Prof.MUDr.DavidCibula,CSc.,prof.MUDr.LubošPetruželka,CSc.,akolektiv
ONKOGYNEKOLOGIE Autorskýkolektiv:
doc.MUDr.OtakarBìlohlávek,CSc. MUDr.JiøíBouda,Ph.D. MUDr.AndreaBurgetová prof.MUDr.DavidCibula,CSc. PhDr.BlankaÈepická
MUDr.MartinDoležel
MUDr.PavelDundr,Ph.D. doc.MUDr.JindøichFínek,Ph.D. MUDr.DanielaFischerová,Ph.D. doc.MUDr.PavelFreitag,CSc. prof.MUDr.RobertGürlich,CSc. doc.MUDr.ZdenìkHolub,CSc. MUDr.NataliaJanèárková,Ph.D. Mgr.DanušeJandourková doc.MUDr.LadislavJarolím,CSc. MUDr.EditaKabíèková
MUDr.ZdenìkKleibl,Ph.D. MUDr.IvanaKrajsová
MUDr.JanLacheta
MUDr.PavlaLíbalová,Ph.D.
Recenzenti:
doc.MUDr.JindøichFínek,Ph.D. doc.MUDr.BohuslavSvoboda,CSc.
©GradaPublishing,a.s.,2009 VydalaGradaPublishing,a.s. UPrùhonu22,Praha7 jakosvou3682.publikaci OdpovìdnáredaktorkaPhDr.AlenaPalèová SazbaazlomVladimírVašek ZpracováníCDAntonínPlicka Fotografiedodaliautoøi. PerokresbyMgA.AdamSouèek Poèetstran616 1.vydání,Praha2009
SouèástípublikacejeCDsúplnouobrazovoupøílohou.
VytisklatiskárnaFinidr,s.r.o. Lipováè.p.1965,ÈeskýTìšín
MUDr.LadislavMasák,CSc. prof.MUDr.MilošMlynèek,CSc. doc.MUDr.PavelMohr,Ph.D. MUDr.JanNovotný,Ph.D. MUDr.DavidPavlišta,Ph.D. prof.MUDr.LubošPetruželka,CSc. doc.MUDr.HelenaRobová,Ph.D. MUDr.KarelØežábek,CSc. prof.MUDr.ZdenìkSeidl,CSc. MUDr.JiøíSláma MUDr.LiborŠevèík,Ph.D. doc.MUDr.JiøíŠpaèek,Ph.D.,IFEPAG doc.MUDr.PetraTesaøová,Ph.D. MUDr.VìraTomancová MUDr.VáclavUrbánek,CSc. doc.MUDr.JaroslavVaòásek,CSc. MUDr.PavelVítek prof.PhDr.PetrWeiss,Ph.D. MUDr.EvaZávadová,CSc. MUDr.MichalZikán,Ph.D.
Názvyproduktù,firemapod.použitévtétoknizemohoubýtochrannýmiznámkamineboregistrovanýmiochrannýmiznámkami pøíslušnýchvlastníkù,cožnenízvláštnímzpùsobemvyznaèeno.
Postupyapøíkladyvknize,rovnìžtakinformaceolécích,jejichformách,dávkováníaaplikacijsousestavenysnejlepšímvìdomímautorù.Zjejichpraktickéhouplatnìníalenevyplývajíproautoryanipronakladatelstvížádnéprávnídùsledky. Všechnaprávavyhrazena.Tatoknihaanijejíèástnesmìjíbýtžádnýmzpùsobemreprodukovány,ukládányèirozšiøoványbez písemnéhosouhlasunakladatelství.
ISBN978-80-247-2665-6
Obecnáèást 1Bunìènýcyklusaapoptóza (Z.Kleibl)
1.1Bunìènýcyklus .........................................26
1.1.1Mitogennísignalizaceazahájeníbunìènéhocyklu
1.1.2G1fázebunìènéhocykluajejírestrikèníbod
1.1.3Sfáze:replikaceDNA
1.1.4G2fáze:kontrolaintegrityDNAapøípravanaMfázi
1.1.5Mitóza(Mfáze)
1.2Apoptóza
1.2.1Prùbìh
1.2.2Extrinzickácestaaktivace
1.2.3Intrinzickácestaaktivace
1.2.4Kontrolnífáze
1.2.5Exekutivníèástapoptotickékaskády
1.3Významznalostibunìènéhocykluaapoptózyproklinickoupraxi
2.1.1Protoonkogenyaonkogeny
2.1.2Tumorsupresory
2.1.3Mechanizmymutageneze
2.1.4Epigenetickézmìny
2.1.5Význammolekulárnígenetikyproklinickoupraxi
2.2Molekulárnígenetikanìkterýchgynekologickýchmalignit
2.2.1Molekulárnígenetikaovariálníhokarcinomu
2.2.2Molekulárnígenetikakarcinomuendometria
2.2.3Molekulárnígenetikakarcinomudìložníhohrdla
2.3Metodymolekulárnígenetikysvýznamemproklinickoupraxi
2.3.1Polymerázováøetìzováreakce
2.3.2Reverznìtranskripènípolymerázováøetìzováreakce(RT-PCR)
2.3.3Real-timepolymerázováøetìzováreakce
2.3.4Elektroforézanukleovýchkyselinnebojejichfragmentù
2.3.5Hybridizace
2.3.6Metodymutaèníanalýzy
2.3.7SekvenováníDNA
2.3.8Metodyanalýzytranskripèníhoprofilu–microchiparrays
2.4Oèekávanýrozvojmolekulárnígenetikymalignit
3.1Hlavníhereditárnísyndromy
3.2Syndromhereditárníhokarcinomuprsuavajeèníkù
3.2.1GenBRCA1
3.2.2GenBRCA2
3.2.3FunkceproteinùBRCA1aBRCA2
3.2.4Rizikovznikuhereditárníhokarcinomuprsuavajeèníkù
3.2.5KarcinomprsuunositelekmutacígenùBRCA1aBRCA2
3.2.6KarcinomovariaunositelekmutacígenùBRCA1aBRCA2
3.2.7Reprodukènífaktoryarizikokarcinomuprsuavajeèníkùunositelekmutací
3.2.8HormonálníkontracepceunositelekmutacígenùBRCA1ABRCA2
3.2.9MutaèníanalýzagenùBRCA1aBRCA2aindikacekvyšetøení
3.2.10Klinickápéèeonositelemutací
3.3Karcinomendometriajakosouèásthereditárníhosyndromu
3.3.1Rizikovznikuhereditárníhokarcinomuendometria
3.3.2MutaèníanalýzagenùMMRsystémuaindikacekvyšetøení
3.3.3Klinickápéèeonositelemutací
6.1Rizikovéfaktory
7Prevenceascreeningzhoubnýchnádorù (M.Zikán,D.Cibula)
7.1Prevence
7.1.2Sekundárníprevence
7.1.3Terciárníprevence
7.1.4Kvartérníprevence
7.2.1Obecnéprincipy
7.2.2Screeningzhoubnýchnádorùreprodukèníchorgánù
8.1TNMklasifikace
8.2FIGOklasifikace
9Diagnostika (D.Fischerová,A.Burgetová,Z.Seidl,O.Bìlohlávek)
9.1Klasickérentgenovézobrazovacímetody
9.2Dalšídiagnostickémetody
9.3Modernízobrazovacímetody
9.3.1Ultrazvukovévyšetøení
9.3.2Poèítaèovátomografie
9.3.3Magnetickárezonance(MR)
9.3.4Pozitronováemisnítomografie
9.4Klinickýstaging
9.4.1Využitízobrazovacíchmetodvestanoveníklinickéhostagingu
9.4.2Shrnutívyužitíjednotlivýchzobrazovacíchmetodvklinickémstagingu
10.1Dìlenínádorovýchmarkerù ..................................133
10.2Vlastnostiideálníhonádorovéhomarkeru
10.3Charakteristikanejèastìjipoužívanýchnádorovýchmarkerù
10.3.1Karcinoembryonálníantigen(CEA)
10.3.2Alfa-1-fetoprotein(AFP)
10.3.3Tkáòovýpolypeptidovýantigen(TPA)
10.3.4Choriovýgonadotropin(HCG)
10.3.5Steroidníhormony ..................................137
10.3.6Inhibin
10.3.7Laktátdehydrogenáza(LDH)
10.3.8Antigenepidermálníchkarcinomù(SCCA)
10.3.9CYFRA21-1
10.3.10CA125
10.3.11CA19-9
10.3.12CA72-4
10.3.13CA15-3
10.3.14Kyselinasialováasociovanáslipidy(LASA)
10.3.15Inhibitortripsinuasociovanýstumory(TATI)
10.3.16Skarcinomemasociovanýsérovýantigen(CASA)
10.4Možnostivyužitínádorovýchmarkerùvklinicképraxi
Literatura
11.1.12D-PAGE
14Lymfatickémapováníakonceptsentinelovélymfatickéuzliny
14.2.2Lymfatickéuzliny
14.3MetodydetekceSLN
14.3.1Metodavyužívajícíbarvivo
14.3.2Metodavyužívajícíradiokoloid
14.3.3PøedoperaènídetekceSLN
14.3.4PeroperaènídetekceSLN
14.4Radiohygienickábezpeènostlymfatickéhomapování
14.5Selhánílymfatickéhomapování ................................163
14.6Histologickévyšetøenílymfatickýchuzlin
14.6.1Pooperaènívyšetøenílymfatickýchuzlin
14.6.3PooperaènívyšetøeníSLN
14.6.4ImunohistochemickémetodyzpracováníSLN
14.6.5MolekulárnìbiologickémetodyzpracováníSLN
14.7Klinickýaprognostickývýznamkonceptulymfatickéhomapování
15.1.1Úlohahysteroskopievdiagnosticeaterapiigynekologickýchmalignit
15.2.1Laparoskopickátechnika
15.2.2Laparoskopickálymfadenektomie
16.3.1Poranìníureterurozpoznanáperoperaènì
16.3.2Poranìníureterurozpoznanápooperaènì
16.4Iatrogenníporanìnímoèovéhomìchýøe
16.4.1Poranìnímìchýøepøioddìlovánídìlohyodmìchýøe
16.4.2Poranìnímìchýøerozpoznanébìhemgynekologickéoperace
16.4.3Poranìnímìchýøenerozpoznanébìhemgynekologickéoperace
16.4.4Vezikovaginálnípíštìle
16.5Rektovezikovaginálnípíštìle
16.6Uretrovaginálnípíštìle
17.1Únikobsahugastrointestinálníhotraktudodutinybøišní
17.1.1Perioperaèníporanìnítrávicítrubice
17.1.2Chirurgickévýkonypøiporanìnítenkéhoatlustéhostøeva
17.2Dehiscenceanastomózy
17.2.1Rizikovéfaktory
17.2.2Diagnostikaaléèba
17.3Pooperaèníporuchapasáže ..................................185
17.4Rannáinfekce
18Chemoterapie (J.Finek,D.Fischerová,J.Novotný,N.Janèárková)
18.1Nejèastìjipoužívanácytostatikavonkogynekologii
19Hormonálníléèba (P.Líbalová)
19.1Steroidy
19.2„Antihormony“
19.3Inhibitoryaromatázy
19.4Analogagonadoliberinù
20.2SkupinareceptorùepidermálníchrùstovýchfaktorùEGFR
20.3Signálnítransdukce
20.4Monoklonálníprotilátky
20.5Tyrozinkinázovéinhibitory(TKI)–blokádatyrozinkinázy intracelulárnídoményreceptoruproepidermálnírùstovýfaktor
20.6Imunoterapieamolekulárnícílenáléèba ...........................199
20.7Antiangiogenníterapie
20.7.1Antiangiogenníléèbaovariálníchkarcinomù
20.7.2VEGFreceptoratyrozinkinázovéinhibitory
20.8Nežádoucíúèinkybiologickéléèby
21Radioterapie (V.Tomancová,J.Vaòásek,P.Vítek,M.Doležel)
21.1Principprotinádorovéhoefekturadioterapie
21.2Metody
21.2.1Základnípojmy
21.2.2Technikaradioterapie
21.3Klasifikace
21.4Nežádoucíúèinky .......................................213
21.4.1Genezenežádoucíchúèinkù
21.4.2Èasnénežádoucíúèinky
21.4.3Pozdnínežádoucíúèinky
22Podpùrnáléèbaaléèbakomplikacíchemoterapie (P.Tesaøová)
22.1Hematologickátoxicita
22.1.1Anémiepacientùsezhoubnýminádory
22.1.2Neutropenieajejíléèba
22.1.3Léèbafebrilníneutropenie
22.1.4Trombocytopenie
22.2Prevencealéèbachemoterapiíindukovanénevolnostiazvracení ..............226
22.2.1Patofyziologienauzeypochemoterapii
22.2.2Emetogennípotenciálchemoterapie
22.2.3Akutnízvracení
22.2.4Odloženézvracení
22.2.5Anticipovanézvracení
22.2.6Speciálnísituace
22.3Mukozitida
22.3.1Prevence
22.3.2Léèba
22.4Kardiotoxicita
22.4.1Mechanizmuskardiotoxicity
22.4.2Rizikovéfaktory
22.4.3Klinicképøíznaky
22.4.4Sníženírizika
22.4.5Sledovánívprùbìhuléèby
22.4.6Prognózaaléèba
22.4.7Dalšíkardiotoxickáchemoterapeutika
22.5Hyperkoagulaènístavyspojenésmalignitou
22.5.1Patogeneze
22.5.2Incidencetromboembolickénemoci
22.5.3Vrozenátrombofilie
22.5.4Prevencealéèba
22.6Enterotoxicita .........................................236
22.6.1Prùjem
22.6.2Zácpa
22.6.3Kolitidy
22.7Nefrotoxicita
22.7.1Zhodnoceníglomerulárnífiltracepropøizpùsobenídávkycytostatika
22.7.2Nefrotoxicitajednotlivýchcytostatik
22.8Neurologickékomplikacechemoterapie
23Symptomatickáléèba (J.Novotný)
23.1Malignívýpotek
23.2Lymfedém
23.3Bolest
23.4Metastaticképostiženískeletu
23.4.1Základnícharakteristikabisfosfonátù
23.4.2Klinickévyužitíbisfosfonátù
23.5Únava
23.6Nádorováanorexieakachexie
23.7Hospicovápéèe
24Ochranareprodukèníchfunkcíamožnostizachovánífertility
24.1Faktoryzajišťujícíplodnostuženy
24.2Ochranafolikulù
24.2.1Pøioperaci
24.2.2Pøiradioterapii
24.2.3Pøichemoterapii
24.3Mimotìlníuchováníoocytùèiembryí
24.3.1Uchováníovariálnítkánì
24.3.2Uchováníoocytù
24.3.3Kroykonzervaceembryí
24.3.4OchranafolikulùanalogyGnRH
24.3.5Málobìžnéabudoucízpùsobyuchovánífertility
24.4Bezpeènostpoužitíkryokonzervovanýchbunìk
24.5Etickéaprávníotázkykryokonzervacetkáníabunìk
24.6Pøijetídarovanýchoocytù(embryí)
24.7Zajakdlouhopoléèbìzhoubnéhonádoruselzesnažitotìhotenství?
24.8Praktickýpostupprozachováníreprodukèníchfunkcí
25.3Karcinomdìložníhohrdla
26Psychiatrickáléèbaonkologickýchpacientek (P.Mohr)
26.1Duševníporuchyunádorovýchonemocnìní
26.1.1Diagnostikaduševníchporuchuonkologickýchnemocných
26.1.2Deprese
26.1.3Úzkostnéporuchy
26.1.4Delirium
26.1.5Suicidium
26.2Terapiedepresivníchaúzkostnýchstavù
26.2.1Farmakoterapie–antidepresiva
26.2.2Farmakoterapie–anxiolytika
26.2.3Farmakoterapie–hypnotika
26.2.4Farmakoterapie–stimulancia
26.2.5Psychoterapie
26.3Terapiedelirantníchstavù
(D.Jandourková,B.Èepická)
27.1Osobnostpacienta
27.2Vyrovnávánísesnemocí
27.3Stadianádorovéhoonemocnìníajejichprožívání
27.4Léèebnéspoleèenství
27.5Psychosociálníintervenceuonkologickynemocných
28Sexuálnírehabilitaceužensezhoubnýminádory reprodukèníchorgánù (V.Urbánek,P.Weiss)
28.1Vlivonemocnìníajeholéèbynasexuálnífunkci
28.1.1Vlivoperaèníléèbyzhoubnýchnádorùrodidel
28.1.2Vlivaktinoterapiepøizhoubnémnádorurodidel
28.1.3Vlivchemoterapiepøizhoubnémnádorurodidel
28.2Sexuálnírehabilitace
28.2.1Poradenskápéèe
28.2.2Sexoterapie
28.2.3Minimalizacenegativníhovlivutìlesnýchpostižení
28.3Nìkterézávìrypropraxi
29Sledovánípoukonèeníléèby (M.Mlynèek)
Speciálníèást 30Prekancerózyvgynekologii (J.Sláma)
30.1Prekancerózyvulvy
30.1.1Klasifikace
30.1.2Etipatogenezearizikovéfaktory
30.1.3Klinickýobraz
30.1.4Diagnostika
30.1.5Managementametodyléèby
30.1.6Dispenzarizace
30.2Prekancerózypochvy
30.2.1Klasifikace
30.2.2Etiopatogenezearizikovéfaktory
30.2.3Klinickýobraz
30.2.4Diagnostika
30.2.5Managementametodyléèby
30.2.6Dispenzarizace
30.3Prekancerózydìložníhohrdla
30.3.1Klasifikace
30.3.2Etiopatogeneze
30.3.3Diagnostika
30.3.4Management
30.3.5Dispenzarizace
30.3.6Prevencekarcinomudìložníhohrdla
30.4Prekancerózyendometria
30.4.2Etiopatogenezearizikovéfaktory
30.4.3Klinickýobraz
30.4.4Diagnostika
30.4.5Managementametodyléèby
30.4.6Dispenzarizace
(P.Dundr)
31.2.1Maligníepitelovénádory
31.2.2Malignímezenchymálnínádory
31.2.3Malignímelanom
31.3Rizikovéaprognostickéfaktory (P.Freitag)
31.3.1Rizikovéfaktory
31.3.2Prognostickéfaktory
31.4Staging (J.Sláma)
31.5Diagnostika (D.Fischerová,A.Burgetová,Z.Seidl,O.Bìlohlávek)
31.5.1Diagnostickémetodyuzhoubnéhonádoruvulvy
31.6Sérovétumorovémarkery (L.Masák)
31.7Léèba
31.7.1Chirurgickáléèba (D.Cibula) ............................353
31.7.2Lymfatickémapováníadetekcesentinelovéuzliny (L.Ševèík)
31.7.3Významendoskopickéchirurgie (Z.Holub)
31.7.4Radioterapie (V.Tomancová,J.Vaòásek,P.Vítek,M.Doležel)
31.7.5Chemoterapie (D.Fischerová,J.Novotný,L.Petruželka)
31.7.6Fertilituzachovávajícíléèba (H.Robová)
31.8Sledovánípoléèbì (M.Mlynèek) ...............................370
31.9Melanomvulvy (I.Krajsová) .................................370
31.9.1Incidence
31.9.2Etiologieapatogenze
31.9.3Klinickýobraz
31.9.4Klasifikace
31.9.5Prognóza
31.9.6Léèba
31.9.7Diferenciálnídiagnostika
32.1Incidenceaprognóza (D.Pavlišta)
32.2Histopatologickáklasifikace (P.Dundr)
32.2.1Maligníepitelovénádory
32.2.2Malignímezenchymálnínádory
32.2.3Malignímelanocytárnínádory
32.3Rizikovéaprognostickéfaktory (P.Freitag)
32.3.1Rizikovéfaktory
32.3.2Prognostickéfaktory .................................385
32.4Staging (J.Sláma)
32.5Diagnostika (D.Fischerová,A.Burgetová,Z.Seidl,O.Bìlohlávek)
32.6Léèba
32.6.1Chirurgickáléèba (D.Cibula)
32.6.2Radioterapie (V.Tomancová,J.Vaòásek,P.Vítek,M.Doležel)
32.6.3Chemoterapie (D.Fischerová,J.Novotný,L.Petruželka)
33.1Incidenceaprognóza (D.Pavlišta)
33.2Histopatologickáklasifikace (P.Dundr)
33.2.1Maligníepitelovénádory
33.2.2Malignímezenchymálnínádory
33.2.3Smíšenémaligníepitelovéamezenchymálnínádory
33.3Rizikovéaprognostickéfaktory (P.Freitag)
33.3.1Rizikovéfaktory
33.3.2Prognostickéfaktory
33.4Prevenceascreening (J.Sláma)
33.5Staging (J.Sláma) .......................................402
33.6Diagnostika (D.Fischerová,A.Burgetová,Z.Seidl,O.Bìlohlávek)
33.6.1Diagnostickémetody
33.7Sérovétumorovémarkery (L.Masák)
33.8Léèba .............................................412
33.8.1Chirurgickáléèba (D.Cibula) ............................412
33.8.2Lymfatickémapováníadetekcesentinelovéuzliny (L.Ševèík)
33.8.3Významendoskopickéchirurgie (Z.Holub)
33.8.4Radioterapie (V.Tomancová,J.Vaòásek,P.Vítek,M.Doležel)
33.8.5Chemoterapie (D.Fischerová,J.Novotný,L.Petruželka)
33.8.6Fertilituzachovávajícíléèba (H.Robová)
33.9Sledovánípoukonèeníléèby (M.Mlynèek) ..........................450 Literatura
34.1Epitelovénádory
34.1.1Incidenceaprognóza (D.Pavlišta)
34.1.2Histopatologickáklasifikace (P.Dundr)
34.1.3Rizikovéaprognostickéfaktory (P.Freitag)
34.1.4Prevenceascreening (M.Zikán,D.Cibula)
34.1.5Staging (J.Sláma)
34.1.6Diagnostika (D.Fischerová,A.Burgetová,Z.Seidl,O.Bìlohlávek)
34.1.7Sérovétumorovémarkery (L.Masák)
34.1.8Léèba .........................................474
Chirurgickáléèba (D.Cibula)
Významendoskopickéchirurgie (Z.Holub)
Radioterapie (V.Tomancová,J.Vaòásek,P.Vítek,M.Doležel)
Chemoterapie (L.Petruželka,D.Fischerová,J.Novotný)
Hormonálníléèba (P.Líbalová) ..........................487
Fertilituzachovávajícíléèba (H.Robová)
34.1.9Sledovánípoukonèeníléèby (M.Mlynèek)
34.2Sarkomy (J.Špaèek)
34.2.1Incidenceaprognóza (D.Pavlišta)
34.2.2Charakteristikaazákladníklasifikace
34.2.3Diagnostika
34.2.4Léèba
35.1Borderlinenádory (D.Cibula)
35.1.2Histopatologickáklasifikace (P.Dundr)
35.1.3Prognostickéfaktory
35.1.4Léèba
35.1.5Sledovánípoléèbì ..................................508
35.2Epitelovénádory .......................................508
35.2.1Incidenceaprognóza (D.Pavlišta) ..........................508
35.2.2Histopatologickáklasifikace (P.Dundr) .......................510
35.2.3Rizikovéaprognostickéfaktory (P.Freitag) ....................519
35.2.4Prevenceascreening (D.Cibula,M.Zikán) .....................521
35.2.5Staging (J.Sláma) ..................................524
35.2.6Diagnostika (D.Fischerová,A.Burgetová,Z.Seidl,O.Bìlohlávek) .........527
35.2.7Sérovétumorovémarkery (L.Masák) ........................533
35.2.8Léèba .........................................534
Chirurgickáléèba (D.Cibula) ...........................534
Významendoskopickéchirurgie (Z.Holub)
Radioterapie (V.Tomancová) ...........................544
Chemoterapie (L.Petruželka,D.Fischerová,J.Novotný) ............
