Kmenové buòky a vznik nádorového onemocnìní Tumorigeneze jako onemocnìní kmenových bunìk (2. èást)

Prof. MUDr. Jaroslav Masopust, DrSc. Univerzita Karlova v Praze, 2. lékaøská fakulta, Ústav klinické biochemie a patobiochemie

Kmenové buòky a vznik nádorového onemocnìní Tumorigeneze jako onemocnìní kmenových bunìk (2. èást) Nádorové kmenové buòky u rùzných malignit Leukémie Leukémie jsou typem nádorového onemocnìní, které vzniká z krvetvorných elementù kostní døenì. Maligní nádorová transformace má za následek produkci velkého poètu nezralých krevních bunìk jako jsou leukemické blasty, které se hromadí jak v kostní døeni, tak v krevní cirkulaci, ale které postrádají fyziologickou funkènost. Øada experimentù in vitro s bunìènými liniemi prokazuje, že vìtšina typù leukémií vzniká maligní transformací multipotentních hematopoetických kmenových bunìk (HSCs) nebo z jejich nejranìjších progenitorù, z nichž se tvoøí leukemické kmenové buòky (LSCs), oznaèované také jako leukémii-iniciující buòky. Nejèastìjším jevem, který provází tuto transformaci, je genové „re-arrangement“ (chromozomální translokace) HSCs nebo jejich progenitorù, což vede k tvorbì chimérických fúzních onkoproteinù (jako je TEL-AML1, MLL-ENL, MNT-TEL a AML-1-ETO), k mutaci genù pro transkripèní faktory jako Spi-1/PU-1 nebo k aberantní aktivaci rùzných hematopoetických rùstových faktorù a cytokinù navozujících signalizaèní kaskádu podílející se na regulaci samoobnovy anebo diferenciaci HSCs, jako jsou dráhy Hedgehog, Wnt/β-katenin, Notch, KIT nebo FLT3. Patologická alterace tìchto pùvodnì fyziologických mechanismù mùže zabránit normální diferenciaci 4

Labor Aktuell 02/08

hematopoetických progenitorových bunìk na zralé lymfoidní a myeloidní buòky, což vede ke vzniku a rozvoji rùzných forem (subtypù) AML a ALL. Jedním z podtypù AML je akutní promyelocytová leukémie (APL), která je sdružena s chromozomální translokací PML genu, tj. t(15;17), kódující fúzní onkoprotein PML-RAR-α (receptor retinové kyseliny). To navodí zástavu granulopoeze ve stádiu promyelocytu. U jiných subtypù leukémií byly prokázány alterace v intermediárních hematopoetických progenitorových buòkách, oznaèovaných jako prekancerózní LSCs (pre-LSCs) nebo-li prekancerózní kmenové buòky (p-CSCs) (viz Mimeault M., 2007). Myeloidní leukémie Chronická myeloidní leukémie (CML) a akutní B-lymfoblastická leukémie (B-ALL) jsou obvykle sdruženy s pøítomností Philadelphia chromozomu (Ph), který vzniká translokací mezi chromozomem 9 a 22. To má za následek chimérickou a konstitutivní aktivaci BCR-ABL tyrosinkinázy. Kromì této tyrosinkinázy bývá u B-ALL aktivována SRC rodina (LYN, HCK, a FGR) serin/threonin-kináz, které v blastické krizi nereagují na inhibici imatinibem (Yiguo Hu, 2006). V tomto pøípadì mùže pomoci desatinib, který inhibuje SRC-kinázu. U rùzných typù myeloidní leukémie leukemické kmenové buòky (LSCs) byly identifikovány tím, že dokázaly vyvolat leukémii u imunodeficientních myší. U vìtšiny

