A pancreasrák molekuláris diagnosztikája és terápiája
A diagnosztikai és sebészi eljárások, valamint a kemoterápiás beavatkozások nagymértékű fejlődése ellenére a hasnyálmirigyrákban szenvedők között a kezelésre reagálók aránya még mindig alacsony, csakúgy, mint a betegek túlélési esélye. Nagy szükség van új diagnosztikai eszközök, terápiás célpontok kialakítására.
Erre adhat alapot a molekuláris biológiai és genetikai ismeretek gyors fejlődése az elmúlt két évtizedben. Számos olyan fehérjét azonosítottak, amelyek szintje hasnyál-mirigyrákos betegekben megemelkedik. Diagnosztikai értékük mellett ezek a markerek hasznosak lehetnek a prognózis megállapításában, a terápia hatékonyságának felbecsülésében és a kezelést követően visszamaradó vagy visszatérő rák észlelésében is.
Molekuláris diagnosztika
A hasnyálmirigy-adenocarcinoma (pancreatic ductal adenocarcinoma, PDAC) a hasnyálmirigy-daganatok majdnem kilenctizedét teszi ki. Megjelenési formája alapján a hasnyálmirigy ductalis rendszeréből származik. Az elmúlt években meglehetősen sok genetikai adat halmozódott fel, és a PDAC kialakulásának molekuláris hátterét is mélyebben ismerjük. A genetika ugyancsak segített a PDAC-tól eltérő daganatok leírásában. A PDAC genetikai vizsgálatai igazolták, hogy más rákokhoz hasonlóan a daganatképződésben mind az onkogének aktivációja, mind a tumor szupresszor gének inaktivációja szerepet játszik.
A PDAC-ot jellemző molekuláris történések közül a K-RAS onkogén aktivációja az esetek legalább háromnegyedében jelentkezik, míg tumor szupresszor gének egy részének inaktivációja gyakorlatilag minden esetben megtörténik, ezek közül a gének közül a CDKN2A/pl6-, TP53/p53- és a SMAD4/DPC4-gének mutációja az egyes esetekben körülbelül 50-60%-ban detektálható. Telomerázaktivitást az esetek mintegy 95%-ában mutattak ki PDAC esetén.
A génmutációkkal összhangban magas arányban találtak allélvesztést a 9p-, 17p- és 18q- kromoszómán. Az MKK4-, a TGF (3-R1- és R2-receptorok, a BRCA2- és az LKBl/STKll-gének módosulásai sokkal ritkábban, de szintén előfordulnak. A mismatchjavító gének mutációit ugyanakkor nem hozták összefüggésbe a PDAC kialakulásával. A közelmúltban mutatták ki, hogy a BRCA2 mutációi a familiáris PDAC-ok 20%-ában már az ivarsejtekben megjelennek. Emellett egy új, érzékeny helyet találtak az autoszomális domináns PDAC kialakulásánál a negyedik kromoszóma hosszú karján.
- Cisztózus pancreastumorok jellemzői
- Hasnyálmirigyrák onkológiai kezelése
- A hasnyálmirigyrák sebészeti kezelése
Ezek a cikkek is érdekelhetnek:
A K-RAS-mutációk megjelenése valószínűleg összefüggésben van a PDAC állapotával, de a mutációk még akár egészséges ductussejtekben is előfordulhatnak. Ezért szükség van más, a PDAC-ok fejlődését jellemző genetikai változások azonosítására. Több molekuláris tanulmány a pl6-ot, a p53-at és a DPC4-et érintő heterozigóta állapot elvesztését (LOH) állította a vizsgálatok fókuszába, mivel ezek a leggyakrabban előforduló genetikai elváltozások az invazív PDAC-okban. A vizsgálatok kiderítették, hogy a pancreasrák előrehaladottsági fokával arányosan nő a heterozigóta állapot elvesztésének előfordulása a sejtekben.
Ezen adatok alapján egy tumorprogressziós modell állítható fel a hasnyálmirigy-daganat kialakulásáról, amely egybefoglalja a kivezetőcső-epithelium morfológiai és genetikai elváltozásait. Az a kérdés, hogy mi a legkorábbi genetikai esemény? A gének között, amelyek a hasnyál-mirigyben egy preinvazív carcinoma kifejlődését előkészítik, legvalószínűbb szerepe a K-RAS mutációjának, az erbB2 overexpressziójának és a telomérek rövidülésének van. Ebben a folyamatban a K-RAS jelentősége még mindig homályos, minthogy mutációit mind az egészségesnek kinéző epitheliumban, mind a nem neoplasztikus hasnyálmirigy-elváltozásokban is kimutatták.
Genomika és transzkiptomika
A pancreasrák kialakulása és növekedése a génexpressziós mintázat drámai megváltozását okozzák. Ezt illusztrálják egyes közelmúltban végzett microarray tanulmányok. A PDAC jó példája az epithelialis tumorok komplexitásának, a több száz érintett génnel és ezen keresztül befolyásolt számos jelátviteli útvonallal együtt, amelyek a sejtnövekedéstől és fejlődési szabályozástól a sejtciklus kontroliján, a DNS-javításon, a metabolizmuson át az apoptózisig és az immunitásig a sejtfolyamatok rendkívül széles skáláját érintik. A hasnyálmirigy adenocarcinomák komplex molekuláris képe tükröződik a betegség biológiai viselkedésében is, és valószínűleg magyarázatot ad arra, miért reagál a daganat ennyire rosszul a jelenleg alkalmazott terápiára, illetve miért ilyen rossz a betegség prognózisa.