Hormonálníléèba (P.Líbalová) .........................555
Možnostifertilituzachovávajícíléèby (H.Robová) ................555
35.2.9Sledovánípoukonèeníléèby (M.Mlynèek)
35.3Neepitelovénádoryovaria (P.Líbalová)
35.3.1Incidence .......................................558
35.3.2Histopatologie
35.3.3Prevenceascreening
35.3.4Rizikovéaprognostickéfaktory
35.3.5Diagnostika ......................................559
35.3.6Gonadostromálnínádory–specifickérysyaléèba
35.3.7Germinálnínádoryovaria
35.3.8Nádorysmíšenégerminálníagonadostromální
35.3.9Ovariálnísarkomy
35.3.10Malobunìènýkarcinomovaria–hyperkalcemickýtyp
35.3.11Úlohaendoskopievléèbìneepitelovýchnádorùovaria
36Nádoryvejcovodu
36.1Incidenceaprognóza (D.Pavlišta)
36.2Histopatologickáklasifikace (P.Dundr)
36.3Rizikovéaprognostickéfaktory (P.Freitag)
36.3.1Rizikovéfaktory
36.3.2Prognostickéfaktory
36.4Staging (J.Sláma)
36.5Diagnostika (D.Fischerová,A.Burgetová,Z.Seidl,O.Bìlohlávek)
36.6Sérovétumorovémarkery,léèbaasledováníposkonèeníléèby (L.Masák,M.Mlynèek) ..579
37Nádoryvdìtskémvìku (E.Kabíèková)
37.1Nádoryvajeèníku
37.1.1Klinicképrojevy
37.1.2Diagnostika
37.1.3Léèbaaprognóza
37.2Nádorydìlohy
38Nádoryvgraviditì (J.Bouda,J.Novotný)
38.1Radioterapie
38.2Chemoterapie
38.2.1Bezpeènostpodáníjednotlivýchcytostatikvprùbìhutìhotenství
38.2.2Reverzibilnínežádoucíúèinkycytostatiknavyvíjejícíseplod
38.3Specifikaonkochirurgickéhovýkonu
38.4Prekancerózyazhoubnénádorydìložníhohrdla
38.5Nádoryovaria
38.6Ostatnígynekologickézhoubnénádory
38.6.1Prekancerózyazhoubnénádoryvulvy
38.6.2Prekancerózyazhoubnénádorypochvy
38.6.3Karcinomendometria
38.7Negynekologickézhoubnénádory
38.7.1Karcinomprsu
28.7.2Malignímelanom
38.7.3Lymfomy
38.7.4Leukemie
Autoøi doc.MUDr.OtakarBìlohlávek,CSc. Oddìlenínukleárnímedicíny–PETcentrum, NemocniceNaHomolce,Praha
MUDr.JiøíBouda,Ph.D. Gynekologicko-porodnickáklinikaLFUKaFN Plzeò
MUDr.AndreaBurgetová Radiodiagnostickáklinika1.LFUKaVFNvPraze
prof.MUDr.DavidCibula,CSc. Gynekologicko-porodnickáklinika1.LFUK aVFNvPraze
PhDr.BlankaÈepická S.E.N.A.s.r.o.,Praha
MUDr.MartinDoležel
Oddìleníklinickéaradiaèníonkologie,Pardubická krajskánemocnice,a.s.
MUDr.PavelDundr,PhD. Ústavpatologie1.LFUKaVFNvPraze
doc.MUDr.JindøichFinek,Ph.D. Onkologickéaradioterapeutickéoddìlení,Fakultní nemocnicePlzeò LFUKvPlzni
MUDr.DanielaFischerová,Ph.D. Gynekologicko-porodnickáklinika1.LFUK aVFNvPraze
doc.MUDr.PavelFreitag,CSc. Gynekologicko-porodnickáklinika1.LFUK aVFNvPraze
prof.MUDr.RobertGürlich,CSc. Chirurgickáklinika3.LFUKaFNKVvPraze
doc.MUDr.ZdenìkHolub,CSc. Gynekologicko-porodnickéoddìlení,Oblastní nemocniceKladno,a.s.
MUDr.NataliaJanèárková,Ph.D. Gynekologicko-porodnickáklinika1.LFUK aVFNvPraze
Mgr.DanušeJandourková Psychiatrickáklinika1.LFUKaVFNvPraze
doc.MUDr.LadislavJarolím,CSc. Urologickáklinika2.LFUKaFNMotolvPraze
MUDr.EditaKabíèková Klinikadìtskéhematologieaonkologie2.LFUK aFNMotolvPraze
MUDr.ZdenìkKleibl,Ph.D. Ústavbiochemieaexperimentalníonkologie1.LF UKvPraze
MUDr.IvanaKrajsová Dermatovenerologickáklinika1.LFUKaVFN vPraze
MUDr.JanLacheta Gynekologicko-porodnickáklinika1.LFUK aVFNvPraze
MUDr.PavlaLíbalová,Ph.D. Gynekologicko-porodnickáklinika3.LFUK aFNKVvPraze
MUDr.LadislavMasák,CSc Klinikagynekologickejonkológie,Onkologický ústavsv.AlžbetyvBratislaveaSZUBratislava
prof.MUDr.MilošMlynèek,CSc. Gynekologicko-porodnickáklinikaFNaUKF Nitra
doc.MUDr.PavelMohr,Ph.D. PsychiatrickécentrumPraha,3.LFUK,Centrum neuropsychiatrickýchstudií
MUDr.JanNovotný,Ph.D. Onkologickáklinika1.LFUKaVFNvPraze aInstitutonkologiearehabilitaceNaPlešis.r.o.
MUDr.DavidPavlišta,Ph.D. Gynekologicko-porodnickáklinika1.LFUK aVFNvPraze
prof.MUDr.LubošPetruželka,CSc. Onkologickáklinika1.LFUKaVFNvPraze
doc.MUDr.HelenaRobová,Ph.D. Gynekologickoporodnickáklinika2.LFUKaFN MotolvPraze
MUDr.KarelØežábek,CSc. Gynekologicko-porodnickáklinika1.LFUK aVFNvPraze
prof.MUDr.ZdenìkSeidl,CSc. Radiodiagnostickáklinika1.LFUKaVFNvPraze
MUDr.JiøíSláma Gynekologicko-porodnickáklinika1.LFUK aVFNvPraze
MUDr.LiborŠevèík,Ph.D. Porodnicko-gynekologickáklinikaFNOstrava
doc.MUDr.JiøíŠpaèek,Ph.D.,IFEPAG Porodnickáagynekologickáklinika,LFUKaFN vHradciKrálové
doc.MUDr.PetraTesaøová,Ph.D. Onkologickáklinika1.LFUKaVFNvPraze
MUDr.VìraTomancová Onkologickáklinika1.LFUKaVFNvPraze
MUDr.VáclavUrbánek,CSc. Sexuologickýústav1.LFUKaVFNvPraze
doc.MUDr.JaroslavVaòásek,CSc. Oddìleníklinickéaradiaèníonkologie,Pardubická krajskánemocnice,a.s.
MUDr.PavelVítek Ústavradiaèníonkologie,Fakultnínemocnicena Bulovce
prof.PhDr.PetrWeiss,Ph.D. Sexuologickýústav1.LFUKaVFN
MUDr.EvaZávadová,CSc. Ústavklinickéimunologieamikrobiologie1.LF UKaVFNvPraze
MUDr.MichalZikán,Ph.D. Gynekologicko-porodnickáklinika1.LFUK aVFNvPraze
Pøedmluva Vèeskémodbornémpísemnictvídosudnebylaproblematikagynekologickéonkologievrozsahupodobnémtétoknizezpracována.Onkogynekologieje pøitomjednouzezákladníchsubspecializacíoboru gynekologieaporodnictví,atonejenvEvropì,ale ivevìtšinìrozvinutýchzemí.Získáníspecializace vyžadujenejdelšípostgraduálnípøípravu,zejména vzhledemknezbytnémupoètuprovedenýchchirurgickýchvýkonù.VÈRbylodoroku2007jedinou možnostíprozískánítétospecializacesloženíatestacezklinickéonkologie.Možnostsubspecializace zgynekologickéonkologiebylaotevøenaažvroce 2008.Požadavkynazískáníspecializacejsoushodné svìtšinouzemíEUabylypøevzatyzdoporuèení ESGO(EuropeanSocietyofGynecologicalOncology).Nejvìtšídùrazjekladennazískáníkvalitníerudicevonkochirurgii,souèástíoborujevšakkomplexníléèbanádorùvèetnìpodáváníchemoterapie apodpùrnéléèby.
VelkápozornostbylavÈRvposledníchletech vìnovánasystémucentralizacepéèeopacientkyse zhoubnýmnádoremreprodukèníchorgánù.PodOnkogynekologickousekcíÈeskégynekologicko-porodnickéspoleènosti(ÈGPS)bylustanovensystém onkogynekologickýchcenteraspolupracujícíchoddìlení.Systémjeotevøený,smožnostívylouèeníèi pøijetíèlenùnazákladìpoètunovýchpacientek apoètuprovádìnýchradikálníchvýkonù.Hlavním cílemjestandardizaceazvýšeníkvalitydiagnostické aléèebnépéèe.Pøesveškeréúsilíamnohoznámých argumentù,dokládajícíchlepšívýsledkyléèbyve specializovanýchcentrech,jenatìchtopracovištích vsouèasnostivÈRléèenojennìcopøespolovinupacienteksezhoubnýminádorygynekologickýchorgánù.Vìøíme,žeitatoknihapøispìjekúrovniposkytovanépéèeikcentralizacionkologickýchpacientek. VincidencizhoubnýchnádorùreprodukèníchpánevníchorgánùobsazujeÈeskárepublikastabilnì nepøíznivápøednímístavesvìtovýchtabulkách.Incidencekarcinomuendometriapatøíknejvyššímna svìtìspoleènìsUSA,incidencekarcinomuovaria jejednaznejvyššíchvEvropì,srovnatelnápouze sPobaltskýmizemìmineboDánskem.Vincidenci
karcinomudìložníhohrdlapøekraèujemevícenež dvojnásobnìprùmìrEvropskéunie;horšísituaceje pouzevnìkterýchzemíchvýchodníEvropy.Pøíèiny nepøíznivésituaceselišíujednotlivýchnádorù. Ukarcinomudìložníhohrdlajetozejménaneexistenceorganizovanéhoceloplošnéhoscreeningu, udalšíchzhoubnýchnádorùpøesnédùvodyneznáme;ukarcinomuendometriasepravdìpodobnì uplatòujífaktoryživotníhostylu,ukarcinomuovaria mùžebýtjednímzdùvodùmaláfrekvenceužívání hormonálníkontracepcevminulosti.Nepøíznivé jsouitrendyvývojeincidence–ukarcinomuendometria,ovariaivulvyjedlouhodobìpatrnýpomalý nárùst.Pouzeukarcinomudìložníhohrdlajeincidencestabilní,tovšakvžádnémpøípadìnelzepovažovatzaúspìch–vÈRse nepodaøilonapodobit výraznýpokles,kterýnastalvevšechzemíchEU vdùsledkuzavedeníorganizovanéhoscreeningu. VabsolutníchpoètechvÈRkaždýrokonemocní okolo4500ženzhoubnýmnádoremjednohozpánevníchreprodukèníchorgánù.
KnihaOnkogynekologiejeurèenapøedevšímonkogynekologùm,alerozhodnìnepouzejim.Ucelenýpøehledproblematikybymìliocenitvšichni gynekologovépracujícívnemocnièníchzaøízeních, kliniètíonkologové,radiaèníonkologové,aleidalší odborníci,kteøípracujíseženamisezhoubnýminádoryreprodukèníchorgánù.Peèlivìvybranýkolektivautorùèítácelkem40odborníkùzceléÈRaze Slovenska,kteøísedlouhodobìzabývajísvìøenými oblastmi.Obsahodrážíkomplexnostproblematiky azdùrazòujenutnostmezioborovéspolupráce.Èleny autorskéhokolektivujsoukliniètíonkologové,chirurgové,urologové,psychiatøi,psychologové,radiologové,radioterapeuti,sexuologové,dermatologové iteoretiètívìdci.Zcelazámìrnìnebylaproblematika jednotlivýchzhoubnýchnádorùsvìøenajednomuautorovi,alekaždýautorèikolektivautorùzpracoval oblastsvéspecializace.
Vzhledemkrozdílnémucharakterunìkterýchkapitoljekniharozdìlenadodvouèástí.Obecnáèást obsahujekapitoly,kterésetýkajínádorùvšechnebo víceorgánù,vèástispeciálníjeproblematikarozdì-
lenapodlejednotlivýchorgánù.AtraktivitupublikacebymìlozvýšitipøiloženéCD,obsahujícíbohatou obrazovoudokumentacihistologických,kolposkopickýchaperoperaèníchnálezù,zobrazovacíchvyšetøeníadalších.CDrovnìžobsahujebarevnéverze nìkterýchobrázkùèifotografií,uvedenýchvknize vèernobíléformì.Tytoobrázkyjsouvtextuoznaèenysymbolem anakoncikapitoljeuvedenýkompletníseznamobrázkù,kterésevztahujíkdanéproblematice.
Jetøebaupozornitinaproblematiku,kterávknize zpracovánaneníakteroubyzdeètenáømohlhledat. Zhoubnénárodyprsùbylyopakovanìzpracovány vmonografiíchklinickéonkologie.Rovnìžchybí problematikagestaènítrofoblastickénemoci(GTN), kterousevÈRzabývajídvìspecializovanácentra
abylavèeskéliteratuøepøehlednìzpracovánavposledníchletechnìkolikrát.
Jednímznedùležitìjšíchposlánípøedmluvyje ipodìkováníoceòujícívelkéúsilívìnovanérozsáhlémudílu,kterénemákomerènívýznamprovìtšinu aktérù.Srdeènépodìkovánízapochopení,podporu aspoluprácipatøízejménaautorskémukolektivu, kterýpeèlivìpøipravilsvìøenékapitoly,abypozdìji trpìlivìsnášelèetnépøipomínkyeditora;obìmarecenzentùm,kteøívevelmikrátkédobìrozsáhlédílo pøipomínkovali;redaktorce–PhDr.AlenìPalèové, kterávýznamnìpøispìlakvýslednépodobìknihy irychlostijejíhovydání;grafikoviiakademickému malíøi,kteøíscitemzpracovalibohatougrafickou èást;aleimnohakolegùmablízkým,kteøítémìørok snášelièasovézaneprázdnìníautorùaeditorù.
Praha,duben2009 DavidCibula
Obecnáèást Bunìènýcyklusaapoptóza Nejvýznaènìjšícharakteristikounádorovýchbunìk jejejichnekontrolovatelnýrùstnapøíèvýstavbovým plánemorganizmu.Tentovýstavbovýplánpoèíná ujednotlivýchbunìk,sdružujícíchsedobunìèných uskupení,zekterýchseskládajítkánìtvoøícíjednotlivéorgány,uspoøádanédoorgánovýchsoustav.Výstavbovémuplánuorganizmuodpovídáijehoøízení –lokálníregulacejednotlivýchbunìkvrámcitkání jerealizovánapomocílokálníchpùsobkù,rùstových faktorù,zatímcoregulaciorgánùajejichsoustav ovládajíneurohumorálnísystémy.Správnoufunkci bunìènýchkomponenttrvaledozorujeimunitnísystém.Vznikmaligníhonádorujeporuchoutétovyváženéregulace.Poruchazaèínánaúrovnibunìk malignìtransformovanétkánì.Tapøiselháníkontrolníchimunitníchmechanizmùavdùsledku distanènìsešíøícíchmetastázmùževyvolataž pøíznakysystémovéhokolapsuvedoucíhokesmrti. Aèkolivpostupnádorovétransformacesevjednotlivýchpøípadechodlišuje,neoplastickátkáòvždyvykazujenìkteréshodnécharakteristiky:
• autonomiivprodukcirùstovýchsignálù,
• sníženousenzitivitukinhibiènímrùstovým signálùm,
• poruchyapoptózy,
• bezprahovýreplikaènípotenciál(imortalizaci),
• poruchyvreparaciDNA(genomováinstabilita),
• významnouangiogenezi,
• schopnosttkáòovéinvazivityametastázování.
Nekontrolovatelnýrùstnádorujevýsledkemselháníregulaèníchpochodùvbuòce.Jsoutakpostiženydvakritickédìje,kterésedoplòujívovlivòování tkáòovéhomeostázy– bunìènýcyklusaapoptóza Rovnováhamezinovotvorboubunìkvznikajících dìlenímvbunìènémcykluazánikemopotøebených, nepotøebnýchèipoškozenýchbunìkvprocesuapoptózycharakterizujenormálnífyziologickýstavve tkánidospìléhoorganizmu.Nádorovébuòkysevždy vyznaèujíporuchoutétorovnováhy,ježjezpùsobena zvýšenímrychlostibunìènéhocykluarezistencí kindukciapoptózy.Negativníregulacebunìèného cykluazvýšenísenzitivitykproapoptotickýmme-
chanizmùmvnádorovébuòcetvoøítedyzákladní obecnýkonceptprotinádorovéterapie.
Malignínádorjegenetickýmonemocnìním.Na podkladìgenetickýchalteracíaspøispìnímepigenetickýchzmìnvznikajíautonomnìsechovajícínádorovébuòky.Genetickézmìny–mutace(zmìnyprimárnístrukturygenomovéDNA)vznikajíprùbìžnì vevšechbuòkáchvorganizmuvdùsledkupùsobení exogenníchvlivù(fyzikálních,chemickýchibiologických)iendogenníchpochodù(chybypøireplikaci DNA,tvorbaendogenníchproduktùmetabolizmu sgenotoxickýmiúèinky).Ktìmtogenetickýmalteracímsepøidružujíepigenetickézmìny(zmìnymetylaceDNAèimodifikacehistonù)ovlivòujícíexpresigenetickéinformace.Bezohledunato,zdase jednáopoškozenírozsáhléèástigenomuèimutace naúrovnijedinéhodeoxyribonukleotidugenomové DNA,promalignítransformacijerozhodujícíkvalitativníakvantitativnípoškozenítøískupingenù:
• protoonkogenù,kódujícíchbílkovinnéprodukty pozitivnìovlivòujícíbunìènédìlení(promitoticképùsobení)apøežíváníbunìk(antiapoptotické pùsobení),
• tumorsupresorovýchgenù,jejichžgenovéproduktypùsobínegativníregulacibunìènéhocyklu neboaktivaciapoptózy,
• DNAreparaèníchgenù,kterékódujíproteiny podílejícísenaprocesechopravgenomovéDNA ajejíregulaci.
Mutacevonkogenech,kterézpùsobujíjejichtrvalouaktivaci,nebozvýšenáexpreseonkogenù umožòujíbunìènédìlení,kterésevpostiženébuòce stáváautonomnímdìjem,atobezohledunajeho potøebuvevztahukvlastnímuorganizmu.Naakcentovanéproliferacinádorovýchbunìksepodílíiztráta negativníchregulaèníchsignálùbunìènéhodìlení, kterévyplývázvyøazenítumorsupresorovýchgenù mutaceminebohypermetylacemijejichpromotorovýchsekvencí.Aktivovanéproduktyprotoonkogenù adefektynìkterýchtumorsupresorovýchgenù (úèastnícíchseregulaceapoptózy)inhibujívnádorovìtransformovanýchbuòkáchspuštìníapoptózy.
PoruchyDNAreparaèníchmechanizmùdovolují vpostiženébuòcetolerovatvznikmutací,kterébyza normálníchokolnostívedlykzástavìbunìèného cyklua/nebokapoptóze.Prostøedígenomovénestabilityvprvotnímklonumalignìtransformovaných bunìkvedekaskádovitìkevznikudalšíchgenových alterací.Zakládajísetakgenotypovìifenotypovì odlišnésubpopulacepùvodníhonádorovéhoklonu.
Vposlednídobìjesilnìdiskutovanýmtématem iotázkaprvotnípopulace,zekterévznikáiniciální klastr(cluster)nádorovìtransformovanýchimortalizovanýchbunìk.Vkaždétkánilzevysledovat(pøedpokládat)tøihlavnívývojovépopulace,kteréjsou nutnéprojejichfyziologickouobnovuvprùbìhulidskéhoživota,neboť–ažnavýjimky(napø.pyramidálnínervovébuòky)–existencevìtšinybunìk pøedstavujezlomekdobyživotaorganizmu.Proobnovutkánìjetedynutné,abyvníbylypøítomny takovébuòky,jejichžreplikaènípotenciáljesrovnatelnýsdobouživotaceléhoorganizmu.Tìmitobuòkamijsou(pravdìpodobnì) tkáòovìspecifické kmenovébuòky.Jejichkoncentracevetkánijevelminízká,vyznaèujísesiceneomezenýmreplikaèním potenciálem,avšaknízkoumitotickouaktivitou. Sohledemnato,žeztìchtokmenovýchbunìkmusí vzniknoutveškerépopulacespecializovanýchbunìk pøíslušnétkánì,vyznaèujísechybìnímvìtšinyfenotypovýchznakùmaturovanýchbunìènýchpopulací. Kmenovétkáòovébuòkyjsoutedynositelièasovì neomezenéhoreplikaèníhopotenciáluvetkáni.Tentoúkolplnítím,žeobnovujízásobu progenitorovýchbunìk.Progenitorovébuòkysenarozdílod kmenovýchbunìkvyznaèujíomezenýmreplikaèním
1.1Bunìènýcyklus Bunìènýcyklusjebiochemickýdìj,kterýreguluje vznikdvoudceøinýchbunìkzjednébuòkymateøské. Aèkolivmorfologickécharakteristikybunìènéhodìleníjsouznámyjiždlouho,teprvevposledníchletechsepodaøiloozøejmitzákladnímolekulárnípodstatubunìènéhocykluaèásteènìijehoregulaci.
Zanormálníchokolnostísevìtšinabunìkvorganizmunacházívklidové,tzv. G0fázi,kdyipøesintenzivnìprobíhajícíintracelulárnímetabolizmus azapojeníbuòkyvplnìníspecializovanýchúkolù pøíslušnétkánìnedocházíkpøípravìnabunìènédìlení.Zafyziologickéhostavujevstupbuòkydobunìènéhocykluumožnìnposplnìnínìkolikazákladníchpodmínek:
potenciálem,avšakrychlýmdìlením,schopností migraceaschopnostísediferencovatdopodobybunìkspecializovanýchbunìènýchpopulacípøíslušné tkánì.Vjejichfenotypovévýbavìsetakpodlestupnìjejichdiferenciacesetkávámeseznakymaturovanýchbunìk. Specializovanébuòkytkání vznikající diferenciacízesvýchprogenitorùtvoøí>99%bunìènépopulacevetkáních.Jsouvykonavatelitkáòovì specifickýchfunkcí,avšakvprùbìhujejichdiferenciacedocházíkvýraznémusníženíjejichreplikaèníhopotenciálu.Diferencovanébuòkyvprùbìhu svýchnìkolikadìlenístárnouamusíbýtnahrazeny novoupopulacíbunìkvznikajícíchdiferenciací zprogenitorù.
Sohledemnaznámécharakteristikynádorových bunìk(neomezenýreplikaènípotenciál,ztrátakontaktníinhibice,neúplnáexpresefenotypovýchznakù plnìdiferencovanýchbunìktkánìatd.)jepravdìpodobné,žeprvotníklonnádorovìtransformovaných bunìk(nádorovékmenovébuòky)vznikápostupnoukumulacígenetickýchaepigenetickýchalterací spíšenaúrovnikmenovýchneboprogenitorových bunìknežvmajoritníchpopulacíchplnìmaturovanýchbunìktkání.
Øešeníotázkypùvodupopulacíbunìkvmalignímnádorujenejenomvýznamnýmteoretickým problémem,alejejíøešenímùžepøinéstznaènýpokrokvonkologickéterapii.Vìtšinasouèasnýchstrategiísiceumožòujelikvidacisatelitníchpopulací masynádorovýchbunìk,avšakpravdìpodobnìnení adekvátnìúèinnánakmenovébuòkynádoru.Jejich setrvávánívetkáníchjepravdìpodobnìèastoupøíèinourecidivyonemocnìní
• dìleníbuòkymusíbýtpozitivnìstimulovánomitogennísignalizací,
• prodìleníbuòkymusíexistovatdostateènýprostorvetkáòovénice,
• kdìlenímùžedojítpouzevbuòcesintaktnímgenomem,
• prodìlenímusímítmateøskábuòkadostatekstavebníchsubstrátù(pøedevšímdeoxynukleosidtrifosfátùprosyntézuDNA)aenergie(veformì ATP).
Všechnytytopodmínkyjsoudorùznémíryalteroványumalignìtransformovanýchbunìk.
