دسته بندی مطالب

تشخیص ژنتیک مولکولی مشاوره ژنتیک و بالینی تشخیص سیتوژنتیک تشخیص سیتوژنتیک مولکولی

پلی مورفیسم های تک نوکلئوتیدی در درمان و تحقیقات سرطان

| تعداد بازدید : 9048

چندشکلی های تک نوکلئوتیدی SNP ، تفاوت یافت شده در یک نوکلئوتید نسبت به موقعیت مشابه آن در توالی DNA است. SNP ها تغییرات و تنوع های توالی طبیعی با دانسیته بالا در ژنوم ها هستند.
SNP ها به عنوان یک منبع ژنتیکی عمده از تغییر فنوتیپی درون یک گونه در نظر گرفته می شوند و مارکر ژنتیکی مهم و خوبی به حساب می آیند. SNP ها کاربردهای فراوانی از جمله به عنوان نشانگر ملکولی در تحقیقات ژنتیکی و اصلاح، به عنوان نشانگر ملکولی در مطالعات ژنتیکی بیماری ها و ژنومیکس دارو، در نقشه یابی ژنتیکی، انتخاب به کمک نشانگر و ... دارند. SNP ها در طول توالی ژن های مرتبط با خطر ابتلا به انواع سرطا نها طی سال های اخیر بسیار بررسی شده اند. در این مطالعه قصد داریم مطالبی را در ارتباط با نقش SNP در خطر ابتلا به انواع سرطان به طور خلاصه مکتوب کنیم.

پلی مورفیسم های تک نوکلئوتیدی در درمان و تحقیقات سرطان

مقدمه
پلی مورفیسم تک نوکلئوتید به انگلیسی به طور مخفف SNP ؛ یک تغییر در توالی DNA است که در آن یک نوکلئوتید G,T،A,C در ژنوم افراد یک گونه بیولوژیکی یا بین یک جفت کروموزوم در یک فرد فرق دارد. به عنوان مثال، دو توالی از قطعات DNA از دو فرد متفاوت، AAGCCTA به ،AAGCTTA در یک نوکلئوتید با هم متفاوتند. در این حالت گفته می شود که دو الل C و T وجود دارند. تقریباً  تمام SNP های مشترک فقط دو الل دارند. در یک جمعیت، می توان یک فرکانس الل حداقلی 2 را به SNP ها نسبت داد. فرکانس الل حداقلی یعنی کمترین فراوانی یک الل در یک لوکوس 3 که در جمعیت خاصی مشاهده شده است. فرکانس الل حداقلی کمتر از فرکانس دو الل برای پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی است. بین جمعیت انسان ها تفاوت های گوناگونی وجود دارد، بنابراین یک الل SNP که در یک منطقه جغرافیایی یا در یک گروه  نژادی مشترک است، ممکن است بین گونه های دیگر کمتر باشد.
SNP ی که در آن هر دو الل یک توالی یکسان از پل یپپتید را تولید می کنند، یک پلی مورفیسم مترادف نامیده می شود. اگر یک دنباله پل یپپتید متفاوت تولید شود به آن پلی مورفیسم جایگذاری  می گویند. یک پلی مورفیسم جایگذاری می تواند دارای معنی اشتباه باشد که در آن صورت منجر به ایجاد آمینواسید متفاوتی خواهد شد، یا اینکه می تواند بدون معنی باشد که در این صورت منجر به  یک توقف کدون زودرس می شود. بیشتر از نصف امراض مرتبط با جهش، به علت پلی مورفیسم های جای گذاری هستند. SNP هایی که در ناحیه کد پروتئین نیستند ممکن است همچنان روی اسپلایسینگ و نسخه برداری ژن تأثیر بگذارند.

بیانهایی از ژن که از این نوع SNP تأثیر پذیرفته باشند expression SNP) eSNP ) نامیده می شوند. تغییراتی که در دنباله ی DNA در انسان ها اتفاق می افتد می تواند روی توسعه امراض و جواب به پاتوژن ها، مواد شیمیایی، داروها، واکسن‌ها و دیگر عامل ها تأثیر بگذارد.

