten dat het niet alleen de veranderingen in de genomen zelf zijn die ertoe doen, maar dat het aanpassen van de manier waarop genen tot expressie worden gebracht zonder genetische veranderingen (bekend als epigenetica) een rol speelt bij kanker. Het is mogelijk dat veranderingen in de omgeving van onze weefsels de "expressie" van tumoronderdrukkende eiwitten die door deze genen worden aangemaakt, kunnen beïnvloeden.

In één onderzoek werd bijvoorbeeld gekeken naar de rol die medicinale kruiden kunnen spelen bij de activering van tumoronderdrukkingsmoleculen, en in verschillende andere onderzoeken is gekeken naar de rol van voedingspatronen bij het activeren van tumoronderdrukkers.

• Delen
• Omdraaien
• E-mail
• Tekst