Genetyka nowotworu piersi.
Czy BRCA1 i BRCA2 są jedynymi podejrzanymi?

avatar
Magdalena Żogała 26 Wrz, 10 minut czytania

 

Rak piersi jest nowotworem niezwykle heterogennym, co oznacza, iż jest bardzo zróżnicowany, powiązany z wieloma czynnikami środowiskowymi i genetycznymi predysponującymi do zachorowania na to schorzenie. Rak gruczołu piersiowego, zwany inaczej rakiem sutka czy też rakiem piersi jest nowotworem wywodzącym się z komórek nabłonka, będącego budulcem tego narządu. Nowotwory piersi różnią się od siebie cechami biologicznymi, rokowaniem, przebiegiem klinicznym a także odpowiedzią na podjęte leczenie. Podstawowymi badaniami w kierunku diagnostyki raka piersi, które powinno się wykonywać systematycznie w poszczególnych grupach kobiet, są: mammografia, badanie ultrasonograficzne, rezonans jądrowy (MRI), który może być wskazany szczególnie u młodszych kobiet, u których tkanka piersi jest często zbyt gęsta, by mammografia ujawniła zmianę. W sytuacji wykrycia przez kobietę podczas samobadania piersi zmiany lub podczas wykrycia zmian podczas wyżej wymienionych badań obrazowych, diagnostyka w kierunku nowotworu piersi w pierwszej kolejności opiera się na badaniach histopatologicznych, kiedy to lekarz dokonuje biopsji tej zmiany. Pobierana jest niewielka próbka tkanki, która podlega ocenie przez lekarza histopatologa. Celem mikroskopowego badania materiału pobranego podczas biopsji jest ustalenie, czy doszło do przekształcenia prawidłowych komórek w komórki nowotworu piersi. W celu potwierdzenia stopnia zaawansowania nowotworu, konieczna jest biopsja gruboigłowa. Podczas rozpoznania nowotworu piersi, lekarz może wykonać dodatkowo analizy wykrytych komórek nowotworowych, co jest niezwykle pomocne podczas wyboru właściwej metody leczenia, a te są pomocne przy rokowaniach w kwestii zdrowia pacjenta. Na tym etapie, główne badania to ocena:

• receptora estrogenowego — ER ( ang. estrogen receptor ),

• receptora progesteronowego — PgR ( ang. progesterone receptor ),

• receptora ludzkiego czynnika naskórkowego typu 2 — HER-2 ( ang. human epidermal receptor-2 )

• indeksu proliferacji Ki-67, czyli markera, który określa, w jakim tempie komórki ulegają podziałowi

Warto poznać anatomię kobiecej piersi by w łatwiejszy sposób zobrazować sobie co w praktyce oznacza dany typ nowotworu.

 

https://www.cancer.gov/

https://nci-media.cancer.gov/

Na budowę piersi składa się między innymi brodawka piersiowa ( ang. nipple ). Dookoła niej znajduje się otoczka piersi (ang. areola ). W przekroju dobrze widoczna jest tkanka tłuszczowa ( ang. fatty tissue), przewody mleczne ( ang. ducts ). Gruczoł piersiowy składa się ze stożkowatych płatów (lobe). Płaty utworzone są natomiast z płacików (lobules), które są skupiskami pęcherzyków mlecznych [11].

Nowotwory występujące w piersi dzielą się na dwa główne typy histologiczne, a następnie na ich podtypy:

