Онкоген Крас і рак підшлункової залози - через тридцять років Medicinesciences

Барбара Бурне 1, 2, Марлен Дюфрен 1, Янік Сельвес 1, Жером Торрісані 1, П'єр Кордельє 1 і Луї Бускейл 1, 2 *

1 Inserm UMR U1037, Тулузький дослідницький центр раку, CHU Rangueil, 1, проспект Жана Полеса, BP 84225, 31432 Тулуза Седекс 4, Франція
2 Відділ гастроентерології та харчування, CHU Rangueil-Larrey, 1, проспект Жана Полеса, TSA 50032, 31059 Тулуза, Cedex 9, Франція

Точкова мутація онкогену Крас забезпечує неконтрольований приріст проліферації для ракової клітини, яка таким чином набуває посиленої онкогенної сили. Ця мутація виявляється у 75-95% раку підшлункової залози, а також при передракових ураженнях типу PanIN (інтраепітеліальна неоплазія підшлункової залози) або TIPMP (внутрішньоканальна папілярна муцинозна пухлина підшлункової залози). Ці ураження, а також мікросередовище пухлини були відтворені на трансгенних моделях, встановлених на мишах з мутації Крас (Миша Pdx1 [гомеобокс підшлункової залози та дванадцятипалої кишки 1] -Кре; Kras G12D), пов'язаний чи ні з активацією генів супресорів пухлини (TP53, DPC4, INK4A). Пошук мутації Крас в людських клініках легко та надійно з біологічних середовищ, зокрема на тонкоголовому аспіраційному матеріалі підшлункової залози, взятому під час ендоскопії. Це дослідження має бути найближчим часом корисним для надання позитивного діагнозу раку у разі сумнівного або неприйнятого цитопатологічного обстеження, а також для диференціального діагнозу з хронічним панкреатитом у його псевдопухлинній формі.

Точкові мутації Крас онкоген індукує в ракових клітинах неконтрольоване збільшення проліферації та інвазивності клітин. Мутація Крас з’являється рано під час процесу канцерогенезу підшлункової залози і є найбільш частою генетичною зміною при аденокарциномі підшлункової залози (від 75 до 95% випадків), а також при передракових ураженнях, таких як PanIN та IMPN. Ці останні ураження та мікросередовище пухлини відтворюються на трансгенних моделях, розроблених на мишах. Ці моделі наведені на основі Крас мутація (Pdx1-Cre; миші Kras G12D), пов'язана чи не з інактивацією генів супресорів пухлини (TP53, DPC4, INK4A). Крас мутаційний аналіз легко проводити в біологічних зразках людини, особливо в клітинному матеріалі, відібраному в масах підшлункової залози за допомогою ендоскопічного ультразвуку за допомогою тонкої голкової аспіраційної біопсії. Найближчим часом шукають Крас мутація може бути корисною в клінічній практиці або для позитивного діагнозу аденокарциноми підшлункової залози у випадку непереконливого/сумнівного цитопатологічного аналізу, або для диференціального діагнозу з хронічним панкреатитом, особливо в його псевдотуморальній формі.

Роль та наслідки активації гена Ras

Молекулярні механізми, введені в дію мутацією онкогену Крас.

Генна мутація Крас модифікує сайт зв'язування GTP у білку p21-Ras. Активність GTPase мутованого p21-Ras знижується, як і його здатність взаємодіяти Білки, що активують GTPase. Функціональним наслідком цієї мутації є надмірна активація, оскільки p21-Ras постійно пов'язаний з GTP. Таким чином, мітогенні, міграційні, інвазійні та ангіогенезні сигнали постійно активуються без попередньої активації, викликаної зв'язуванням росту або проангіогенного фактора з його рецептором.

Мутація Крас онкогену та канцерогенез підшлункової залози

Частоти основних генних змін при передракових ураженнях підшлункової залози людини.