podtypù akutní myeloidní leukémie bylo zjištìno, že leukémii vyvolávající kmenové buòky jsou ty, které jsou CD34-pozitivní/ CD38 negativní. Tedy podobnì jako tomu je u normálních hematopoetických kmenových bunìk (HSCs). Stejnì tak oba typy exprimují CD44 antigen. Rozdíl je v expresi α-øetìzce receptoru interleukinu 3 (IL-3αR, CD123), který se nevyskytuje u HSCs. Dalším makerem AML je antigen Siglec-3 (CD33), který je také cílovým terapeutickým faktorem pro gemtuzumab, ozogamicin (viz Schulenberg A., 2006). Chromozomální translokace zpùsobující lidskou monocytovou leukémii je sdružena se „zinc-finger proteinem MOZ (nebo-li MYST3) a akutní myeloidní leukémie s proteinem MYST4. Oba proteiny vykazují aktivitu histon-acetyltransferázy, která moduluje strukturální charakteristiku chromatinu (Yang X-J, 2007). Akutní T-lymfoblastická leukémie (T-ALL) se vyznaèuje chromozomálními

translokacemi, které ovlivòují gen kódující transmembránový receptor Notch 1, který reguluje vývoj T-bunìk. Onkogenní mutace (extracelulární heterodimerizace domény Notch nebo C-terminálního konce PEST) jsou slibným cílem protinádorové léèby T-ALL (Weng A. P., 2007).

Karcinom prsu U nádorových kmenových bunìk myšího NOD/SCID karcinomu prsu byla identifikována exprese antigenù CD24, CD44, B38.1 (Breast/ovaria cancer specific antigen) a epitelový specifický antigen (ESA) (Al-Hajj M., 2004).

Solidní tumory

Nádory mozku Recentní nálezy svìdèí, že v tkáni nádorù mozku se nalézá malé množství bunìk s vlastnostmi mozkových kmenových bunìk (BTSC); vyznaèují se pøítomností membránového markeru CD133 (Dirks PB, 2005). Kmenové buòky byly nalezeny u glioblastomu, meduloblastomu a ependymomu (Nicolis S. K., 2007). Tato pozorování nasvìdèují tomu, že z normálních kmenových bunìk mohou vzniknout nádorové kmenové buòky nebo ponìkud více diferencované progenitorové buòky, které mohou konvertovat do „stem-like“ stavu. V mozku dospìlých jedincù jsou reziduální kmenové buòky lokalizovány v hipokampu, v subventrikulární zónì a pravdìpodobnì i v mozeèku. Experimenty in vitro prokazují možnost pøemìny diferencovaných progenitorových bunìk astroglie nebo oligodendroglie na buòky s vlastnostmi kmenových bunìk. Experimenty na bunìèných liniích prokazují, že nìkteré mozkové tumory jako meduloblastomy, astrocytomy, glioblastomy, oligodendrogliomy nebo ependymomy vznikají maligní transformací nervových kmenových bunìk (NSCs) nebo z mozkových nádorových kmenových bunìk (BTSCs) (Baehring J. M., 2005; Nicolis S. K., 2007, Sanai N., 2005). Aberantní mutace

Solidní nádory jsou složeny nejen z nádorových bunìk, ale obsahují cévní øeèištì, zánìtlivé buòky a fibroblasty. V podstatì napodobují neregulovanì a neuspoøádanì vzniklou tkáò pøíslušného orgánu. Tuto heterogenitu nádoru provází rozmezí diferenciaèních fenotypù, charakterizovaných specifickou morfologií, znaky i markery bunìèných linií. Vìtšina bunìk má non-tumorigenní terminální charakter bunìk vzniklých diferenciací kmenových nebo progenitorových bunìk; pøesto u øady tumorù byla prokázána podskupina nádorových kmenových nebo tumor-iniciujících bunìk, od kterých se odvíjí progrese nádoru (Rich J. N., 2007). Je proto namístì identifikovat tyto buòky hledáním specifických markerù, které mohou být použity jako terapeutický cíl. Mezi takové pravdìpodobnì patøí Prominin-1 (CD133), který je zvýšený u kolorektálního karcinomu (O´Brien C. A., 2007) nebo CD44 a EpCAM (Dalerba P., 2007). I když výzkum molekulových protinádorových cílù pokroèil, hlavními pilíøi terapie zùstává cytotoxická chemoterapie a radiace (Rich J. N., 2007). Více než 90 % maligních tumorù u lidí derivuje z epitélií. Epitelové kmenové buòky postrádají diferenciaèní markery a v pokusech in vitro i in vivo se vyznaèují znaèným proliferaèním potenciálem, vytváøejí sdružené útvary se specializovaným mezenchymálním prostøedím (stemcell niches), lokalizovaným na chránìném a dobøe zásobeném místì (kyslíkem i výživou); jsou zde ve stavu jen velmi pomalého cyklus bunìèného dìlení. Dostanou-li se kmenové buòky z tohoto chránìného útulku, ztrácejí svoji „kmenovost“ (i když tato ztráta mùže být reverzibilní) a stávají se z nich buòky „tranzientnì amplifikující“; mohou též pøecházet na buòky terminálnì diferencující. To je predisponuje k možnosti maligní transformace (Miller SJ, 2005).

