Wykład 29.04.2013

Metodyka oznaczeń markerów onkologicznych

• E-katheryny- oddziaływanie wewnątrzkomórkowe

• przyleganie do zrębu- integryny

• zahowanie kompleksu cykliny z cyklinozależną kinazą CDK2

Równowaga procesów proliferacji i eliminacji

ograniczenie podziałów komórkowych po ok 50-60 podziałach zatrzymują się (efekt starzenia)

Regulacja procesów starzenia się

• telomery, 6 nukleotydów TTAGGG nie kodują białek, skracają się z każdym podwojeniem chromosomów w fazie S

• apoptoza

• telomeraza- enzym nieobecny w komórkach prawidłowych, zaś w komórkach patologicznych (odbudowa telomerów)

protoonkogeny

• niezbędne dla życia, kontrolują procesy metaboliczne (fazy proliferacji)

• kodują: czynniki wzrostowe, receptory błonowe, czynniki wzrostu, białka błonowe wiążące GTP, kinazy białek -tyrozyna, treonina, sterydowo swoiste

geny supresorowe

• kilkanaście genów wśród nich p53 (regulują proliferacje/różnicowanie)

• chronią przed skutkami związków uszkadzających DNA, kontrolują procesy naprawcze DNA, kierują do apoptozy

Nowotwór

• niekontrolowana proliferacja (przyrost masy+ utrata funkcjonalnej specjalizacji)

• narastające zezłośliwienie (infiltracja i niszczenie sąsiednich komórek)

• trwała transformacja- nigdy nie odzyska cech komórek prawidłowych

• genetyka przekazywana z komórki na komórkę

• druga po chorobach układu krążenia przyczyna zgonu

• wpływ na częstość zachorowań na różne nowotwory ze względu na różnice geograficzne i etniczne

• częstość zachorowań zwiększa się z wiekiem

• często opóźnione rozpoznanie

Mutacje protoonkogenów i genów supresorowych

mutacje= zmiany struktury i/lub funkcji

Mutacje mogą:

• powstawać samodzielnie- fizyczne właściwości atrofii w nukleotydach

• indywidualne

czynniki

• chemiczne: inicjacja i promocja

• kancerogeny kompletne działają bezpośrednio- związki alkilujące, acylujące

• prekancerogeny- wymagają aktywacji metabolicznej

• fizyczne (promieniowanie jonizujące, UV)

• UV- dimery pirymidynowe w DNA, zahamowanie podziałów komórkowych, inaktywacja enzymów

• biologiczne (wirusy, zaburzenia hormonalne)- wirus brodawczaka, EBV, WZW, H. Pylori

1. Inicjacja procesu nowotworowego utożsamiana jest z początkiem biologicznym choroby nowotworowej

Automatycznie aktywują się 2 poziomy obrony

• komórkowy- w samym jądrze komórkowym (kinazy i cykliny) powinny zahamować zmienione patologiczne klony komórkowe. Geny dla białek supresorowych p53

• tkankowy- ze strony ukladu immunologicznego. Powinien rozwinąć się odczyn zapalny. Może doprowadzić do apoptozy. Komórki neo dzięki atakowi ze strony NK, Ltc, makrofagów

2. promocja choroby nowotworowej= faza przedkliniczna choroby nowotworowej. Obecność klonu zmienionych komórek ma już niestety wpływ na:

• komórki organizmu gospodarza

• produkują cytokiny

• zaburzają homeostazę ustroju

Ciągłe przebywanie komórki nowotworowej i do pewnego momentu jest to proces bezobjawowy- utajony.

Od momentu promocji do objawów- III faza przedkliniczna

3. różnie długi

• rodzaj histogenny

• umiejscowienie nowotworu

• komórki które mnożą się wydalają swoje produkty przemiany materii np. hormony biogenne (szybsza manifestacja z racji fizjologii produktów)

4. pojawienie się objawów klinicznych

• manifestacja częsta już przez białko pochodzenia nowotworowego

TNM- tumor, lymph nodes, metastases

niezłośliwe- wysoko zróżnicowane i dojrzałe, budową zbliżone do tkanki prawidłowej, powolny wzrost, reakcja guza z marginesem zdrowej tkanki

miejscowo złośliwe- naciekanie sąsiednich tkanek, brak zdolności tworzenia przerzutów

złośliwe- niezahamowany wzrost, niszczenie otaczających tkanek, wnikanie do naczyń limfatycznych i krwionośnych, tworzenie wtórnych ognisk (przerzutów) w odległych miejscach organizmu.

