Perché i geni soppressori del tumore sono importanti nel cancro

Contenuto

• Tipi di geni soppressori del tumore
• Oncogeni vs geni soppressori del tumore
• Ereditarietà e oncogeni vs geni soppressori del tumore
• Geni soppressori del tumore e "ipotesi dei 2 colpi"
• Esempi

I geni soppressori del tumore producono proteine ​​che regolano la crescita delle cellule e svolgono un ruolo importante nella prevenzione dello sviluppo delle cellule tumorali.

Quando i geni oncosoppressori vengono alterati o inattivati ​​a causa di una mutazione (presente alla nascita o che si verifica più tardi nella vita), producono proteine ​​meno efficaci nel controllare la crescita e / o la riparazione cellulare. Il risultato è una crescita incontrollata di cellule danneggiate o anormali, che porta a una crescita incontrollata e allo sviluppo di tumori cancerosi.

I geni soppressori del tumore sono noti anche come antioncogeni o geni con perdita di funzione.

Tipi di geni soppressori del tumore

I geni soppressori del tumore sono disponibili in tre tipi principali. Ogni tipo ha una funzione diversa:

1. Dire alle cellule di rallentare e smettere di dividersi
2. Riparare i danni al DNA cellulare che derivano dalla divisione e potrebbero portare al cancro
3. Inducendo le cellule danneggiate ad avviare un processo chiamato morte cellulare programmata o apoptosi

Oncogeni vs geni soppressori del tumore

Due tipi principali di geni sono coinvolti nello sviluppo del cancro: oncogeni e geni oncosoppressori. Il termine oncogeni significa letteralmente "geni del cancro" e questi geni provocano la crescita incontrollata delle cellule. (I proto-oncogeni sono i geni che aiutano le cellule a crescere e, quando vengono mutati in modo da funzionare male, vengono definiti oncogeni).

I geni soppressori del tumore sono più facili da descrivere utilizzando un'analogia.

Oncogeni: tipi, esempi e ruolo nel cancro

Analogia alla guida: i geni soppressori del tumore sono i freni

Sempre di più, la ricerca sul cancro sta approfondendo l'immunoterapia a causa di "interruttori di accensione e spegnimento" per il cancro che sono stati scoperti. Può diventare altamente tecnico e confuso, quindi può essere utile pensare alle celle come a delle automobili.

Ogni cella ha un acceleratore e freni. Nelle auto normali funzionano entrambi bene. Più processi assicurano che rimangano in equilibrio in modo che l'auto si muova costantemente, ma non si schianti.

Il cancro inizia con una serie di mutazioni nei geni. I geni funzionano come un modello per la produzione di proteine ​​con funzioni diverse. Alcune mutazioni non sono un grosso problema: cavalcano tranquillamente e non scherzano con nulla. Si chiamano mutazioni passeggeri.

Poi arriviamo alle mutazioni del driver. Il conducente può decidere di andare troppo veloce o troppo lento, e sono queste mutazioni del driver che guidano la crescita delle cellule tumorali.

Il cancro può essere correlato a problemi con l'acceleratore o i freni, ma spesso, il danno sia agli oncogeni che ai geni oncosoppressori si verifica prima che il cancro si sviluppi. In altre parole, l'acceleratore deve essere bloccato al pavimento E i freni devono funzionare male. Il fatto che il cancro richieda spesso una serie di mutazioni diverse è, in parte, il motivo per cui il cancro è più comune nelle persone anziane. Più tempo consente più mutazioni.

In questa analogia con l'auto:

• Gli oncogeni sono i geni che controllano l'acceleratore
• I geni soppressori del tumore controllano i freni

Usando questa analogia in riferimento ai diversi tipi di geni oncosoppressori sopra elencati:

• Alcuni tipi sono responsabili di colpire i freni
• Alcuni riparano i freni rotti
• Altri rimorchiano l'auto quando non può essere riparata

Ereditarietà e oncogeni vs geni soppressori del tumore

Esistono diverse importanti differenze tra oncogeni e geni oncosoppressori nel cancro.

