Genomové nestability
Genetická nestabilita je jedním ze společných charakteristik kolorektálního karcinomu. U kolorektálního karcinomu byly hlášeny tři hlavní typy genetické nestability . Nestabilita mikrosatelitů se vyskytuje v důsledku změn v DNA mismatch repair geny, zatímco chromozomální nestability (CIN) se vyznačuje velké chromozomální změny vyskytující se na buněčné dělení a obvykle zahrnuje β‐catenin a Adenomatózní polypóza coli protein (APC) mutace . Méně rozšířené jsou mutace (zárodečné linie) v DNA stability genů, včetně DNA MMR genů, MSH6, MSH2, PMS2 a MLH1, které jsou spojeny s posunovými mutacemi a pár bází substituce v krátké tandemové opakování sekvence příčinou nestability mikrosatelitů v HNPCC .
Klíčové změny v chromozomální nestability v CRC se skládá z převládající změny v chromozomu číslo a znatelné ztráty na molekulární úrovni na 5q, 18q, a 17p chromozomů; a KRAS onkogenu mutace. Hlavní geny podílející se na tyto změny jsou TP53 (17p), Adenomatózní polypóza coli protein (APC) (5q), a MADH2/MADH4/DCC (18q) . Ztráta chromozomu je spojena s nestabilitou na chromozomální a molekulární úrovni. U přibližně 13% nádorů kolorektálního karcinomu vede nedostatek MMR k MSI . Asi 40% případů kolorektálního karcinomu se vyznačuje epigenetickými změnami, zejména methylací DNA, jevem zvaným CpG islands methylator fenotyp (CIMP). U ostatních 47% kolorektálních karcinomů cin ovlivňuje nádory vložením a delecí v chromozomech . Chromozomální nestability skupina zahrnuje nádory s polypoidní nebo aneuploidní karyotypes, a rakoviny, které mají četné vložení nebo ztráty chromozomálních ramen. Chromozomální nestabilita je důsledkem specifických molekulárních změn, umlčování genů a také důsledkem strukturálních defektů, ke kterým došlo během buněčného cyklu . U některých kolorektálních adenomů bylo pozorováno, že progrese nádoru začíná amplifikací chromozomu 7. Po této události, další specifické chromozomální změny, jako jsou ztráty na 17p, 8p, 18q, 20q, a 15q a zisky na 20q, 8q, 13 a 7 se obecně vyskytují v kolorektální rakoviny .
nádory s mikrosatelitovou nestabilitou jsou dobře známy tím, že mají více mutací než jiné nádory. Chromozomální nestability a nestability mikrosatelitů nádory byly primárně považovány za stejně zvláštní, jako nestabilita mikrosatelitů nádory mají obvykle konstantní a diploidní karyotypes . Nedávné zprávy ukázaly, že mikrosatelitní nestabilita a chromozomální nestabilita mohou vzniknout ve stejném nádoru . Trautmann a kol. bylo zjištěno, že přibližně 50% dědičné mikrosatelitové nestability (MSI‐H) nádorů má podobnou úroveň chromozomálních aberací. Ačkoli potvrzení podobné úrovně chromozomální nestability lze pozorovat u většiny dědičných nádorů nestability mikrosatelitů, rozpoznané specifické mutace se lišily mezi dědičnou nestabilitou mikrosatelitů a nádory stability mikrosatelitů . Dědičné nestability mikrosatelitů nádory harbor ztráty 15q a 18q a zisky chromozomů 8, 12, a 13, vzhledem k tomu, že mikrosatelitů stability nádory mají vysokou úroveň a variabilní rozsah chromozomální aberace . V nedávné studii Lassmann et al. u 22 kavkazských kolorektálních nádorů na přibližně 287 sekvencích bylo zjištěno časté aberace ve specifických oblastech chromozomů. Tato studie navrhla několik kandidátských genů s častou delecí a amplifikací v těchto chromozomálních oblastech. Nedávná exomová analýza genomů kolorektálního karcinomu identifikovala přibližně osmkrát více nesynonymních variací v nádoru, který vykazoval nestabilitu mikrosatelitů .