تنوع ژنتیکی در ژنوم انسان
در فرایند دریفت توالی ژنوم انسان مشخص شده که محتوای تنوع ژنتیکی بیشتر از آن چیزی است که قبلاً تخمین زده شده بود. همانطور که گفته شد، رایج ترین تنوع توالی در ژنوم انسانی جایگزینی پایدار یک تک باز یعنی پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی ( SNP ) است. SNP ها در یک جمعیت با فرکانس اللی حداقل بیشتر از 1 درصد هستند . اکثر SNP ها خاموش هستند و عملکرد بیان ژن را تغییر نمی دهند. از نظر مفهومی، منطقی است که اصطلاح "جهش" برای تغییرات نادر با نفوذ بسیار بالا اختصاص داده شده است و معمولاً با یک فنوتیپ مضر مانند یک اختلال مونوژنیک کلاسیک (مثل کم خونی داسی شکل یا هموفیلی) همراه است. تعداد کل SNP ها در ژنوم انسان بیشتر از 10 میلیون تخمین زده شده است و تعداد SNP های دارای فرکانس الل حداقلی بیش از 10 درصد به نظر می رسد تا 5 میلیون باشد. SNP ها در سرتاسر ژنوم انسانی و با فرکانس الل حداقلی 1 در هر 1000 جفت باز و با تفاوت های منطقه ای مشخص توزیع شده اند. SNP ها به دلیل موتاسیون های نقطه ای ایجاد می شوند که به طور انتخابی در جمعیت حفظ می شوند. فراوانی SNP ها به چهار فاکتور وابسته است:

  1.  میزان زمانی که صرف موتاسیون می شود،

  2.  فشار فرگشتی (تکاملی) بر روی تغییرات مشخص بیولوژیکی و آن‌هایی که در ارتباط با واریانت کاربردی هستند،

  3. دریفت ژنتیکی تصادفی 

  4.  رویدادهای اتفاق افتاده در شرایط بد زیستی .

SNP ها در نواحی کروموزومی مشابه به صورت تصادفی به ارث نرسیده اند بلکه به عنوان ترکیبی از آلل ها هستند که بلوک های هالوتایپ را تشکیل می دهند. به نظر می رسد ژنوم ها درون بلوک های متمایزی به نام LD سازما ندهی شده اند، بنابراین، پیچیدگی آنالیز کردن SNP ها در یک ژن یا لوکوس می تواند توسط آنالیز مارکرهای به ارث رسیده از یک هالوتایپ کاهش یابد. به طور عملی، هالوتایپها می توانند توسط آنالیز LD یک ناحیه در افراد غیرخویشاوند یافت شوند و یا به صورت مولکولی در دودمان خانواده مشخص شوند. قابل توجه است که فراوانی هر دو یعنی SNP ها و مقدار LD ممکن است به طور قابل توجهی بین جمعیت ها متفاوت باشد. علاوه بر این، واریانت های خاص جمعیتی 12 بسیار زیادی وجود دارد.

ساختار هالوتایپ در دودمان بر اساس آنالیز در 3 نقطه ی خاص از ناحیه کروموزومی تعیین شده است. الل های مینور و ماژور با اشکال B/b ،A/a و C/c به ترتیب نشان داده شده اند. هالوتایپ می تواند از اطلاعات جدول منتج شده باشد و مدل وراثت کلاسیک مندل را دنبال کند. هالوتایپ ها می توانند از افراد غیرخویشاوند با بکارگیری الگوریتم آماری برای حدس زدن هالوتایپ ها بر اساس اطلاعات ژنوتایپ بکارگیری شوند. با این وجود، هالوتایپ را به وضوح تعیین نخواهد کرد، در عوض هالوتایپی با احتمالات آماری صحیح را خواهد داد.
هرچند این روش بسیار زیاد و بیشتر به خاطر هزینه بهره وری پایین استفاده شده است، روش های دیگری وجود دارند که هالوتایپ را به صورت قطعی تعیین می کنند. گاهی اوقات، شخص می تواند کلون های DNA یک کروموزوم تک را برای آنالیز توالی مستقیم جدا کند و یا به طور گزینشی با استفاده از پرایمرهای الیگونوکلئوتیدهای خاص، آلل را تقویت کند.