  • grupa raków przedinwazyjnych tzw. in situ (tzn. zmian nowotworowych bez cech naciekania, umiejscowionych w pierwotnym miejscu), stanowią 15% do 30% wszystkich zachorowań. Są ograniczone do przewodów, które transportują mleko do brodawki podczas laktacji bądź do zrazików (niewielkich obszarów tkanki, która wytwarza mleko).
  • Rak przewodowy (tzw. DCIS), który ogranicza się do przewodu mlekowego.
  • Rak zrazikowy (tzw. LCIS) który jest rozrostem obejmującym końcowe odcinki układu zrazikowo-pęcherzykowego.
  • grupa raków inwazyjnych.
  • Rak przewodowy jest najczęstszym typem raka inwazyjnego piersi. Nowotwór ten rozwija się z przewodu mlekowego, przekracza jego ścianę i nacieka okoliczne tkanki.
  • Rak zrazikowy jest drugim, co do częstości występowania, rozwija się z nabłonka pokrywającego zraziki gruczołu piersiowego.
  • Inne rodzaje raków piersi jak np.: rak cewkowy, śluzotwórczy i rdzeniasty występują znacznie rzadziej. Komórki raka mogą naciekać gruczoł piersiowy, tkanki otaczające i dostawać się do naczyń krwionośnych i limfatycznych

Oba typy nowotworów mogą występować w formie inwazyjnej lub przedinwazyjnej. Najczęściej diagnozowanym, bo aż w 70-80% przypadków, jest inwazyjny rak przewodowy [7].

Obecnie wiadomo, że nowotwór piersi można podzielić na podtypy, które inaczej reagują na różne rodzaje leczenia. Trzy główne podtypy raka piersi to:

  • Nowotwór hormonozależny (HR+). Rak piersi HR-dodatni to ten, który zawiera receptor estrogenowy (ER) i/lub receptor progesteronowy (PgR). Te nowotwory rozwijają się w odpowiedzi na te hormony i mogą być leczone terapiami hormonalnymi. Wyróżnia się wśród tej grupy nowotwór luminalny A, luminalny B (oba posiadające receptory dla żeńskich hormonów płciowych),
  • Receptor ludzkiego naskórkowego czynnika wzrostu 2 Należy do rodziny białkowych receptorów naskórkowych czynników wzrostu (EGFR). Pewne ilości tego receptora znajdują się na powierzchniach zdrowych komórek celem przekazu komórkom sygnałów związanych z kontrolą wzrostu oraz funkcjonowania [13]. Przy niektórych typach nowotworów, występuje nadmierna ilość białka HER2 co wiąże się z bardziej agresywnym przebiegiem choroby. Taki stan nazywany jest nadekspresją HER2, inaczej HER2 dodatnim. Raki piersi HER2 dodatnie to te, które mają duże ilości białka HER2. Te nowotwory można leczyć terapiami ukierunkowanymi przeciw białku HER2
  • Potrójnie ujemny rak piersi. Takie nowotwory nie zawierają ER, PR ani HER2. [8] (TNBC — triple negative breast cancer) stanowi około 15–20% wszystkich przypadków tej choroby i charakteryzuje się niekorzystnym przebiegiem klinicznym oraz złym rokowaniem. Terminem tym określa się podtyp raka piersi, który wykazuje brak receptorów steroidowych — estrogenowego i progesteronowego — oraz nadekspresji receptora ludzkiego czynnika naskórkowego typu 2 — HER-2 [9]