In generale, gli oncogeni lo sono dominante. Nel nostro corpo, abbiamo due serie di ciascuno dei nostri cromosomi e due serie di geni: uno da ciascuno dei nostri genitori. Con i geni dominanti, solo una delle due copie deve essere mutata o anormale affinché si verifichi un effetto negativo.

Prendi, ad esempio, gli occhi marroni. Se le persone ereditano una copia del gene degli occhi marroni e una copia del gene degli occhi blu, il colore degli occhi sarà sempre marrone. Nell'analogia con l'auto, basta una sola copia di un gene mutato che controlla l'acceleratore perché l'auto vada fuori controllo (solo uno dei due proto-oncogeni deve essere mutato per diventare un oncogene).

I geni soppressori del tumore, al contrario, tendono ad esserlo recessivo. Cioè, proprio come hai bisogno di due geni per gli occhi blu per avere gli occhi blu, due geni soppressori devono essere entrambi danneggiati per contribuire al cancro.

È importante notare che la relazione tra oncogeni e geni oncosoppressori è molto più complessa di così e i due sono spesso intrecciati. Ad esempio, una mutazione in un gene soppressore può provocare proteine ​​che non sono in grado di riparare mutazioni in un oncogene e questa interazione guida il processo in avanti.

Geni soppressori del tumore e "ipotesi dei 2 colpi"

Comprendere la natura recessiva dei geni oncosoppressori può essere utile per comprendere le predisposizioni genetiche e il cancro ereditario.

Esempi di geni oncosoppressori sono i geni BRCA1 / BRCA2, altrimenti noti come "geni del cancro al seno". Le persone che hanno una mutazione in uno di questi geni hanno un aumentato rischio di sviluppare il cancro al seno (tra gli altri tumori).

Tuttavia, non tutte le persone con il gene sviluppano il cancro al seno. La prima copia di questi geni è mutata alla nascita, ma è solo dopo che si verifica un'altra mutazione dopo la nascita (una mutazione acquisita o una mutazione somatica) che vengono prodotte proteine ​​di riparazione anormali che aumentano il rischio di cancro.

È importante notare che ci sono diversi geni associati allo sviluppo del cancro al seno (non solo i geni BRCA), per i quali sono disponibili test genetici, e molti di questi si pensa siano geni soppressori del tumore.

Geni non BRCA che aumentano il rischio di cancro al seno

Questa natura recessiva è ciò a cui si fa riferimento nella "ipotesi 2 hit" del cancro. La prima copia (nell'esempio sopra, la copia ereditata del gene difettoso) è il primo successo, e una successiva mutazione nell'altra copia del gene più avanti nella vita è il secondo colpo.

Da notare è che avere "2 colpi" da soli non è sufficiente per portare al cancro. Deve quindi verificarsi un danno alle cellule del DNA (dall'ambiente o a causa dei normali processi metabolici nelle cellule) e insieme le due copie mutate del gene oncosoppressore non sono in grado di creare proteine ​​efficaci per riparare il danno.

Geni soppressori del tumore e cancro ereditario

Secondo l'American Cancer Society, le sindromi tumorali ereditarie rappresentano tra il 5% e il 10% dei tumori, ma gli studi suggeriscono che la percentuale di tumori che può essere attribuita a questi geni potrebbe essere molto più alta. Lo screening genetico è ora disponibile per molte di queste sindromi, ma in molti casi non è possibile trovare una predisposizione genetica con i test. In questo caso, è molto utile per le persone lavorare con un consulente genetico che potrebbe essere in grado di capire di più sul rischio in base alla storia familiare.

Due ruoli fondamentali dei geni soppressori del tumore: guardiani e custodi

Come notato in precedenza, i geni soppressori del tumore possono funzionare come i "freni" dell'auto in tre modi principali, ma inibendo la crescita cellulare, fissando il DNA rotto o causando la morte di una cellula. Questi tipi di geni oncosoppressori possono essere considerati geni "gatekeeper".

Eppure alcuni geni oncosoppressori funzionano più che altro come custode. Questi geni creano proteine ​​che sovrintendono e regolano molte delle funzioni di altri geni per mantenere la stabilità del DNA.