A proteomika a sejtekben, szövetekben vagy biológiai folyadékokban ténylegesen megjelenő fehérjék részletes, komplex analízise, amely magába foglalja azok elválasztását, azonosítását és jellemzését. A PDAC stádiumaiból származó proteomok, azaz fehérjekészletek összehasonlító vizsgálata egyedi lehetőséget adhat a diagnosztika fejlesztésére. A proteomika a poszt-transzlációs módosulások és fehérje-fehérje interakciók jellemzésére is alkalmas. A fehérjeprofilokat összehasonlító vizsgálatok közül korábban kétdimenziós poliakrilamid gélelektroforézist alkalmaztak, amit tömegspektrometriával kombináltak.
A legújabb, nem gélalapú, aktív felszínhez kötött minták komplex tömegspektrometriás fehérjeanalízisére kidolgozott módszerek alkalmasak kis mintákból sok száz fehérje egyidejű, automatizált azonosítására. A vizsgált szövetből ionizáló lézesugárral felszabadított fehérjék repülési idejével arányos tömege és mennyisége közvetlenül mérhető a szérum- vagy szövetmintákban.
Az ilyen jellegű módszerek alkalmazásával az első áttörést jelentő vizsgálatban SELDI-módszert alkalmaztak eltávolítható hasnyálmirigy-adenocarcinomás, nem malignus hasnyálmirigybetegségben szenvedő és egészséges páciensek frakcionált szérummintáinak analizálására. Jól elkülönülő fehérjecsúcsokat sikerült azonosítani, amelyek szignifikánsan jobbnak mutatkoztak a hasnyálmirigyrákos és az egészséges páciensek közötti különbség azonosítására, mint a jelenlegi standard tumormarker, a CA19-9. Amennyiben ezt a diagnosztikai eljárást a CA19-9-mé-réssel kombinálták, a kutatóknak további hatékonyságnövekedést sikerült elérniük.
Számos olyan proteinfrakciót találtak, amelyek szintje pancreascarcinoma esetén a vérplazmában jelentősen megváltozott. Ehhez kapcsolódott egy vizsgálatsorozat (az úgynevezett Carotene and Retinol Emcacy Trial, CARET), amelybe közel húszezer olyan személyt vontak be, akiknél valamilyen oknál fogva a rákos folyamatok megindulásának rizikója emelkedett volt.
Ezektől az egyénektől rendszeresen vettek vért éveken keresztül. A vizsgálat előrehaladtával a vizsgált populációból 13 páciensnél alakult ki PDAC. Ezen pancreas carcinomás betegek vérmintáit analizálva kiderült, hogy a proteomikai módszerrel azonosított fehérjefrakciók közül hat fehérjét tartalmazó kombináció emelkedik, amelyek együttesen vizsgálva már 7-13 hónappal a PDAC diagnosztizálása előtt megemelkedtek, mintegy előre jelezve a pancreas carcinoma manifesztálódását.
Génterápiás lehetőségek
Korunk génterápiás kutatásainak jelentős hányada a rákos betegségek kezelését célozza. A rák génterápiája különböző elemek felé irányulhat. Egy fontos cél a transzformáció során inaktiválódott tumorszuppresszor génfunkciók helyreállítása a gének vad, normálisan funkcionáló típusának sejtbe juttatásával. Ez inkább azzal a céllal történik, hogy a rákos sejtburjánzást csökkentsük, esetleg a programozott sejthalált elősegítsük, mint hogy teljes genetikai korrekciót hozzunk létre.
Lehetséges a megcélzott sejtek pusztulásának elősegítése is például egy tumorsejtbe juttatott enzimmel, amely aktiválni képes egy ezzel párhuzamosan, szisztémásán adott, nem toxikus „prodrug” hatóanyagot, közvetlenül daganatsejtekben felszabadítva a citotoxikus bomlástermékeket.
Az így aktivált molekulák a daganat területére lokalizálódó magas helyi koncentrációja erősíti a lokális hatáserősséget, és egyúttal csökkenti a szisztémás mellékhatásokat. Az érképzést gátló enzimek vagy más természetes anyagok lokális felszabadítása például nyilvánvalóan daganatellenes hatással bírhat. Egy másik kézenfekvő lehetőség az immunrendszer tumor elleni működésének stimulálása, citokinek vagy tumorasszociált antigének segítségével.
A gén adott helyre történő bevitelének effektivitása, a vektor hatékony koncentrációban történő bejuttatása, valamint a bevitt gén biológiai hatékonysága a tervezett génterápia sikerének kulcskérdései. Csak az említett pontok mindegyikének optimalizálása eredményezhet sikeres terápiás beavatkozást. A célzás tökéletesítéséhez a vírusos és nem vírusos génbeviteli módszerek továbbfejlesztése, valamint a tumorspecifikus transzkripciós promoterek további kutatása szükséges. Ma még ebben az irányban több a nyitott, mint a megválaszolt kérdés.
Szerző: Griffel Tibor
Végzettség: ELTE – Eötvös Loránd Tudományegyetem. Szakterület: a szív- és érrendszeri betegségek, gasztroenterológiai betegségek és a légzőrendszeri betegségek. Jelenleg reflexológus, életmód és tanácsadó terapeuta tanulmányokat is végzek.