SNP ها و فنوتایپ
به موازات اینکه سن علم ژنومیک برای جستجوی واریانت های ژنتیکی (مانند SNPs) که بر حساسیت و پیامد بیماری اثر می گذارد، بیشتر می شود، تلاش های زیادی در زمینه انتخاب SNP ها برای مطالعه صورت گرفته است.
پیام نویدبخش استفاده از SNP های دو آللی برای مطالعات ارتباط کلی ژنوم، هرچند به صورت تئوری بسیار هیجان انگیز است، هنوز به دلیل مسائل مربوطه از جمله هزینه های هنگفت و غیرعملی بودن ژنوتایپینگ، هزاران SNP موردنیاز گاهی اوقات کنار گذاشته شده است، به جز در توسعه پایگاه های داده ها و ابزار تحلیلی موردنیاز برای تفسیر داده ها ، با این حال ما می توانیم در آینده به این رویکرد بپردازیم، اما در حال حاضر به دلیل منابع محدود و ابزارهای تحلیلی، اکثر محققان همچنان از استراتژیی استفاده می کنند که ژن های خاصی را مورد بررسی قرار می دهد و شناخته شده اند. روش ژن کاندید، شناسایی SNP ها را در ژن های دارای معنی مورد ارزیابی قرار می دهد؛ به عبارت دیگر، آنها  با درک درستی از زیست شناسی در تناسب هستند. پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی همچنین می تواند از یک ناحیه ژنی که قبلاً توسط مطالعه ارتباط  شناسایی شده و یا بیان آن توسط روش میکروآرایه آنالیز شده، انتخاب شود. تلاش های شدیدی بر روی SNP ها متمرکز شده است که عملکرد پروتئین یا بیان ژن را تغییر می دهد. سلسله مراتبی نیز برای پیش بینی بیان یک فنوتیپ ممکن، برای SNP ها پیشنهاد شده است . تخمین زده شده که احتمالاً 50000 - SNP 250000 وجود دارد که اثرات بیولوژیکی خاصی را به وجود می آورند و اکثر آن ها در 30000 ژن توزیع می شوند.
پیش بینی یک اثر بیولوژیکی احتمالاً پیچیده تر از آن است که در اینجا بحث شود؛ به عنوان مثال، یک SNP مترادف که توالی آمینواسید را تغییر نمی دهد، نشان داده است که بر پایداری نسخه DRD2 تأثیر می گذارد و منجر به تغییر بیان آن می شود. ازآنجایی که اکثریت SNP ها به تغییرات فنوتیپی منتج نمی شوند، بلکه متکی بر هالوتیپ های اجدادی اند، یک تمایز اساسی بایستی بین SNP ها به عنوان نشانگرهای ژنتیکی و عوامل مرتبط با یک اثر فنوتیپی ایجاد شود.
تا به امروز، مکتوباتی (از جمله مقالات و کتب) که بر SNP ها متمرکز شده، اثر کاربردی پیش بینی شده یا اثبات شده دارند. روش ژن کاندید که حاوی هاپلوتیپ های چسبیده به SNP است به بررسی تنوع ژنتیکی در ژن یا لوکوس می پردازد. هنگامی که یک هالوتایپ به عنوان نشانگر برای یک فنوتیپ تأئید شده است، لازم است که SNP جزئی برای تعیین واریانت های مسبب مورد بررسی قرار گیرد.
در برخی موارد لازم است SNP های اضافی به منظور تعریف بهتر ساختار هالوتایپ در هنگام جستجوی واریانت های مسبب مورد مطالعه قرار گیرند. تلاش برای کنار گذاشتن این و انتخاب فقط " SNP های مهم عملی" فرصت را برای "علامت گذاری" یک ژن یا منطقه محدود می کند. علاوه بر این، انتظار می رود که جمع آوری SNP فردی، یک استراتژی مؤثر برای شناسایی تغییرات در ژن هایی باشد که می تواند به بیماری های پیچیده مانند سرطان کمک کند. بدون تردید، مطالعات پیشین نشان می دهد.
که کدام واریانت برای مطالعه، پیشنهاد خواهد شد، هرچند پیشرفت های فنی و بیوانفورماتیک در حال حاضر یک منبع غنی برای مطالعه اند که شامل بسیاری از ژن ها و SNP ها با شناخت کم می باشند.

