загрузка...
Патологічна фізіологія / Оториноларингологія / Організація системи охорони здоров'я / Онкологія / Неврологія і нейрохірургія / Спадкові, генні хвороби / Шкірні та венеричні хвороби / Історія медицини / Інфекційні захворювання / Імунологія та алергологія / Гематологія / Валеологія / Інтенсивна терапія, анестезіологія та реанімація, перша допомога / Гігієна і санепідконтроль / Кардіологія / Ветеринарія / Вірусологія / Внутрішні хвороби / Акушерство і гінекологія
« Попередня Наступна »

Білковий чіп для діагностики ракових клітин первинної пухлини і мікрометастазів по сироватці крові пацієнта

Другий шлях ранньої діагностики ракових клітин по білках на поверхні ракових клітин.

Ракова клітина відрізняється від нормальної клітини того ж типу за складом синтезованих нею білків. Ці білки - продукт «поломок» в генетичному матеріалі нормальної клітини, які перетворили її на ракову. Наявність їх - ознака того, що ген або гени, що викликає переродження нормальної клітини, почав свою руйнівну роботу. Так як ці білки з ракових клітин, то це білки-маркери. За наявністю їх у сироватці крові від пацієнта виявляють у нього рак.

На поверхні нормальної клітини будь-якого типу є білки: 1) білки-рецептори і 2) білки-маркери. Наші знання про них дуже мізерні, так як протеоміка лише робить початок.

Нам важливо знати які це білки, чим відрізняються в кожному типі нормальної клітини, яка просторова структура молекул цих білків. Це ж треба знати і в ракової клітки різного типу і в чому різниця між нормальною клітиною і ракової того ж типу.

У багатоклітинних організмі нормальні клітини ідентифікують один одного і передають повідомлення за допомогою білків-рецепторів. Ці рецептори діють як хімічні «прапори» для зв'язку з іншими клітинами або як хімічні «ворота», контролюючі надходження в клітину молекул ззовні.

Внутрішня частина молекули-рецептора часто представлена ??ферментом - тирозинкінази. Від неї сигнал ззовні через білки цитоплазми в кінцевому рахунку досягає ядра клітини і вона дає відповідь - поділ, секреція білка і т.д. Інший шлях передачі сигналу від білка-рецептора в ядро ??клітини - через універсальний G-білок.

Дефекти в білку-рецепторі або в G-білку через мутацій в їхніх генах ведуть до численних хвороб, у тому числі, до перетворення нормальної клітини в

ракову . Тому важливо знати просторову структуру білків рецепторів або G-білків в нормальній клітині кожного типу, а також при будь-якій хворобі.

На клітці кожного типу - свої білки-маркери. Вони, як і білки-рецептори, - продукт генів цієї клітини.

Для кожної хвороби на поверхні її клітин - характерні цієї хвороби, білки-маркери.

В даний час кожен знову відкритий ген і білок перевіряється на здатність бути маркером. Критерій оцінки загальний, і його дав акад. Г.І. Абелевий (2003): «Якщо в нормальній клітині нового гена або білка немає, а в дефектної, зокрема, ракової присутній, то він вже явний претендент, щоб стати маркером».

При будь-якої хвороби гени-маркери і білки-маркери - завжди строго специфічні. Звідси: діагноз хвороби по виявленню у пацієнта таких маркерів - точний.

Відносно раку ситуація важка: тут гени-маркери - строго специфічні, а відомі білки-маркери, тобто антигени на ракових клітинах не завжди строго специфічні.

Специфічним білком-маркером ракової клітини може бути лише той білок, який синтезується в ракової клітки, але не синтезується в нормальній клітині того ж типу.

Справа в тому, що ракова клітина - це як би повернення за ступенем її диференціювання до ембріонального періоду. Тому ракова клітина знову починає секретувати ембріональні антигени; їх в нормальній клітині немає, або їх зміст менше.

Поки специфічні антигени в ракових клітинах вченим виділити не вдалося, і таких антигенів швидше за все немає. А в цьому криються всі проблеми створення вакцини від раку: лікувальної і, тим більше, профілактичної.

На запитання кореспондента акад. Г.І. Абелевий відповів: «Ні, такого маркера поки не існує. Думаю, що він навряд чи і з'явиться ». Він далі сказав про іншому напрямку пошуку маркерів ракових клітин - з аналізу складу інформаційної РНК, тобто копій генів у цих клітинах.

«Ні? Ворога? в чистому вигляді », - так хтось сказав про відомих вже, але не-специфічних білках-маркерах ракової клітини. Усього таких маркерів близько 10 - для раку простати, молочної залози, печінки та ін

Їх використовують на основі того, що синтез такого білка-маркера в нормальній клітині набагато менше, ніж в ракової клітки цієї тканини , через слабку експресії гена цього білка.