Fundamentalnym dla podjęcia właściwych decyzji w kwestii metod leczenia jest rozróżnienie podtypu nowotworu. Dzięki badaniom ekspresji danych genów, określone zostały podtypy molekularne nowotworów [9]. Dokonuje się również klasyfikacji pod względem stopnia zaawansowania raka według TNM ( ang. tumor-node-metastasis ). Kolejne litery oznaczają: T – tumor – guz, to jest wielkość guza pierwotnego, N – nodus – węzeł, określa stan regionalnych węzłów chłonnych, M – metastases – przerzuty, czyli brak lub obecność przerzutów odległych. Ekspresja receptorów estrogenowych i progesteronowych oceniana jest przy użyciu metod immunohistochemicznych. Są one bardzo istotne jako markery prognostyczne. Dodatni wynik tego badania jest wiarygodnym źródłem, że chora kobieta powinna dobrze zareagować na leczenie hormonalne. Her-2 natomiast jest białkiem typu onkogennego, a znaczne jego ilości są obecne na powierzchni niektórych komórek nowotworowych i wiążą się z ich gwałtowną proliferacją. Wykrycie nadmiernej ekspresji HER-2 w komórkach nowotworowych oznacza wzmożoną wrażliwość na leki specyficzne dla tego rodzaju nowotworu. Do oceny ekspresji receptora ludzkiego czynnika naskórkowego typu 2 jest stosowana immunohistochemia (ocena ekspresji białka) oraz fluorescencyjna hybrydyzacja in situ (FISH), pozwalająca na ocenę stopnia zwiększenia liczby kopii genu kodującego to białko. W celu zweryfikowania, jak organizm reaguje na leczenie oraz czy nie doszło do nawrotu procesu nowotworowego, wykonywane są badania markerów nowotworowych takich jak CEA ( ang. carcino-embryonic antigen ), CA15-3 lub CA 27-29, które są uważane za biochemiczne markery raka piersi [12]. Warto pamiętać, że jest to mało wiarygodne badanie przy wykrywaniu raka piersi lecz może być istotnie pomocne przy ocenie stopnia choroby kobiety, u której rozpoznano nowotwór piersi. CEA jest najwcześniej opisanym nowotworowym markerem molekularnym. Obecnie antygen ten jest jednym z najczęściej oznaczanych markerów nowotworowych w diagnostyce chorób jelita grubego lecz jego oznaczanie wykorzystuje się również w diagnozowaniu zmian nowotworowych innych narządów. CA15-3 oraz CA27-29 są to produkty białkowe genu MUC1, który jest jednym z kilku genów kodujących mucyny, stanowiące grupę glikoprotein zbudowanych z rdzenia białkowego (apomucyna) oraz węglowodorowych łańcuchów [12][11]. Podczas transformacji nowotworowej ma miejsce uszkodzenie prawidłowej struktury nabłonka, a co za tym idzie zaburzenie jego prawidłowej polaryzacji, czego skutkiem jest obecność mucyn we krwi obwodowej. CEA oraz CA15-3 uznawane są jako marker służący do monitorowania nawrotu choroby. CA15-3 charakteryzuje się niewielką czułością diagnostyczną, jeżeli chodzi o początkowe stadia choroby bowiem oscyluje między 20 a 30 %. Wykorzystywany jest głównie w diagnostyce przerzutów. Jeżeli stadium choroby jest zaawansowane, to czułość tego markera wzrasta do 70% [10]. Stwierdzono, że wysoki poziom CA15-3 przed operacją może prognozować szybszy nawrót choroby oraz śmierć pacjenta [12]. Dotychczas nie wynaleziono perfekcyjnego markera nowotworowego, który cechowałby się 100% swoistością i czułością jednak ich pomiary w diagnostyce chorób nowotworowych można uznać za pomocne.

Sposób, w jaki postrzegany jest rak piersi diametralnie się zmienił, odkąd szeroko scharakteryzowano molekularne cechy nowotworów. Nowe kombinacje biomarkerów są podstawą coraz bardziej złożonych algorytmów diagnostycznych. Za sprawą nieustającego postępu w diagnostyce, możliwy jest dostęp do testów wielogenowych, które stanowią cenne narzędzie diagnostyczne. Pomagają zaplanować optymalne dla danego chorego leczenie a także ocenić prawdopodobieństwo wznowy choroby.

Badania molekularne

Badania molekularne polegają na wykrywaniu mutacji na poziomie cząsteczki DNA. Mają ogromne znaczenie w diagnostyce. Polegają na laboratoryjnej analizie materiału genetycznego nowotworu i umożliwiają zidentyfikowanie zmian genetycznych charakterystycznych dla komórki nowotworowej. Niektóre z nich wykrywają tylko konkretne, punktowe zmiany w obrębie jednego genu. Inne są pomocne przy poznaniu całej sekwencji danego genu, jego profilu. Zgodnie z wytycznymi Narodowego Programu Zwalczania Chorób Nowotworowych, po spełnieniu dodatkowych kryteriów należy przeprowadzić badanie panelowe NGS (ang. Next Generation Sequencing, czyli Sekwencjonowanie Nowej Generacji) całych genów BRCA1 oraz BRCA2. Pozwala ono na wykrycie wszystkich zmian występujących w sekwencji tych dwóch genów. W niektórych przypadkach nawet takie badanie może być jednak niewystarczające, ponieważ nie wykryje ono zmian w innych genach, powiązanych z dziedzicznym występowaniem nowotworów. Istnieją jeszcze bardziej dokładne badania, poddające analizie wszystkie geny jak np. sekwencjonowanie całego genomu, co niesie ze sobą szansę na prawdziwą rewolucję w kwestii walki z nowotworami.