Vrámcivlastníhobunìènéhocyklumusíbuòka vyøešitdvaklíèovéproblémy.Prvnímjeabsolutnì pøesnéasprávnékopírovánigenomovéDNAproce-
restrikèníbodG2fáze; projehopøekonánímusíbuòka úspìšnìdokonèitreplikacigDNA, jinakzahynevapoptóze
symetrickérozdìlenígDNA abunìènéhoobsahu, vznikdvoudceøinýchbunìk
kontrolaúspìšnostiSfáze, reparacegDNA, pøípravnáfázepromitózu
G0 terminálnídiferenciace
replikacegDNA,syntézaorganel aostatníchbunìènýchkomponent rozhodnutíovstupudo bunìènéhocyklu,pøíprava nareplikacigDNA
restrikèníbodG1fáze; pojehopøekonánímusíbuòka dokonèitbunìènýcyklusnebo zahynoutvapoptóze
Obr.1.1 Schémafázíbunìènéhocyklusvyznaèenímklíèovýchúkolùvprùbìhujednotlivýchfázíacharakteristikahlavníchrestrikèníchbodù(R)(gDNA–genomováDNA)
semreplikaceDNA.Spoleènìsreplikacípochopitelnìprobíháizdvojenípoètubunìènýchorganelaostatních celulárníchkomponentpronovìvznikajícídvì dceøinébuòky.Druhýúkolspoèívávsymetrickém rozdìlenímateøskébuòkytak,abydceøinébuòkyobsahovalypøesnoupolovinureplikovanéhogenetickéhomateriáluarovnìžpøibližnoupolovinubunìènýchorganelaostatníchkomponent.Øešenítìchto dvouzákladníchúkolùvrámcibunìènéhocykluodpovídáijehorozdìlenínafáze.Obìmahlavnímfázím,vekterýchdocházíkreplikacigenomovéDNA (Sfáze)akoneènémudìlenígenetickéhomateriálu abunìènéhoobsahudodceøinýchbunìk(Mfáze), pøedcházejípøípravnéakontrolnífáze(G1aG2fáze,obr.1.1).
Pøípravnéfázeobsahujíkontrolní,tzv.„restrikèní“,body,jejichžpøekonáníjekritickoupodmínkou vstupudonásledujícífázebunìènéhocyklu.Nadto restrikèníbodyumožòujísynchronizacibunìèného cyklusdalšímipochody,nesouvisejícímipøímosbunìènýmdìlením(napø.reparacíDNA).
1.1.1Mitogennísignalizace azahájeníbunìènéhocyklu
Vkaždémokamžikupùsobínabuòkyøadapozitivníchanegativníchmitogenníchsignálù.Podmínkou zahájeníbunìènéhocyklujepøevahapozitivnímitogennísignalizace,kterávìtšinoupocházízvnìjšího
prostøedíbuòky.Vbuòcejetentosignálpøenášen aamplifikováncestousignálnìtransdukèníchkaskád.Jednotlivékomponentykaskádjsoubuïmalé molekulysfunkcídruhýchposlù,nebospecializovanébílkovinyaktivovanénadøazenousignální molekulou.Posvéaktivaci(èastozprostøedkované fosforylací)tytoproteinyspecifickyinteragujísbílkovinaminadalšíúrovnikaskády,kteréaktivují.Koneènýmcílempromitogennísignalizacejebunìèné jádro,kdedocházíkespecifickémuovlivnìnímíry transkripceurèitýchgenù.Zmìnagenovéexpresese týkápøedevšímregulátorùbunìènéhocyklu.Celý systémpøenosusignáludobunìènéhojádrazahrnuje nìkoliklogickýchakompartmentovýchúrovní(obr. 1.2):
• rùstovéfaktory (EGF,FGF,IGF), cytokiny (interleukiny,interferony,TNF),
• receptoryprorùstovéfaktory (napø.EGFR, ErbB2,receptorovétyrozinkinázy)a receptory procytokiny (napø.TNFR1,IL-6R,receptorpro erytropoetin,receptorybezvlastnítyrozinkinázovéaktivityspojenésesamostatnýmityrozinkinázami),
• pøenašeèesignálu (signálnítransduktory,napø. Ras,MAPK,Jak),
• intracytoplazmatickékinázy (napø.RAF,MAPK, JAK)zprostøedkovávajícípøenossignálucytoplazmouajehoamplifikaci,
• jadernéreceptory a transkripènífaktory (napø. estrogenníreceptor,RXRreceptor,c-MYC)zod-
rùstovéfaktoryacytokinylipofilníhormonyrùstovéfaktory
jejichreceptory
signálnítransducery
intracytoplazmatickékinázy
jadernéreceptory atranskripènífaktory
receptoryprorùstovéfaktory
receptoryprocytokiny cytokiny
PI3KRasJak
PDK1Raf
Akt/PKBMEK
receptoryprolypofilníhormony
proteinyregulujícíbunìènýcyklusexpreseregulátorùbunìènéhocyklu
Obr.1.2 Schémahlavníchcestpøenosusignáluproaktivacibunìènéhocyklu. Mezinejdùležitìjšísignálnìtransdukèní systémypatøíaktivacereceptorùprosteroidníhormonyakaskádyzahrnujícíPI3K,Ras/MAPKaJak/STAT.
povìdnézaaktivacigenùproregulátorybunìènéhocyklu,
• proteinypøímoregulujícíbunìènýcyklus (napø. cykliny).
Receptorylokalizovanénacytoplazmatické membránìajejichkinázy
Mitogennístimulaciiniciujíhormonypocházejícíze žlázsvnitønísekrecínebosignálnímolekulyprodukovanévsamotnétkáni–cytokinyarùstovéfaktory. Rùstovéfaktory smitogennímiúèinkyjsoupolypeptidyaproteinyprodukovanélokálnìbuòkami tkání,nakterézpìtnovazebnìpùsobí.Jednáse(na rozdílodhormonù)osignalizaciskrátkým(lokálním)dosahemúèinku.Pøidosaženíurèitékoncentraceavzávislostinatypuastupnimaturacecílových bunìkzpùsobujírùstovéfaktorymitogenníaktivaci buòky(pøesunzG0doG1fáze).Napøíkladpùsobenímepidermálníhorùstovéhofaktoru(EGF)èidestièkovéhorùstovéhofaktoru(PDGF)docházíkestimulacibunìènéhodìleníazahájeníG1fáze. Inzulinupodobnérùstovéfaktory(insulin-like growthfactors,IGF-IaIGF-II)jsouvøadìtkánípodmínkouproúspìšnýprùchodG1fázíbunìèného cyklu.Kromìstimulaceproliferacevšakrùstovéfaktoryacytokinyovlivòujívcílovýchbuòkáchiøadu
dalšíchaktivit(metabolizmus,diferenciacinebo rùst).Jenezbytnésiuvìdomit,ževšechnybuòkyorganizmujsouvprùbìhusvéexistencetrvalestimuloványøadoutkáòovýchpùsobkù–rùstovýchfaktorù vytváøejícíchkomplexnísignálnísítì.Beztétoneustávajícístimulacebybuòkyzaniklyapoptózou.
Membránabunìkjeproproteinovémolekulyrùstovýchfaktorùneprostupná.Protopùsobínacílové buòkyprostøednictvímspecifickýchreceptorù– receptorùprorùstovéfaktory –zodpovìdnýchza transmembránovýpøenossignálu.Tytoreceptory jsouvytváøenyvcílovýchbuòkáchalokalizovány vjejichcytoplazmatickémembránì.Navázánímolekulrùstovýchfaktorùvedekezmìnámuspoøádání bílkovinnéhoøetìzce(konformace)vreceptorových molekuláchajejichdimerizaci(obr.1.3).Receptory prorùstovéfaktorysevyznaèujívlastníkinázovou aktivitou(hovoøímeotzv.receptorovýchtyrozinkinázách).Kinázováaktivitakatalyzujefosforylaci vlastníhoreceptoruvjehocytoplazmatickéèásti,což jepodmínkoupronavázáníadaptorovýchproteinù (napø.Grb).Tatovazbanáslednìumožnínavázání intracelulárníchpøenašeèùsignálu(transduktorù; napø.Rasprotein).Intracelulárnítransduktoryjsou zodpovìdnézapøenossignáluzaktivovanýchreceptorovýchkomplexùnakaskádukinázvcytoplazmì.
rùstovýfaktor
receptorpro rùstovýfaktor
tyrozinkinázová doménareceptoru
adaptorovýprotein
Obr.1.3 Schémaaktivacereceptorùprorùstovéfaktory. (1)Receptoryprorùstovéfaktoryjsoulokalizoványvcytoplazmatickémembránìcílovýchbunìk.Vnìbuòkysenacházíextracelulárníèástreceptoru(doména)sloužícípronavázání pøíslušnéhorùstovéhofaktoru.Receptoryprorùstovéfaktoryobsahujíintracytoplazmatickoutyrozinkinázovoudoménu. (2)Ponavázáníligandu–rùstovéhofaktoru–receptorovémolekulydimerizujíadocházívnichkezmìnìkonformace vyvolávajícíaktivacityrozinkinázovýchdomén.Kinázováaktivitakatalyzujefosforylacityrozinovýchzbytkùvcytoplazmatickéèástireceptoru.(3)Fosforylovanýreceptorsloužípronavázánítzv.adaptorovýchproteinù.Adaptorovéproteiny jsoupointerakcisreceptorovýmkomplexemèastofosforyloványreceptorovoutyrozinkinázovoudoménou.Navázání adaptorovéhoproteinuumožòujeinterakciširšíhospektradalšíchproteinù(ovlivòujícíchsignálnítransdukci)saktivovanýmreceptorovýmkomplexem.Adaptorovéproteinyrozpoznávajífosforylovanéreceptorydíkypøítomnostivazebných domén(typickySrc-homologní(SH2)domény,kterésevyskytujínapø.vproteinechSrc,Grb,STAT,PI3K,Abl,SOCS).
Následnákaskádovitáfosforylacecytoplazmatickýchkinázumožòuješíøenísignálucytoplazmou ajehoamplifikaci.Mezihlavnísignálnícestyaktivujícíbunìènouproliferacipatøíaktivacekaskádymitogenyaktivovanýchproteinkináz(MAPK),aktivacefosfatydylinositol-3-kinázy(PI3K)aJak/STAT kaskáda.Nakoncikinázovýchkaskádjsoufosforyloványtranskripènífaktory,kteréaktivujígenovou expresinaúrovnisyntézymRNAkonkrétníchgenù (neboskupingenù).
Podobnìjakorùstovéfaktory,i cytokiny jsoulokálnímiproduktytkání.Narozdílodrùstovýchfaktorùcytokinyvykazujípøedevšímimunomodulaèní úèinky. Receptoryprocytokiny postrádajívlastnítyrozinkinázovouaktivituajsouaktivoványpodobným mechanizmemjakoreceptoryprorùstovéfaktory. Úlohuvnitønítyrozinkinázovédoményzdepøebírají samostatnémolekulyintracelulárníchtyrozinkináz (napø.kinázaJak;obr.1.4).
Poruchyprotoonkogenùkódujícíchrùstovéfaktoryajejichreceptoryjsouèastýmnálezemuøady maligníchtumorù.Nejèastìjšímitypygenovýchalteracíjsoumultiplikacegenù,kdyvlivemporuchvgenomovéDNAdocházíkezmnoženíkopiígenùkódujícíchrùstovéfaktoryajejichreceptoryvgenomu malignìtransformovanýchbunìk.Následnázvýšená expresezmnoženýchgenùvyvoláváhyperstimulaci promitogennísignalizace.Èastéjsouimutacevgenechreceptorùprorùstovéfaktory.Aktivaènímutacevedouksyntézemutovaných,trvaleaktivníchreceptorùbezohledunajejichstimulaciligandem.
Receptor HER2/neu zrodinyreceptorùproepidermálnírùstovýfaktor(epidermalgrowthfactorreceptor,EGFR)kódovanýgenem ErbB-2 zvyšuje vøadìtkáníproliferaciaktivacíkaskádMAPK aPI3K.Amplifikacegenu ErbB-2 sevyskytujeupøibližnì25–30%karcinomùprsu,kdejespojenase zvýšenýmrizikemrecidivahoršíprognózouonemocnìní.Vyskytujeserovnìžasiu6–8%karcino-
SH2doména
Obr.1.4 Schémaaktivacereceptorùsasociovanoutyrozinkinázovouaktivitou. (1)Sohledemnachybìnívlastníkinázovédoményvreceptoruje(2)fosforylacetyrozinovýchzbytkùreceptorupojehoaktivaciligandem(zpùsobujedimerizaci azmìnukonformace)katalyzovánaasociovanoukinázou(napøíkladJakkinázou).Tatokinázafosforylujereceptorna základìkonformaènízmìnyvyvolanéjehoaktivacíligandem.(3)KinázaJakkromìsamotnéreceptorovémolekulynáslednìfosforylujeiefektorovémolekulySTAT,pøípadnìaktuálnìdostupnéadaptorovémolekuly(vizdáleobr.1.8).
mùovariaa9–30%karcinomùendometria,kdeje známkouzhoršenéhocelkovéhopøežití.Klinickývýznam ErbB-2 spoèívápøedevšímvmožnostiinhibice jehogenovéhoproduktupomocíhumanizovanémonoklonálníprotilátkytrastuzumabu(Herceptinu), kterýsesvysokouafinitouváženaextracelulární doménuHER2/neureceptoruaznemožòujejeho aktivaci.Použitítrastuzumabuukarcinomuprsu aostatníchnádorù(karcinomùplic,ovaria,endometria,ORLoblasti)jepodmínìnopøítomnostívysoké exprese ErbB-2.
Receptorepidermálníhorùstovéhofaktoru (EGFR)jerovnìžvysoceexprimovanýuøadysolidníchtumorù.Jehozvýšenáexpresesevyskytuje u35–70%karcinomùovaria.Podobnìjakojetomu vpøípadìHER2/neuiEGFRjeatraktivnímcílem specificképrotinádorovéléèby.VpøípadìEGFRje proklinicképoužitíschválenonìkolikmonoklonálníchprotiláteksmechanizmemúèinkupodobným trastuzumabu.Vsouèasnostijepoužíváncetuximab (Erbitux)proléèbumetastázujícíhokolorektálního karcinomu;probíhajístudieléèbykarcinomucervixu,endometriaaovaria.Dalšímonoklonálníprotilátky(matuzumab,EMD72000)urèenéproléèbukarcinomuovariajsouvestudiíchfázeI/II.
KromìprotilátkovýchinhibitorùEGFRjsouvyvíjenyinízkomolekulárnílátkyintracelulárnìinhibujícítyrozinkinázovouaktivituEGFR.Mezityto lékyjižpoužívanévklinicképraxipatøíerlotinib (Tarceva)urèenýproléèbupokroèiléhokarcinomu pankreatuanemalobunìènéhokarcinomuplic (non-smallcelllungcarcinoma,NSLC)agefitinib (Iressa)proterapiipokroèiléhoNSLC.Duálním EGFRaHER2/neuinhibitoremschválenýmproléèbupokroèiléhokarcinomuplicjelapatinib(Tyverb).
Vaskulárníendoteliálnírùstovýfaktor(vascular endothelialgrowthfactor, VEGF),aktivujícíangiogenezi,vykazujepotentníúèinkynarùstkarcinomu ovaria invitro.VestadiíchIIaIIIklinickéhotestováníjebevacizumab(Avastin),protilátkaprotiVEGF schválenáproléèbumetastázujícíchNSLCakarcinomùkolorekta.Vjednézestudiíbylomonoterapií bevacizumabemdosaženozlepšeníklinickéodpovìdiu21%léèenýchpacientekspokroèilýmkarcinomemovaria.
Rasprotein Pøenosmitogenníhosignáluzaktivovanýchreceptorùnacytoplazmatickémembránìèastoprobíhápøes Rasproteiny.Rasproteinytvoøírodinumolekulár-
Obr.1.5 SchémaaktivaceRasproteinu. AktivaceproteinuRasprobíhávoblastivnitøníholistucytoplazmatickémembrány,kdejeproteinRasukotvenpomocíkovalentnìvázanýchlipofilníchmolekulmastnýchkyselin.Tatokovalentnímodifikacejezprostøedkovánafarnesyl-apalmytoyltransferázou.Stimulacereceptoru(napø.receptoruprorùstovéfaktory) zpùsobínavázáníadaptorovýchmolekul(Grb,Sos),kteréumožnínavázáníinaktivníhoproteinuRas-GDP.GEFaktivita proteinuSosumožnísmìnuGDP>GTPvproteinuRas.AktivovanýRas-GTPasociujesRafkinázou,kterázahajuje vlastníkaskádovoufosforylacidalšíchkináz(MEK,ERK),neboaktivujefosfatydylinozitol-3-kinázu(PI3K),cožvede kaktivaciAkt/proteinkinázyB(PKB).KromìtìchtodvouhlavníchsmìrùmùžeRas-GTPovlivòovatiøadudalšíchsignálníchcest.InaktivaceRasproteinujezprostøedkovánahydrolýzouGTPnaGDP+Pi,kterájekatalyzovánavnitøníGTPázovouaktivitouproteinuRasaurychlenaproteinyGAP.
níchpøepínaèùsignáluexprimovanýchvevìtšinì tkání.AktivaceRasovlivòujeøaduintracelulárních pochodù,pøedevšímrùst,diferenciaci,morfogenezi, transportvezikulauspoøádánícytoskeletu.Propøenosmitogenníchsignálùnakaskádykinázslouží hlavnìproteinyH-Ras,K-RasaN-Ras(p21Ras).Protoonkogenykódujícítytoproteinyjsoumutovány pøibližnìu30%všechlidskýchnádorù.
AktivacemolekulyRasproteinuspoèívávesmìnìGDPzaGTP(obr.1.5).ProteinyRasjsoufunkènì blízké á-podjednotceGproteinù.Spoleènýmznakemjetransdukènísignálníaktivitaaschopnostsmìòovatguanozinfosfáty(GTPneboGDP).Signálnì aktivníformamolekulyjeRas-GTP.Rasproteinmá vlastní,avšakpomalouGTPázovouaktivituhydrolytickyštìpícínavázanýGTPnaGDP,èímžseobnovujesignálnìneaktivnístavRasproteinu(Ras-GDP).OscilacemezistavemsnavázanýmGDP neboGTPvRasproteinujsouovlivòoványpomocnýmiproteiny.Zatímcoproteinyskupiny GEFs (guaninenucleotideexchangefactors;napø.proteiny
Sos)usnadòujísmìnuGDP GTP,atakurychlují aktivaciRasmolekuly(pùsobíproonkogennì),proteiny GAPs (GTPaseactivatingproteins;napø.neurofibromin–NF1)pøibližnì10000×urychlujíštìpenívázanéhoGTP,èímžzásadnìzkracujípoloèas aktivovanéhoRasproteinu(pùsobíantionkogennì).
Rasproteinjezakotvennavnitønímpovrchucytoplazmatickémembránybunìkpomocílipidové kotvytvoøenézbytkymastnýchkyselin–kyseliny farnesylovéapalmitové.Posttranslaènímodifikace molekulyRasproteinu farnesyltransferázou a palmitoyltransferázou jepodmínkouprosprávnoulokalizaciatedyifunkciRasproteinu.
SaktivovanýmreceptoremjemolekulaRasproteinuasociovánapomocíheterodimerutvoøeného proteinyGrb2(growthfactorreceptor-boundprotein 2)aSos.Grbpodjednotka(díkySH2doménì)slouží knavázáníRasmolekulynaaktivovanýreceptor,zatímcoSosproteinsGEFaktivitounapomáháaktivaci Rasproteinu.
ProteinRasseuèlovìkavyskytujevpodobìtøí homologníchproteinùH-Ras,K-RasaN-Ras,exprimovanýchvrùznýchtkáních.Nejèastìjisemutace vyskytujívprotoonkogenu K-Ras –ukarcinomù pankreatu(70–90%)akarcinomùplic(20–50%), výjimeènìukarcinomùprsuaovaria.Jezajímavé,že mutacev K-Ras genunebojehoefektoru B-Raf se ukarcinomuovariavyskytujíu>50%nádorùsnízkýmgradingem(invazivnímikropapilárníserózní karcinomyaserózníborderlinetumory),zatímco uagresivníchforemserózníchkarcinomùsepraktickynenacházejí.Ukarcinomùendometriajevýskyt mutacív Ras genechpopisovánvrozmezí2–20%. MutacesevýraznìèastìjinacházejíukarcinomùendometriatypuI(~26%)nežtypuII(serózníkarcinomy;<2%).
Sohledemnaèastývýskytmutacívgenech Ras uøadynádorovýchonemocnìnísejehoovlivnìnístalocílemprotinádorovéléèby.Jednouzmožnostíje inhibicefarnesylace,vjejímždùsledkubymìlobýt zabránìnoukotveníRasproteinuvcytoplazmatické membránì,kteréjenezbytnéproefektivnípøenos signáluzaktivovanýchreceptorùnakinázykaskád. Vestadiuklinickýchstudiíjenìkolikperorálníchinhibitorùfarnesyltransferázy(tipifarnib–
R115777,lonafarnib– SCH66336, BMS-214662, L778123),avšakdosavadnívýsledkyléèbyukarcinomupliczùstávajízaoèekáváním.
MAPkinázovákaskáda
Kaskádamitogenyaktivovanýchproteinkináz (MAPK)regulujeøadubunìènýchaktivitvèetnìregulaceproliferace,diferenciacenebosyntézyautokrinníchrùstovýchfaktorù.Obvyklýmsignálním substrátemaktivovanéhoRasproteinuvmitogenní signalizacijekináza Raf (obr.1.6).Tatoserin/treoninovákinázasevyskytujevpodobìtøíhomologních proteinù:A-Raf,B-RafaRaf-1.AsociacísaktivovanýmRas-GTPdocházívmolekuleRafkekonformaènízmìnì,vjejímždùsledkujeaktivovánajejíkinázovádoména.AktivovanýproteinRafnáslednì disociujezkomplexusRasproteinemafosforyluje kinázu MEK (MAPandERKkinase,MEK1 aMEK2).Substrátemtìchtoduálnìspecifickýchkináz(serin/treoninovékinázy)jeproteinkináza ERK (extracellularsignal-regulatedkinase).Fosforylace ERKkináz(ERK1aERK2)zpùsobujejejichdimerizaci,pokterépøestupujeERKdobunìènéhojádra. IntranukleárnìERKfosforylujeøadutranskripèních faktorù(napø.Elk-1,Ets-2),kterévkoneènémdùsledkustimulujíexpresicyklinuD1(kap.1.1.2).
AktivovanékinázyvMAPKkaskádìjsouzanormálníchokolnostídefosforyloványspecifickýmifos-
MAPKKK:
Sos
Grb
P P P P
regulacetranskripce (napø.Ets-2,Elk-1)
Obr.1.6 SchémapøenosusignálucestoukaskádyMAPK. AktivovanýRasproteinumožòujenavázáníkinázyRaf, kteráseautokatalytickyfosforylujeanáslednìdisociuje zkomplexusRas-GTP.RaffosforylujekinázuMEK,která následnìfosforylujeERK.PofosforylacimolekulaERK vytváøíhomodimer,kterýjetranslokovándobunìèného jádra,kdefosforylujetranskripènífaktory(napø.Ets-2neboElk-1)indukujícíexpresiøadygenù,jejichžproteinové produktysepodílejínarùstuadiferenciacibuòky(napø. Elk-1aktivujeexpresitranskripèníchfaktorùiniciujících následnìsyntézucyklinùskupinyDumožòujícíchpøesun zG1doSfázebunìènéhocyklu).Komponentykaskády MAPKjsouèastooznaèoványpodlestupòùaktivacekinázovéaktivity–MAPkinázakinázykinázy(MAPKKK;napø. Raf),MAPkinázakinázy(MAPKK;napø.MEK)aMAPkináza(napø.ERK).
fatázami.NapøíkladaktivovanáERK2kinázajedefosforylovánafosfatázami STEP (striatum-enriched phosphatase)nebo DUSP2 (dualspecificserin/threonine phosphatase–jejížexpresemùžebýtaktivovaná proteinemp53).DefosforylaceERK2blokujejejíaktivaènídoménu,cožzabraòujetransportuERK2do bunìènéhojádra.