SHH-dráhy (SHH/PTCH/GLI) alterací „patched“ (PTCH) nebo „smoothed“ (SMO) receptorù a Sfu navozují nekontrolovanou proliferaci GCPs a indukují tvorbu meduloblastomu (Rubin LL, 2006). Lidský neuroblastom je embryonální karcinom derivovaný z neurální lišty; také v jeho tkáni byly prokázány a charakterizovány specifické neuroblastomové kmenové buòky, které jsou potenciálním cílem terapeutického zásahu (Ross RA, 2006). Karcinom tlustého støeva a koneèníku Exprese antigenu CD44, která byla nalezena u nádorových kmenových bunìk karcinomu prsu, byla prokázána též u adenokarcinomu tlustého støeva (viz Schulenberg A., 2006). V experimentech na myších (NOD/SCID) bylo prokázáno, že schopnost pøijetí tumorového transplantátu mìla pouze subpopulace bunìk exprimujících molekuly EPCAMhigh/CD44 a dodateènì diferenciaènì exprimovaný marker CD166 (Dalerba P., 2007). Experimentálnì (na buòkách karcinomu tlustého støeva iniciujících sferoidy) a též u pacientù s tímto karcinomem (Todaro M., 2007) bylo demonstrováno, že nádory s pozitivním povrchovým antigenem CD133+ jsou ménì citliví vùèi cytotoxickému úèinku 5-fluorouracilu a oxaliplatiny a že tato rezistence souvisí s vyšší expresí IL-4 a jeho receptoru. Aplikace anti-IL-4 protilátky se stává terapeutickou možností, která by v tomto pøípadì mohla navodit senzitivitu vùèi cytotoxické terapii (Obr. 12). Chromozomální a mikrosatelitní nestabilita predisponují ke vzniku kolorektálního karcinomu. Jde o mutaci genù APC, K-ras, TP53,

Labor Aktuell 02/08

5

dále o mutaci „mismatch-repair“ genu (MMR) u 2- 3 % nepolypózních kolorektálních karcinomù; hypermethylace MHL1 promoteru je charakteristická pro 15 - 20 % sporadickýh tumorù, zvláštì proximálního kolon (Halvarsson Britta, 2008). Hepatocelulární karcinom a hepatoblastom Diskuse o tumor-iniciujících buòkách u tohoto nádoru se objevila už v 60. a 70. letech minulého století (viz Masopust J., 2007) a pokraèuje dodnes (viz Sell S., 2003, 2006). Pøedpokládá se, že hepatokancerogeneze se mùže odvíjet od ètyø typù bunìk, malignì transformovaných: (a) multipotentních kmenových bunìk kostní døenì (b) pankreato-hepatálních kmenových bunìk (c) bipotentních oválných bunìk (d) dediferencovaných zralých hepatocytù. Geny podílející se na patogenezi hepatocelulárního karcinomu možno klasifikovat do ètyø velkých skupin (Kellner U., 2003): (1) Geny regulující odpovìï na poškození DNA (prostøednictvím P53-dráhy: p53) (2) Geny úèastnící se kontroly cyklu bunìèného dìlení (retinoblastomová dráha: RBI, p161NK4A, cyklin D) (3) Geny podílející se na inhibici rùstu nebo apoptóze (dráha transformaèního faktoru β = TGFβ; mannose-6-phosphate/insulin-like growth factor 2 receptor, proteins SMAD2, SMAD4) (4) Geny odpovìdné za bunìènou interakci a za signální transdukci (dráha APC/ β-katenin: β-katenin, E-kadherin).