Fenotyp inwazyjny

• osłabienie pomiędzy komórkami sił adhezyjnych )brak E-kadheryn) możliwość wzrostu bez kontaktu z sąsiednimi komórkami

• osłabienie sił adhezyjnych, przyleganie do podłoża (zanik integracji, niezależność namnażania i wzrostu od zakotwiczenia)

• aktywność telomerazy

• stymulacja angiogenezy- rozwój naczyń

• aktywacja enzymów proteolitycznych w macierzy pozakomórkowej, brak ich wytwarzania przez komórki nowotworowe ( zniszczenie ciągłości błony podstawnej, wędrówka komórek)

Antygeny- substancja białkowa, glikoproteiny, lipoproteiny, glikolipidy- wytwarzane w komórkach nowotworowych, na powierzchni ich błon cytoplazmatycznych a także w komórkach prawidłowych w odpowiedzi na rozwijający się nowotwór, którym mogą być uwalniane do krążenia(np w następstwie nekrozy)

markery nowotworowe- wysokocząsteczkowe substancje obecne we krwi, moczu lub związanych z powierzchnią komórek nowotworowych, których identyfikacja i pomiar są użyteczne w diagnozowaniu oraz planowaniu terapii

• bezpośrednie- są one uwalniane z komórki nowotworowej do płynów ustrojowych

• pośrednie- pojawiają się na skutek obecności komórek nowotworowych/ genów- są reakcją zdrowej komórki na rozwój nowotworu

• Komórkowe

• specyficzne Ag transformacyjne ulokowane na błonie komórkowej

• błonowe receptory dla czynników wzrostu

• zmiany molekularne materiału guza

• krążące

• często syntezowane fragmenty komórek nowotworowych uwalniane w wyniku apoptozy lub nekrotycznego rozpadu komórki nowotworowej

• wytwarzane przez określone komórki prawidłowe stymulowane przez transformację neoplazmatyczną

• produkty powstałe w wyniku reakcji organizmu na nowotwór

Markery humoralne

• markery odróżnicowania- których wzrost stężenia jest następstwem odróżnicowania omórek od komórek prawidłowych AFP, PSA, CYFRA21-1, βHCG, mIg, białko Bence-Jonesa

• markery proliferacji- występują zarówno na komórkach prawidłowych jak i nowotworowych. Ich przyrost jest traktowany jako świadectwo aktywności proliferacyjnej LDH, β-2-mikroglobulina, TPA

• markery sekrecyjne- na stałe wydzielane z komórki nowotworowej pochodne białka AFP, PSA, βHCG, mIg,

• markery niesekrecyjne- elementy które uwalniane są do płynów w związku z rozpadem komórek CA125, CA19.9, CYFRA21-1, NSE, enzymy, izoenyzmy, struktury wewnątrzkomórkowe

Biochemiczna klasyfikacja markerów nowotworowych

1. Ag rakowo- zarodkowe AFP, CEA

2. Ag łożyskowe βHCG, SP-1, PLAP

3. markery o pochodzeniu nabłonkowym o

wyraźnej swoistości narządowej PSA, CA125, CA15-3

4. markery o pochodzeniu nabłonkowym o

niejednoznacznej swoistości narządowej CA19.9, CA50, CA72-4, SCCP

5. hormony syntezowane ektopowo i białka kalcytonina, tyreglobulina,

wiążące hormony receptor estrogenowy i progesteron

6. enzymy PAP, NSE

7. białka surowicy β2-mikroglobulina

8. Ag pochodzenia apoptycznego i nekrotycznego CYFRA21-1

9. Ag proliferacyjne TPA

10. markery różne poliamidy, ferrytyna, białka ? , BOF

panele- układy markerów nowotworowych zawierających markery I i II rzutu

• I- parametry o najlepszej czułości i swoistości

• II- parametry o słabszej, ale stanowiące pewnego rodzaju uzupełnienie diagnostyki

stężenie w osoczu zależy od :

• ekspresji w komórce,

• nasilenia syntezy

• nasilenia procesu uwalniania

• katabolizmu

• klirensu

• liczby komórek zdolnych do produkcji

• dostępność naczyń limfatycznych i krwionośnych

Cechy dobrego markera	Znaczenie w diagnostyce= cel diagnostyczny
1. wysoka czułość i swoistość	1. badanie przesiewowe- wczesne wykrywanie rozrostu nowotworu
2. swoistość narządowa	2. Rozpoznanie -lokalizacja -ocena zaawansowania
3. Poziom markera proporcjonalny do wielkości guza	3. Rokowanie
4. krótki T1/2	4. Monitorowanie skuteczności
5. oznaczanie: łatwe, powtarzalne, ogólnodostępne, tanie	5. wczesne wykrywanie wznów choroby nowotworowej i ewentualnych przerzutów do innych tkanek