Zatímcomutacev Raf-1 a A-Raf genechjsoupomìrnìvzácné,mutacevprotoonkogenu B-Raf se vyskytujíuøadynádorù,nejvíceumelanomu(70%), papilárníhokarcinomuštítnéžlázy(50%)akolorektálníhokarcinomu(15%).Ukarcinomuovariase (podobnìjakovpøípadìmutacív Ras genu)mutace Raf vyskytujíunádorùsnižšímgradingem;zøídkase vyskytujíukarcinomudìložníhohrdlaaendometria. ProovlivnìníaktivitymutovanýchRafproteinù sestudujeøadanízkomolekulárníchinhibitorùvrùz-
PtdIns(4,5)P2
PtdIns(3,4,5)P3
Obr.1.7 SchémaaktivaceAkt/PKB. ReceptorovétyrozinkinázyaktivujíPI3K/Aktkaskáducestouinterakcesmolekulou proteinuRas,nebopøímouinterakcísaktivovanoureceptorovoutyrozinkinázou.IndukovanákinázováaktivitaPI3KfosforylujePtdIns(4,5)P2 naPtdIns(3,4,5)P3.MolekulaPtdIns(3,4,5)P3 aktivujePDK1,jejímžsubstrátemjetyrozinkináza Aktovlivòujícíøaduintracelulárníchpochodù:AktkinázainaktivujeproteinBad(Bcl-2associateddeathpromoter),prokaspázu9aForkheadproteiny(FOXO–regulátoryexpreseFasL/CD95L)èímžinhibujeapoptózu(dálekap.1.1.2).FosforylacíproteinumTOR(mammaliantargetofrapamycin)sepodílínaregulacitranslace.FosforylaceIKK(IêBkinase) umožòujeinaktivaciIêB(inhibitorofNFêB)snáslednouaktivacítranskripèníhofaktoruNFêB.AktivitaNFêBumožòuje prodlouženépøežívánínebodiferenciaciainhibiciapoptózyvøadìbunìènýchpopulací.FosforylaceeNOS(endothelial nitricoxidesynthase)regulujesyntézuNOafosforylaceGSK-3â (glycogensynthasekinase-3â)sepodílínaregulaciglukózovéhometabolizmu.NegativníregulaceAkt/PKBjezprostøedkovánaproduktemtumorsupresorovéhogenuPTEN. FosfatázaPTENhydrolytickyštìpíPtdIns(3,4,5)P3 zavznikusignálnìneaktivníhoPtdIns(4,5)P2.
nýchstadiíchklinickéhohodnocení.Upacientek skarcinomemovariíprobíhajístudiespoužitímsorafenibu–spoleènéhomultikinázovéhoinhibitorureceptoruproVEGF(VEGFR),receptoruprodestièkovýrùstovýfaktor(PDGFR),kinázB-Raf,Raf-1 ac-Kit.Vklinickémhodnoceníjsourovnìžpreparátykonstruovanénazákladìantisenseoligonukleotidù(ISIS5132),jejichžcílemjesníženíexpreseRaf interferencísRafmRNA.
RovnìžMEKkinázyjsoumožnýmcílemprotinádorovéléèby,pøedevšímupacientùskonstitutivní aktivacíRasèiRafproteinùamitogennìaktivních receptorùprorùstovéfaktory.Vestadiuklinických studiíjenìkolikjejichnízkomolekulárníchinhibitorù(napø.CI-1040,AZD6244).
AktivacePI3KaAkt/PKB Fosfatidylinositolfosfáty(PtdInsP)jsoufosfolipidy fyziologickysevyskytujícívcytoplazmatickémembránì.Signálníaktivitatìchtomalýchmolekul sfunkcídruhýchsignálníchposlùzávisínastupnijejichfosforylace,kteroukatalyzuje fosfatidylinositol-3-kináza (PI3K).PI3Kjeheterodimernímproteinemsloženýmzkatalytickép110podjednotky (PIK3CA)fosforylujícíPtdInsParegulaènípodjednotkyp85(PIK3R1),ježmáfunkciadaptorového proteinu(obsahujeSH2doménu).PI3Ktakmùžebýt aktivovánajednakRasproteiny,jednakpøímoreceptorovýmityrozinkinázami.PI3Kaktivujeserin/treoninovouproteinkinázu PDK1 (3-phosphoinositide-dependentproteinkinase-1),kteránáslednì
cytokin
cytokinový receptor
kinázaJak
adaptorovýprotein
kaskádaMAPK regulacegenovéexprese
Obr.1.8 SchémasignálnícestyJak/STAT. PoaktivaciligandemcytokinemfosforylujekinázaJakmolekulycytokinových receptorùvjejichintracytoplazmatickéoblasti.Fosforylovanéreceptorovémolekulyumožòujínavázánítranskripèních faktorùSTAT.MolekulySTATjsoufosforyloványJakkinázou,následnìseuvolòujízreceptorovéhokomplexu,dimerizujíapotranslokacidobunìènéhojádraregulujígenovouexpresi.InhibiceJak/STATsignalizacespoèívávkompetici SOCSproteinùseSTATproteinyvevazbìnaJakkinázy.PofosforylaciJakkinázoujsouaktivovanéreceptoryprocytokinyschopnyprostøednictvímvazbyadaptorovýchproteinùaktivovatidalšísignálnì-transdukènícesty,jakojenapø. MAPkinázovákaskáda.
fosforylujeproteinkinázu Akt (oznaèovanoutéžproteinkinázaB, PKB).Akt/PKBsevyskytujevpodobì tøívysocehomologníchproteinùAkt1(PKBá),Akt2 (PKBâ)aAkt3(PKBã).SubstrátemAktkinázjepestráskupinaproteinù,jejichžfosforylacíAktovlivòujeøadubunìènýchaktivit,pøedevšíminhibiciapoptózy,rùstaproliferacibunìkneboenergetický metabolizmus(obr.1.7).
Negativnímregulátoremsignálnícesty PI3K/Akt(PKB)jeproteinovýprodukttumorsupresorovéhogenu PTEN (phosphataseandtensinhomolog)
AktivitasignalizacePI3K/Akt(PKB)svýznamnýmimitogennímiaantiapoptotickýmivlivyjezvýšenauøadynádorù(karcinomovaria,prsu,kolorekta, plic).Dùvodemhyperaktivitytétosignálnídráhy jsouamplifikaceneboaktivaènímutaceprotoonko-
genù(hlavnì PIK3CA)ainaktivujícímutacevtumor supresorovémgenu PTEN.
Amplifikace PIK3CA sevyskytujeu25–40%obvykleserózníchkarcinomùovariasvysokýmgradingem,ménìèasto(2–5%)jsouutìchtonádorùpøítomnymutacegenu.Amplifikace PIK3CA jevtìchto pøípadechvýraznìnegativnímprognostickýmznakemcelkovéhopøežití.Raritnìbylyzaznamenány utìchtonádorùimutacevregulaèníp85podjednotce.Uendometriálníchkarcinomùovariaakarcinomù zesvìtlýchbunìksemutacev PIK3CA vyskytujípøibližnìve20%pøípadù.Amplifikace PIK3CA jsou nalézányuvícenež80%pøípadùkarcinomùdìložníhohrdla.
Expresegenù Akt jezvýšenaunìkolikatypùnádorù.Hyperexprese Akt1 jeèastýmnálezemuadenokarcinomùžaludku,zvýšenáexpreseaamplifikace
Akt2 provázínádoryprsuaovaria(5–18%tumorù svysokýmgradingem)azvýšenáexprese Akt3 byla zaznamenánahlavnìukarcinomùprsuneexprimujícíchestrogenníreceptor.Pøedpokládáse,žeaktivace Aktkinázysepodílínazvýšenéchemorezistenci ovariálníchtumorùnaúèinkyplatinovýchderivátù.
Dìdiènémutacevgenu PTEN jsouzodpovìdné zavznikCowdenovasyndromu.Unositelùmutacíje zvýšenorizikovznikukarcinomuprsu.Somatické alterace PTEN jsouèastýmnálezemunìkterýchtumorùmozku,prostatyaumelanomu.Ménìèastose nacházejíukarcinomùmoèovéhomìchýøe,plic, prostatyanádorùlymfatickéhosystému.Èasto (~50%)sevšakvyskytujíuendometriálníchovariálníchnádorù,avšakujinýchhistologickýchtypùjejejichnálezvzácností.
SignálnítransdukcezahrnujícíJak/STAT SignálnícestaJak/STATjecharakteristickousignálnídráhouaktivovanoucytokinovýmireceptory(receptorybezvlastnítyrozinkinázovéaktivity,obr. 1.8).Charakteristikoutétosignálnídráhyjejejílinearita,kdykrychlémupøenosusignáluzcytoplazmy dojádra,kdenastávajícílenézmìnygenovéexprese, docházíaktivacímaléhopoètusignálníchmolekul.
Skupinacytokinovýchreceptorùzahrnujereceptoryprointerleukiny,interferonyanìkterédalšíchemokiny(napø.erytropoetin,granulocytecolonystimulatingfactor–G-CSF).Ponavázánícytokinutyto receptorydimerizujíaindukovanázmìnakonformaceumožòujeaktivacikinázy Jak (Janusactivatedkinase,obr.1.8).KinázaJakjeznámavpodobìètyø homologníchtyrozinkináz(Jak1,Jak2,Jak3aTyk2). PoaktivacifosforylujekinázaJakcytoplazmatickou doménuasociovanéreceptorovémolekuly,kterástimulujenavázánítranskripèníchfaktorù STAT (signaltransducerandactivatoroftranscription).Do souèasnostibylopopsánocelkemsedmSTATproteinù(STAT1–4,STAT5A,STAT5B,aSTAT6)lišícíchseafinitoukrùznýmtypùmcytokinovýchreceptorùaschopnostíøíditexpresirùznýchgenù.STAT proteinysevcytoplazmìvyskytujívpodobìmonomerníchneaktivníchmolekul.Ponavázánínafosforylovanýreceptor(prostøednictvímSH2domény) jsoufosforyloványJakkinázouasociovanousreceptorem.Jejichfosforylovanáformadisociujezreceptorovéhokomplexuavytváøídimernímolekuly.Aktivnídimeryjsoutranslokoványdobunìènéhojádra, kdeplníúlohutranskripèníchfaktorù,napø.STAT1 aSTAT3jsoudùležitýmiregulátoryexpresegenù ovlivòujícíchpøežíváníbunìk(BC1-XL,survivin, kaspázy)abunìènouproliferaci(c-Myc, p21, cyklin D1).
NegativníregulaciJak/STATsignalizacezajišťujíproteinySOCS(suppressorsofcytokinesignaling).
Sohledemnaprioritnícytokinovousignalizaci vregulaciimunitníodpovìdiaregulacibunìkhematopoetickéhosystémubylymutacevJak/STAT signálníkaskádìstudoványpøedevšímulymfoproliferativníchonemocnìní.NejèastìjšíporuchoujeaktivaènímutaceV617FvJak2kinázevyskytujícíse pøevážnì(>50%)unemocnýchsleukemiemibez pøestavbyBCR/ABL.
Nedávnéstudievšakukazují,žeporuchyregulace Jak/STATsignálníkaskádysenacházejíiusolidních nádorù.Cytokiny(napø.prolaktinneboIL-6)jsou známýmiregulátoryrùstuadiferenciacebunìkprsní žlázyaovaria.Vevzorcíchkarcinomuovariabylo zjištìno,žeaktivaceatranslokaceSTAT3dobunìènéhojádrajeznámkounepøíznivéprognózyonemocnìníavýskytfosforylovanéformySTAT3koreluje sexpresíHER2/neu,EGFR,aKi-67.VestudiianalyzujícíhypermetylaceSOCS(negativníchregulátorù Jak/STATkaskády)vevzorcíchkarcinomuovaria aprsubylahypermetylaceasníženáexpreseSOCS1 aSOCS2(alenikolivSOCS3)nalezenau23%karcinomùprsua14%karcinomùovaria.IzolovanáhypermetylaceSOCS1bylazaznamenánau9%karcinomùprsu.Vnormálníchtkáníchsehypermetylace SOCSgenùnevyskytují.Pøedpokládáse,žehypermetylacemisníženáexpreseSOCSgenùsemùžepodíletnazvýšenécitlivostitransformovanýchbunìk prsuaovarianaproonkogenníúèinkycytokinù.
Dùsledkypromitotickésignalizace azahájeníbunìènéhocyklu Vpøedchozímtextujsmeukázali,žepopsanésignálnícestyaktivujíøadutranskripèníchfaktorùovlivòujícíchgenovouexpresivbunìènémjádøe.Prvotními genyexprimovanýmivdùsledkumitogennístimulacenapoèátkubunìènéhocykluvèasnéG1fázijsou tzv. genyèasnéodpovìdi.Tytogenykódujíspecifickétranskripènífaktorysloužícípronáslednéøízenígenovéexpresevlastníchregulátorùbunìèného cyklu(oznaèovanéjakotzv. genysoddálenouodpovìdí).Typickýmpøíklademtranskripèníchfaktorù zeskupinygenùèasnéodpovìdijsouproteinyzrodiny E2F,kteréøídígenovouexpresiklíèovýchregulátorùbunìènéhocyklu–cyklinù.
Cykliny jsoutransientnìexprimovanéregulaèní proteinyvytváøejícíkatalytickyaktivníkomplexy s cyklindependentnímikinázami(Cdk).BeznavázanéhocyklinujesamostatnáCdkneaktivní.Plnékinázovéaktivitydosahujíkomplexycyklin-Cdkpo aktivaènífosforylacizprostøedkovanécyklinakti-
Tab.1.1 PøehledkomplexùcyklinùaCdk,kteréøídíprùbìhjednotlivýchfázíbunìènéhocyklu. Celkembylocharakterizováno10Cdkaosmtypùcyklinù(A–H).Nìkteréznichsepodílejípøímonaøízeníbunìènéhocyklu,jiné usmìròujíøadudalšíchdìjù.
komplexcyklin-Cdkregulacefázebunìènéhocyklu (poznámka) katalytická podjednotka regulaèní podjednotka
Cdk4cyklinDG1
Cdk6cyklinDG1
Cdk2cyklinEG1-S
Cdk2cyklinAS
Cdk1cyklinAG2
Cdk1cyklinBM
Cdk7cyklinHCAK
Cdk3?podobnáaktivitajakoCdk2vnìkterýchtkáních
Cdk8cyklinCregulaceRNApolymerázyII
Cdk5?alternativaCdk2vnervovémsystému;fosforylacestrukturálníchproteinù
Cdk9?patrnìregulacetranskripce
Cdk10?kontrolapøechoduG2-M;expresevplnìmaturovanýchbuòkách;tumor supresorováfunkce?
vaènímikinázami(CAK).Komplexycyklinùscyklindependentnímikinázamisevprùbìhubunìèného cyklumohouvyskytovatvedvoustavech(aktivní aneaktivní)vzávislostinafosforylaci.Ovlivnìní aktivitykomplexùcyklinùaCdkfosforylací/defosforylacízprostøedkovanoukinázami/fosfatázamimá zásadnívlivnaregulacibunìènéhocyklu(tab.1.1).
Cyklinysejakoregulaènípodjednotkypodílejína rozpoznávánícílovýchsubstrátù,ježjsoufosforyloványserin-treoninkinázovouaktivitoukomplexù cyklin-Cdk.Substrátemtìchtokomplexùjeøada proteinùpodílejícíchsenaøízeníbunìènéhocyklu, replikacigenomovéDNAarùstubuòkyvprùbìhu bunìènéhocyklu.Fosforylaceproteinùkatalyzovaná komplexycyklin-Cdkovlivòujejejichaktivituobousmìrnì(vesmysluaktivaceiinaktivace).
Kromìtranskripèníaktivacegenùprocyklinyje intracelulárníkoncentracecyklinù(atímiaktivita komplexùcyklin-Cdk)regulovánadíkyrychlému odbourávánícyklinùzprostøedkovanémujejich ubikvitinizacíanáslednoudegradacívproteazomech. Øízenáexpreseanáslednádegradacecyklinùvjednotlivýchfázíchbunìènéhocyklujezákladnímbiochemickýmregulaènímmechanizmemjehoøízení.
Negativníregulacikatalytickyaktivníchkomplexùcyklinù-Cdkzajišťují inhibitorykomplexù cyklinù-Cdk (CKI).Proteinovéproduktytìchto tumorsupresorovýchgenùspadajídodvouproteinovýchrodin: INK4A (p15INK4B,p16INK4A,p18INK4C, p19INK4D)a KIP/CIP (p21WAF1/CIP1,p27KIP1,p57KIP2). Expresetìchtoinhibitorùjeindukovánaøadoudìjù interferujícíchsbunìènýmcyklemvjehoprùbìhu
(porušenígenomovéDNA,selháníreplikaceDNA, hyperaktivacepromitotickýchsignálù,nedostatek substrátùnebokontaktníinhibice;obr.1.9).MolekulyCKIjsouvdùsledkutìchtonegativníchvlivùaktivoványzvýšenímgenovéexpreseøízenétranskripènímifaktoryp53aSMAD(SMA-andMAD-related proteins).Inhibicekomplexùcyklin-Cdkzpùsobuje rychlouzástavubunìènéhocykluumožòujícíreparacivzniklýchdefektù.Pøiselháníreparaèníchpochodùjsouaktivoványapoptotickémechanizmyiniciujícíøízenoudestrukcipoškozenébuòky(kap.1.2).
Zatímcoporuchyexpreseamutacevgenechpro Cdk sevyskytujípomìrnìzøídka,uøadynádorových onemocnìnínacházímehyperexpresicyklinùaporuchyaktivaceCKI.
1.1.2G1fázebunìènéhocyklu ajejírestrikèníbod VúvodníèástiG1fázebunìènéhocykludocházívlivemzvýšenéexpresetranskripèníchfaktorùE2F kzahájenísyntézy cyklinùD (D1–D3).CyklinyD vytváøejíkomplexys Cdk4 nebo Cdk6.Dùležitým substrátemtìchtokomplexùjeprodukttumorsupresorovéhogenu– proteinRb (retinoblastomovýprotein).Rbproteinjesilnýnegativníregulátorbunìènéhocyklu,jehožaktivitaspoèívávnavázáníøady intracelulárníchbílkovin,pøedevšímtranskripèních faktorùzrodinyE2F.DokudneníRbproteininaktivovánfosforylací,vážetranskripènífaktoryE2F, èímžznemožòujejejichplnéuplatnìnívpozitivníre-
G1fáze:
Obr.1.9 Schémainiciálnífázebunìènéhocykluapøekonánírestrikèníhobodu(R)vG1fázi. Biochemickoupodstatou pøekonánírestrikèníhoboduvG1fázi,kteráumožnídalšíprùbìhbunìènéhocyklu,jeinaktivaceRbproteinufosforylací katalyzovanoukomplexycyklinD-Cdk4/6acyklinE-Cdk2.TytokomplexymohoubýtnegativnìreguloványCKIaktivovanýmipøipoškozenígenomovéDNA(obr.1.12),vdùsledkukontaktníinhibice,nebostimulacíTGFâ (transforming growthfactor â).TGFâ jenegativnírùstovýfaktorastimulacíjehoreceptorudocházíkaktivacitranskripèníhofaktoru SMAD.SMADaktivujeexpresiCKI(p15,p16ap27),kteréinhibujíkomplexycyklinD-Cdk4/6acyklinE-Cdk2.
gulacigenovéexpresecyklinù.Úèinkemkinázové aktivitykomplexucyklinuD-Cdk4/6docházíkfosforylaciRb,vjejímždùsledkufosforylovanýRbprotein(pRb)uvolòujenavázanétranskripènífaktory E2F.UvolnìnéE2Fproteinyiniciujímasivníexpresi cyklinuDanáslednìi cyklinuE,kterývkomplexu sCdk2dálehyperfosforylujepRb(obr.1.9).
TranskripènífaktoryE2Føídíexpresiidalšíchgenùnezbytnýchpronormálníprùbìhbunìènéhocyklu(DNApolymerázy,genyproenzymykatalyzující syntézunukleotidù(napø.dihydrofolátreduktáza,tymidylátsyntetáza,tymidinkináza).
FosforylaceRbjetedynezbytnýmkrokempro dalšíprùbìhbunìènéhocykluajeibiochemickou podstatou restrikèníhoboduvG1fázi.Pouvolnìní E2FapøekonáníkontrolníhoboduvefáziG1docházíksyntézeregulaèníchfaktorùaenzymùzodpovìdnýchzasyntézudeoxynukleosidtrifosfátù(dNTPs) areplikaciDNAvSfázi,dokterévstupujebuòka podvlivemkomplexucyklinuE-Cdk2.Restrikèní
bodvG1fázijemimoøádnìdùležitýmmístembunìènéhocyklu.Dookamžikujehopøekonánímùže vbuòcedojítkzastaveníbunìènéhocykluabuòkase mùževrátitzpìtdoklidovéhostadiaG0.PopøekonánírestrikèníhoboduvG1fázivšaknávratdoG0fáze jižnenímožnýavcílovébuòcesebuïdokonèíbunìènédìlení,nebovpøípadìjehoneúspìchubuòka zanikneprocesemapoptózy.
RozhodujícípostavenírestrikèníhoboduvG1fázijepatrnéiztoho,žeunádorovýchonemocnìní jsouvelmièastoalteroványgenyjehoregulátorù. Mezinejèastìjšíporuchypatøímutaceahyperexprese protoonkogenùprocyklinyD(geny CCND1-3) aE(geny CCNE1-2)ainaktivacetumorsupresorovýchgenù p53, Rb,genùproinhibitorykomplexù cyklin-Cdk CIP/KIP a ARF.Tytogenetickéalterace umožòujívcílovýchbuòkáchproliferacirelativnì nezávislounapøítomnostimitogenníchfaktorù.
ZvýšenáexpresetranskripèníhofaktoruE2F-1 bylavjednézestudiízaznamenánau33/72(46%)
Obr.1.10 SchémazahájeníreplikacevSfáziavýznamlicenèníchfaktorù. ZahájeníreplikacevSfázijepodmínìno vznikempre-replikaèníhokomplexu.ZákladtohotokomplexuvznikávG1fáziasociacíproteinùORCalicenèníchfaktorùCDC,Cdt1,kterénapoèátkuSfázedoplòujeproteinMCMexprimovanýpodvlivemtranskripèníhofaktoruE2F-1.Na pre-replikaèníkomplexnasedáDNA-dependentníDNApolymerázazasouèasnéhouvolnìnílicenèníchfaktorù.Uvolnìnélicenènífaktoryjsoubezprostøednìinaktivovány,abysepøedešlorereplikacijižreplikovanýchúsekùDNA:aktivita Cdt1jeinhibovánagemininemsyntetizovanýmvprùbìhuSfáze,zatímcoCDC6aMCMjsouinhiboványfosforylací komplexemcyklinuA/Cdk2anáslednìtranslokoványdocytoplazmy.InhibicekomplexucyklinuA-Cdk2proteinem p21WAF1/CIP1 jedùležitýmnástrojemregulaceopravchybDNAvzniklýchvprùbìhureplikace.
epiteliálníchkarcinomùovaria,kdeoverexprese E2F-1korelovalasestadiempodleFIGO,histologickýmgradingemamitotickýmindexem.Stanovení expreseE2F-1takmùžebýtužiteènýmprognostickýmznakem.
CyklinyskupinyD(D1–D3)jsouexprimovány rùznìvjednotlivýchtkáních.ZvýšeníexpresecyklinuD1jejednouznejèastìjšíchcharakteristikbunìk karcinomuprsu,kdeknìmudocházínejèastìjivdùsledkuamplifikacegenuprocyklinD.Amplifikace CCND1 korelujesnegativitouexpreseestrogenního receptoruapozitivitouHER2/neuajenegativním prognostickýmfaktorem.Unemocnýchskarcinomemovariabyladoposudzvýšenáexpresecyklinu D1studovánaspíšeokrajovì,ikdyžpilotnípráce ukazují,žejepøítomnauvícenež40%nemocných sepiteliálnímiovariálnímikarcinomy.Nižšíèetnosti (kolem24%)dosahujehyperexpresecyklinuD1 upacientekskarcinomemdìložníhohrdla.
ZvýšeníexpresecyklinuEjenezávislounegativníprognostickouznámkoucelkovéhopøežitíupacientekskarcinomemprsu.UpacientekskarcinomemprsuiovariajeamplifikacegenucyklinuE èastougenetickoualterací.Jejídetekceupacientek skarcinomemovariapomocíkvantitativníPCRbyla
súspìchempoužitaproèasnoudiagnostikuintraperitoneálnídiseminace.VesrovnánísklasickoucytologickoudiagnostikoudosahovalostanovenícyklinuE pomocíkvantitativníPCRvýraznìvyššísenzitivity (95,6%v.73,9%).
NejèastìjšíalteracíproteinuRbugynekologickýchmalignitjejehoinaktivaceproteinemE7lidskéhopapilomaviru(HPV)ukarcinomùdìložního hrdla,kdesetatoinfekcevyskytujetémìøvevšech pøípadechonemocnìní(kap.2.2.3).
1.1.3Sfáze:replikaceDNA VstupdoSfázebunìènéhocykluøídíkomplex cyklinE-Cdk2.ZásadnímúkolemSfázejereplikace genomovéDNA.Sohledemnavznikdvourovnocennýchplnìfunkèníchdceøinýchbunìkjepodstatnéiintenzivnízvyšovánípoètubunìènýchstruktur iorganeladuplikacecentriolùjakokotvicíchbodù mitotickéhovøeténka.