Jsou multipotentní a mùže se z nich vytvoøit epidermis, folikl i žlázka. Destabilizace tohoto ložiska a genetická nebo epigenetická alterace kmenových bunìk (kupø. ztráta transkripèního represoru Blimp1 s následnou zvýšenou expresí c-Myc nebo stabilizace β-kateninu trunkací jeho N-terminálního konce nebo ztrátou kostního morfogenního proteinu - BMP) vede ke vzniku karcinomu z dlaždicových bunìk (viz Vinagolu K, 2007). Melanom Neoplastická populace s vlastnostmi kmenových bunìk byla nalezena též u kožní formy melanomu. Byl charakterizován jejich fenotypový profil. Mezi nejvýznaènìjší patøí proteiny MAGE-A, které mohou být cílem protinádorové imunoterapie (Sigalotti L, 2008). Sarkomy Adultní kostní døeò je domovem též nìkolika typù non-hematopoetických multipotentních kmenových bunìk, endotelových progenitorù (EPOs) a mezenchymových kmenových nebo progenitorových bunìk (MSCs nebo MPCs). Z MSCs vznikají diferenciací zralé osteocyty, chondrocyty nebo adipocyty. Existuje øada experimentálních dat, která prokazují, že kostní sarkomy mají svùj pùvod v malignì transformovaných primitivních kmenových buòkách podobných MSCs (stem cell-like MSCs) (Gibbs C. P., 2005). Germinální mutace tumor-supresorových genù RB

a p53 podporují incidenci dalšího nádoru skeletu - osteoblastického sarkomu. Pøedpokládá se, že vzniká maligní transformací osteogenních progenitorových bunìk, které v bunìèné kultuøe exprimují nìkteré markery MSCs jako Sro-1, CD105 a CD4 stejnì jako markery pluripotentních embryonálních kmenových bunìk (Oct-3/4 a Nanog) (Tolar J., 2007). Rodina Ewingových tumorù (EFTs) je sdružena s chromozomální translokací zahrnující fúzi 5´segmentu EWS-genu s 3´segmentem FLI-1 genu, který kóduje fúzní onkoprotein EWS-FLI-1 (Riggi N., 2005). Metastázy Nádorové metastázy vyžadují pronikání a kolonizaci specializovaných nádorových kmenových bunìk do vzdálených orgánù (tkání). Byl identifikován pøekrývající se soubor molekul a signálních drah regulujících jak migraci kmenových bunìk tak tvorbu metastáz (Li F., 2007). Mezi tyto molekuly patøí nervová adhezní molekula L1(CD171) (viz Kaifi J. T., 2007), která byla nalezena ve zvýšené expresi na buòkách invazivního kolorektálního karcinomu.

4. Hypotézy o kancerogeneze Hypotéza o podobnosti mezi tkání embryonální a nádorovou se datuje už od poloviny 19. století. Stejnì tak to platí o myšlence, že nádory se odvíjejí od bunìk podobným embryonálním, které se vyskytují v

Karcinom prostaty Pro rozlišení falešnì negativních od skuteènì pozitivních nálezù na pøítomnost karcinomu prostaty pøi bioptickém vyšetøení pomáhá prùkaz delece 3,4-kb fragmentu mitochondriálního genomu (3,4mtD); senzitivita testu - 80%, specifita 71% (Maki J, 2008). Nádory kùže Kožní epitélium tvoøí vlasové váèky, tukové žlázky a interfolikulární epidermis; všechny tyto útvary podléhají pravidelné obnovì i regeneraci pøi poškození. Byla v nich prokázána ložiska kmenových bunìk - klidové folikulární kmenové buòky, lokalizované ve vydutí bazální membrány. 6