Такі маркери важливі для: 1) встановлення попереднього діагнозу раку з підвищення кількості даної речовини в крові пацієнта в неськолко десятків разів у порівнянні з нормою; в такому випадку необхідна прицільна перевірка того чи іншого органу кількома різними аналізами , і з'ясувати, скільки з них змінено, включаючи при необхідності біопсію з тканини; 2) для виявлення раннього рецидиву раку і ступеня адекватності методів лікування раку у конкретного пацієнта.

Але тепер для такої діагностики ракових клітин у пацієнта вчені виявили цілий ряд нових білків-маркерів в ракових клітинах будь-якого типу. Відкриття таких маркерів в світі відбувається дуже швидкими темпами. Такі білки-маркери дуже цінні, тому що вони практично в «чистому» вигляді.

Вся цінність їх, на відміну від названих, в тому, що гени цих білків-маркерів "включаються" в дорослому організмі, але тільки в ракових клітинах, а в нормальних клітинах ці гени - «мовчать» . Тобто, в нормальних клітинах цей білок не синтезується. Причина «включення» генів - деметилювання CpG-острівців у промоторах цих генів ферментом - деметілазу.

1. Фермент ДНК-метилтрансфераза 1.

Цей фермент хімічно модифікує гени - приєднує метильние групи до цитозину (C), за яким розташований гуанін (G) в промоторі гена. Це пригнічує експресію гена. Якщо це буде ген-супресор, то це сприяє перетворенню нормальної клітини в ракову.

Різке підвищення експресії цього ферменту в клітці - ознака передраковій і ракової клітини. Таке підвищення вмісту ферменту в сироватці крові від пацієнта в порівнянні з нормою, можна використовувати для діагностики за допомогою білкового чіпа ракових клітин.

Блокада ДНК-метилтрансферази 1 в клітці попереджає або знімає репресію генів-супресорів, що перешкоджає перетворенню нормальної клітини в ракову.

2. Метил-ДНК-зв'язуючі білки.

Після приєднання метильних груп до CpG-острівців промотора генів вступають в дію метил-ДНК-зв'язуючі білки. Вони зв'язуються з ділянкою метилування промотора гена і пригнічують експресію гена.

А.В. Прохорчук (2005) і американські колеги зайняті дослідженням одного з таких білків - білок Каізо. Вчені виміряли рівень експресії гена білка Каізо в клітинах раку різного типу від людини. Він виявився «в десятки разів вище», ніж у нормальних клітинах того ж типу. На думку вчених, це можна використовувати для ранньої діагностики ракових клітин, а ген білка може стати «геном-маркером і вказати на характеристики раку».

Для знищення ракових клітин вчені планують створити химерний Каізо білок, який би не пригнічував, а посилював експресію генів-супресорів ракової клітини. А.В. Прохорчук - керівник проекту - зазначає, що на цьому шляху «кроятся підводні камені. Потрібно змусити химерний Каізо працювати тільки на благо, тобто активувати тільки гени-супресори ракової клітини, але не інші метиловані гени. Над цим ми зараз і працюємо ».

Кінцева мета досліджень цих вчених - «вивчити можливість використання білка Каізо як мішені для спрямованої протиракової терапії».

3. Білок Mts 1 - продукт гена mts 1.

Він відкритий акад. Г.П. Георгиевим і його групою (1999). Він створює властивість інвазії ракової клітини різного типу. Білок синтезується в ракових клітинах, а в більшості нормальних клітин синтезу його немає, так як його ген mts 1 «мовчить» через метилування його промотора. Виявлення підвищеної експресії цього білка в сироватці крові вказує на наявність метастазів ракових клітин в організмі пацієнта.

Зв'язування цього білка в ракових клітинах пригнічує метастатичний фенотип ракових клітин.

4. Білки JD-1 і JD-3 та їх гени.

Вони відкриті проф. Р. Бенезра (1999) і його групою. Ці білки викликають ангіогенез і лімфангіогенез у вузлику з ракових клітин з розміру його в 1-2 мм в діаметрі в тканини різних органів, що перешкоджає відмирання ракових клітин. У нормальних клітинах дорослого організму гени цих білків - «мовчать», так як також їх промотори метиловані. Блокада білків цих генів пригнічує мікрометастази в тканинах.

5. Фермент теломераза. Він робить ракову клітину безсмертної шляхом відновлення довжини теломер ракової клітини перед кожним її поділом. У нормальній клітці у дорослої людини ген цього білка «мовчить», - немає і теломерази.