SNP در تحقیقات سرطان
مطالعات ارتباط ژنتیکی با SNP ها که سرطان را هدف قرار می دهند را می توان به دو دسته گسترده، مطالعه حساسیت و پیامد تقسیم کرد (جدول 1).
پیامد، تعیین اطلاعات پیش آگهی، عوارض یا پاسخ به مداخلات دارویی را جستجو می کند (به عنوان مثال، فارماکوژنومیک ها). تا به امروز، تقریباً تمام مطالعات چاپ شده، تعداد کمی از SNP ها، ژن ها و در موارد خاص واریانت های مربوط به ژن های یک مسیر یا فرایند بیولوژیکی را بررسی کرده اند (مانند آنزیم های تعمیر DNA از قبیل XRCC1 و XRCC3 یا ژن های متابولیسم زنوبیوتیک 16 مانند NAT1 و NAT2 ). اگرچه در ابتدا در مطالعه SNP ها و سرطان، پیشرفت های فنی و بیوانفورماتیک امکان افزایش تعداد ژن های مورد استفاده در یک مطالعه را به طور قابل توجهی افزایش داده است، اما بسیار مهم است که توجه داشته باشیم مطالعات SNP قبل از پذیرش و قطعاً قبل از اجرای بالینی نیاز به تکرار دارند؛ بنابراین، مهم است که محتوبات منتشرشده قبلی را به عنوان تحلیلی بسیار اولیه از آنچه  قطعاً یک فرایند پیچیده باشد، در نظر بگیریم.

جدول 1. مثال هایی از ژنها و ارتباط آنها

حساسیت به سرطان
احتمال ابتلا به یک سرطان خاص به احتمال زیاد با مجموعه ای از انواع ژنتیکی مرتبط است که بسیاری از آن‌ها می توانند با عوامل محیطی در ارتباط باشند. تاکنون مطالعات اولیه، ژن های منفردی از یک نمونه را ایجاد کرده که درنهایت تعامل ژن-ژن ها را می تواند بررسی کند. به عنوان مثال، مطالعات در مورد سرطان ریه  آن‌هایی را که برای متابولیسم تنباکو و اعتیاد به نیکوتین مهم هستند را مورد بررسی قرار داده اند. این رویکرد متمرکز بر روی برهمکنش یک محرک سرطان زای محیطی است و به دنبال شناسایی واریانت های ژنتیکی است که حساسیت یا حفاظت در برابر دود تنباکو را تشخیص می دهند. در این رابطه، برهمکنش ژن و محیط، نشان دهنده استرس بر میزبان است و شاید اثر فنوتیپی SNP را تقویت کند. به عنوان مثال، ژن میلوپرکسیداز؛ MPO ، به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است و داده های تکرارپذیری را در مطالعات روی سفیدپوستان ارائه کرده است.
یکی از قوی ترین موارد برای ارتباط پلی مورفیسم در ان- استیل ترانسفراز( NAT2 ) با سرطان مثانه و کولون است. NAT1 و NAT2 آنزیم هایی را کد می کنند که برای تبدیل آمین های معطر و هتروسیکلیک مهم هستند و به عنوان سرطان زا شناخته می شوند. خطر ابتلا به سرطان مثانه به طور خاصی در فنوتیپ استیلاتور NAT2 بالا است و با سابقه مصرف سیگار افزایش می یابد. از سوی دیگر، برای سرطان کولون مرتبط با آمین هتروسیکلیک، فنوتیپ استیلاتور سریع NAT2 خطر بیشتری را به همراه دارد .
 