Інші преднеопластичні ураження складаються з TIPMP (внутрішньоканальні папілярно-муцинозні пухлини підшлункової залози), що відповідає проліферації папілярів із мукосекрецією епітелію протоки. Вони можуть розвиватися за рахунок головного протоку підшлункової залози та/або вторинного протоку (у цьому випадку вони набувають кістозного характеру). Ризик дегенерації варіюється в залежності від того, чи вражає захворювання протока Вірсунга (ризик від 50 до 60% через 5 років) або вторинні протоки (ризик від 5 до 15% через 5 років). Нарешті, муцинозні цистаденоми - це також кістозні ураження, які не зв’язуються з протокою підшлункової залози, складається з так званого «яєчникового» епітелію, що виділяє слиз. Ризик дегенерації оцінюється в 30%.

Геномний аналіз при переднеопластичних PanIN-подібних ураженнях виявляє мутацію Крас у всіх випадках: ця мутація з’являється рано на етапі PanIN типу 1, і частота мутації зростає в міру прогресування уражень (Малюнок 2) [5, 6]. Мутація Крас також продемонстровано в 50% TIPMP, всі анатомопатологічні стадії разом узяті. У муцинозних цистаденомах частота його варіюється залежно від гістології: у випадку аденоми вона становитиме 20%, для уражень - 33% прикордонна і 87% при карциномах на місці.

Крім активуючої мутації онкогену Крас, експресія супресорних генів змінюється під час канцерогенезу підшлункової залози: ген CDKN2A який кодує білок p16 (інгібітор циклін D/CDK4, протеїнкіназа), SMAD4 (матері проти декапентаплегічного гомолога 4)/ DPC4, який відіграє головну роль у внутрішньоклітинній передачі сигналів через шлях TGFβ та ген TP53 (малюнок 2). Інші генні зміни відбуваються при мутаціях вEGFR та з BRCA2 [рак молочної залози 2], а також активація теломерази [1–3]. Тому виявляється, що мутація Крас є найбільш частим і раннім при раку підшлункової залози, що породило численні роботи з точки зору основних досліджень, а також клінічних досліджень.

Дослідницькі програми

Трансгенні моделі тварин, розроблені внаслідок мутації онкогену Крас. PanIN: інтраепітеліальна неоплазія підшлункової залози; TIPMP: внутрішньопапілярні та муцинозні пухлини підшлункової залози; СМ: муцинозна цистаденома; АДК: аденокарцинома підшлункової залози; D: диференційований; I: недиференційований; PDX1: гомеобокс підшлункової залози та дванадцятипалої кишки 1; Ptf1a: фактор транскрипції підшлункової залози 1a; Ела: еластаза; TGFα: трансформуючий фактор росту в; tTA: трансактиватор тетрацикліну; TRE: елемент відповіді тетрацикліну.

Гістологічний зріз, що показує наявність передракових уражень типу PanIN у підшлунковій залозі трансгенних мишей Pdx1-Cre; LSL-Kras G12D . В: ацинарні клітини; I: острівець Лангерганса; C: канал. Вогнища уражень дисплазії низького ступеня обведення обведені; диспластичне ураження вищого ступеня, утворене з протоки, позначено зірочкою.

Застосування та перспективи моделей мишей, отриманих від мишей KC, у галузі профілактики, діагностики [17] та терапії є широкими. Аналогічним чином, методи візуалізації, такі як PET-CT (позитронно-емісійна візуалізація), були протестовані для виявлення уражень PanIN у цій моделі [18]. Нарешті, ця модель також продемонструвала важливість фізичного бар'єру, складеного мікросередовищем пухлини, що протистоїть стратегіям підвищення ефективності хіміотерапії [19].