Ген цього ферменту «включений» деметилюванню його промотора в ракової клітці. У нормі він експресується також у статевих клітинах. За різкого підвищення кількості ферменту в сироватці крові в порівнянні з нормою, його можна використовувати для самої ранньої діагностики ракової клітини будь-якого типу в організмі пацієнта.

Тепер вчені з США на основі цього ферменту створили вакцину від раку будь-якого типу клітини.

6. Білок під кодовою назвою «5Т4».

Він відкритий проф. П. Стерн з колегами в Британії. Виявилося, що саме цей білок «маскує» білки-антигени на поверхні ракової клітини лю-бого типу від Т-клітин імунної системи організму людини.

Цей білок синтезується в стовбурових клітинах ембріона людини і необхідний для його розвитку.

Дуже приємно те, що в дорослому організмі цей білок синтезується тільки в ракових клітинах будь-якого типу клітини і мається на їх поверхні. Ген цього білка в нормальних клітинах також «мовчить». Цей білок дозволяє раковим клітинам «вислизати» від впливу імунної системи пацієнта і поширюються цим клітинам по всьому організму без кінця і кордонів.

На основі білка «5Т4» вчені розробили вакцину - «Чарівна Куля», і вже ведуться її випробування на добровольцях, які страждають від раку.

7. Циклін і циклин-залежна кіназа.

У ракової клітки будь-якого типу надлишкова експресія цих молекул-білків-регуляторів клітинного циклу. По аналізу змісту цих білків в сироватці крові від пацієнта можна виявити ці білки, а, значить, і їх носіїв - ракові клітини.

Протеоміка - наука про білки, здатна за ряд років відкрити протеом нормальної клітини кожного типу, а також ракових клітин у людини. Будуть відомі білки-рецептори і білки-маркери ракових клітин різного типу.

Тоді за допомогою білкового чіпа або мікроматріци буде можливо проводити ранню діагностику ракових клітин по цих білків в сироватці крові від пацієнта.

Будуть діагностуватися: 1) ракова клітина і її близькі нащадки первинного вогнища раку; 2) мікрометастази ракових клітин по білках властивості інвазії цих клітин.

Ми вже знаємо, що структура білкового мікрочіпа принципово не відрізняється від ДНК-чіпа: пластинка площею в 1 см2 або трохи більше зі скла або пластику. На ній у строгому порядку фіксовані тривимірні комірки з гелю, кожна осередок - діаметром не більше 100 мікрон.

У кожну клітинку поміщається відома досліднику молекула-зонд. В якості молекул-проб буде досліджувана рідина - сироватка крові від пацієнта. Молекула-зонд здатна вибірково зв'язуватися з молекулою-пробою, що міститься в досліджуваній сироватці, якщо вона комплементарна за структурою молекулі-зонду.

Залежно від виду молекули-зонда може бути кілька варіантів білкового чіпа для діагностики ракових клітин за зразком сироватки крові від пацієнта:

1. Моноклональних антитіл (МКА) на чіпі - пошук білка-маркера ракової клітини в сироватці крові.

2. Моноклональних Т-клітинний рецептор (мТКР) на чіпі - пошук білка-маркера ракової клітини в сироватці крові.

4. МКА на чіпі - пошук білка-рецептора ракової клітини в сироватці крові.

5. мТКР на чіпі - пошук ферменту ракової клітини в сироватці крові.

6. Білок-рецептор ракової клітини на чіпі - пошук антитіл до нього в сиво Ротко крові.

7. Білок-маркер ракової клітини на чіпі - пошук антитіл до нього в сироватці крові.