SNP ها و پیامد
واریانت ها می توانند با پیامدها در ارتباط باشند و این می تواند در تصمیم گیری بالینی کمک کند؛ به عنوان مثال واریانت های ژنتیکی می توانند خطر ابتلا به تومور متاستازدهنده یا تهاجمی را تغییر دهند. تا به امروز، مطالعات شفافی اهمیت واریانت های ژرم لاین 17 را به عنوان نشانگرهای پیش آگهی نشان داده اند، اما ازآنجایی که درصد کمی از ژن های شناخته شده به اندازه کافی مورد مطالعه قرار گرفته اند، بررسی SNP ها همچنان فعال باقی مانده است. تاکنون، نتایج اولیه نشان می دهد که SNP ها در CYP3A4 با پیامد درازمدت سرطان پروستات در ارتباطند.
پروموتور SNP ی A-290G در CYP3A4 که یک ژن فعال اکسیداسیون تستوسترون به 6B ،-B2 ، یا 15-B هیدروکسی تستوسترون است، به نظر می رسد که با شدت بیماری در ارتباط است. این اثر در مردان مسن بدون سابقه خانوادگی سرطان پروستات قوی تر است .
چند مطالعه که ارتباط SNP و سرطان را نشان می دهد SNP در جایگاه های هدف میکرو RNA حساسیت تومور را تحت تأثیر قرار می دهد میکرو RNA ها خانواده ای از RNA های درونی، کوتاه و غیرکدشونده اند که تنظیم ژن را بعد از فرایند رونویسی تعدیل می کنند. میکرو RNA ها نقش تنظیمی خود را روی بیان ژن کدکننده پروتئین 18 PCG با اتصال کامل یا جزئی به منطقه ترجمه نشده ی ' UTR 3 و همچنین درون توالی کدشده CDS و ناحیه ترجمه نشده ' 5 مربوط به mRNA اعمال می کنند و درنهایت این فرایند دوام mRNA و ترجمه را تحت تأثیر قرار می دهد. نقش miRNA در پاتوژنزیز سرطان انسان، با شناسایی تغییرات ژنتیکی در لوکوس miRNA ، سیگنیچرهای بیان miRNA که فنوتیپ های نئوپلاستیک مختلف را تعریف می کند، انکوژن های بیشمار و ژن های سرکوبگر تومور به خوبی شناسایی شده است.
سرطان سینه یکی از شایع ترین بدخیمی ها در زنان است که هرسال بیش از 1 میلیون مورد جدید شناسایی می شود.
به طور گسترده در جهان پذیرفته شده که اکثر سرطان های سینه بایستی محصولات ترکیبی آلل ها یک منفوذ چندگانه 19 اختصاصی باشند. با این وجود، پیچیدگی واریانت های شناسایی شده به تنهایی نمی تواند برای تقریباً 80 درصد موارد سرطان سینه خانوادگی که ارتباطی با ژن های حساسیت پرنفوذ 20 سرطان سینه ندارند، به حساب آید. نقش واریانت های پلی مورفیک که در ژن های مرتبط با سرطان سینه واقعند در ارتباط با حساسیت تومور به طور گسترده ای بیان شده است. اما هیچ یک از گزارش هایی که مداخلات پاتوژنتیک تغییرات ژنومی را روی حساسیت سرطان سینه تحقیق می کنند، نقش SNP ها را در تنظیم ژن mRNA :miRNA و اثر آن را در توسعه سرطان سینه ارزیابی نکرده اند.
ملینا و همکاران SNP های مرتبط با حساسیت سرطان سینه برای توانایی شان در تحت تأثیر قرار دادن جایگاه های اتصال miRNA و تنظیم ژن mRNA:miRNA را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند.
ملینا و همکاران یک مکانیسم پاتوژنتیک جدید را شناسایی کردند تا ارتباط SNP های خاص را با حساسیت سرطان سینه با استفاده از اطلاعات اخیر روی تنظیم ژن پس از ترجمه 22 توسط miRNA توضیح دهند.
SNP در پروموتور ماتریکس متالوپروتئیناز 1 و 3 به ترتیب حساسیت به سرطان ریه و سرطان سینه را افزایش می دهد مثال غالب برای گسترش سرطان، یک پروسه چند مرحله ای پیچیده است که طی آن یک سلول نرمال تحت تغییرات ژنتیکی قرار م یگیرد که منجر به تغییرات فنوتیپی و کسب توانایی هجوم و کلونیزه شدن در جایگاه های دورتر است. اگرچه بسیاری از فاکتورها در گسترش تومور درگیرند، برهمکنش بین سلول های نئوپلاستیک و ریزمحیط های احاطه کننده 23 برای هر گام از توموریژنزیز 24 حیاتی و ضروری اند.
یکی از پتانسیل هایی که نقش حیاتی را در پویایی حفظ میکرومحیط های سلولی دارد، خانواده ماتریکس متالوپروتئیناز  است. خانواده ماتریکس متالوپروتئیناز شامل بیش از آنزیم هستند که در ارتباط با تجزیه ی غشای خارج سلولیECM از جمله غشای پایه می باشند.
اختلال در یکپارچگی غشای پایه، شکلی از تومور تهاجمی، به تومور اجازه می دهد تا به طور محلی و غیرمحلی پراکنده شود ؛ بنابراین این مسئله به طور اولیه مورد اعتقاد است که ماتریکس متالوپروتئینازها از طریق تجزیه موانع فیزیکی در هجوم تومور، نفوذ به رگ خونی و متاستاز درگیر است. هرچند، علاوه بر تقویت هجوم سلولی توسط تخریب موانع غشای خارج سلولی، ماتریکس متالوپروتئینازها می توانند همچنین میکرومحیط ها را با استفاده از سیگنال های سلولی تحت تأثیر قرار دهند . بیشتر ماتریکس متالوپروتئینازها نه تنها توسط سلول های سرطانی به صورت ژنتیکی تغییر یافته اند، بلکه توسط سلول های استرومال مجاور و مداخله کننده سنتز می شوند.
نقش SNP در پروموتر MDM2 و تضعیف مسیر سرکوب گر تومور P53 و تشدید تشکیل تومور در انسان پروتئین سرکوب گر تومور P53 طی تنش های سلولی مانند آسیب DNA و فعال شدن انکوژن فعال می شود و برنامه رونویسی را که منجر به ترمیم DNA ، توقف چرخه سلولی و در برخی موارد آپپتوز می شود، شروع می کند.
مسیر پاسخ استرس P53 برای جلوگیری از تشکیل تومور بسیار ضروری است؛ به عنوان مثال، هم در موش و هم در انسان که موتاسیون غیرفعال ژرم لاین 27 را در یکی از آلل های ژن P53 حمل می کنند، تومور در سنین بسیار پایین زندگی و به طور چشمگیری با فراوانی بالا گسترش پیدا می کند.
موتاسیون های غیرفعال کننده ی سوماتیک 28 در ژن p53 در بیش از 50 درصد تومورهای انسانی یافت می شوند. رو یهم رفته، این مشاهدات و بسیاری از گزارش های دیگر، اهمیت مسیر p53 را درسرکوب تومور حمایت می کند؛ بنابراین این منطقی است که فرض کنیم به طور طبیعی واریانت های ژنتیکی پلی مورفیک در گره های اصلی مسیر p53 م یبایستی زمینه ی تغییر دیده شده در اشخاص، بین حساسیتشان به سرطان و پیشروی بیماری شان باشد. تحقیق برای تغییر ژنتیکی در مسیر p53 با نگاه به ژن MDM2 شروع شد که تنظیم کننده منفی مهم P53 را کد می کند. ژن MDM2 به طور مستقیم متصل می شود و P53 را با تنظیم موقعیت، دوام و فعالیتش به عنوان یک فعال کننده رونویسی مهار می کند.