PøevážnáèástSfázejetedyspojenasevznikem aregulacíreplikaèníhokomplexuaregulacíDNA reparaèníchdìjù.ZatímcoSfázekonèíkompletníreplikacígenomovéDNA,reparaènípochodypokraèu-
NHEJ (G1/Sfáze)
polyADP ribóza
proteiny chromatinu
DNA-PKcs
homologní rekombinace (G2fáze)
zástavabunìènéhocyklu
proteiny chromatinu sesterskáchromatida
polyADP ribóza
Obr.1.11 SchémareparaèníchmechanismùdvouøetìzcovýchzlomùDNAvprùbìhubunìènéhocyklu. VG1/Sfázise uplatòujepøedevšímreparacenazákladìnehomologníhospojenípøerušenýchøetìzcù(nonhomologousendjoining; NHEJ),zatímcovG2fázijehlavnímreparaènímpostupemhomolognírekombinace(HR).VobouprocesechseuplatòujeenzymPARP(poly(ADP-ribose)polymerase),kterýpøenášíribozylovézbytkynaøaduproteinù,pøedevšímproteiny chromatinu(histonyH1,H2Ax)atopoizomerázy.Polyribosylacetìchtoproteinùovlivòujejejichaktivituvreparaèníchdìjích.KatalytickécentrumNHEJtvoøíXRCC4,DNAligázaIVaDNAdependentníproteinkinázovýkomplexsloženýzheterodimeruproteinùKu70(XRCC6)/Ku80(XRCC5)vázajícíchsenapøerušenévláknoDNAakatalytickápodjednotka DNAdependentníserin/treoninovéproteinkinázy(DNA-PKcs).NazahájeníHRmákritickývlivautofosforylacekinázy ATM,kteránáslednìfosforylujeMRNkomplex(MRE11,Rad50,NBS1)vytváøejícízákladreparaènímultiproteinovéplatformy,najejímžuspoøádánísepodílejíiproteinyBRCA1aBRCA2.Vlastníreparaènímechanizmuszahrnujícísyntézu vláknaDNApodletemplátusesterskéchromatidyjezprostøedkovánasociacískupinyRadproteinù(Rad1,2,9,17, HUS1)(podleLavinetal.,2002)
jíivnásledujícíG2fázi.Nagenomovéinstabilitìnádorovýchbunìksepodílejíjakporuchyvregulacireplikace,takselháníreparacegenomovéDNA. Sohledemnarozsáhlostgenomu(3×109 bp)arychlostreplikace(1–3×103 bázízasekundu)probíhá syntézaDNAzmnohamístsouèasnì.Provznik dvougenomovìidentickýchbunìkjevšaknezbytné, abyreplikaceprobìhlavevšechèástechgenomuprávìjednou(pøesnézdvojenígenetickéinformace).
Tentoproblémjevbuòcevyøešenoznaèenímmíst poèátkureplikacespecifickýmiproteinovýmikomplexy,kteréjenjedenkrát„licencují“navázáníreplikaèníhoaparátuDNApolymerázy.
Replikaènípoèátkyjsouvymezenykomplexem proteinùasociujícíchkDNAvprùbìhuG1fáze.
Komplexvytváøíproteiny ORC (originrecognition complex)asociujícísDNA,spoleènìstzv. licenènímifaktory –proteinemCDC6(cellcyclecontroler 6,téžCDC18L),Cdt1aMCM(minichromosome maintenance).Taktovzniklýtzv.prereplikaèníkomplexumožòujenavázáníDNApolymerázy(obr. 1.10).DNApolymerázavstupujedoreplikaèního komplexuvýmìnouzauvolòujícíselicenènífaktory azahajujereplikaciDNA.SchopnostvazbylicenèníchfaktorùnaORCjepojejichuvolnìnípøireplikaciinhibovánadokonceprobíhajícíhobunìèného cyklu,abynemohlodojítkoznaèeníjižreplikovanéhoúsekuDNA.
cyklinB
Mfáze
BUNÌÈNÝCYKLUS Obr.1.12 Schémap53-dependentníinhibicebunìènéhocykluvkontrolnímbodìG2fáze. A.Proteinp53jetrvaleexprimován,avšakjehobiologickýpoloèasjevelmikrátkývdùsledkuzpìtnovazebnéinaktivacemdm2proteinem.Mdm2 subikvitinligázovouaktivitounavazujemolekulyubikvitinunap53,kterýjenáslednìdegradovánvproteazomu.Vzhledemktomu,žep53jetranskripènímfaktorem–mimojinézvyšujícímexpresimdm2–jepomìrmezimdm2ap53zafyziologickýchpodmínekvyrovnaný.B.PøipoškozenígenomovéDNAkinázyATMiCHEK2fosforylujíproteinymdm2 ip53.Tatofosforylaceinhibujeubikvitinylacip53zprostøedkovanoumdm2.Vdùsledkutohodocházíkrychléakumulaci p53,kterýtransaktivujegenyprop21WAF1/CIP1,GADD45(growtharrestandDNAdamageinduciblegene)a14-3-3proteiny.VšechnytytoproteinyserùznýmimechanizmypodílejínazástavìbunìènéhocykluvrestrikènímboduG2fáze: CHEK2kinázoufosforylovanáCDC25fosfatázajeinhibovánaasociacís14-3-3proteinem(indukovanýmp53).CDC25 taknemùžeaktivovatkomplexcyklinuB-Cdk2(MPF)nezbytnýproregulaciúvodníèástimitózy(kap.1.1.5).Tentokomplexjenavícpøímoinhibovánp21.ProteinGADD45zpùsobujeseparacicyklinuBzkomplexusCdk1.ZástavabunìènéhocykludovolujereparaènímmechanizmùmopravitpoškozenívDNA.Pøijejichselháníproteinp53aktivujeproces apoptózy–jenegativnímregulátoremexpreseBcl-2atransaktivujeproapoptoticképroteinyBaxaPUMA(kap.1.2.4).
1.1.4G2fáze:kontrolaintegrity DNAapøípravanaMfázi
PodokonèeníreplikaceDNAvSfázivstupujebuòka doG2fáze.VprùbìhuG2fázepokraèujekontrola integritygenomovéDNA.Pøipøítomnostiporuch DNA,pøedevšímdvouøetìzcovýchzlomùDNA,docházíkaktivacireparaèníchenzymùazástavìbunìènéhocykluv G2restrikènímbodì
Dodnešníhodnebylajižcharakterizovánaøada onemocnìnízpùsobenýchalteracemireparaèníchgenù,kteréunositelùmutacípredisponujídìdiènìke vzniku(hereditárních)nádorù(kap.3).Rozpoznání poruchvDNAjeumožnìnodíky proteinuATM (ataxia-telangiectasiamutated)ajehohomologu ATR (ataxia-telangiectasiaandRad3related). ATM/ATRkinázypøímo,neboprostøednictvímaktivacekinázCHEK1aCHEK2(checkpointkinase)
Bax , PUMA GADD45
fosforylujíøaduproteinù,kterésepodílejínazástavì bunìènéhocykluareparaciDNA(obr.1.11).
HlavnímsubstrátemkinázyATM,integrujícím reparaciDNAsezástavoubunìènéhocyklu,jetumor supresorový proteinp53.Proteinp53jetranskripèní faktor,kterýaktivujeexpresiøadygenù,jejichžgenovéproduktyzpùsobujízástavubunìènéhocyklu (napø. p21WAF1/CIP1, GADD45, 14-3-3ó,obr.1.12)apøi selháníDNAreparaèníchdìjùaktivujíapoptózu (napø. Bax,PUMA;kap.1.2.3).
VprùbìhuG2fázedocházíkezvýšeníexprese cyklinuBavytvoøeníkomplexusCdk1.Komplex cyklinB-Cdk1jefosforylován(vrùznýchbunìènýchkompartmentechkinázami,napø.wee1,CAK) adokonceG2fázejevneaktivním(hyperfosforylovaném)stavuzadržovánvcytoplazmì.
Dìdiènémutaceoboualeltumorsupresorového genu ATM jsoupøíèinouonemocnìníoznaèovaného jakosyndrom ataxie-telangietázie (A-T)unositelù mutací,kteréjecharakterizovanémozeèkovouataxií avýraznýmsklonemkevznikunádorovýchonemocnìnívèasnédospìlosti.Podobnýfenotypovýprojev majítzv.A-T-likesyndromyvyvolanédìdiènými mutacemivdalšíchreparaèníchgenech(napø. Mre11).MezitypickéA-Tnádorypatøíikarcinom prsu.Podílnositelstvímonoalelickémutacev ATM navznikukarcinomuprsuahyperradiosenzitivitu jevšakdoposudsporný.Hereditárnímutacevgenech BRCA1 a BRCA2 jsouzodpovìdnézasyndrom hereditárníchkarcinomùprsuaovarií(kap.3.2).
Dìdiènéalteracev NBS1 (nibrin)jsoupøíèinou Nijmegenbreakagesyndromu charakterizovaného chromozomálníinstabilitou,mikrocefalií,rùstovou retardací,imunodeficiencíataképredispozicíke vznikunádorù.
ReparaènípochodyDNAzahrnujíirozsáhlou skupinugenù,jejichžproteinovéproduktykatalyzují opravynesprávnéhopárováníbázívDNA(mismatchrepairsystem;geny MLH1, MSH2, MSH6 a PMS2).Dìdiènémutacetìchtogenùsevyskytují upacientùshereditárnímnepolypóznímkarcinomemkolorekta(HNPCC).Totoonemocnìnístypickýmvysokýmrizikemvznikukolorektálníchnádorù serovnìžvyznaèujevýznamnýmzvýšenímrizika vznikukarcinomuendometria(kap.3.3).
Poruchagenu p53 jepravdìpodobnìnejèastìjší molekulárnìbiologickouudálostívmaligníchnádorech.Sjehomutacemisesetkávámepøibližnìupolovinyvšechnádorovýchonemocnìní.Pøítomnosthereditárnímutace p53 –Li-Fraumenisyndrom–je vzácnédìdiènénádorovéonemocnìnísvýrazným sklonemkevznikunádorùvèasnémvìkuunositelù
mutace(sarkomy,lymfomy,leukemie,nádorynadledvin,karcinomyprsu;kap.3.1).
1.1.5Mitóza(Mfáze) Mitózajemorfologickynejpestøejšíèástíbunìèného cyklu.Probíháveètyøechfázích(profázi,metafázi, anafáziatelofázi)charakterizovanýchpøesunygenetickéhomateriálu.Napoèátkumitózydocházíkvýraznékondenzacichromatinu,jejímžvýsledkemje vznikpentlicovitýchútvarùchromatidnezbytných prosymetrickérozdìlenígenomovéDNAdodceøinýchbunìk.
Nabiochemickésignálníúrovnimùžemecharakterizovatdvìhlavníèástimitózy:prvnízahrnujeøízeníprofázeametafáze,druhájezodpovìdnázaregulacianafázestelofází.Kritickýmbodemjetedy rozhranímezimetafázíaanafází.Øídícímijednotkamioboutìchtoèástímitózyjsoumultiproteinové komplexy.Prvníèást(profázeametafáze)jepodvlivemfosforylaèníaktivity MPF (mitosispromoting factor),kterýjeaktivnípodoboukomplexucyklin B-Cdk1.AktivitaMPFjeukonèenanapøechodumezimetafázíaanafázíproteolytickoudegradacícyklinuBvproteazomu.ProteazomálnídestrukceMPFje zprostøedkovánaubikvitinligázovouaktivitou APC (anaphase-promotingcomplex),nazývanýmtéž cyklozom.
PoèátekMfázejecharakterizovánpøesunem komplexucyklinB-Cdk1dobunìènéhojádra. Ktranslokacitohotokomplexudocházívdùsledku jehodefosforylaceúèinkem fosfatázyCDC25.AktivníMPFvprùbìhuprofázeametafázefosforyluje øadusubstrátù,mezikterépatøínapøíkladkomponentymikrotubulárníhoaparátuzodpovìdnézatvorbu dìlicíhovøeténkanebomolekulylaminutvoøícíjadernoulaminu,pojejichžfosforylacidocházíkrozpadujadernéhoobalu.Prvnípolovinamitózykonèí ukotvenímmikrotubulùdìlicíhovøeténkadooblastí centromersesterskýchchromatidvšechchromozomùuspoøádanýchvrovníkovéoblastibuòky.Pro tento pochodjedùležitáfosforylacecentromerních proteinù(CENP) aurorakinázami (AURKA/STK15 aAURKB/STK12),jejichžaberantníexpresejedetekovatelnáuøadynádorovýchonemocnìníapodílíse navznikuaneuploidiívnádorovýchbuòkách.PodobnìjakojadernýobalsenapoèátkumitózyvdùsledkufosforylacíMPFrozpadajíicisternálnísystémyGolgihoaparátuaendoplazmatickéhoretikula.
Zahájenídruhépolovinymitózyjepodmínìno aktivacídalšíhoproteinovéhokomplexu APC.APC jemultiproteinovýkomplexsE3ubikvitinligázovou
aktivitou.Jehohlavnífunkcíjedegradaceinhibitorù anafáze,mezikterépatøíMPF.Kritickýmisubstráty, kteréjsoudegradoványvdùsledkuubikvitinylace zprostøedkovanéAPC,jsoukomplexycyklin-Cdk. ProtoseAPCoznaèujerovnìžjakocyklozom.
Rozpademkomplexùkohezinù,proteinùspojujícíchsesterskéchromatidy,docházíkseparacichromatidanáslednádepolymeracevlákendìlícíchvøeténekpùsobítaženíchromatidkpólùmbuòky.Teprve posegregacisesterskýchchromatidajejichtransportu kbunìènýmpólùmmùžebýtaktivovánazávìreèná fázemitózy–cytokineze.Kvlastnímurozdìleníbuòkydocházízasituace,kdysegenetickýmateriálnacházívpolárníchoblastechdìlícísebuòkyajejiž obalenjadernoumembránouazpìtnìseregeneruje endoplazmatickéretikulumaGolgihoaparát.
Vrámcikoneènýchfázímitózydocházírovnìž kaktivacispecifickýchfosfatáz,jejichžúèinkemje
1.2Apoptóza Apoptóza(programovanábunìènásmrt)jeaktivní formazánikujednotlivýchbunìknebobunìèných populací.Spoleènìsmitózou,jakosvýmprotipólem, jeapoptózafyziologickýmdìjemnutnýmproudrženítkáòovéhomeostázy.Jejíaktivitajenepostradatelnáproformovánítkáníaorgánùvobdobíembryogeneze.Vpostnatálnímvývojispoèívázásadníúloha apoptózyvregulacipopulacíimunokompetentních bunìk,eliminacivirovìinfikovanýchanádorovì transformovanýchbunìkalikvidacibunìknepotøebných.Sníženáschopnostindukceapoptózyjecharakteristickouznámkouvšechnádorovýchonemocnìní.Vzhledemktomu,žeúèinekvìtšinytypù protinádorovéterapiejezprostøedkovánaktivací apoptózyvnádorovýchbuòkách,odrážíschopnost jejíaktivaceisenzitivitukprotinádorovéléèbì.
1.2.1Prùbìh Prùbìhapoptózycharakterizujejednotnýmorfologickýobraz,pøinìmžpostupnìdocházíkeztrátìmezibunìènýchkontaktù,zmìnámbunìènéhojádra amìchýøkovitému„puèení“cytoplazmatickémembrányvyúsťujícímuvkoneènýrozpadbuòkyza vznikuapoptotickýchtìlísek.Narozdílodnekrózy, pøikterédocházíkedematóznímuzduøeníbuòkyse vznikemdefektùvcytoplazmatickémembránì,kterýmisedointersticiálníhoprostorudostávácytoplazmatickýobsahbuòkyindukujícízánìtlivouodpo-
defosforylovánproteinRb(kap.1.1.2).Defosforylovaná(aktivní)formaRbproteinurychleasociujese zbývajícímitranskripènímifaktoryE2F,atímsepodílínainhibiciokamžitéhovstupudodalšíhobunìènéhocykluvnovìvzniklýchdceøinýchbuòkách.
Licenènífaktoryajejichregulátory(kap.1.1.3) aaurorakinázymajídùležitývlivnaudrženígenomovéstability.Vestudiiupacientekskarcinomem ovariabylasledovánaexpreseproliferaèníhomarkeruKi67,aproteinùMCM2,gemininuaaurorakináz AaBsohledemnaDNAploiditunádorovýchbunìk aklinickýobraz.Všechnyhodnocenéfaktorysignifikantnìkorelovalysgradingemonemocnìní,exprese aurorakinázyApredikovalaintervalbezonemocnìní (DFS)(p=0,03).
Vsouèasnostijevefáziklinickýchtestùproléèbu nádorovýchonemocnìníøadainhibitorùaurorakináz (napø.VX-680,PHA-680632).
vìï,pøiprostéapoptózejsouapoptotickátìlíska (fragmentyzaniknuvšíbuòkyobalenécytoplazmatickoumembránou)endocytovánaokolnímibuòkamitkánìanezpùsobujítakrozvojimunitníreakce. Pøirozsáhléapoptóze(napø.vlivemionizujícího záøení)všakmùžedojítkpøekroèenífagocytárníkapacityaapoptotickátìlískaserozpadajíaindukují zánìt.
Apoptózavyžadujepøítomnostøadyspecializovanýchvýkonnýcharegulaèníchmolekulzúèastnìnýchnatøechúrovníchprùbìhuapoptózy:v iniciaèní,kontrolníaexekutivnífázi (obr.1.13).Iniciaèní fázeapoptózy,vjejímžprùbìhuvznikajíiniciaèní apoptotickésignálníkomplexy,jevelmiheterogenní. Vkontrolnífázidocházíkintegraciproapoptotických aprotiapoptotickýchsignálù,kteréjsouovlivòovány idalšímiintracelulárnímisignálnímicestami.Vpøípadìpøevahyproapoptotickésignalizacevstupuje apoptózadoposlední–exekutivnífáze.Pøechodem doexekutivnífázeseapoptózastávánevratnýmdìjemkonèícímrozpadembuòky.
Biochemickoupodstatouapoptózyjesérieregulovanýchproteolytickýchštìpeníintracelulárních proteinùzprostøedkovanávýkonnýmiapoptotickými proteolytickýmienzymy–kaspázami.
Pøestožeapoptózajevyvolávánaøadoupodnìtù, aktivaènídìjeprobíhajídvìmahlavnímismìry: 1. Extrinzickou(zevní)cestou,zahajovanouvytvoøenímapoptotickéhoaktivaèníhokomplexuze stimulovanýchreceptorùnacytoplazmatické
iniciaènífáze
kontrolnífáze
exekutivnífáze
extrinzická cestaaktivaceapoptózy
deathreceptory
kaspázyproximální èástiapoptózy
intrinzická cestaaktivaceapoptózy
mitochondrie
kaspázyproximální èástiapoptózy
exekutivníkaspázy
substráty(enzymy,strukturníproteiny,DNA)
APOPTÓZA Obr.1.13 Schémahlavníchaktivaèníchcestafázíapoptózy. Extrinzickoucestoujeindukovánaapoptózapùsobením imunokompetentníchbunìkprostøednictvímstimulacedeathreceptorù.Proaktivaciintrinzickécestyapoptózyjerozhodujícípermeabilitazevnímitochondriálnímembrány,kterouovlivòujepøítomnostproteinùBcl-2rodiny.Obìcestyvedou kaktivacikaspázúvodníèástiapoptózy,jejichžspoleènýmisubstrátyjsouexekutivníkaspázy.Exekutivníkaspázyproteolytickyštìpíintracelulárníproteiny,vdùsledkuèehožnastávározpadbuòky.Pøiaktivaciapoptózyextrinzickoucestou jevøadìpøípadùnezbytnézesíleníapoptotickéhosignáluindukcíintrinzickécestyaktivaceapoptózy.
membránìcílovébuòky(tzv.deathreceptors). Tytoreceptoryjsoustimuloványimunokompetentnímibuòkami.Extrinzickácestaapoptózyje dominantnímzpùsobeminiciacebunìènésmrti unádorovìtransformovanýchavirynapadených bunìk.
2.NevratnépoškozenígenomovéDNA,významné alteracevregulacibunìènéhocykluneboinsuficientníenergetickýasubstrátovýmetabolizmus buòkyvyvoláváiniciaciapoptózy intrinzickou (vnitøní)cestou,vekterédominantnírolisehrává vznikapoptotickýchaktivaèníchkomplexùna povrchuzevnímembránymitochondrií.RozhodujícívlivnaindukcitìchtoapoptotickýchaktivaèníchkomplexùmajíproteinyrodinyBcl-2.
Extrinzickáaintrinzickácestaaktivaceapoptózy vyúsťujívespoleènouexekutivnífáziprobíhajícíza mohutnéaktivacekaspáz. Kaspázy jsouproteolytickéenzymy,kteréjsouvbuòcetrvaleexprimovány
vpodobìneaktivníchzymogenù– prokaspáz. Kaspázyaktivovanéproapoptotickýmikomplexy vúvodníèástiapoptózy(kaspáza8,9)následnìaktivujíexekutivníkaspázy(napø.kaspáza3,6)hydrolytickyštìpícístrukturníaregulaèníbunìènéproteiny. NakonciapoptózyjegenomováDNAštìpena kaspázamiaktivovanouendonukleázou CAD (caspase-activatedDNase).
1.2.2Extrinzickácestaaktivace Extrinzickácestaaktivaceapoptózysloužíproiniciacibunìènésebedestrukcezprostøedkovanéefektorovýmibuòkamiimunitníhosystému.Tytobuòky (cytotoxickéTlymfocytyneboNKbuòky)exprimují nasvémpovrchumembránovìvázanéligandy„receptorùsmrti“(deathligands).Zatímcoligandysmrti (deathligands)jsoumolekulyexprimovanépouze efektorovýmibuòkamiimunitníhosystému,jejich
rodina
Bcl-2
Onkogynekologie
extrinzická cestaaktivaceapoptózy
CD95L CD95R
prokaspáza9
mitochondrie
intrinzická cestaaktivaceapoptózy APAF1 APAF1
apoptozom
prokaspáza9
prokaspáza3prokaspáza3 kaspáza3
substráty(lamin,gelsolin,aktin,ICAD)
cytochromC kaspáza8 kaspáza9
APOPTÓZA Obr.1.14 Schematickéznázornìníprocesuapoptózy. Napoèátkuaktivaceapoptózyvznikajíproapoptotickésignální komplexy–DISCvextrinzickécestìaapoptozómvintrinzické.Jejichvýsledkemjeuvolnìníkaspáz 8a9v úvodníèásti aktivaceapoptózy.Tytokaspázyaktivujíexekutivníkaspázyapoptózy(kaspáza3),jejichžsubstrátemjsoustrukturní aregulaèníintracelulárníproteiny.Jejichdegradacevedekzánikubunìkapoptózou.Regulaceapoptózy(šedélinky) probíhánaøadìúrovní.Vextrinzickécestìapoptózyjeaktivaceprokaspázy9inhibovánajejíkompeticísCFLAR(FLIP) vevazbìdoDISC.SpojenímeziextrinzickouaintrinzickoucestouapoptózyzprostøedkováváBidproteolytickyštìpený kaspázou8.Hlavníaktivaèníkrokintrinzickécestyapoptózy–uvolnìnícytochromuczmitochondrie–regulujíproteiny rodinyBcl-2(inhibiceBcl-2,aktivaceBax).Kaspáza9vznikajícízapoptozómujenegativnìregulovánaBIRC-5(survivinem),kterýjeinhibovánproteinemSMAC/DIABLOuvolòovanýmzpoškozenýchmitochondrií.
receptoryjsoutrvaleexprimoványvcytoplazmatickémembránìbunìkvšechtkání(vèetnìbunìkimunitníhosystému). Deathreceptory patøídoskupiny receptorùprotumornekrotizujícífaktor(TNFR). Spolusnímje CD95receptor (CD95R,nazývaný téžFasR,Apo-1)hlavnímproapoptotickýmzástupcemtétoproteinovérodiny.
Postimulacisvýmiligandy(napø.FASL/CDSL, TNFá)receptorysmrtiasociujínapovrchovémembránìzavznikutrimerníchkomplexù.Vtétopodobì docházíkezmìnìjejichkonformace,kterávintracelulárnídoménìreceptorùumožòujenavázáníadaptorovýchproteinù(napø.TRAF-2,FADD)urèujících smìøovánídalšísignalizace(obr.1.14).
Navázánímprokaspázy8vznikáplnìfunkèní apoptotickýaktivaèníkomplex DISC (deathinducingsignalingcomplex).Lokalizaceprokaspázy8
vDISCumožòujejejíautokatalytickouaktivaciproteolýzouprokaspázovémolekulyzavznikuaktivní, volnékaspázy8,jejímžhlavnímsubstrátemjeprokaspáza3vexekutivníèástiapoptózy.