Negli esempi seguenti, Rb, APC e p53 funzionano come gatekeeper. Al contrario, i geni BRCA1 / BRCA2 funzionano maggiormente come custodi e regolano l'attività di altre proteine ​​coinvolte nella crescita e riparazione cellulare.

Esempi

Sono stati identificati molti diversi geni oncosoppressori ed è probabile che molti altri verranno identificati in futuro.

Storia

I geni soppressori del tumore sono stati identificati per la prima volta tra i bambini con retinoblastoma. Nel retinoblastoma, a differenza di molti geni oncosoppressori, il gene del tumore ereditato è dominante e quindi consente lo sviluppo di tumori nei bambini piccoli. Se un genitore è portatore del gene mutato, il 50% dei loro figli erediterà il gene e sarà a rischio di retinoblastoma.

Esempi comuni

Alcuni esempi di geni oncosoppressori associati al cancro includono:

• RB: Il gene soppressore responsabile del retinoblastoma
• Gene p53: il gene p53 crea la proteina p53 che regola la riparazione genica nelle cellule. Le mutazioni in questo gene sono implicate in circa il 50% dei tumori. Le mutazioni ereditarie nel gene p53 sono molto meno comuni delle mutazioni acquisite e provocano la condizione ereditaria nota come sindrome di Li Fraumeni. Il codice p53 per le proteine ​​che dicono alle cellule di morire se sono danneggiate irreparabilmente, un processo denominato apoptosi.
• Geni BRCA1 / BRCA2: questi geni sono responsabili di circa il 5-10% dei tumori al seno, ma sia le mutazioni del gene BRCA1 che le mutazioni del gene BRCA2 sono associate ad un aumento del rischio di altri tumori. (BRCA2 è anche collegato a un aumento del rischio di cancro ai polmoni nelle donne.)
• Gene APC: questi geni sono associati ad un aumentato rischio di cancro al colon nelle persone con poliposi adenomatosa familiare.
• Gene PTEN: il gene PTEN è uno dei geni non BRCA che può aumentare il rischio che una donna sviluppi un cancro al seno (fino all'85% di rischio per la vita). È associato sia alla sindrome del tumore dell'amartoma PTEN che alla sindrome di Cowden. Il gene codifica per proteine ​​che aiutano nella crescita cellulare ma aiutano anche le cellule a restare unite. Quando il gene è mutato, c'è un rischio maggiore che le cellule tumorali "si staccino" o metastatizzino.

Al momento, sono stati identificati più di 1200 geni oncosoppressori umani. L'Università del Texas dispone di un database di geni oncosoppressori che elenca molti di questi geni.

Geni soppressori del tumore e trattamenti contro il cancro

Comprendere i geni oncosoppressori può anche aiutare a spiegare un po 'perché le terapie, come la chemioterapia, non curano completamente il cancro. Alcuni trattamenti contro il cancro lavorano per stimolare le cellule a suicidarsi. Poiché alcuni geni oncosoppressori innescano il processo di apoptosi (morte cellulare), quando non funzionano correttamente, le cellule tumorali potrebbero non essere in grado di attraversare il processo di apoptosi come potrebbero fare altre cellule.

Una parola da Verywell

Apprendere la funzione dei geni oncosoppressori e degli oncogeni coinvolti nella formazione del cancro, nonché le caratteristiche delle cellule tumorali e come le cellule tumorali differiscono dalle cellule normali, può aiutare i ricercatori a cercare nuovi modi per identificare le persone a rischio di cancro e per trattare i tumori che si verificano.

Gli esperti sanno che non sono solo i cambiamenti nei genomi stessi che contano, ma la modifica del modo in cui i geni vengono espressi senza cambiamenti genetici (noti come epigenetici) gioca un ruolo nel cancro. È possibile che i cambiamenti nell'ambiente dei nostri tessuti possano influenzare l '"espressione" delle proteine ​​oncosoppressori prodotte da questi geni.

Ad esempio, uno studio ha esaminato il ruolo che le erbe medicinali possono svolgere nell'attivazione di molecole oncosoppressori e molti altri studi hanno esaminato il ruolo dei modelli dietetici nell'attivazione dei soppressori tumorali.

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