ژن MDM2 یک ژن ضروری در نمو موش مورین است به طوریکه جنین قبل از قرار گرفتن در رحم می میرد. این فنوتیپ کشنده با بلوکه کردن ژن P53 به وجود نمی آید که مسلماً نشان دهنده ی یک برهمکنش ژنتیکی مهم بین دو ژن در نمو موش مورین است. مندریسا  و همکاران ( 2003 ) اهمیت این برهمکنش را در موش بالغی که به طور ژنتیکی تغییر یافته بود و سطح کاهش یافته ای از MDM2 را تولید می کرد، نشان دادند. این موشها کوچک، لنفوپنیک 30 ، حساس به امواج رادیویی و دارای آپپتوز در سلول های لنفوسیتی و اپیتلیال بودند.

این فنوتیپ ها همگی نشان دهنده مستقل بودن P53 بودند، از این رو بیشتر نشاندهنده ی این است که MDM2 یک تنظیم کننده کلیدی منفی P53 در موش های در حال نمو و موش های بالغ است. در انسان، مجموعه ی تومورها mRNA و پروتئین MDM2 را بیش از حد بیان می کنند و این بیان بیش از حد با پیشروی سرطان تسریع یافته و فقدان پاسخ به درمان در ارتباط است. در زیرمجموعه این تومورها، بیان بیش از حد MDM2 متقابلاً منحصر به موتاسیون p53 بود که می تواند پیشنهاد کند بیان بیش از حد MDM2 می تواند جایگزینی برای p53 غیر فعال کننده توسط موتاسیون باشد. همانطور که بیان MDM2 به نظر می رسد برای پاسخ p53 ضروری است، به طور طبیعی تغییرات توالی که در پروموتر MDM2 رخ می دهد ممکن است منجر به تغییر بیان پروتئین MDM2 شود و از این رو سرکوب کننده تومور p53 و به طور بالقوه سرطان در انسان را تحت تأثیر قرار می دهد. SNP مربوط به ژن RAD51 خطر سرطان را در حاملین BRCA2 تغییر می دهد.
موتاسیون های ژرم لاین در ژن های BRCA1 و BRCA2 حساسیت به سرطان سینه و تخمدان را افزایش می دهند. نفوذ این موتاسیون ها ناکامل بوده و وابسته به سن است، بنابراین خطر سرطان در حاملین با سن شروع به افزایش می کند، هرچند میانگین سن تشخیص سرطان در حاملین ژنهای BRCA1 و BRCA2 در مقایسه با غیرحاملین کمتر است. تخمین قابلیت نفوذ، شاید در نتیجه طرح های اثباتی مختلف و یا اثرات آللی به طور گسترده متغیر است.
در خانواده ها مشخص شده افراد مبتلا به چندین مورد، برای تجزیه و تحلیل ارتباط مناسبند، خطر سرطان در طول عمر (تا سن 70 سالگی) حدود 85 درصد برای هر دو حاملین ژن های BRCA1 و BRCA2 بود، 63 درصد برای سرطان تخمدان در حاملین BRCA1 بود و 27 درصد برای سرطان تخمدان در حاملین BRCA2 بود.
در مطالعات انجام شده در خانواده های کمتر انتخابی و یا در سطح جمعیت، ریسک دائم 36 - 6 درصدی سرطان پستان و ریسک 16 درصدی ابتلا به سرطان تخمدان مشهود بود. این مطالعات در گروه های قومی مختلف انجام شد که تعداد محدودی از موتاسیونهای خاص را حمل می کردند و بنابراین می توانستند نماینده ی این آلل ها باشند، در عوض نفوذ کلی موتاسیون های BRCA1 و BRCA2 را منعکس می کنند. این تفاوت ها پیشنهاد می کند که نفوذ موتاسیون های BRCA1 و BRCA2 با فاکتورهای محیطی و ژنتیکی دیگر تغییر می کند. شناسایی چنین تغییردهنده هایی پیامدهای مهمی مانند تسهیل ارزیابی دقیق تر ریسک در حاملانی که با انتخاب های بالینی دشوار در مورد ماستکتومی پیشگیرانه 31 و اووفورکتومی 32 مواجهند، دارد. ژن های مناسب جهت اصلاح شامل ژنهایی هستند که محصولات آنها در واکنش با BRCA1 و BRCA2 شرکت می کنند.