Bylopopsáno,žeexpreseFasR/CD95Rseukarcinomuovariasnižujesnarùstajícímgradingemonemocnìní.ExpreseliganduFasL/CD95Lneníèastým nálezemukarcinomuendometria,dìložníhohrdla aniovaria,avšakvyskytujesepomìrnìhojnìunemocnýchspokroèilýmkarcinomemprsu.
Unemocnýchsepiteliálnímkarcinomemovaria seèastonacházejíidefektyvregulaciexpresedalšíchdeathreceptorùajejichregulátorù.SníženáexpreseDR4(deathreceptor4)neboDR5bylanalezenavevícenež20%vzorkù,zatímcozvýšenáexprese CLEAR(FLIP)témìøu40%.
Aktivacíintrinzickécestyapoptózyzanikajíbuòky poškozené,starénebonepotøebné,ukterýchse funkèníporuchaprojevíporušenímmitochondriálníhotransmembránovéhopotenciáluzpùsobujícíhonedostateènoutvorbouATP.VbuòkáchsvýraznoualteracígenomovéDNAvdùsledkujejíhopoškození fyzikálnímiachemickýmivlivy(napø.chemoterapií neboradioterapií)neboporuchoureplikacegenomovéDNAjeaktivaceintrinzickécestyapoptózyindukovánaaktivnípermeabilizacízevnímitochondriální membrány.Vjejímdùsledkudocházíkuvolnìní cytochromuc –hlavníhoiniciaèníhofaktoruintrinzickécestyapoptózy.Cytochromcjemalýprotein obsahujícíhem,normálnìpøítomnývevnitønímitochondriálnímembránì,kdesloužíkpøenosuelektronùvdýchacímøetìzci.Zmitochondrieuvolnìný cytochromcaktivujeprotein APAF1 (apoptoticpromotingactivatingfactor1),kterýzmìnoukonformacevesvémolekulejeschopennáslednìvázat prokaspázu9.Navázánímprokaspázy9sevytváøí apoptotickýsignálníkomplexintrinzickécestyaktivaceapoptózy,nazývaný apoptozom.Apoptozom umožòujeautokatalytickouaktivaciprokaspázy9 (obr.1.14)zavznikuaktivnívolnékaspázy9,jejímž hlavnímsubstrátemjeprokaspáza3vexekutivníèástiapoptózy(kap.1.2).
1.2.4Kontrolnífáze Kontrolnífázeapoptózyseúèastníøadaproteinù ovlivòujícíchnejenapoptotickoukaskádupøímo,ale sloužícíchkintegracidalšíintracelulárnísignalizace vrámciregulaceapoptózy.
Zásadnímiregulátoryovlivòujícímiuvolòování cytochromuczmitochondriejeskupinabílkovin patøícídorozsáhlé(>20zástupcù) rodinyproteinu Bcl-2.JednotlivéproteinyBcl-2rodinypatøíjakmeziinhibitory(Bcl-2,Bcl-XL),takaktivátory(Bax, Bad,Bid)apoptózy.Jejichcharakteristickouvlastnostíjeasociacesezevnímitochondriálnímembránouaschopnostvytváøetvzájemnìhomodimery iheterodimery.ProapoptotiètízástupciBcl-2rodiny majíschopnostvytváøetvzevnímitochondriální membránìkanályzpùsobujícíuvolnìnícytochromu c,kterýjerychlerozpoznávánmolekulamiAPAF1 asociovanýmisezevnímitochondriálnímembránou. Naprotitomuprotiapoptotickypùsobícízástupci Bcl-2rodinyvedoukestabilizacimitochondriální
membrányazabraòujíunikánícytochromuczmitochondrie.
Meziinhibitoryaktivaceprokaspázpatøínapø. protein CFLAR (CASP8-andFADD-likeapoptosis regulator,nazývanýtéžFLIP,CASPER),kterýkompetujesprokaspázou8ovstupdoDISC.Pøímýmiinhibitoryjižaktivovanýchkaspázjsouproteinyze skupinyproteinùIAP–inhibitorùapoptózy.Jedním zIAPproteinùèastozvýšenìexprimovanýchuøady nádorù,vèetnìkarcinomuovaria,je BIRC5 (baculovirusIAPrepeat-containingprotein5, survivin).Jehonegativnímregulátoremjemitochondriálníprotein SMAC/DIABLO (secondmitochondria-derivedactivatorofcaspase/directIAP-bindingprotein withlowpI)uvolòovanýzmitochondriepøiporušení jejízevnímembrány(obr.1.14).
Schopnostbuòkyindukovatapoptózuurèujemimojinéipomìrintracelulárníchkoncentracímezi skupinamiproapoptotických,respektiveprotiapoptotickýchzástupcùrodinyBcl-2,obvyklevyjadøovanýchjakopomìrjejíchdvouzástupcùBcl2/Bax. SoverexpresíproteinuBcl-2(obvyklezpùsobenou amplifikacígenu)sesetkávámeu40%karcinomù prsu.ZvýšenáexpreseBcl-2jenegativnímprognostickýmznakem,nadruhoustranurovnìžmožnýmcílemprotinádorovéléèbypomocíBcl-2 antisense oligonukleotidù.VsouèasnédobìprobíhajístudieklinickéfázeII–IIIsoblimersenem,modifikovaným antisense oligonukleotidemcílenýmprotiprvním šestikodonùmBcl-2mRNAupacientùspokroèilýminádory(melanom,karcinomledvinyanìkterá lymfoproliferativníonemocnìní).
Podobnìjakoiuvìtšinyostatníchnádorù,sníženáexpreseBaxjenegativnímprognostickýmznakemkarcinomuovaria.
Tumorsupresorovýproteinp53jetranskripèní faktor,kterýaktivujegenovouexpresinegativních regulátorùbunìènéhocykluaaktivátoruapoptózy (kap.1.1.1,obr.1.12).Nìkterépráceuvádìjí,žemutacevgenu p53 jsounegativnímprognostickýmfaktoremodpovìdinaléèbuderivátycisplatinyupacientùsovariálnímkarcinomem,avšakøadadalších výsledkùtytonálezyzpochybòuje.Oprotitomuexperimentálníiklinickádatanaznaèují,žeodpovìï naléèbutaxanyindukujeapoptózuzprostøedkovanouproteinemBaxnezávislenaúèastip53.Ztohoto dùvodubykombinacederivátùcisplatinyapaklitaxelumohlavéstkezlepšenívýsledkùprotinádorové léèbyupacienteksovariálnímkarcinomemsmutací vgenu p53
Obr.1.15 SchémadegradacegenomovéDNAvexekutivníèástiapoptózy. Úèinkemexekutivníchkaspáz(kaspáza3) docházíkproteolytickédegradaciICAD.VolnáendonukleázaCADsvysokouúèinnostíštìpígenomovouDNAvmístechmezijednotlivýminukleozomy.Mezisubstrátykaspázy3patøíiPARP,èímžjeznemožnìnareparacegenomové DNA.
1.2.5Exekutivníèástapoptotické kaskády
Postupnáaktivaceprokaspázaktivnímikaspázami indukovanýmivúvodníèástiapoptózyamplifikuje apoptotickýsignál.Aktivníkaspázy 8a9majípøekrývajícísesubstrátovécíle,mezikterépatøípøedevšímexekutivníprokaspázy(3,6,7).Substráty exekutivníchkaspázjsoustrukturníafunkèníintracelulárníproteinynezbytnépronormálníexistenci buòky.Mezitytoproteinynapøíkladpatøíaktin(souèástcytoskeletu),lamin(souèástnukleárníhoskeletu),proteinyregulujícísestøihmRNA(tímdochází kzastavenígenovéexprese)neboreparaèníproteiny (napø.PARP;obr.1.11).Navrcholuexekutivnífáze apoptózypoèínádegradacegenomovéDNAaktivací endonukleázy CAD,kteráhydrolytickyštìpígenomovouDNA(obr.1.15).
Jakmiledojdevbuòcekaktivacikaspázexekutivníèástiapoptózy,stávásetentodìjjižnevratným atakovátobuòkavždyzaniká.Kaspázamidegradovanéstrukturníproteinyzpùsobíkolapscytoskeletárníhoanukleoskeletárníhoaparátu,kterýspoleènìse štìpenímgenomovéDNAvedekfragmentacibunìènéhojádraanáslednìikrozpadubuòkynaapoptotickátìlíska.Charakteristicképrojevyapoptózyjsou takmorfologickýmkorelátemjižpokroèiléaireverzibilnífázeexekutivníèástiapoptózy.
1.3Významznalostibunìènéhocyklu aapoptózyproklinickoupraxi Znalostzákladníchprincipùøízeníbunìènéhodìlení aapoptózy–jakodvouklíèovýchdìjùovlivòujících fyziologickouregulacihomeostázyvetkáních–je základempropochopeníjejichalterací,kteréjsou pøítomnyuvšechnádorovýchonemocnìní.Charakterizaceporuchbunìènéhocykluaapoptózyumožòujepøípravunovýchspecifickycílenýchléèiv.Øada znichjejižvsouèasnostidostupnáproklinicképo-
Literatura BradshawRA,DennisEA,eds.HandbookofCellSignaling.Vol.1–3.SanDiego:ElsevierAcademicPress, 2003.2576s.
BronchudMH.PrinciplesofMolecularOncology.Clifton NJ:HumanaPress,2000.452s.
CrockerJ,MurrayPG,eds.MolecularBiologyinCellular Pathology.NewYork:Wiley,2003.400s.
užitíaøádovìvìtšípoèetprocházíklinickýmizkouškami.Cestaindividualizovanéabiologickycílené léèbyjenadìjíprobudoucípacienty,avšakprojejí plnévyužitíbudounezbytníerudovanílékaøise schopnostíracionálníaplikacecílenýchpreparátùna základìznalostíospecifickýchmolekulárníchporucháchukonkrétníchpacientù.
KraussG.BiochemistryofSignalTransductionandRegulation.3rd ed.Weinheim:Wiley-VCHVerlagGmbH& Co.KGaA,2003.558s.
Lavinetal.RoleofATMinRadiationsignaltransduction. In:HandbookofCellSignaling,ed.DennisE.A.,Elsevier,2002;kap.305.
Molekulárníbiologievklinicképraxi 2.1Molekulárníprincipytumorogeneze Vzniknádorujeprocesmnohastupòový.Zahrnuje zmìnygenetické,tedypøímézmìnysledunukleotidù vDNA,zmìnyepigenetické,nemìnícígenetický kód,aleovlivòujícíjehovyjádøení,expresi–metylacenìkterýchbázíDNAneboacetylacehistonù–azmìnyfunkènínaúrovniregulacemetabolizmu buòkyanaúrovnikontrolygenovéexpreseadìlení buòky.
Normální,nenádorovábuòkaseøídípodnìty,kterédostávázvenèí,ireakcemiainterakcemiprobíhajícímivnísamé.Tytopodnìtymohoubýtzprostøedkoványionty,malýmimolekulamiimakromolekulami,prostøednictvímreceptorù,zmìnouelektrických potenciálùnebonapø.ipøímýmovlivnìnímaktivity jednotlivýchenzymù(iontyjakokoenzymy).Velmi dùležitýjetaképøímýkontaktbunìk,kterýsevevìtšinìtkánípodílínainhibiciaregulacirùstuamnoženíbunìk.
Buòkanádorovánaprotitomuvdùsledkuregulaèních,genetickýchaepigenetickýchzmìnztrácí
proteinyasociované stransmembránovými proteiny
Tab.2.1 Nìkteréonkogeny,jejichfunkceanádory,unichžjsounejèastìjiinaktivovány onkogenfunkcenádor c-K-ras membránovýpøenossignálukarcinomendometria,ovarií c-myc regulacetranskripcekarcinomendometria,ovarií v-E6 inhibicep53karcinomdìložníhohrdla v-E7 inhibicepRbkarcinomdìložníhohrdla c-ErbB2(HER2/neu) receptorrùstovýchfaktorùkarcinomprsu,ovarií c-fos regulacetranskripcesarkomy c-jun regulacetranskripcesarkomy c-sis rùstovýfaktorsarkomy(karcinomprsu?) c-abl proteinkinázaleukemie c-bcl2 inhibiceapoptózykarcinomovarií c-mdm2 inhibicep53sarkomy,gliálnítumory c–celulárníonkogen,v–virovýonkogen
kontrolunadsvýmdìlenímapøestáváreagovatnainhibiènípodnìtyzokolí.Nadmìrnìsedìlíamùžezískatvlastnosti,vjejichždùsledkudestruujeokolní tkáòneboseuvolnízvazbykokolnímbuòkámametastázuje–stávásebuòkoumaligníhonádoru.
Každýzhoubnýnádorjesmìsíbunìksrùznými vlastnostmi,neboťvprùbìhunadmìrnéhoavìtšinou chaotického,nepøesnéhodìlenídocházíkekumulaci dalšíchzmìnazískánínovýchvlastností.Proto vbuòkáchmetastázmùžemenajítjinégenetické zmìnynežvbuòkáchpùvodníhonádoru.Všechny tytobuòkyvšakvzniklydìlenímjednépùvodnìmalignizovanébuòky,anádorjetakoznaèovánjako monoklonální.
Zdebudemehovoøitozmìnáchsomatických,tedyporucháchkonkrétníbuòkytìla.Ozmìnáchzárodeèných,kterésepøenášejídovšechbunìkjedince, pojednávákapitola3.Tytosomatickézmìny–mutace –postihujídvatypygenù:protoonkogenyatumor supresory.
2.1.1Protoonkogenyaonkogeny
Jako protoonkogeny jsouoznaèoványgenykódující funkèníproteiny,kterévpøípadìdefektustruktury neboabsolutníhoèirelativníhonadbytkustimulují bunìènédìlení.
Poruchou–mutací–protoonkogenuvzniká onkogen,poškozenýgen,kterýkódujeprotein,jenž, vyskytuje-lisevabnormálníformìnebomnožství, mùžezpùsobitnádorovoutransformacibuòky,èasto svysokýmrùstovýmpotenciálem(obr.2.1).Hovoøí setakéoaktivaciprotoonkogenu.Pøíklademmùže býtgenoznaèovanýjako HER2/neu (c-ErbB-2),kterýkódujereceptorpronìkterérùstovéfaktory(EGF,
TGFá).Dojde-likmutacitohotogenu,jejímkódovanýreceptortrvaleaktivníneboreagujeinajiné molekuly(gainoffunction).Známeionkogeny virové–napø.geny E6 a E7 jsousouèástígenomu lidskéhopapilomaviru(HPV)avytváøejíkomplexy sproduktytumorsupresorovýchgenù p53 a Rb ainaktivujíje(tab.2.1).
Onkogenykódujíproteiny,kterépùsobí: –jakotranskripèníregulaènífaktory(vbunìèném jádrusevážínaregulaènísekvenceDNAaovlivòujíexpresidalšíchgenùregulujícíchproliferaci adiferenciaci,nìkterémajíschopnostbuòku imortalizovat),
–jakoproteinkinázyareceptoryrùstovýchfaktorù (podílejísenapøenosurùstovýchsignálùdobuòkynebonaamplifikacisignáluuvnitøbunìk), – jakorùstovéfaktory(pøímostimulujídìleníbunìk–spouštìjíkaskádudìjùvedoucíchkdìlení buòky),
jakosignálnítransduktory(zprostøedkovávají pøenossignáludobuòkyauvnitøbuòky),
– jakofaktoryblokujícíapoptózu.
Zcelazvláštnípostavenísvelkýmklinickým významemproonkogynekologiipakmajíonkogeny, jejichžproduktyinaktivujíproduktytumorsupresorovýchgenù.Jednásenapø.oonkogeny E6 a E7 lidskéhopapilomaviru.
Alteracíaktivujícíprotoonkogenvonkogenmùže být:
– bodovámutace(delece,inzerce,substituce), – amplifikace(zmnožení)genu(stav,kdyvznikne nìkolikdalšíchkopiígenuvbuòce,èímžvzroste itvorba,byťnormálního,proteinu), – velkágenomickápøestavbavpodobìchromozomálnítranslokace,tj.pøeneseníèástichromozomunachromozomjiný,kdymùžedojítkpøene-
Tab.2.2 Nìkterétumorsupresory,jejichfunkceanádory,unichžjsounejèastìjiinaktivovány tumorsupresorfunkcenádor
p53 transkripènífaktortémìøvšechnynádory
BRCA1 opravaDNAkarcinomprsu,ovarií BRCA2 opravaDNAkarcinomprsu,ovarií PTEN regulátortranskripcekarcinomendometria,prsu
MSH2,MLH1,MSH6 opravaDNA(mismatchrepair)karcinomtlustéhostøeva,endometria
WT1 transkripènífaktorWilmsùvtumor p16 inhibitorCDKmelanoblastom,karcinompankreatu pRb regulátortranskripceretinoblastom,osteosarkom NF-1 proteinaktivujícíGTPázuneurofibrom,gliálnínádory NF-2 cytoskeletálníspojkmembránìneurinom,meningeom APC suspektníregulátor â-kateninukarcinomtlustéhostøeva
senígenùpodvlivsilnéhopromotorunebo kvytvoøenízcelanovéhogenuprodukujícíhonovýonkoprotein, –inzercevirového(nejèastìjiretrovirového)promotoru.
2.1.2Tumorsupresory Tumorsupresorovégeny(nazývanétakéantionkogeny)hrajídùležitouúlohuvkontrolebunìènéhodì-
lení.Jejichproteinovéproduktykontrolujísprávnost apøesnostdìleníadokážívznikléchybybuïopravit (tzv.„caretakers“,napø. BRCA1, BRCA2),nebobuòkunepustitdodalšífázedìlení(tzv.„gatekeepers“) èidokoncevyvolatbunìènousmrt,apoptózu(napø. p53, ATM, Rb).
Jejichporuchazpùsobí,žebuòkaschybouve struktuøeDNApostoupídodalšífázebunìènéhodìleníavdùsledkuselhánímechanizmùopravujících DNAumožnívznikdalšíchmutací(tab.2.2).
syntetizovaného proteinu
zaøazenajiná aminokyselina
proteinjepøedèasnì ukonèennakodónu signalizujícímkonec syntézy(UAA)
Obr.2.2 Efektjednotlivýchtypùbodovýchmutacínakoneènýproteinovýproduktgenu. Tzv. missense mutacevedeve svémdùsledkukevloženíjinéaminokyselinydosyntetizovanéhoproteinovéhoøetìzce.Tomùževéstkezmìnìkonformaceproteinuakeztrátì(tumorsupresory),nebonaopakzískánínovéfukce(onkogeny).Mutacetichá, silent,neovlivní strukturuproteinu.NaúrovniDNAapøedevšímmRNAvšakmùžeovlivòovatnìkteréregulaèníasestøihovémechanizmy. Nonsense typmutacevedekukonèenísyntézyproteinuvmístìmutace,neboťdojdekvytvoøenítzv.terminaèního kodonu–kombinacetøinukleotidù(kodónu),kterénekódujížádnouaminokyselinu,alesignalizujíukonèenítranslace.
52 Onkogynekologie
nepøesnéspárování homologních chromozomù
nerovnomìrný crossingover
deleceneboamplifikace úsekùDNAvdceøiných chromozomech
amplifikace/inzerce
úsekù C aD delece úsekù C aD
Obr.2.3 Pøíkladvznikuvelkýchgenovýchamplifikacíadelecí,kterévedoukamplifikaciprotoonkogenùavýpadkutumor supresorù. Ponepøesnémspárováníhomologníchchromozómùanáslednénerovnomìrnévýmìnìgenetickéhomateriálumezichromatidamivdceøinýchbuòkáchpøebývá,nebosenaopaknedostávágenetickýmateriál.
2.1.3Mechanizmymutageneze
Uonkogenujedostaèující,abybylapoškozenajedna jehokopie,alela,anatemplátutaktomodifikovanéhogenuvznikápatologickýprotein.Tumorsupresorovýgenmusíbýtnaopakinaktivován,atoobìjeho kopie,alely(tzv.Knudsonovateoriedvojíhozásahu –twohitstheory).Inaktivujícímzásahemmùžebýt bodovámutace,výpadekceléhogenunebovelkého chromozomálníhoúseku,aleizmìnaepigenetická.
Bodovémutace
Formyporuchygenumohoubýtrùzné.Bodovámutaceznamená,žejeden,nebonìkolikmálonukleotidù,„písmen“,DNAvypadne(delece),jenaopaknavícvloženo(inzerce,duplikace),nebozamìnìno bezezmìnypoètunukleotidù(substituce–mùžebýt missense,tzn.žedosekvenceproteinujezaøazenajináaminokyselina,nebononsense,tzn.žemutacevytvoøístopkodon,triplet,nanìmžtvorbaproteinu konèí).Syntetizovanýproteinjepakkratší(vdùsledkuposunové,frameshift,nebononsensemutace)nebojsouvjehostruktuøejinéaminokyseliny,cožvede buïkeztrátìjehofunkce(utumorsupresorù),nebo naopakktrvaléaktivacièizískánínovéfunkce(uonkogenù).Vzhledemktomu,žestøednìvelkýgen (napø. BRCA1)mánìkoliksettisícnukleotidù,jedná seozmìnysubtilní,odhalitelnésložitýmimetodami molekulárnígenetiky(obr.2.2).
Translokace Poruchystrukturygenùvšakmohoupostihovatdalekovìtšíúseky.Celýchromozommùžebýtvjednom místìzlomenapaknapojennachromozomjiný–translokace(typickánapø.prokrevnímalignity). Èástirùznýchgenùtakmohouvytvoøitzcelanový fúznígen,kterýmùžepùsobitjakoonkogen.Nebose taktoprotoonkogenmùžedostatpodvlivcizíhosilnéhopromotoru(sekvence,kterározhoduje,vjakém množstvíbudedanýgenexprimován,tj.kolikproteinusevytvoøí)ajehoproteinovýproduktsetvoøí vnadmìrnémmnožství(obr.2.3).
Amplifikace Vprùbìhunepøesnéhobunìènéhodìlenímùžebýt dodceøinébuòkypøenesenovícehomologníchchromozomùnebojejichfragmentù.Genynanichlokalizovanéjsoutakvbuòcepøítomnyvevícekopiích, cožmùževéstkjejichvìtšíexpresi.
Ztrátaheterozygozity (LOH–lossofheterozygosity)
VDNAsenacházejíúsekysvysokouinterindividuálnívariabilitousekvence.Kombinacevariability vmnohaúsecíchvytváøíprodanéhojedincezcelajedineènývzorec,nìkdyhovoøímeotzv.DNAfingerprintingu.Tatovariabilitajevyužívánavnìkterých molekulárnìbiologickýchaplikacích.Pøíklademje analýzaztrátyheterozygozity,kterávyužívávariabilityvtzv.mikrosatelitárníchmarkerech.
Obr.2.4 Ztrátaheterozygozity(lossofheterozygozity–LOH)pøifragmentaèníanalýzefluorescenènìznaèených produktùPCRnapøístrojiAbiPrism310. Analyzovánje mikrosatelitárníúseknachromozomu17oznaèovanýjako D17S855.Èíslanavrcholechkøivkypopisujíplochupod køivkou.Horníkøivka–analýzaDNAizolovanézkrve,dolníkøivka–analýzaDNAznádoru.
Jakomikrosatelitárnímarkery(takéSTRs–short tandemrepeats)jsouoznaèoványúsekyDNA, vnichžseopakovanìtandemovìzasebouuspoøádán vyskytujejedno-ažšestibázovýmotiv.Celkovádélkatakovésekvencejedonìkolikasetpárùbází.Jsou velmifrekventní,jedenmikrosatelitárnímarkerpøipadána6kbgenomickésekvence.
Heterozygozitajevyjádøenarùznoudélkoumikrosatelitárníchmarkerùnaoboualelách(tj.namateøskémaotcovskémchromozomu).
Utumorsupresorovýchgenùmùžedojítkeztrátì celéhogenuneboiještìvìtšíèástichromozomu.Pøi analýzenádorusetakovýgenovývýpadekprojevíjakotzv.ztrátaheterozygozity(LOH)(obr.2.4).Zatímcovnenádorovétkánividímeobrazdvou(rozdílných)alel,vetkáninádorovénajednoujednazalel chybí(vnìkterýchstudiíchjetentotypinaktivace tumorsupresorovéhogenuoznaèovánjednoduše „loss“,oprotiamplifikacioznaèovanéjako„gain“).