Клінічні програми для людини

Роль у діагностиці

Методи виявлення розроблені для аналізу мутацій у Крас в різних біологічних середовищах людини. Вони враховують той факт, що мутація онкогену Крас часто зустрічається при раку підшлункової залози, добре характеризується і представлений як гарячі точки, особливо на кодоні 12. Вони засновані на ході екстракції ДНК (із застосуванням мікрокомплект) та ампліфікація генів, що значно полегшило цей клінічний розвиток.

Методи виявлення

Найдавнішим є аналіз RFLP (поліморфізм довжини фрагмента рестрикції), що базується на унікальності місця мутації, дозволяючи використовувати рестрикційний фермент (BstN1 для мутації кодону 12) [4, 20]. Іншим часто застосовуваним методом є пряме секвенування після ПЛР (ланцюгова реакція полімерази) з використанням праймерів, що фланкують область кодонів 12 і 13 [20]. В даний час інші методи застосовуються рідше: гібридизація DDGE (денатураційний гель-градієнтний електрофорез) або SSCP (одноланцюговий конформаційний поліморфізм). Зовсім недавно, техніка знімок (SNP) та кількісна ПЛР у реальному часі. Пряме секвенування, SNP та ПЛР у реальному часі з алельною дискримінацією в даний час є найбільш конкурентоспроможними методами з точки зору вартості та надійності.

Дослідження на біологічних середовищах

Їх мета - спробувати поліпшити діагностику раку підшлункової залози. Це питання підтвердження діагнозу на тлі симптомів (біль у животі та втрата ваги, гострий панкреатит, мабуть, ідіопатичний) або викликаючий контекст, тоді як візуалізація не сприяє. Це також диференціальний діагноз у випадку хронічного панкреатиту з псевдотуморальною формою, тобто у хворих на хронічний панкреатит з масою тканини підшлункової залози.

Дослідження матеріалу пункції підшлункової залози

Оцінка результатів пошуку мутації онкогену Крас у тонкоголовому аспіраційному матеріалі, взятому під час ендоскопії у пацієнтів з раком підшлункової залози та хронічним панкреатитом. PCC: хронічний кальцифікуючий панкреатит; CytoP: цитопатологія.

Можлива роль у лікуванні та прогнозі раку підшлункової залози

Розвиток інгібіторів фарнезилтрансферази призвів до випробувань, включаючи пацієнтів з місцево розвиненими аденокарциномами підшлункової залози. Помітного ефекту не виявлено. Те саме стосується стратегій вакцинації на основі сумішей пептидів p21-Ras, що несуть різні мутації. Проводяться дослідження фази 1 для перевірки стратегії, що впливає на РНК, щодо цього показання. Щодо оцінки Крас як прогностичний фактор при раку підшлункової залози було проведено кілька досліджень на оперованих пацієнтах, а також на пацієнтах з неоперабельними та/або метастатичними пухлинами. Результати цих різних досліджень важко інтерпретувати, враховуючи неоднорідність популяцій та малу кількість випадків [27]. У резектованих аденокарцином наявність мутації Крас є, безумовно, фактором поганого прогнозу. Однак це ще слід довести для місцево поширених видів раку [27, 28].

Висновки

Посилання, що цікавлять

Автори заявляють, що не мають ніякого інтересу стосовно даних, опублікованих у цій статті.

Див. Тематичний випуск РС жовтня 2012 р. про GPCR, вип. 28, No10.

Список літератури

Список картин

Список малюнків

Молекулярні механізми, введені в дію мутацією онкогену Крас.

Частоти основних генних змін при передракових ураженнях підшлункової залози людини.

Поточні показники використання показують сукупний підрахунок переглядів статей (повнотекстові перегляди статей, включаючи перегляди HTML, завантаження PDF та ePub, відповідно до наявних даних) та подання тез на платформі Vision4Press.

Дані відповідають використанню на платформі після 2015 року. Поточні показники використання доступні через 48–96 годин після публікації в Інтернеті та оновлюються щодня по днях тижня.

Початкове завантаження метрик може зайняти деякий час.