RAD51 هومولوگ RecA در باکتری هاست که برای میوز و نوترکیبی میوزی و ترمیم نوترکیبی شکست های DNA دو رشته ای موردنیاز است. هردوی BRCA1 و BRCA2 نشان داده اند که می توانند با RAD51 واکنش نشان دهند و بلوکه کردن فنوتیپ BRCA1 و BRCA2 موش ها مشابه بلوکه شدن RAD51 است. یک موتاسیون بی معنی در RAD51 در دو بیمار ژاپنی با سرطان دوطرفه سینه توصیف شده است، وانگ و همکاران شفاهاً مدرکی ارائه دادند که یک SNP در ناحیه ترجمه نشونده ' 5 ژن RAD51 با افزایش ریسک سرطان سینه در حاملین BRCA1 و BRCA2 در ارتباط است اما تأثیری در ریسک سرطان سینه در زنان فاقد BRCA1 و BRCA2 ندارد. این SNP به صورت 135g/c طراحی شده است که جایگزینی G با C در موقعیت cDNA 135 ژن RAD51 انسانی است .
SNP در ژ نهای انتقالی ABCC5 و ABCG1 با سمیت های معده ای- روده ای مرتبط با ایرینوتیکن در بیماران مبتلا به سرطان کولورکتال ارتباط دارد ایرینوتیکن با فرمول 7-ethyl-10-[4-(1-piperidino)]-1-piperidino ( یک داروی مورد تأئید سازمان غذا و داروی آمریکا و آژانس دارویی اروپا برای درمان متاستاز بیماران دارای سرطان کولون 34 است. در حال حاضر، ایرینوتیکن یا به تنهایی و یا در ترکیب با دیگر عوامل شیمی درمانی مانند فلورواوراسیل 35 ، بواسیزومب 36 و اگزالیپلاتین 37 در درمان خط اول یا دوم بیماران دارای سرطان کولون مورد استفاده قرار م یگیرد. مصرف این دارو در سمیت های شدید مانند نوتروپنیا و اسهال نوع تأخیری و حاد که نیاز به نظارت نزدیک و درمان فوری دارد، محدود می شود. پروفایل سمیت ایرینوتیکن وابسته به دوز دارو و برنامه است اما در تمام رژیم ها اسهال شدید و نوتروپنی مهم ترین سمیت های محدودکننده دوز دارو هستند. ایرینوتیکن توسط سیتوکروم p450 CYP3A4 به 7-ethyl-10-(4-N-[5-aminopentanoicacid]-1-piperidino)carbonyloxycamptothecin( APC ( و 7-ethyl-10-(4-amino-1-piperidino( NPC (سمیت زدایی می شود و توسط کربوکسیل استرازهای CES1 و CES2 به متابولیت های فعالش SN-38 تبدیل می شود، سپس با اسید گلوکورونیک به شکل SN-38G توسط آنزیم UDP - گلوکورونوزیل ترانسفراز، UDP - گلوکورونوزیل ترانسفراز 1A1 و احتمالاً دیگر ایزوفرم ها کانجوگه می شود که این آنزیم ها همچنین گلوکورونیداسیون بیل یروبین را نیز کاتالیز می کنند.
فعالیت ناقص گلوکورونیداسیون آنزیم UDP -گلوکورونوزیل ترانسفراز 1A1 با سطح سرمی بالای SN-38 و بیلی روبین در ارتباط است و منجر به سمیت می شود. اعضای خانواده ترانسپورتر کاست متصل به ATP ، خروج محصولات متابولیک ایرینوتکان را تنظیم می کنند(شکل  2).