Nìkdymùžemepøianalýzenádoruvidìtmísto pùvodníchdvoualelalelytøineboalelyjinédélky nežpùvodní.Vtakovémpøípadìhovoøímeomikrosatelitárníinstabilitì.Tavznikávdùsledkuporuchy genù,tzv.mismatchrepairsystem,kterémajízaúkol opravovatdrobnéchybyvsekvenciDNA.Pøijejich dysfunkcisechybyhromadíavnìkterých,repetitivních,úsecíchDNA,kdeseopakujemnohokrátzase-
boustejnýdvou-nebonìkolikabázovýmotiv,vedou kegenerování„nových“alel.
2.1.4Epigenetickézmìny Pouzegenetickéalteracenejsoudostateènýmvysvìtlenímvšechzmìndoprovázejícíchnádorovoutransformacibuòky,pøedevšímzmìnexpresejednotlivýchgenù,zvláštìkdyžžádnoumutaci(aťjiž bodovouèivelkouchromozomální)vDNAnenacházíme.Protobylozvýšenéúsilívìnovánoodhalení faktorùležícíchmimosamotnýslednukleotidù.Tyto zmìnyjsounazýványepigenetické,neboťnemìní samotnousekvenciDNA,alemodifikujíbuïjednotlivénukleotidy(anižbymìnilysmyslgenetického kódu),nebobílkovinykomplexunukleoproteinù, kterémajízásadnívlivnagenovouexpresi.Mezityto zmìnypatøípøedevšímmetylacecytozinùvpromotorovýchsekvencíchaacetylacehistonù.
Promotorynìkterýchgenù,sekvencesloužící kvazbìtranskripèníchfaktorùnaDNA,jsoubohaté natzv.CpGislands,sledydinukleotidùCG.Cytozin vtétopozicimùžebýtenzymymetylázami(ademetylázami)metylován(èidemetylován)zavznikutzv. 5-metylcytozinu.Genshypermetylovanýmpromotoremjeexprimovánménì,shypometylovaným promotoremvíce.Metylaènívzorecsepøenášído dceøinýchbunìk.Vgerminální(zárodeèné)podobì jepakpodstatoutzv.imprintingu,tj.rozdílnéhofenotypickéhoprojevu,vzávislostinatom,zdasealela dìdíodotce,neboodmatky(PraderùvWilliùv/Angelmanùvsyndrom).
Acetylacihistonùøídíenzymyacetylázy/deacetylázy.Sníženíexpresejenejèastìjispojenosdeacetylacíhistonù.
2.1.5Význammolekulárnígenetiky proklinickoupraxi Proefektivníléèbumalignitjenezbytnáèasnáapøesnádiagnózasmožnostíoptimalizaceterapieaminimalizacenežádoucíchúèinkù.Èasnádiagnózanádorovéhoonemocnìníspolusindividuálníterapií„na míru“mohousnížitúmrtnostazlepšitperspektivu akvalituživotapacienta.Gynekologickézhoubné nádorypøedstavujískupinuchorob,ukterýchjeprognózazávislánasubtilníchgenomických,epigenetickýchaproteomickýchzmìnách.Užitímolekulárnìbiologickýchtechnik,vèetnìanalýzymetylací aacetylacíatechnikproteomických,sestávádùležitýmnástrojemnejenvzákladnímvýzkumu,ale
ivrozhodováníovhodnéterapii.Epigenetikaaproteomikavsouèasnédobìnabízejínovéavelmislibné pøístupynejenproidentifikacispecifickýchbiomar-
kerùajejichnáslednévyužitívescreeningu,aletaké propøesnoucharakterizaciatypizacitkání,vèetnì tkánínádorových.
2.2Molekulárnígenetikanìkterých gynekologickýchmalignit 2.2.1Molekulárnígenetika ovariálníhokarcinomu
Etiologie
Vsouèasnostiexistujídvìstaršíarozšíøenéhypotézy popisujícípøíèinyvznikuepiteliálníhoovariálního karcinomu.Ovulaèníhypotézapøedpokládá,ženádorvznikávdùsledkuopakovanýchmikrotraumat povrchovéhoepiteluvajeèníkupøiovulaci.Pokaždé ovulacipoškozenýepitelproliferujeahojíse.Èím èetnìjšíjeproliferaceepitelu,tímvìtšíjemožnost chybnéreplikaceanádorovétransformacepostižené buòky.Podletétoteoriejerizikovznikumaligního epiteliálníhonádorufunkcípoètuovulaèníchcyklù vživotìženy.Každýfaktorredukujícípoèetovulaèníchcyklùpùsobíprotektivnì.
Gonatropinováhypotézanaprotitomupøedpokládá,žezvýšenéhladinycirkulujícíchgonadotropinù (folikulystimulujícíhormonaluteinizaèníhormon) stimulujíprodukciovariálníchestrogenùajejichprekurzorù.Tovedekevznikuinkluzníchcystatakto „uvìznìné“(entrapped)epiteliálníbuòkymohutnì proliferují,cožmùžeopìtvéstkreplikaènímchybám anádorovétransformaci.Rizikovznikukarcinomu ovariajepodletétoteoriefunkcídélkyexpozicevajeèníkùgonadotropinùm.Faktoryredukujícíhladiny cirkulujícíchhormonùbypakmìlysnižovatriziko ovariálníhokarcinomu.
Obìuvedenéhypotézymohouvysvìtlitprotektivníefektužíváníhormonálníkontracepceatìhotenstvínavznikovariálníhokarcinomu.Existuje všakstáleještìmnohokontroverzí.
Pøedpokládáme-liplatnostgonadotropinovéteorie,pakbyhormonálnísubstituèníterapie(HRT), kterásnižujehladinucirkulujícíchgonadotropinù, mìlasnižovatrizikoovariálnímalignity.Recentní datavšakukazují,žeHRTnavzniknádoruvlivnemá, nebodokoncežerizikovznikukarcinomuzvyšuje.
Podobnì,pokudplatíovulaèníteorie,mìlybymít ženysovulaèníinfertilitousníženérizikovznikunádoru.Souèasnéprácevšakuvádìjí,žeženysovulaèníinfertilitoumajítotorizikonezmìnìné,nebo vyšší.Porodydvojèat,kdebychomumatkypøedpokládalivìtšípoèetovulací,jsouspojenysesnížením
rizikaovariálníhokarcinomu.Pokudnavíckorelujemeužíváníhormonálníkontracepcesdélkouobdobí ovulací(ovulatorylife),zjistíme,žedocházíkvìtšímusníženírizikavznikukarcinomu,nežbyodpovídalomechanizmupouhéinhibiceovulace.
Jezøejmé,žeuvedenédvìrozšíøenéhypotézynemohouvysvìtlitvšechnypozorovanéaspektyvzniku ovariálníhokarcinomu.Protovsouèasnédobìvznikajíhypotézydalší,kterésesnažípøedchozíteorie doplnit.
Dalšíteorie,androgenová/progesteronová,pøedpokládázapojenítìchtohormonùdoprocesuvzniku karcinomuvajeèníkù.Androgenyjsouprodukovány tekálnímibuòkami,jsoupøítomnyvefolikulárnítekutinìajsouzákladnímisteroidyrostoucíhofolikulu.Vpostmenopauzebylazaznamenánavyššíprodukceandrogenùavýskytandrogenníchreceptorù vovariálnítkáni.Úlohuandrogenùvovariálníkarcinogenezipodporujíiepidemiologickádata.Hormonálníkontracepcesnižujeprodukcitestosteronu vovariícho35–70%.Vprospektivnístudiibylypozoroványvyššíhladinysérovéhoandrostendionu upacientekskarcinomemovariavesrovnánískontrolami.Vjinéstudiibyloveskupinìpacienteksignifikantnìvyššízastoupeníženspolycystickými ovarii,atedysvyššímihladinamiandrogenùnež vkontrolnískupinìzdravýchžen.Vrozsáhléprospektivnístudiisledující31000pùvodnìzdravých ženpodobu7letvzrùstalorizikoovariálníhokarcinomusignifikantnìsevzestupempomìrupas-boky (waist-to-hipratio),kterýjemarkeremcentrálníobezity.Centrálníobezitapozitivnìkorelujeshladinou androgenùužen.Progesteronmáoprotitomuzøejmì pøivznikuovariálníhokarcinomuroliprotektivního faktoru.
Vesnazevysvìtlitvztahmezipánevnímzánìtem, endometriózouaovariálnímkarcinomemvznikla tzv.teoriezánìtupøedpokládající,žeprávìzánìthrajekauzálnírolipøivznikunádoru.Tubálníligace ahysterektomie,kterépøerušícestumožnéinfekce doabdominálnídutiny,vedouvnìkterýchpracíchke sníženírizikaovariálníhokarcinomu.Užívánínesteroidníchantiflogistiktaképùsobíprotektivnì.
Všechnyuvedenéhypotézyjsoupodpoøenydaty získanýmivexperimentálníchapopulaèníchstudiích.Pøestovšakžádnánevysvìtlujedokonalevšechnazískanádata.Odhalujíalepotenciálnísynergické protektivníarizikovémechanizmypodílejícísena vznikuepiteliálníhoovariálníhokarcinomuaupozoròujínajevy,kteréjenutnoblížezkoumat.Úkolemstudiamolekulárníchmechanizmùkarcinogenezejeintegrovat,vysvìtlitavyužítzákladníbunìèné asubcelulárníprocesyvedoucívdùsledkukmaligní transformacibuòky.
TypIatypIIovariálníhokarcinomu
Sledmolekulárníchzmìnvedoucíchkevznikuepiteliálníhoovariálníhokarcinomunenívsouèasnédobì takdobøeznámjakoujinýchsolidníchnádorù.Jeto pøedevšímproto,žejsmedonedávnaneznalipøesnì stadiavývojeovariálníhotumoruodbenigníhopo maligní.Vposledníchnìkolikaletechbylovynaloženovelkéúsilínastudiumvlastnostíneinvazivních ainvazivníchovariálníchtumorùvšechhistologickýchtypùvesnazepoznatjejichpatogeneziapøedpovìdìtbiologickéchování.
Epiteliálníovariálnínádoryjsoutradiènìdìleny doskupinpodlehistologickýchcharakteristik(serózní,mucinózní,endometriální,nádorzjasnýchbunìk aBrennerùvtumor)akaždýtypsemùževyskytovat veformìbenigní,hranièní(borderline)amaligní (karcinom).Mucinózníaendometriálníborderline nádoryjsouèastospojoványsrozvojeminvazivních nádorù,zatímcoserózníborderlinenádorypouze vzácnìsevznikemserózníhoinvazivníhokarcinomu.Totakévedloknázoru,žesejednáodvìodlišné entityanepouzedvìstadiavývojetéhožnádoru.
Èetnéstudierozlišujípodskupinulow-grade serózníchnádorù,kterounazývajímikropapilární serózníkarcinom(micropapillaryserouscarcinoma –MPSC).Kromìdefinovanémorfologiemátatojednotkanízkouproliferaèníaktivituapøíznivébiologickéchování.Takovénádoryostøekontrastují skonvenènímtypemserózníchkarcinomù,kterénaopakpøedstavujíagresivní,málodiferencovanénádorysvysokouproliferaèníaktivitou.
TermínMPSCpopisujeneinvazivnínádornízkéhomaligníhopotenciálu,kterýjevšakjižodlišnýod èastìjšíhotypu,tzv.„atypickyproliferujícíhoserózníhotumoru“,kterýspadádoskupinyborderlinenádorù.MPSCjetakpovažovánzaprekurzor, insitu stadium,low-gradeserózníchkarcinomù(jeproto èastìjinazývánintraepiteliálnímlow-gradeserózním karcinomem).
Výsledkymolekulárnìgenetickýchanalýzumožnilyvsouèasnédobìpodrobnìjšícharakterizaci
benigních,borderlineimaligníchovariálníchepiteliálníchnádorùadovolujíodlišitdvazákladnítypy ovariálníchepiteliálníchkarcinomù,kterémajído jistémíryodlišnývzorecgenovýchzmìnatakéodlišnébiologickéchování.Spíšenežvazbuktypickémuhistotypupopisujetatokategorizaceodlišnémolekulárnícestykarcinogeneze(tab.2.3).
EpiteliálníovariálníkarcinomtypuI NádorytypuIjsouoznaèoványjako„low-grade“. Vyznaèujísepostupnýmvývojemzbenigníchaborderlinenádorù(sekvencecystadenom,eventuálnì adenofibrom–borderline–karcinom).Patøísemtzv. low-gradeserózníkarcinomy(cca25%všechserózníchkarcinomù),mucinózníkarcinomy,endometriálníkarcinomy,maligníBrennerùvtumoraclearcell karcinomy.Serózníamucinóznínádoryvznikajípøímozpovrchovéhoepiteluèizinkluzníchcyst,nádoryendometriálníasvìtlobunìènépakzložisekendometriózy.
Utìchtonádorùnacházímevelmièastomutace onkogenù BRAF a K-ras.Produktyobougenùpùsobí jakopoèáteèníregulátorytransdukèníbunìènécesty RAS/RAF/MEK/ERK/MAP,kterázprostøedkovává pøenosrùstovýchsignálùdobunìènéhojádra.Onkogennímutace BRAF a K-ras vedouktrvalé,konstitutivníaktivacitétocestyapodporujítakprocesyvedoucíknádorovétransformacibuòky.Tytomutace vznikajíveliceèasnìvprocesukarcinogeneze,pravdìpodobnìpøedcházejívznikuborderlinenádorù. Anijedenztìchtogenùnenímutovánuhigh-grade karcinomù(typII).
Uendometriálníchkarcinomùnacházímenavíc imutacetumorsupresorovéhogenu PTEN (nalezené ivložiscíchendometriózyobklopujícíkarcinom), ztrátuheterozygozityèimikrosatelitárníinstabilitu. MSIjeèastopozorovánaiuclearcellkarcinomù.Je pravdìpodobné,žeendometriálníaclearcellkarcinomyvznikajízestejnýchprekurzorù(nìkterýmiautoryjeclearcellkarcinompovažovánzanediferencovanouformuendometriálníhokarcinomu).
Low-gradetumoryjsoucharakterizoványpomalejší progresíavyššímpìtiletýmpøežitím(55%v.33% utypuII).
EpiteliálníovariálníkarcinomtypuII
NádorytypuIIjsouoznaèoványjako„high-grade“. Utìchtokarcinomùneznámevývojovástadia,pøedpokládáme,ževznikajírychle,pøímozovariálního epitelunebozinkluzníchcystnazákladìmutacívýznamnìovlivòujícíchmitotickoustabilitubuòky ajsoucharakteristickévyššímgradingemahoršíprognózou.Patøísemhigh-gradeserózníkarcinomy(cca
Tab.2.3 Molekulárnízmìnyuoboutypùepiteliálníchovariálníchkarcinomù typI(low-grade)prekurzormolekulárnízmìny low-gradeserózníkarcinomseróznícystadenom/cystadenofibrom serózníborderlinetumor
mutace K-ras (>60%)
mutace BRAF,K-ras (~67%) mucinózníkarcinommucinóznícystadenom mucinózníborderlinetumor intraepiteliálníkarcinom
endometriálníkarcinomendometrióza
endometriálníadenofibrom endometriálníborderlinetumor intraepiteliálníkarcinom
clearcellkarcinomendometrióza
clearcelladenofibrom clearcellborderlinetumor intraepiteliálníkarcinom
maligníBrennerùvnádorBrennerùvnádor
borderlinetumortypuBrennerova nádoru
LOH,mutace PTEN (20%)
mutace â-kateninu (16–54%)
mutace K-ras (4–5%)
MSI(13–50%)
mutace K-ras (5–16%)
MSI(~13%)
mutace TGFâ RII (66%)
zatímneznámé
typII(high-grade)prekurzormolekulárnízmìny high-gradeserózníkarcinomneznámýmutace p53 (50–80%)
amplifikace/overexprese HER2/neu (10–20%);mutace AKT2 (12–18%) nediferencovanýkarcinomneznámýzatímneznámé malignísmíšenýmezodermálnínádor (karcinosarkom) neznámýmutace p53 (>90%)
75%všechserózníchkarcinomù),nediferencované karcinomyamalignísmíšenýmezodermálnínádor (karcinosarkom).Nìkterénádorytétoskupinyjsou oznaèoványjakoclearcell(jasnobunìèné,svìtlebunìèné),neboťjejichbuòky–alespoònìkteré–mají svìtlou(jasnou)cytoplazmu.Genetickysevšakodlišujíod„klasických“clearcellkarcinomùtypuI. Utohototypunádorùnacházímevnaprostévìtšinìpøípadùmutacetumorsupresorovéhogenu p53 (ukarcinosarkomustejnémutacevepiteliálníimezenchymálníkomponentì,cožjejednímzdokladù monoklonálníhopùvodutohotonádoru).Vtétoskupinìjepozorovánatakévysokáfrekvenceamplifikaceaoverexprese HER2/neu (20–67%),inaktivace tumorsupresoru p16 (zèástivdùsledkuhypermetylacepromotoru),amplifikacegenuproserin/treoninovoukinázuAKT2,amplifikacegenu Rsf-1,jehož produktsepodílínaremodelacichromatinu.Tytogenetickézmìnyjsouvelmivzácnéubenigních,borderlinealow-gradenádorù.
High-gradenádoryselišíisvýmexpresnímvzorcem.PøedevšímjenadmìrnìexprimovánapolipoproteinE(apo-E)alidskýleukocytárníantigenG (HLA-G).Podobnákorelaceexprese HLA-G shoršímbiologickýmchovánímnádorubylapozorována iunemalobunìènéhokarcinomuplic.Vysvìtleníta-
kovékorelacejemožnénajítvochranìnádorových bunìkpøedlýzoubuòkamiimunitníhosystému(pøedevšímNKbuòkami).
Prognostickéaprediktivnímolekulární markeryukarcinomuovaria
Ovariálníkarcinomjeonemocnìníseširokouvariabilitouklinickéodpovìdi.Protojsouintenzivnìstudoványparametry,pøedevšímmolekulárnímarkery, kterébymohlypøesnìjinežklasickémarkeryjako gradingnádorunebostadiumonemocnìníurèitprognózu(atímzaøaditpacientkudoskupinysvìtším nebomenšímrizikem)nebopredikovatodpovìïna léèbu.
Regulacebunìènéhocyklu
Vznikzhoubnéhonádorujecharakterizovánchybnouproliferací,kterájevýsledkemporuchregulaèníchmechanizmùbunìènéhocyklu.Úlohamnoha onkogenùatumorsupresorùvmolekulárníchcestách,regulujícíchaťjižpozitivnì,nebonegativnì bunìènýcyklus,jeznámá.Konkrétníprognostický aprediktivnívýznamjednotlivýchgenovýchproduktùjevšakstálepøedmìtemstudia.
Gen p53 Kódujenukleárnífosfoprotein,kterýse váženaspecifickésekvenceDNAafungujejako transkripènífaktor–ovlivòujepozitivnì,nebonegativnìexpresidalšíchgenùregulujícíchrùstadìlení buòky.Proteinp53sevbuòce(vjejímjádøe)úèastní procesùkontrolybunìènéhocyklu,odpovìdinapoškozeníDNAaudržovánígenomickéstability,odpovìdinastres,bunìènéhostárnutíaapoptózy.
Gen p53 jejednímznejèastìjimutovanýchgenù vliniíchlidskýchkarcinomù,jehosomatickéalterace nacházímeuzhruba50%všechepiteliálníchzhoubnýchnádorù.Vìtšinamissensemutacímìníkonformaciproteinup53,cožvedekeztrátìjehofunkce, zároveòvšakzvyšujejehostabilitu,atímzvyšuje ijehobunìènouhladinu.Protojepozorovánakorelacemezizvýšenouimunoreaktivitou p53 amutacítohotogenu.
Veshodìspozorovánímuøadyjinýchnádorùje iukarcinomuvajeèníkùdetekovánamutacenebo overexprese p53 uzhruba50%nádorùbezzávislosti nastadiuonemocnìní.Øadaanalýzudávámožnou prognostickouhodnotutìchtoalteracívevztahu kcelkovémupøežití.Multivariatnístudievšaknepotvrzujíjejichnezávislouprognostickouhodnotu. Nejasnýjetakévýznamprediktivní(predikceodpovìdinaléèbu).
Ikdyžnenívýznamsamotnéinaktivacegenu p53 vevztahukprognózeèipredikcidefinitivnìvyjasnìn,mùže p53 fungovatjakopomocnýfaktorvkombinacisdalšímimolekulárnímicharakteristikami (napø.pozitivníprognostickývýznam p21 pouze utumorùbezalterace p53).
p21(gen CDKN1A) Kódujepotentníinhibitorcyklindependentníkinázy.Proteinp21seváženakomplexycyklin-CDK2acyklin-CDK4afungujetakjakoregulátorprogresebunìènéhocykluvefáziG1. Expresep21jepodkontroloutumorsupresorup53. Proteinp21jetakmediátoremodpovìdip53nabunìènýstresazprostøedkováváp53dependentnízástavubunìènéhocykluvefáziG1.
Nìkteréstudieuvádìjívmultivariantníanalýze horšícelkovépøežitíupacienteksnádorysnižšíexpresígenu CDKN1A,pøedevšímup53negativních nádorù(tj.nádorùsnormální,nezvýšenou,expresí genu p53).Jednastudieuvádípozitivníkorelaciexpresep21kodpovìdinachemoterapiinabáziplatiny.
p27(gen CDKN1B) Kódujedalšíinhibitorcyklin dependentníkinázy.Stejnìjako p21 inhibujekomplexycyklin-CDK2acyklin-CDK4.Nižšíexprese CDKN1B jespojenashoršíprognózou.
p16(gen CDKN2A) Metylacepromotoruadelece genu CDKN2A jespojenashoršíprognózouaprogresíonemocnìní.Studoványbylyidalšíinhibitory cyklindependentníchkinázp14ap57(Kip2),avšak bezjasnéhoprognostickéhoneboprediktivníhovýznamu.
Cykliny CyklinD1tvoøíkomplexsCDK4aCDK6 atvoøíjejichregulaènípodjednotku.Aktivitatohoto komplexujenutnápropøechodbunìènéhocyklu zfázeG1dofázeS.MnohostudiípoukazujenanezávislýprognostickývýznamcyklinuD1–zvýšenáexpresejespojenashoršíprognózou.
pRb Produktgenu Rb jedùležitýproøízenítranskripèníchmechanizmùvèasnéfáziG1bunìèného cyklu.ProteinpRbpotlaèujeexpresitranksripèních faktorù,pøedevšímE2F,dùležitýchproprodukcidalšíchfaktorùstimulujícíchbunìènýcyklus.Protein pRbjefosforylovánkomplexycyklinD1-CDK4 acyklinE-CDK2.Fosforylacevedekreverzibilní inaktivaciproteinu,abuòkatakmùžepostoupitdo dalšífázebunìènéhocyklu.Hypofosforylacenaopak vedekzástavìbunìènéhocykluvèasnéG1fázi.NìkteréstudieuvádìjívztahexpresepRbkprognóze onemocnìní.
Apoptóza Apoptózajedùležitýmmechanizmemuplatòujícím senejenvprocesukarcinogeneze,aletakévodpovìdinachemoterapii,neboťøadachemoterapeutik (napø.taxany)pùsobívbuòcezmìny,kterévesvém dùsledkuvedouvpøípadìnepoškozenýchbunìènýchmechanizmùkapoptóze.
Rodina Bcl-2 Èlenytétorodinyjsougenysproapoptoticky(napø. Bax, Bcl-x)aantiapoptoticky (napø. Bcl-2)pùsobícímifunkènímiproteinovými produkty.
Proteinovýproduktprotoonkogenu Bcl-2 pùsobí jakoinhibitorapoptózy.Dalšíèlenovététorodiny, BaxaBcl-x,pùsobíprotitétoinhibici,možnýmmechanizmemjeipøímáheterodimerizacesBcl-2.
Zvýšenáexprese Bcl-2 vedekochranìnádorové buòkypøedapoptózou,tedyipøedúèinkemcytostatik.Pøedpokládáse,žeproteinBcl-2jeklíèovýmfaktorempøivznikumnohoèetnélékovérezistence. Nadbytekproapoptotickýchproteinùtétorodinynaopakzvyšujesenzitivitukcytostatickéléèbì.
Survivin Survivinjeinhibitorapoptózy.Inhibuje proteolytickouaktivitukaspázy 3avdùsledkusvého pùsobenívedekimortalizacibuòky.Podobnìjako
u Bcl-2 jezvýšenáexpresetohotogenuspojenashoršíprognózou.