Przykłady układowych markerów nowotworowych
Rak żołądka i jelita grubego	CEA, CA19-9, CA72.4, AFP, p53
Rak sutka	CCEA, CA15-3, BCH, CA549, BHCG ferrytyna tkanka: rec ECF, estrogeny, progesteron, laminina, katepryna D
Rak oskrzela	CEA, SCCP, CYFRA21-1, CA72-4, AFP, ADH, hormony, enolaza
Rak prostaty	PSA, PAP, CEA, LDH-5, TPA, ACP, hydroksyprolina
Rak trzustki	CA19-9, CA195, CEA, CA50, insulina, amylaza, lipaza, trypsyna, POA
Rak jajnika	CA125, OCA, AFP, CEA, HCG,CA72-4
Rak jądra	HCG, AFP, LDH-1, CEA
Rak wątroby	AFP, GGTP, LDH-5, 5NT, HBV, HCV
Rak tarczycy	CEA, kalcytonina, tyreoglobulina
Rak nowotwory głowy	SCCP, CYFRA21-1

Zastosowanie:

• wykrywanie

• rozpoznanie

• ocena rokowania:

• wartość prognostyczna

• wartość predykcyjna (podatność lub oporność)

• monitorowanie

• przebieg choroby nowotworowej

• ocena efektywności leczenia podstawowego

• kontrola chorych dla wczesnego wykrywania wznowy i/lub przerzutów

Monitorowanie

• przed leczeniem

• podwyższone wyjściowe stężenie markerów po leczeniu radykalnym powinno spaść do normy

• w kontroli po leczeniu

• nasilony wzrost stężenia markera sugerujący obecność odległych przerzutów

• wzrost stężenia markera może znacznie wyprzedzać w czasie manifestację objawów klinicznych; radiologicznych reaktywacji choroby

CEA

• glikoproteina 180-200 kDa (60% węglowodanów)

• heterogenność około 10 różnych epitopów

• 60x wyższa ekspresja w komórkach raka

• T1/2= 2-8dni

• wartość odcięcia <5,0 ng/ml

• podwyższone stężenie

• u 15% palaczy tytoniu 5-10 ng/ml

• ciąża

• schorzenia nienowotworowe

• zapalenie, marskość wątroby

• choroby płuc

• choroba wrzodowa

• wrzodziejące zapalenie jelita grubego

• polipy odbytnicy

• choroby nowotworowe(rak jelita grubego, miejsce przerzutów)

AFP

• glikoproteina 70kDa

• 39% zbliżona do albuminy

• 3-7 epitopów- różne powinowactwo do lektyny

• T1/2= 5ni

• wartość odcięcia 15ng/ml

• wytwarzana w wątrobie, pęcherzyku żółciowym, przewodzie pokarmowym płodu w 12tyg max stężenie w krążeniu płodu ~ 10g/l, 1 rok po narodzinach 25ng/ml

• w płynie owodniowym max stężenie w 1 trymestrze ciąży potem spada (wypadkowa stężenia w osoczu matki, płodu i ciałku żółtkowym) w surowicy kobiet w ciąży stężenie rośnie max 32-36tygodnia

• funkcja transportera, utrzymywanie ciśnienia onkologicznego

• miernie podwyższenie stężenia, stany zapalne, marskość wątroby, żółtaczka

hCG

• 46kDa

• wytwarzana w znacznych ilościach przez syncytiotrofoblast a także komórki cytotrofoblastu, synteza zależna od stopnia zróżnicowania trofoblastu

• wytwarzana w śladowych ilościach przez komórki gonadotropowe przedniego płata przysadki

• T1/2= 13h przy wysokim stężeniu 364

• zdrowi mężczyźni 5mIU/ml

• ciąża

• w okresie pierwszych 6 tyg stężenie podwaja się co 2 dni

• max stężenie 8-12 tydzień

• w dalszym przebiegu ciąży spadek stężenia

CA19-9=GIGA= słaby Ag grup krwi Lewisa

• wysoka zawartość w tkankach płodu, płynie nasiennym, ślinie, mleku kobiety

• w osoczu występuje w postaci wysokocząsteczkowej mucyny 600-2000 kDa o zawartości węglowodanów 85%

• w krwi zdrowych stężenie <37U/ml (u 99% osób <52U/ml)

• miernie wzrasta w stanach zapalnych trzustki, dróg żółciowych, marskości wątroby

• T1/2= 7h

4

---