Diagnostyka molekularna raka prostaty

Historia diagnostyki biomarkerów raka prostaty (PC) obejmuje trzy czwarte wieku. W swoich badaniach AB Gutman i in. (1938) odnotowali znaczący wzrost aktywności kwaśnej fosfatazy w surowicy krwi mężczyzn z przerzutami PC. Później opracowano dokładniejszą metodę oznaczania specyficznej dla prostaty podfrakcji kwaśnej fosfatazy (PAP). Pomimo niskiej czułości i swoistości (wzrost PAP w 70-80% przypadków towarzyszył przerzutowemu rakowi prostaty, a tylko w 10-30% - miejscowy), ten biologiczny marker był głównym w „arsenale” urologa przez prawie pół wieku.

MS Wong i in. (1979) opisali białko specyficzne dla gruczołu krokowego, nazwane później antygenem swoistym dla prostaty (PSA). Wykazali, że PSA jest zlokalizowany wyłącznie w prostacie, a jego poziom był podwyższony zarówno w łagodnym rozroście, jak i raku prostaty. Wprowadzenie programów przesiewowych z wykorzystaniem PSA dało pozytywne wyniki: częstość wykrywania choroby wzrosła o 82%, swoista śmiertelność zmniejszyła się z 8,9% do 4,9%, a występowanie przerzutów odległych zmniejszyło się z 27,3% do 13,4%.

Niedoskonałość metody oznaczania poziomu PSA wynika z jej niskiej swoistości, dużej liczby wyników fałszywie ujemnych przy niższej wartości progowej (4 ng/ml). Obecnie odkryto wiele innych markerów raka prostaty.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

E-kadheryny

Kadheryny to glikoproteiny błonowe, które odgrywają ważną rolę w zależnej od Ca+ adhezji międzykomórkowej. Wiadomo, że utrata międzykomórkowych „mostków” i połączeń z sąsiednimi komórkami nabłonkowymi jest jednym z pierwszych etapów rozwoju nowotworu. Zmniejszona ekspresja E-kadheryny, często obserwowana w raku prostaty, koreluje z przeżyciem, klinicznym i morfologicznym stadium choroby.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Kolagenaza typu IV (MMP-2 i MMP-9)

Jak wykazały liczne badania, głównymi enzymami produkowanymi przez guz i niszczącymi składniki macierzy międzykomórkowej są kolagenazy typu IV (metaloproteinaza-2, -9; MMP-2 i MMP-9). W związku z tym uważa się, że stopień wzrostu produkcji kolagenazy odzwierciedla agresywność guza i jego zdolność do dalszego rozprzestrzeniania się lokalnego.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Geny p53 i p63

Gen p53, zlokalizowany w jądrze komórkowym, jest uważany za supresor wzrostu guza. Zapobiega on wejściu komórek z uszkodzonym DNA w fazę syntetyczną cyklu podziału i indukuje apoptozę. Utrata normalnie funkcjonującego p53 prowadzi do niekontrolowanego podziału komórek. Gen p63 jest funkcjonalnym homologiem p53. Jego produkcja jest charakterystyczna wyłącznie dla warstwy podstawnej nabłonka prostaty, w której powstawaniu odgrywa ważną rolę. W raku prostaty ekspresja p63 jest znacznie zmniejszona, co jest wykrywane badaniem immunohistochemicznym.

P21Cip1 i p27Kip1

Białka p21Cip1 i p27Kip1 to supresory nowotworów, które hamują wszystkie typy kinazy zależnej od cyklin (CDK) i zapobiegają wejściu komórki w kolejną fazę cyklu podziału. Mutacje w genach kodujących p21 (CDKN1A) i p27 (CDKN1B) są dość często spotykane w raku prostaty, co wskazuje na złe rokowanie w tej chorobie.