CA125/MUC16
ProtilátkaOC125reagujícísovariálnímkarcinomovýmantigenemCA125bylaobjevenajižpøed20lety.CA125jeglykoproteindetekovanývsupernatantuztkáòovýchkulturovariálníhokarcinomu adetekovatelnýivséru.Jednáseodiferenciaèníantigenfetálníhoidospìléhocoelomového,aleibronchiálníhoepitelu.GenkódujícíCA125bylklonován vroce2001,sekvenènìjepøíbuznýsgenempromucin,protobylnazván MUC16.
U99%zdravýchženjeplazmatickáhladina CA125nižšínež35kIU/l,zatímcou82%pacientek skarcinomemovariajevyšší.V90%koresponduje longitudinálnìsledovanáhladinaCA125smasou nádoru.Zvýšenáhladinavšakmùžebýtpøítomna iunìkterýchbenigníchafekcí–endometriózy,jaternícirhózy,pøipøítomnostifolikulárníchcyst,pøi menstruaciavtìhotenství.Hodnotyvyššínežvplazmìjsounalézányvplodovévodì,mateøskémmléce avcervikálnímsekretu.
UpacienteksevstupnípozitivitouCA125mùže býttentomarkerpoužitkmonitorovánínemoci.
c-ErbB2 (HER2/neu)
Genprotentolidskýhomologpùvodníhomyšíhoonkogenu neu ležínadlouhémraménku17.chromozomu(17q21-22).Kóduje185kDatransmembránový glykoproteinstyrozinkinázovou aktivitou.HER2/neu jeèlenemrodinyreceptorùrùstovýchfaktorù.Patøí semiEGF-R(ErbB1),Her3(ErbB3)aHer4(ErbB4).
HER2/neuseskládázextracelulárnídomény vázajícíligandaintracelulárnídoménystyrozinkinázovouaktivitou.Mùževytváøetheterodimery sdalšímièlenyEGF-Rrodiny.Fosforylaèníkaskáda spuštìnáonkoproteinemHER2/neuvedeprostøednictvímaktivacesignálníchproteinù(fosfolipázaCg, fosfatidylinositol-3-kináza,neboras-GTPkaskáda) kestimulacibunìènéproliferaceadiferenciace.
Nemutovaný HER2/neu jezvýšenìexprimován neboamplifikovánsvysokoufrekvencíuøadymaligníchsolidníchtumorù.Zatímnebylyuveøejnìny prácepopisujícíalteracikódujícísekvencetohotogenu.ZvýšenáexpreseHER2/neuvedekezvýšenéaktivacigenùøídícíchbunìènýrùstadìlení.
Vezdravéovariálnítkánijeexprese HER2/neu nízká.Zvýšenìsetentoonkogenexprimujeasiutøetinyepiteliálníchovariálníchkarcinomù(rùznépráce uvádìjívýskytoverexpreseu19–59%nádorù).
Prognostickývýznamamplifikacenebooverexprese HER2/neu zùstáváuovariálníhokarcinomunejasný.
Pouzejednapráceuvádínezávisloukorelacimezi zvýšenouexpresí HER2/neu akratšímcelkovýmpøežitím.Dosudnebylpozorovánvztahmeziexpresí HER2/neu astadiempodleFIGO,gradingemnádoru anihistologickýmtypemnádoru.
Intenzivnìsetakéstudujeotázkachemorezistencenádorovýchbunìksezvýšenouexpresí HER2/neu.Felipetal.(1995)pozorovali,žemezinádorynereagujícíminachemoterapiizaloženénaplatinovýchderivátechbylo75%nádorùsoverexpresí HER2/neu, vesrovnánís18,6%veskupinìnaléèbu reagující.
c-myc
c-myc jeèlenemrodiny myc genù,kterázahrnujegeny B-myc, L-myc, N-myc a s-myc.Ležínadlouhém raménkuosméhochromozomu(8q24)ajehokódujícísekvencejetvoøenapouzetøemiexony.Vdùsledkupøítomnostialternativníhoiniciaèníhokodonu jsounatemplátumRNAtohotogenusyntetizovány dvaproteiny(p64ap67)lišícísevdélceo15aminokyselin.Produktgenu c-myc jeDNAvázajícíprotein.Na N-konciobsahujetransaktivaènítranskripèní doménu,jehokarboxylovýkonecpaktvoøídimerizaènídoménustrukturyleucinovéhozipu.Úèastníse regulacebunìènéproliferace,potlaèujenebostimulujeexpresimnohagenù,vèetnìcyklinùA,DaE agenu p53.Deregulovanouexpresigenu c-myc nacházímeumnohazhoubnýchnádorù.Zgynekologickýchmalignitkromìovariálníhokarcinomutaké ukarcinomuprsuakarcinomudìložníhohrdla.Aktivacetohotoonkogenujenejèastìjizpùsobenachromozomálnítranslokacíneboamplifikací.
Amplifikacia/nebozvýšenouexpresinacházíme u26–37%všechovariálníchkarcinomù.Podílaktivacetohotoprotoonkogenujeuserózníchadenokarcinomùaž63%.Nìkolikstudiínepotvrdilovztah mezioverexpresígenu c-myc acelkovýmpøežitím. Jenjednastudiepopisujesignifikantníkorelaci,pouzevšakje-lioverexprese c-myc spojenasaktivací onkogenù HER2/neu a K-ras.Aktivacec-mycjeèastýmnálezemupokroèilýchstadiíovariálníchkarcinomù,cožmùžebýtznámkoutoho,že c-myc hraje dùležitourolipøiprogresionemocnìní.Vztahaktivace c-myc kodpovìdinachemoterapiinebylještìdostateènìprozkoumán.
K-ras
Èlenovérodinygenù ras, c-H-ras (Harvey), c-K-ras (Kirsten)a c-N-ras (neuroblastoma),jsouonkogeny nejèastìjispojovanýmisevznikemlidskýchmaligníchnádorù(pankreas,kolorektum,plíce). c-K-ras byllokalizovánjižvroce1985nakrátkémraménku
Tab.2.4 Klinické,patologickéamolekulárnícharakteristikyoboutypùkarcinomuendometria typItypII
histotyp endometroidnínon-endometroidní(seróznípapilární) vìk nižší(pre-,perimenopauzální)vyšší(postmenopauzální) pøedcházejícíhyperplazie anone estrogennídependence anone grade nízkývysoký myometriálníinvaze minimálníhluboká biologickéchování pomaluprogredujícírychleprogredující
MSI anone
LOH neano genovéalterace PTEN, â-kateninp53
12.chromozomu(12p12.1).Aèkolisetøirùzné ras genylišísvousekvencí,všechnykódují21kDa protein,oznaèovanýtakép21ras.Rasproteinyjsou souèástíbunìènémembrányamajíGTPázovouaktivitu.Úèastnísespouštìnírùstuadìleníbunìkprostøednictvímaktivacekaskádyserinovýchatreoninovýchproteinkináz,jakoRAF-1neboMAPkinázy (mitogenactivatedproteinkinases).Rasproteiny mohoubýtaktivoványširokouøadoupodnìtù.Patøí mezinìpøedevšímrùstovéadiferenciaènífaktory. MutovanýK-rasproteinztrácíschopnostspontánní inaktivaceajakotrvaleaktivnístimulujeautonomnì rùstadiferenciacibuòky.
Alteraceonkogenu K-ras jsoupozoroványukarcinomuovariapomìrnìèasto.Jsoutopøedevšímbodovémutacevkodonech12,13a61(stejnìjako uvšechostatníchmalignit).Øadastudiínacházíkorelacimezialteracemi K-ras ahistologickýmtypem nádoru;jsouèastìjšíumucinózníchnádorù,benigních,borderlineimaligních(11–75%oproti5–36% unemucinózníchnádorù).Tytonálezypodporujíhypotézu,žemutaèníaktivaceonkogenu K-ras jeèasnouudálostívprocesuvznikuovariálníhomucinózníhokarcinomu.Pouzenìkolikstudiísezabývalo vztahemalterace K-ras kprognózeonemocnìní.Závìryjsoukontroverzní,nìkteréstudievšakuvádìjí prognostickynepøíznivýefekttìchtoalterací.Stejnì jakouonkogenu c-myc iu K-ras nenívýznamaktivacegenuproodpovìïnachemoterapiidosudjasnì dokumentován.Pouzejednastudiesezabývalaodpovìdínaterapiiplatinovýmiderivátyanenalezla žádnýsignifikantnívztah.
Kalikreiny
Kalikreinytvoøískupinuproteinùsalterovanouexpresívmnohalidskýchmalignitách.Mnohéznich bylyukarcinomuovariapopsányjakonezávislé prognostickéneboprediktivnífaktory.Zajímaváje
pøedevšímasociaceexprese hK4 srezistencíktaxanùm.
2.2.2Molekulárnígenetika karcinomuendometria Nazákladìhistologických,biologickýchamolekulárnìgenetickýchcharakteristikmùžemeodlišitdva typyendometriálníhokarcinomu.Tytodvatypynelzechápatzceladogmaticky,napø.nìkterénon-endometroidníkarcinomyzøejmìvznikajínapodkladìpreexistujícíhoendometroidníhokarcinomu (tab.2.4).
TypIkarcinomuendometria TypIpøedstavujecca80%všechzhoubnýchnádorù dìložnísliznice.Vznikánazákladìatypickéhyperplazieendometriaajepodmínìnestrogenní stimulací.Maximumvýskytujeuženvpre-aperimenopauze.Jedoprovázenobezitou,hyperlipidemií, anovulaènísterilitouapozdnímnástupemmenopauzy.Typickyjetakovýnádoromezennadìlohuamá pøíznivouprognózu.
Vbuòkáchtìchtonádorùèastonacházímemikrosatelitárníinstabilitu(MSI,25–30 %)spøedpokladem pùvodníinaktivace(vèetnìhypermetylacepromotorù)genùmismatchrepairsystému(MLH1, MSH2, MSH3, PMS2, MSH6).Dálejsouèastépøedevšímtøi alterace:intragenovémutacegenù PTEN (37–61%), K-ras (10–30%)a â-kateninu (25–38%).Vmenší míøejsounacházenyimutacegenùproTGFâ,Bax aIGF-RII.
Gen PTEN jelokalizovánna10.chromozomu (10q23.3).Tentoregionpodléháztrátìheterozygozityu20–30%karcinomù,intragenovémutacejsou pøítomnyu30–80%nádorù.Mutacegenu PTEN jsounavícnacházenyažu20%hyperplaziísatypie-
simplexní hyperplazie
endometroidní intraepiteliální karcinom
komplexní hyperplazie bezatypií
komplexní hyperplazie satypiemi
CaG1
CaG2
CaG3
K-ras
K-ras PTEN
K-ras PTEN
serózní papilární karcinom
PTEN
PTEN MSI K-ras p53
serózní papilární karcinom–glandulární forma
Obr.2.5 Schémagenovýchalteracívprocesukarcinogenezejednotlivýchtypùkarcinomuendometria
miibeznich,lzetedypøedpokládat,žesejedná oèasnouudálostvprocesukarcinogeneze(obr.2.5).
Tokontrastujesezjištìnímiujinýchnádorù,kdejsou alterace PTEN èasté(karcinomprostaty,malignímelanom,gliomy)avznikajívprocesukarcinogeneze velmipozdnì.
ProteinPTENmáfosfatázovouaktivitunalipidovýchsubstrátech,pøedevšímfosfatidylinositolu.Ten jevelmidùležitoumolekulou,druhýmposlem(secondmessenger)vsignálnítransdukciareguluje fosforylaciproteinkinázyB.CílempùsobenífosforylovanéproteinkinázyBjsouproduktytumorsupresorovýchgenùpøímoovlivòujícíbunìènýcyklus (p21,p27)aapoptózu(BAD,MDM2,FKHR).Ztráta funkcePTENtakvedekproliferacibuòkyaúniku zkontrolníchmechanizmùvedoucíchkapoptóze.
Spektrummutacínacházenýchvgenu PTEN je širokéazahrnujevšechnytradièníbodovéalterace (missense,nonsense,frameshift).Mutacejsounejèastìjidetekoványvexonech3–5,7a8, ovlivòujíve svémdùsledkunejensamotnoupøítomnostfosfatázovéaktivity,aletakéjejímíru,stabilituproteinu ajehosubcelulárnílokalizaci.
Iu10–20%endometriálníhokarcinomutypu Ibylypozoroványalteracegenu p53,vìtšinaunádorùménìdiferencovaných.AžpolovinanádorùG3 mámutacegenu p53,vzácnìjsounacházenyunádorùG2anebylypopsányudobøediferencovaných (G1)nádorùaniuhyperplazie.Zvýšenáexprese amutace p53 jsouspojenyshoršíprognózou.Nìkte-
rýmiautoryjsoudokoncenediferencované(G3)endometriálníkarcinomyøazenypodtypII.
TypIIkarcinomuendometria
TypIIpøedstavujecca10%endometriálníchmalignit.Histologickyjdezpravidlaopapilárníserózní karcinomyvyvíjejícísezendometriálníchpolypù neboprekancerózvatrofickémendometriu.Nevznikánapodkladìhyperplazieanenízávislýnaestrogennístimulaci.Prognózajehorší,èastìjipozorujemehlubokoumyometriálníalymfovaskulární invazi.Molekulárnìjetypickýmutacemigenu p53 aèetnýmiztrátamiheterozygozity(LOH).
Seróznípapilárníkarcinomyendometriabylystudoványménìintenzivnìnežkarcinomyendometriální,cožodrážípøedevšímjejichnižšívýskyt.Aèkolivbylvýzkumzamìøennamnohopotenciálních kauzálníchgenovýchzmìn,pouzealteracegenu p53 bylydetekoványvevìtšinìnádorù.Nìkterépráce uvádìjí,žegen p53 jealterovánažu90%tìchtokarcinomù.TypIIkarcinomuendometriamátakpomìrnìvýsadnípostavenímezisolidnímilidskýmimalignitami,neboťjenzøídkajetopouzejedengenstak zásadnímvýznamemprokarcinogenezi.Zároveòse zdá,žejetoprávìchybìjícífunkcetumorsupresoru p53,kterádávátìmtonádorùmvysokýmalignípotenciál.Uendometriálníchintraepiteliálníchkarcinomù,prekurzorùendometriálníhokarcinomutypu II,nacházímealteracegenu p53 v75%.Zdásetedy, žekinaktivacidocházíèasnìvprocesukarcinogene-
ze.TímsenádorytypuIItakéodlišujíodtypuI,kde nacházímevýpadkyfunkcegenu p53 ažvpozdních fázích,pøedevšímunediferencovanýchnádorù.
NarozdílodtypuIjsouutypuIIvelmivzácné mutacegenù PTEN nebo K-ras.MikrosatelitárníinstabilitanebyladosudunádorùtypuIIpopsána.Zdá se,žeèetnìjšíjsouutypuIIalteracegenù c-myc a HER2/neu,dosudvšakneníjasnývýznamjejich porušenéfunkce.
Ménìèastétypykarcinomuendometria–nádorzjasnýchbunìk
Clearcell karcinomjepomìrnìvzácnouvariantou karcinomuendometria.Vklinicko-patologickém hodnocenínacházímeurèitékontroverzeohlednì biologickéhochovánítohotonádoru,pìtiletépøežití sepohybujevširokémrozmezí21–75%.Karcinom zjasnýchbunìksemùževyskytovatvesvéèistépodobì,jasnobunìènádiferenciacevšakmùžebýtpøítomnaivnádorechsendometriální,nebonaopakserózníkomponentou.Ikdyžjejasnobunìèný karcinomøazendotypuII,urèitádiskrepancevposuzováníjehobiologickéhochování,molekulárnícharakteristikyapøítomnostzároveòsendometriálníneboseróznísložkounaznaèují,žetentotypnádoru zcelanezapadádotradièníhodualistickéhoschématu amùžetvoøitsamostatnousvébytnoujednotku.
Imunohistochemicky,pøizamìøenínap53,Ki67, estrogenovéaprogesteronovéreceptory,jsoujasnobunìènénádoryvesvéèistéformìodlišnéodtypu IitypuII.Vìtšinajichnenesealteracegenù PTEN ani p53, typicképrojedenzklasickýchtypù.Naopak nádory,kterévykazujípouzevèástijasnobunìènoudiferenciaciajejichžzákladníkomponentouje endometriálníneboserózníkarcinom,majívzorec genovýchalteracítypickýprotypI,neboII.Topodporuje,podobnìjakoukarcinomuvajeèníkù,monoklonálnípùvodoboukomponenttìchtonádorùapøíslušnosttakovéhokarcinomukjednomuzobou klasickýchtypù.
2.2.3Molekulárnígenetika karcinomudìložníhohrdla
Nejvìtšípozornostjeutohotonádoruvìnovánainterakcilidskéhopapilomavirusepiteliálníbuòkou. HPVjerelativnìmalýneobalenýDNAvirusvelikosticca55nmvprùmìru.Jehogenomseskládá zjednécirkulárnídvouvláknovémolekulyDNAobsahujícípøibližnì7900párùbází.
Kódujícíjepouzejednovlákno.Funkènìsegenomdìlídotøíèástí:prvních400–1000párùbází
zaujímánekódujícísekvence(longcontrolregion–LCR).LCRobsahujetzv. p97 promotorsenhanceremasilencerem,tedysekvencemi,kteréovlivòují úroveòexprese.TentokomplexøídíreplikaciDNA aregulujetranskripcivirovéhogenomu.Tatooblast jepodobnátzv.glukocorticoidresponsiveelement–sekvenciDNA,nakterousevážekomplex receptor-steroidníhormon(iprogesteron)aindukuje expresi.Vnìkterýchpracíchsetímtoefektemvysvìtlujezvýšenírizikacervikálníhokarcinomu udlouhodobýchuživatelekkombinovanéorálníkontracepce.
Druhouèásttvoøísekvenceèasnýchgenù E1, E2, E4, E5, E6 a E7,kteréseúèastnívirovéreplikace azasahujídotumorogeneze.Tøetíèástjetvoøena pozdnímigenykódujícímikapsidovéstrukturální proteinyL1aL2.
KinfekciHPVjsoucitlivépøedevšímbuòky bazálnívrstvyskvamocelulárníhoepitelu.Jepravdìpodobné,žekinfekcijenutnémikrotraumaepitelu. PokusyopasážováníHPVvprostýchtkáòovýchkulturáchselhaly,neboťproreplikacivirujenutné,aby probìhlprocesdiferenciaceepiteliálníchbunìk. MnoženíHPVsetakdaøípouzevbiologickýchmodelech(xenografty)nebovpevnýchkulturách(raft culturesystems)umožòujícíchstratifikacibunìk.
GenomHPVkódujepouze8–10proteinù.Ty všakdokážízmìnita„ochoèit“replikaèníaparát buòkyveprospìchviru.Protumorogenezijsouklíèovédvaproduktyvirovýchgenù–E6aE7,kteréinteragujísbunìènýmitumorsupresory,cyklinyacyklindependentnímikinázami,tedyklíèovýmifaktory regulacebunìènéhocyklu.
VirovýonkoproteinE6 VazbaproteinuE6 high-risk typuHPVnaprotein p53spouštímodifikacitohotokomplexubunìènými ubikvitin-ligázamiajehonáslednoudegradaci.Zásadnìjepotéalterovánaregulaènífunkcep53vG1 fázi,spuštìníapoptózyaopravDNA.Inaktivaceproteinup53vedeknadmìrnétvorbìcyklinuB,který ovlivòujepøechodzG2doMfázemitózy.E6mùže navícaktivovattelomerázunezávislenapøítomnosti p53.
ProteinE6 low-risk typuHPVnevážep53nadetekovatelnéúrovniaaniv invitro studiíchneovlivòujestabilituproteinup53.
VirovýonkoproteinE7 ProteinE7 high-risk typuHPVseváženahypofosforylovanouformuproteinùzrodinyproduktù Rb genù.VazbavedekrozpojeníkomplexùpRbatranskripèníhofaktoruE2F-1.UvolnìnýE2F-1spouští
transkripcigenùnutnýchpropøechodzG1fázemitózydoSfáze.NavícmùžeproteinE7interagovat sdalšímipromitotickýmifaktory,napø.cyklinemE. DùsledkemjestimulacesyntézybunìènéDNA aproliferacebuòky.E7nezávislenapRbindukuje abnormálnícentrozomálníduplikaci.
ProteinE7 low-risk typùHPVvážeproteinpRb snižšíintenzitou.
Integracevirovéhogenomudogenomu hostitelskébuòky
V low-grade intraepiteliálníchlézíchsevirováDNA nacházíjakoextrachromozomálníelement,zatímco v high-grade lézíchsevirováDNAintegrujedogenomuhostitelskébuòky.TovedenejèastìjiknarušenísekvencegenuprovirovýproteinE2,kterýpotlaèujetranskripcigenù E6aE7.Dùsledkemjezvýšená expresetìchtodvougenù.
Integracevirovéhogenomudogenomuhostitelskébuòkyjepøímýmdùsledkempapilomaviremindukovanéchromozomálníinstabilityajedùležitým faktoremvprogresipøednádorovýchlézí.Integrace dohostitelskéhogenomuvedeknarušenínebodysregulacimnohadùležitýchbunìènýchgenùvdùsledkuinzerènímutageneze.
Predispoziènípolymorfizmusgenu p53 Vroce1998bylpopsánmožnývlivpolymorfizmu vkodonu72genu p53 narizikoHPVindukované karcinogenezevcervikálnímepitelu.Pøedpoklad zvýšenírizikabylzaložennapozorování,žeprotein p53jeefektivnìjiinaktivovánvirovýmproteinem E6,pokudmávpozici72aminokyselinuarginin–ve srovnánísformou,kdyjenapozici72prolin.Vbritsképopulacijeprohomozygotyarginin/argininpopsáno7×vyššírizikoHPVasociovanéhokarcinomu dìložníhohrdlavesrovnánísheterozygotyarginin/prolin.Vèesképopulacijedináprácetotozvýšenírizikaneprokazujeaanivjinýchpopulacíchnení dosudvýznamtohotopolymorfizmuzcelajasný.
Molekulárnícílevprocesuvzniku karcinomudìložníhohrdla
Ikdyžjevícenež99%karcinomùdìložníhohrdla spojenosHPVinfekcí,nevšechnyHPVpozitivní ženykarcinomemonemocní.Vývojzhoubnéhonádorudìložníhohrdlajetedymnohostupòovýmprocesem,vnìmžHPVhrajevýznamnouiniciaèníúlohu.Velkápozornostjevìnovánaidentifikacidalších subcelulárníchpochodù,jejichždefektyvznikají vprùbìhukarcinogeneze.Mezitytocílepatøígeny p16, Ki67, EGFR, COX-2 agenyprokeratinyamatrixmetaloproteinázy.
2.3Metodymolekulárnígenetikysvýznamem proklinickoupraxi 2.3.1Polymerázováøetìzováreakce
Polymerázováøetìzováreakce(PCR–polymerase chainreaction)bylavyvinutav80.letechminulého stoletíaješirocepoužívanoumetodou,kteráslouží pøedevšímkzískánídostateènéhomnožstvímateriáluknáslednýmanalýzámnebovytváøídostateèné množstvícílovésekvencekpøíménebonepøímédetekci.
VizolovanéDNAjecílovásekvence,tedymísto vDNA,kteréchcemezkoumat,vpomìrukostatním sekvencímzastoupenavevelmimalémmnožství,jež námvìtšinouneumožòujedetekovatnapø.zmìny vzákladnístruktuøe(sekvenci)zkoumanéhoúseku. PCRnámumožòujecílenìsitentoapouzetentoúsek namnožit–amplifikovattak,abyvevýslednémroztokupøedstavovalnaprostouvìtšinugenetického materiálu.Tenlzepakpoužítkdalšímexperimentùm(napø.restrikcinebosekvenování)nebopøímo detekovat(napø.elektroforézou,denaturaèníkapali-
novouchromatografií/denaturehighperformanceliquidchromatography–DHPLC,fragmentaèní analýzouapod.).
Samotnáreakceprobíhávmikrozkumavce,která jeumístìnavtermostatuschopnémmìnitvelmi rychleapreciznìteplotu(cykler).Vreakènísmìsije obsaženo: – templátováDNA (základnímateriál,jehožurèitý úsekchcemenamnožit,amplifikovat), – primery –krátké(obvykle20–30bázové)úseky jednovláknovéDNA;primeryjsoudva(oznaèovanéjakoforwardarevers),každýkomplementárníkjinémuvláknuDNAaohranièujíamplifikovanouoblast;jejich3´koncesloužíjako „oèko“(místo,odnìhožlzezaèítsyntézu)pro DNApolymerázu, – DNApolymeráza –enzym,kterýnapojujekomplementárnìdeoxynukleosidtrifosfáty(základní stavebníkamenyDNA)podletemplátustávajícíhovláknaDNAna3´OHskupinupøedchozího