شکل 2. فعالیت ایرینوتکان و مسیر طبیعی نتایج حاصل از مطالعه ی مربوطه به صورت دوایر گرد و نقطه چین نشان داده شده است.

گزارش شده است که متغیرهای بین فردی در فارماکوکنتیک ایرینوتکان و SN-38 و همچنین پلی مورفیسم ژنتیکی آنزیم UGT1A1 در گلوکورونیداسیون SN-38 دخیلند. این قابلیت تغییر با تفاوت های قابل توجهی در نتیجه درمان و سمیت غیرقابل پی شبینی شدید در برخی از بیماران همراه است. بیماران هموزیگوت برای آلل UGT1A1 *  7/TA که دارای تکرار TA اضافی در منطقه پروموتر UGT1A1 هستند، بیشترین تغییرپذیری را در فارماکوکینیتیک ایرینوتکان و سمیت های بالاتر، به خصوص نوتروپنی نشان می دهند. در سال 2005 ، این یافته ها منجر به اصلاح در برچسب داروی ایرینوتکان توسط FDA شد که شامل کاهش دوز در بیماران هوموزیگوت برای 28 * UGT1A1 بود. برای شناسایی ژنوتایپ های بیمار به منظور هدایت پزشکان به دوز مناسب ایرینوتکان، تست ژنتیک مورد تأئید قرار گرفت.
علاوه بر این، همانطور که مطالعات جمعیت، آلل های مختلف UGT1A1 را با سمیت با ایرینوتکان  مرتبط می دانند و ایرینوژنومیک شامل چندین نوع مختلف ژنی است، رویکردهای نوآورانه به شدت موردنیاز است تا دریچه ی جدیدی را در این حوزه ی فارماکوژنتیک داروی ضدسرطان و همچنین  مصرف دارو باز کند. در مطالعه ی دی مارتینو 38 و همکاران، با استفاده از یک پلت فرم میکروآرایه نوآورانه، پروفایل ایرینوژنومیک تمام ژن های حاضر که در متابولیسم دارو درگیر بودند را شناسایی کردند و در یک سری از بیماران mCRC با سمیت روده ای- معده ای ناشی از ایرینوتکان را در مقایسه با کنترل های همسان بدون تجربه سمیت رود های- معده ای مقایسه نمودند. پل تفرم DMET Plus اجازه می دهد که تمام پلی مورفیسم های شناخته شده در جذب، توزیع، متابولیسم و حذف آنزیم های مرتبط با ADME روی یک آرایه تکمیل شود .


نویسنده

واحد تحقیق و توسعه آزمایشگاه پاتوبیولوژی و ژنتیک اریترون

تماس با ما


اریترون یک آزمایشگاه تخصصی است که از راه های مختلف می‌توانید با آن در تماس باشید و پرسش ها

 و مشکلات خود را به آسانی با متخصصین ما در میان بگذارید.

 

ساعت کار آزمایشگاه از 06:30 صبح الی 10 شب به طور یکسره و روزهای تعطیل از 7 صبح الی 2 بعد از ظهر

اصفهان / خیابان شیخ صدوق شمالی / خیابان شیخ مفید غربی

جواب آزمایش خود را به آسانی از طریق ربات تلگرامی به آدرس erythronlab_bot@ دریافت نمایید.

شماره تماس : 2-36633621 - 031

شماره فکس: 89784728- 021                                           [email protected]

                                                                                    کد پستی : 76351-81647