Labor Aktuell 02/08

Obr. 6: Útulek nádorových kmenových bunìk a jejich význam pro tumorigenezi

tkáni dospìlých jedincù ve „spícím“ stavu, ale které mohou být aktivovány kancerogenními stimuly; tzv. „Embryonal Rest Theory of Cancer“ formulovaná kupø. Conheimem (1867) a Durantem (1874) (citace viz Sell S., 2004). Tradièní pøedstava o rozvoji nádorového onemocnìní pøedpokládá, že populace nádorových bunìk je homogenní a že tumorové buòky mají stejný tumorigenní potenciál. Naproti tomu hypotéza kmenových nádorových bunìk soudí, že rozvoj tumoru je realizován jen velmi malou populací bunìk s mitotickým potenciálem. Tato hypotéza má dvì separátní ale vzájemnì pùsobící složky: První vysvìtluje bunìèný pùvod tumorù (otázka tkáòových kmenových bunìk), druhá je založena na myšlence, že rozvoj nádoru je podmínìn specifickými vlastnostmi tìchto bunìk (Wicha M. S., 2006). Na základì darwinovského selekèního procesu vzrùstá tumorigenní fenotyp (Bernstein A., 2007). Genetický podklad onkogenního procesu má dostaèující vysvìtlení v evoluèním procesu; bylo prokázáno, že nádorové onemocnìní je vícestupòový proces, zahrnující nahromadìní genetických a epigenetických alterací genù, podílejících se na regulaci bunìèného rùstu, dále na opravì poškozené DNA a na rozvoji metastáz.

Obr. 7: Hypotéza nádorových kmenových bunìk jako bunìèná podstata vzniku a rozvoje nádorového onemocnìní

Tumorigeneze jako dysregulace reparaèního procesu (self-renewal) Základní mechanismy, které se uplatòují pøi vývoji embrya (embryogeneze), jsou velmi podobné tìm, které øídí proces samoobnovy tkání (regenerace a reparace), stejnì jako se v pozmìnìné formì podílejí na vzniku a rozvoji nádorù (tumorigeneze). Mùžeme obraznì øíci, že jde o „koncert pro tøi nástroje“, na které hrají samostatnì rùzné typy kmenových bunìk. Podle hypotézy „nádorových kmenových bunìk“ tumorigeneze vzniká pùsobením kancerogenních stimulù navozujících dysregulaci normálního pøísnì regulovaného procesu regenerace/samoobnovy tkání z rezidentních kmenových bunìk, které mají: l mitotický potenciál a schopnost asymetrického dìlení l schopnost diferenciace (aberantní) l možnost exprese aktivní telomerázy

Obr. 8: Schéma vývoje nádorových kmenových bunìk v prùbìhu ontogeneze a jejich vztah k tumorigenezi (upraveno dle Mimeault M., 2007)

(„nekoneèné“ dìlení) schopnost aktivovat anti-apoptózové dráhy („nesmrtelnost“) l vypuzovací transportérovou aktivitu vùèi toxickým látkám (rezistence vùèi konvenèní chemoterapii) l schopnost migrace a tvorby metastáz. Pøedpokládá se, že tyto rezidentní kmenové buòky jsou „schovány“ a udržovány v klidovém stavu v jakémsi útulku (stem-cell niche) pùsobením stabilizaèního vlivu jeho mikroprostøedí. Zvláštì fibroblasty ale i jiné buòky stromatu, též extracelulární matrix spolu s øadou proteil

nových faktorù zde hrají dùležitou úlohu. Narùstající kancerogenní podnìty poruší homeostázu a navodí maligní transformaci tìchto bunìk na tumor-iniciující progenitory (Obr. 6). Onkogeny, které jsou aktivovány mutacemi v èasných fázích maligní transformace, zvyšují genetickou nestabilitu nejen navozením pokraèující proliferace, ale též interferencí mezi procesy DNA-opravy a segregace chromozomù. Maligní tumor není jen genetické onemocnìní, ale dùsledek pùsobení genetických i epigenetických alterací (kupø. modifikace DNA meLabor Aktuell 02/08