genomická nestabilita je základním rysem tumorigeneze. U rakoviny tlustého střeva byly hlášeny tři typy genomické nestability: (i) chromozomální translokace, (ii) nestabilita mikrosatelitů a (iii) nestabilita chromozomů . Původ chromozomální nestability byl hlášen u několika podskupin kolorektálního karcinomu. Nicméně, mikrosatelitní nestabilita je známá tím, že je výsledkem inaktivačních variací nebo neobvyklé methylace genů v genové rodině DNA MMR. Geny MMR opravují neshody nukleotidů vznikající během replikace . Variace vedoucí k inaktivaci systému MMR se vyskytují u 1-2% kolorektálních karcinomů v důsledku mutací zárodečné linie u členů genů pro opravu nesouladu, MSH2, MLH1, MSH6 a PMS2. Mutace v MMR systému jsou jednou z hlavních příčin familiární adenomatózní polypóza syndromu a dědičné rakoviny nonpolyposis tlustého střeva syndrom .
při mikrosatelitové nestabilitě nebo chromozomální nestabilitě dochází ke ztrátě genomové nestability po tvorbě adenomu, ale před progresí k upřímné malignitě . Genomická nestabilita však může být výrazným cílem protinádorových terapií, protože je téměř všudypřítomná u kolorektálního karcinomu a je charakteristickým rysem rakovinných buněk. Možnost cílení genomové nestability pro léčbu antikolorektálního karcinomu byla prokázána in vitrosystems . Zkoumá základ a role genetické a epigenetické nestability v kolorektální karcinogeneze má potenciál vyústit v další rozvoj efektivní metody prevence a terapie kolorektálního karcinomu .
podle navrhovaných teorií mají mutace v mnoha drahách hlavní roli v sérii progrese karcinomu adenomu. U rakoviny tlustého střeva jsou mutace v Adenomatózním polypózním proteinu coli (APC )a v p53 drahách pozorovány přibližně v 95% případů. Bylo hlášeno, že u přibližně 70% nádorů vedou somatické mutace ke změně dráhy Ras / Raf. Účinek a konkrétní role somatických mutací v jiných genech a cestách kolorektálního karcinomu jsou méně zkoumány a méně pochopeny .
mutační profilování a srovnávací studie vyžadují jak vzorky nádoru,tak normální tkáně. Dosažení vzorků nádorů pro studie kolorektálního karcinomu představuje významné technické potíže. Signál a šum jsou nerozeznatelné, když vzorky nádoru způsobují kontaminaci normální tkání. Velmi málo studií provedli systematické analýzy pro řešení spektra jednotlivých mutací v řadě genů v rakovině tlustého střeva tkání a jejich odpovídající normální tkání, tj. systematickou analýzu všech genů v Adenomatózní polypóza coli protein (APC) dráha (Adenomatous polyposis coli protein, axin, a β‐catenin), p53 (BAX, p53 a MDM2) a RAS cesta (B‐Raf a K‐Ras) v kolorektální rakoviny tkáně . Několik takových studií uvádí konkrétní rozdíly mezi pozorované mutace na chromozomální nestability a nestability mikrosatelitů nádorů. Většina z nestability mikrosatelitů nádory mají 30% více mutací v β‐catenin, když ve srovnání s Adenomatózní polypóza coli protein (APC), zatímco β‐catenin mutace jsou velmi vzácné v nonmicrosatellite nestabilita nádorů . Toto je nepřímé potvrzení, které doporučuje, aby k nestabilitě mikrosatelitů došlo před inaktivací dráhy adenomatózní polypózy coli proteinu adenomatózní polypózy coli proteinu (APC). Navíc, spektrum mutací se liší v Adenomatózní polypóza coli protein (APC) cesta v mnoha nestability mikrosatelitů nádory bez β‐catenin mutace, kdy ve srovnání s nonmicrosatellite nestabilita nádorů. Speciálně v jednoduchých opakovaných sekvencích nestability mikrosatelitů je zvýšená míra recidivy mutací než u rakoviny nestability nemikrosatelitů .