Najbardziej powszechne są testy “panelowe”, które służą do analizy kilku lub kilkudziesięciu wybranych genów, w których najczęściej dochodzi do mutacji przy danym rodzaju nowotworu. Przykładem jest doskonale znany panel BRCA. Co ważne, analiza całego genomu wymaga, aby pobrana tkanka była odpowiednio przechowywana i nie uległa degradacji czy zanieczyszczeniu. W tym miejscu z pomocą można wykorzystać bankowanie tkanki nowotworowej. By zachować wysoką jakość DNA znajdującego się w komórkach nowotworu, która jest niezbędna do przeprowadzenia diagnostyki całogenomowej, pobrany podczas biopsji fragment guza należy zabezpieczyć inaczej niżeli utrwalanie w standardowych procedurach. Próbkę zanurza się bowiem w specjalnym buforze, co umożliwia przechowanie jej w odpowiednich warunkach do czasu, aż będzie potrzebna. W Polsce taką możliwość oferuje Polskie Centrum BioBankowania (PCBB). Jeżeli tylko pacjent chce, pracownicy PCBB przesyłają odpowiednie materiały do jednostki medycznej, która prowadzi leczenie i przechowują zabezpieczoną tkankę do 5 lat. Biorąc pod uwagę poznane indywidualne zmiany w obrębie DNA nowotworu w porównaniu ze zdrową tkanką kontrolną, można precyzyjnie dobrać terapię celowaną. Ten proces umożliwia podjęcie leczenia spersonalizowanego.

Genetyczne uwarunkowania – co to oznacza w praktyce

Impulsem do przemian typu transformacji nowotworowej dla komórek są mutacje w protoonkogenach (patrz przypis 1), genach supresorowych (patrz przypis 2) a także w innych genach, których produkty kontrolują pośrednio bądź bezpośrednio podziały, proliferację (mnożenie się) i różnicowanie komórek oraz naprawę DNA [7]. Gen jest podstawową fizyczną jak i funkcjonalną jednostką dziedziczności i jest fragmentem DNA. Międzynarodowy projekt badawczy – Human Genome Project, którego celem było określenie sekwencji ludzkiego genomu i zidentyfikowanie zawartych w nim genów, oszacował, że ludzie mają od 20 000 do 25 000 genów. Każdy człowiek ma dwie kopie każdego genu: jeden gen od matki oraz jeden gen od ojca. Mutacje genów BRCA1 i BRCA2 są dziedziczone w sposób autosomalny dominujący, lecz działają recesywnie na poziomie komórkowym jako geny supresorowe guza zaangażowane w naprawę pęknięć dwuniciowego DNA (dsDNA)[5]. Czynnikiem rozwoju nowotworu piersi jest nosicielstwo mutacji pewnych genów – przede wszystkim BRCA1 i BRCA2, gdyż są to obecnie najbardziej znane i najczęściej dyskutowane genetyczne czynniki ryzyka, jednak regularnie odkrywane są nowe powiązania genetyczne. „BRCA” – wiele osób, w szczególności kobiet, usłyszało bądź usłyszy tę nazwę w ciągu swojego życia. Kojarzy się ona właśnie z mutacją powiązaną z zachorowaniem na raka piersi. Nazwa genu, jest skrótem od „Breast Cancer”. Każdy z nas jest posiadaczem genów BRCA1 i BRCA2. Mimo, że nazwa sugeruje nowotwór piersi, to w rzeczywistości geny te nie powodują rozwoju tego schorzenia, nie warunkują go. Zwykle odgrywają rolę w zapobieganiu zachorowania na nowotwór piersi. Pomagają bowiem w naprawie uszkodzeń DNA, które mogą prowadzić do rozwoju raka, do niekontrolowanego wzrostu guzów. BRCA1 odpowiedzialny jest za utrzymanie stabilności genomowej i naprawę uszkodzeń DNA. Podobnie jak inne dziedziczne mutacje genów, mutacje genów BRCA1 i BRCA2 nie są częste w populacji ogólnej. Szacuje się, że mutacje genów BRCA w populacji ogólnej wynoszą 1/300–1/800, natomiast w populacji Polski 1/170 [14]. Nosiciel zmutowanego genu może przekazać tę mutację swemu potomstwu. Każda osoba posiada dwie kopie allelu BRCA-1 i dwie kopie allelu BRCA-2, po jednym od każdego z rodziców.