7

hypotézy rozvoje nervových nádorových kmenových bunìk. Proliferace abnormálních (tj. kmenových a èasných progenitorových) bunìk z jejich normálních typù je popisována jako pravdìpodobná separátní mutace. Mutace kmenových bunìk se ukázala být podle této teorie mnohem dùležitìjší pro rozvoj nádoru než mutace èasných progenitorù (Ganguly R., 2006). (Obr. 9).

Obr.9: Matematický model hypotézy nádorových kmenových bunìk

thylací) (viz Feinberg AP, 2008; Rapp UL, 2008).

Cirkulující nádorové buòky a mikroprostøedí Diseminace maligního nádoru je hlavní pøíèinou úmrtí na nádorové onemocnìní. Tento proces je zahájen invazí tumor-iniciujících bunìk z ložiska (tumor „in situ“) do okolí (primární tumor) a pozdìji kolonizací na rùzná místa v organismu (sekundární tumor, metastázy) lymfatickými cestami nebo krevní cirkulací. Dìje se tak prostøednictvím cirkulujících nádorových bunìk. Nádor „in situ“, který mùže být dlouho v „klidové“ fázi, udržován takto pùsobením faktorù mikroprostøedí, mívá velikost maximálnì 1 cm3; to je asi 109 nádorových bunìk. V tomto stádiu se nádor ještì klinicky neprojevuje. Pøi šíøení do okolí se poèet bunìk rychle rozrùstá na 1010 i na 1011-12, a to už je klinická forma se všemi nepøíznivými projevy. Rozpoznání cirkulujících nádorových bunìk je proto velmi dùležité nejen pro vèasnou diagnostiku rozvíjejícího se nádorového onemocnìní, ale též jako možný terapeutický cíl (Jacob K, 2007). Teorie nádorových kmenových bunìk byla odvozena od postupnì se hromadících dùkazù (viz Sell S., 2004). V posledních letech to jsou práce, zabývající se lidskou leukémií, nádory mozku, prsu, prostaty, tlustého støeva nebo mnohoèetné8

Labor Aktuell 02/08

ho myelomu. O této teorii svìdèí též výsledky xenotransplantaèních experimentù, pøi nichž lidské leukemické buòky byly inokulovány myším zbaveným imunitní obrany (imunokompromitovaným) (Kelly P. N., 2007). Byl vypracován i matematický model hypotézy nádorových kmenových bunìk, založený na metodì buòkového kompartmentu prezentovaného jako non-intuitivní scenáø postavený a validovaný pomocí

Existuje ještì další možnost vzniku nádorových kmenových bunìk, pøi níž se uplatòuje fenomén bunìèné fúze, jakási obdoba tvorby hybridomù produkujících monoklonální protilátky (Duelli D., 2003; He X., 2005; Lee J. T., 2007). Jako pøíklad se uvádí fúze tumor-infiltrujících leukocytù i makrofágù s onkogennì mutovanými tkáòovì-specifickými kmenovými buòkami. Pøi této fúzi vznikají buòky s vlastnostmi, které potøebuje nádor pro svùj rozvoj a šíøení tj. schopnost samo-obnovy, asymetrické dìlení, osvobození od tlumící vlivu mikroprostøedí (útulku) a schopnost vytváøet metastázy (Lee JT, 2007). Další možností je de-diferenciace nebo retro-diferenciace zralých diferencovaných bunìk na buòky s potenciálem somatických kmenových bunìk, která byla pøedpokládána už v 70. letech minulého století (viz Abelev GI, 1971; Pierce

Obr. 10: PI3K-aktivace a „gene expression signature“ Aktivace signalizace dráhy PI3K - AKT rùstovými faktory a jejich receptory navozující nádorovou proliferaci nebo antiapoptózu, nemusí být potlaèena blokováním urèité klíèové molekuly, která tento stav pøi tumorigeneze navodila a dále podporuje, protože interakce v síti signalizaèních drah mùže tyto procesy obnovit jiným zpùsobem. PI3K mùže být také aktivována molekulou RAS, která reaguje na obdobný podnìt jinou signální cestou.