Ми привели схему пошуку ракових клітин в організмі пацієнта по білках, викладеним у пунктах 1-7 цього розділу, за допомогою білкового чіпа. Кожен з цих білків є маркером для ранньої діагностики ракових клітин по сироватці крові від пацієнта, а також мішенню для ліків і засобів з метою знищення ракових клітин.
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
Інформація, релевантна " Білковий чіп для діагностики ракових клітин первинної пухлини і мікрометастазів по сироватці крові пацієнта "
  1. ОСНОВИ ПРОТИПУХЛИННОЇ ТЕРАПІЇ
    Вінсент Т. де Віта (Vincent Т. De Vita, JR. ) Біологія пухлинного росту Основи протипухлинної терапії базуються на наших знаннях про біології пухлинного росту. Два десятиліття тому уявлення про те, що навіть невеликі за розмірами первинні ракові пухлини відривають життєздатні пухлинні клітини в систему циркуляції і ці клітини здатні рости так само, як і в первинній
  2. Ангіогенез і лімфангіогенез і їх інгібування для пригнічений-ня проліферації ракових клітин первинного раку і метастазів
    З ракової стовбурової клітини за рахунок поділу спочатку в тканини, утворюється скупчення клітин-нащадків вигляді вузлика розміром 1-2 мм. Дж. Фолкмен (D. Folkman, 1970) із США врахував той факт, що коли йде зростання раку з вузлика, клітини в його середині починають відмирати, а ті, що зовні, інтенсивно діляться. У нього виникла ідея, що для зростання раку повинна заново, тобто de novo, створюватися мережу кровоносних
  3.  Генітальний ендометріоз
      Визначення поняття. Поняття ендометріоз включає наявність ендометріоподобние розростань, що розвиваються поза межами звичайної локалізації ендометрію - на вагінальної частини шийки матки, в товщі м'язового шару матки і на її поверхні, на яєчниках, тазовій очеревині, крижово-маткових зв'язках і т.п. У зв'язку з тим що анатомічно і морфологічно ці гетеротипії не завжди ідентичні слизової
  4.  . Цукровий діабет і вагітність
      Анатомія і фізіологія підшлункової залози Підшлункова залоза розташована на задній стінці черевної порожнини, позаду шлунка, на рівні LI-LII і тягнеться від дванадцятипалої кишки до воріт селезінки. Довжина її становить близько 15 см, маса близько 100 р. У підшлунковій залозі виділяють головку, розташовану в дузі дванадцятипалої кишки, тіло і хвіст, що досягає воріт селезінки і
  5.  ОСНОВИ неоплазією
      Джон Мендельсон (John Mendelsohn) Вступ. Останні роки позначені значним прогресом у розумінні біологічних і біохімічних основ розвитку раку. Однак це не означає, що проблема неопластичних захворювань вирішена. Успіхи в лікуванні раку у дорослих приходили поступово і стосувалися в основному злоякісних пухлин, що характеризуються незвично високою чутливістю до
  6.  Хвороба Ходжкіна І Лімфоцитарна ЛІМФОМИ
      Вінсент Г. ДеВіто, Джон Е. Ултман Визначення. Лімфоми слід розглядати як пухлини імунної системи. До них відносяться лімфоцитарні пухлини і хвороба Ходжкіна, а іноді в групу лімфом включають і пухлини гістіоцитарної походження. Раніше лімфоми підрозділяли на хвороба Ходжкіна і неходжкінські лімфоми, але в даний час більш досконалі методи діагностики дозволяють
  7.  РАК МОЛОЧНОЇ ЗАЛОЗИ
      Джейн Є. Хенні, Вінсент Т. ДеВіто (Jane Е. Henney, Vincent Т. DeVita, Jr.) Рак молочної залози дуже поширений серед жінок Західної півкулі. У 1985 р. в США було зареєстровано 119 000 жінок і приблизно 1000 чоловіків із цим захворюванням. В останні роки найбільш частою причиною смерті жінок від злоякісних новоутворень став рак легені, однак донедавна першого
  8.  ПОЧАТКУ ЕНДОКРИНОЛОГІЇ
      Джин Д. Вілсон (Jean D. Wilson) Функціональні властивості клітин визначаються генетичними факторами, але швидкість метаболічних реакцій у клітині регулюється в основному двома взаємопов'язаними і взаємодіючими системами-ендокринної та нервової. Спочатку ці дві системи розглядали як окремі, залежно від способу передачі інформації - за допомогою нервових імпульсів або хімічних
  9.  ХВОРОБИ ЩИТОВИДНОЇ ЗАЛОЗИ
      Сідней Г. Інгбар (Sidney H. Ingbar) Нормальна функція щитовидної залози спрямована на секрецію L-тироксину (Т4) і 3,5,3 '-трійод-L-тіроніна (Т3) - йодованих амінокислот, які представляють собою активні тиреоїдні гормони і впливають на різноманітні метаболічні процеси (рис. 324-1). Захворювання щитовидної залози проявляються якісними або кількісними змінами секреції
  10.  ХВОРОБИ Кори надниркових залоз
      Гордон Г. Уилльямс, Роберт Дж. Длюхі (Gordon H. Williams, Robert К. Diuhy) Біохімія і фізіологія стероїдів Номенклатура стероїдів. Структурною основою стероїдів служить циклопентенпергидрофенантрановое ядро, що складається з трьох 6-вуглецевих гексанової кілець і одного 5-вуглецевого пентанових кільця (D, на рис. 325-1). Вуглецеві атоми номеруются в послідовності, починаючи з кільця А
загрузка...

© medbib.in.ua - Медична Бібліотека
загрузка...