Według badań epidemiologicznych, 5-10% nowotworów piersi i/lub raków jajnika jest wynikiem predyspozycji genetycznych. Mniej znane w powszechnej populacji geny powiązane z większym ryzykiem raka piersi wyszczególniono poniżej:

PALB2 – po BRCA1 i BRCA2, gen ten jest kolejnym dobrze poznanym genem powiązanym z wystąpieniem raka piersi. PALB2 jest skrótem od „Partner And Localizer of BRCA2”. Innymi słowy, działa we współpracy z genem BRCA2 celując w naprawę uszkodzeń DNA. Został pierwotnie zidentyfikowany jako białko oddziałujące z BRCA2. Kobiety z nieprawidłowym genem PALB2 mają 14% ryzyka zachorowania na raka piersi do 50 roku życia oraz 35% ryzyko zachorowania na raka piersi do 70 roku życia. Kobiety z mutacją genetyczną BRCA1 mają do 72% ryzyka zachorowania na raka piersi przed 80 rokiem życia. Kobiety z mutacją genetyczną BRCA2 mają do 69% ryzyko zachorowania na raka piersi przed 80 rokiem życia. Średnie ryzyko zachorowania na raka piersi w ciągu życia wynosi około 12% [15].

CHEK2 – „Kinaza punktu kontrolnego 2” lub CHEK2 tworzy białko, które pomaga hamować wzrost guza. Mutacja w tym genie jest związana z dwukrotnym wzrostem ryzyka raka piersi [16].

PTEN – Gen „homologu fosfatazy i TENsin” (PTEN). Odsetek raka piersi, w których stwierdzono mutacje tego genu, waha się od 0% do 12%. Działanie jego w komórkach nowotworu piersi wpływa na zahamowanie zdolności przylegania i migracji komórek oraz prowadzi do zatrzymania cyklu komórkowego w fazie G1 i do śmierci komórki na drodze apoptozy. Mutacje tego genu są przyczyną rzadko występujących zespołów chorobowych, między innymi zespołu Cowden’a. Schorzenie to charakteryzuje się występowaniem potworniaków a także predysponuje do wystąpienia raka piersi czy tarczycy [17]. 50 % wynosi ryzyko zachorowania na nowotwór piersi u osób z zespołem Cowden’a. Jednak odsetek przypadków raka piersi ze stwierdzoną mutacją genu PTEN waha się pomiędzy 0% do 12% [17].

TP53 – znany również jako P53 (i nazywany „strażnikiem genomu”), koduje białko p53, które rozpoznaje, kiedy DNA komórki zostało uszkodzone. Rolą jego jest regulacja proliferacji komórek, szczególnie przez indukowanie końca cyklu komórkowego, apoptozy lub aktywacja systemów naprawczych DNA. Mutacja prowadzi do transformacji nowotworowej. Tracąc swe funkcje, gen p53 przyczynia się do deregulacji cyklu komórkowego, niestabilności genomu bądź oporności na chemioterapię [18].