Telomeraza

Zdecydowana większość ludzkich komórek ma zaprogramowaną liczbę podziałów, po których przechodzą apoptozę lub wchodzą w fazę G0 cyklu komórkowego. Telomery, końcowe odcinki chromosomów zawierające powtarzające się krótkie odcinki nukleotydowe (TTAGGG), są uważane za „licznik” podziałów komórkowych. Telomery ulegają skróceniu z każdym podziałem komórki. Jednak telomery mogą być również wydłużane za pomocą rybonukleoproteiny telomerazy. Istnieje związek między aktywnością telomerazy, stopniem zróżnicowania gruczolakoraka według skali Gleasona i lokalną agresywnością guza. Obecnie aktywnie bada się możliwość stworzenia inhibitorów telomerazy do leczenia raka prostaty.

DDZ/RSAZ

Przyjmuje się, że gen ten wpływa na rozwój i różnicowanie tkanek, ale jego funkcja nie została jeszcze wiarygodnie ustalona. Ekspresja genu w tkance gruczolakoraka prostaty jest wysoce specyficznym wskaźnikiem. W różnych typach patologii gruczołu jego normalna zawartość jest przekroczona nawet 34-krotnie. Nieznaczna ekspresja DD3/PC3A jest zauważalna tylko w tkance nerkowej. Do tej pory opracowano metodę oceny ekspresji DD3/PC3A oznaczanej w moczu. Jej czułość wynosi 82%, swoistość 76%, znaczenie prognostyczne wyników ujemnych i dodatnich wynosi odpowiednio 67 i 87% (odpowiednie wskaźniki dla PSA wynoszą 98, 5, 40 i 83%).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Ki-67 (MIB-1) i PCNA (antygen jądrowy proliferujących komórek)

Ki-67 i PCNA są wykrywane w jądrach komórkowych podczas badania immunohistochemicznego w dowolnej aktywnej fazie cyklu komórkowego (G1, S, G2, M), ale nie występują w fazie G0, co pozwala na ich wykorzystanie jako skutecznych markerów proliferacji komórek i określenie frakcji wzrostu populacji komórek. Badania wykazały, że Ki-67 i PCNA umożliwiają różnicowanie z wysoką dokładnością nowotworów gruczołu krokowego i śródnabłonkowego stopnia II-III oraz gruczolakoraka. Stwierdzono korelację między tym wskaźnikiem a wynikiem Gleasona, stopniem zaawansowania raka gruczołu krokowego i poziomem PSA, ale dane dotyczące jego znaczenia prognostycznego są sprzeczne. Obecnie nie ma przekonujących dowodów na skuteczność wykrywania Ki-67 i PCNA w ocenie ryzyka miejscowej inwazji, przerzutów lub nawrotu biochemicznego po radykalnej prostatektomii.

CD44

Mechanizmy leżące u podstaw powstawania przerzutów kostnych z raka prostaty są nadal słabo poznane. Zakłada się, że komórki gruczolakoraka wykorzystują te same mechanizmy, co limfocyty i krążące komórki progenitorowe, aby penetrować śródbłonek naczyń szpiku kostnego. Jednym z warunków koniecznych do adhezji do śródbłonka i ekstrawazacji jest obecność receptora CD44 na powierzchni komórki. Ekspresję CD44 stwierdza się w 77,8% przypadków gruczolakoraka prostaty, co koreluje z częstością przerzutów,

[ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ]

α-metyloacylo-CoA racemaza (AMACR)

Racemaza to enzym, który katalizuje przejście rozgałęzionych kwasów tłuszczowych z R- do S-stereoizomerów. Gdy działają na nie peroksysomalne oksydazy, procesy wolnorodnikowe są wzmacniane, a DNA komórek ulega uszkodzeniu. Określenie aktywności racemazy α-metyloacylo-CoA w badaniach immunohistochemicznych pozwala nam odróżnić raka od innych procesów i dokładniej określić stadium choroby (również podczas badania biopsji).