GB, 1970 nebo Uriel MJ, 1972). V souèasné dobì se k této teorii vrací kupø. U. R. Rapp a spoleèníci (Rapp UR, 2008). Hovoøí o reprogramování diferencovaných bunìk realizovaném specifickou kombinací onkogenù vzniklých kancerogenní genetickou a epigenetickou alterací. Pøedpokládá ji zejména v tkáních s nízkým mitotickým potenciálem. „Reprogramovací aktivita“ onkogenù se dìje prostøednictvím signálních drah spojených s faktory podílející se na bunìèné pamìti jako jsou proteiny skupiny polycomb nebo trithorax, které pùsobí jako represory nebo aktivátory transkripce. Jako onkogeny s reprogramovací aktivitou byly identifikovány geny Oct3/4 a Sox2, které v embryu za normálních okolností øídí postupný vývoj embryonálních stádií, a dále tumor-supresorové geny kódující faktory c-Myc a KLF-4.

5. Význam pro stanovení rizika vzniku tumoru, èasnou detekci, molekulovou profilizaci a prevenci nádorového onemocnìní (viz Bild AH, 2006) Model nádorových kmenových bunìk mìní ponìkud i pohled na urèení rizika

a prevence nádorového onemocnìní. Jsou-li tyto buòky nebo jejich bezprostøední progenitory elementem, v nìmž dochází k maligní nádorové transformaci, pak riziko vzniku nádoru se zvyšuje s jejich poètem. Signální dráhy, které ovlivòují proliferaci, ovlivòují i riziko. Pøíkladem mùže být gen pro hereditární výskyt karcinomu mléèné žlázy - BRCA1, který reguluje funkci normálních kmenových bunìk prsu. Velmi dùležitým regulátorem samoobnovy kmenových bunìk normálních i malignì transformovaných je „polycomb“ gen Bmi-1, který navozením snížené tvorby faktoru P-16 ovlivòuje samoobnovu hematopoetických a nervových kmenových bunìk. Bylo prokázáno, že velmi èasným projevem tumorigeneze mléèné žlázy je inhibice (silencing) exprese genu P-16 methylací (cit. Wicha M. S., 2006), což vede k pokraèující expanzi populace kmenových bunìk. Podobnì dochází k dysregulaci Wnt-signalizace jako èasný projev kancerogeneze tlustého støeva. Mapování a prùkaz takto alterovaných genù a signálních drah navozujících a podporujících rozvoj nádoru mùže pøispìt ke stanovení rizika vzniku urèitého nádorového onemocnìní, zlepšit tak vyhlídky pro vèasnou diagnostiku a zejména

odhadnout odpovìï na cílenou terapii u urèitého pacienta („gene expression signatures“ navozující deregulaci signalizace u nádorù) (viz Watters JW, 2006). Je zde však urèitý problém. Signální dráha mùže být deregulována øadou rùzných mechanismù, a tak pro nìkteré dráhy je nesnadné odhalit stav tumorové aktivace pouze vyšetøením urèitého onkogenu nebo tumor-supresorového genu; je tøeba rozpoznat klíèové molekuly dùležité pro mechanismus této aktivace. Pøíkladem mùže být aktivace PI3K (fosfatidylinositol-3kinázy), zvýšenì exprimované u øady malignit, která mùže být aktivována odchylkami na rùzných místech signalizace s rùznì silnou a rùznì zamìøenou odpovìdí (Obr. 10). Na obzoru jsou nové technologické postupy jako vyšetøení aberantních fosfoproteinù podezøelých signálních drah nebo vyšetøení profilizace transkriptomu, proteomu nebo polymorfismu jednotlivých nukleotidù (Watters JW, 2006). (Podrobná literatura u autora: [email protected])

Labor Aktuell 02/08

9