Istnieje wiele innych genów, w tym STK11, ATM, BARD1, BRIP1, CASP8, CTLA4, CYP19A1, FGFR2, H19, LSP1, MAP3K1, MRE11A, NBN, RAD51 i TERT, które także są powiązane ze zwiększonym ryzykiem zachorowania na raka piersi gdy są zmutowane. [5]

Osoby z rodzinną historią raka piersi mogą zdecydować się na poradnictwo genetyczne i wykonanie testów genetycznych, by sprawdzić, czy odziedziczyły geny, które zwiększają ryzyko choroby. Będąc świadomym posiadaczem potencjalnie niebezpiecznych mutacji powinno się być bardziej czujnym w kwestii możliwej choroby.

 

 

Przypisy

  1. gen obecny w prawidłowej komórce, potencjalnie (lecz nie aktualnie) zdolny do wyzwolenia procesu transformacji nowotworowej. Uwarunkowana mutacją zmiana jego ekspresji sprawia, że przekształca się w onkogen
  2. Antyonkogen, inaczej gen supresorowy – gen działający hamująco na procesy proliferacji komórkowej bądź stabilizująco na procesy utrzymujące stabilność genetyczną komórki.

 

Bibliografia:

1. J. Gronwald, T. Byrski, T. Huzarski, O. Oszurek, J. Szymańska-Pasternak, B.Górski, J. Menkiszak, I.Rzepka-Górska, J. Lubiński. Hereditary breast and ovarian cancer, , Borgis – Postępy Nauk Medycznych 7/2010, s. 537-545.

2. S. Ławicki, B. Mroczko, M. Szmitkowski, The tumor markers of breast cancer, Zakład Diagnostyki Biochemicznej Akademii Medycznej w Białymstoku Postepy Hig Med Dosw. (online), 2004; 58: 292-300

3. E. K.Głażewska, M. Gudowska , M. Zajkowska, S. Ławicki, M-CSF i MMP-2 jako biomarkery raka piersi, Najnowsze badania z zakresu chorób nowotworowych, Lublin 2016

4. https://canceratlas.cancer.org/

5. S. Shiovitz and L. A Korde, Genetics of breast cancer:a topic in evolution, ann oncol. 2015 Jul; 26(7):1291-1299

6. https://www.nationalbreastcancer.org/what-is-brca

7.A. Biela, J. Pacholska-Bogalska, Nowotwory hormonozależne u kobiet, Nowa Medycyna 4/2012

8. https://www.cancer.gov/types/breast/research

9. M. Ryś-Bednarska, H. Romanowicz, Potrójnie ujemny rak piersi — diagnostyka i leczenie, Nowotwory, Journal of Oncology 2012, volume 62, number 6, 450–454

10. A. Walaszczyk, D. Gabryś, Markery molekularne stosowane w diagnostyce raka piersi — obecna praktyka kliniczna i perspektywy rozwoju, Varia Medica 2019 tom 3 nr 3, strony 203–212.

11. https://cnol.kobiety.med.pl/pl/anatomia-i-morfologia-gruczolu-piersiowego/

12. P. Białas, A. Jankowska, Biochemiczne markery nowotworowe raka piersi i jajnika, Polski Przegląd Nauk o Zdrowiu 2 (43) 2015.

13. W. P. Olszewski, Status HER2 w raku piersi – informacje praktyczne dla lekarzy, Borgis – Nowa Medycyna 1/2005.

14. K. Żbikowska, P. Izdebski, O. Haus, Funkcjonowanie psychologiczne kobiet z mutacją genu BRCA1 i/lub BRCA2 – przegląd badań, Onkologia w Praktyce Klinicznej 2015, tom 11, nr 2.

15. https://www.breastcancer.org/risk/factors/genetics

16. T. Walsh, S. Casadei, K. Hale Coats et al, Spectrum of Mutations in BRCA1, BRCA2, CHEK2, and TP53, in risk of breast cancer, Jama, 2006;295(12):1379-1388.

17. J. Piekarski, Czy powinniśmy rozpocząć rutynową ocenę ekspresji białka PTEN u chorych na raka piersi?, Nowotwory Journal of Oncology, 2005, volume 55, Number 6,481-484.

18. M. Zając, K. Giannopoulos, Mutacje TP53 w nowotworach hematologicznych, ACTA HAEMATOLOGICA POLONICA 46 (2015), 327-338.

Podziel się: