Często mówiąc o chorobach genetycznych, zapominamy o jednej z najgroźniejszych jednostek chorobowych naszych czasów – o nowotworach. Należy pamiętać, że każdy nowotwór, niezależnie od umiejscowienia, jest także chorobą genetyczną. Nie ma znaczenia, z jakiej tkanki się on wywodzi lub czy do jego powstania przyczyniły się dziedziczne zmiany genetyczne. Czym różnią się komórki nowotworowe od komórek zdrowych?
Nasz organizm składa się z ogromnej ilości komórek. Zdrowe, prawidłowe komórki rosną, dzielą się, reagują na sygnały wewnątrzkomórkowe, podlegają systemowi naprawy DNA i wielu innym procesom molekularnym. W wyniku zmian zachodzących w komórce mogą pojawić się błędy i uszkodzenia materiału genetycznego. Zdarza się, że komórka nie jest w stanie naprawić wszystkich błędów (mutacji) w DNA i w efekcie kierowana jest na szlak programowanej śmierci komórki. Takie samobójstwo komórek, wbrew pozorom, jest zjawiskiem pożądanym. Dzięki temu uszkodzona komórka usuwana jest z organizmu, chroniąc nas tym samym przed jej niekorzystnym działaniem i zapewniając swego rodzaju recykling surowców budujących komórki, takich jak aminokwasy i białka.
Są jednak sytuacje, w których komórki z uszkodzonym DNA wymykają się spod opieki systemów kontroli. Wówczas dochodzi w nich do gromadzenia się kolejnych szkodliwych mutacji w materiale genetycznym i zapoczątkowania całej kaskady niepożądanych zdarzeń. W efekcie funkcjonowanie komórek zostaje zaburzone, przestają odpowiadać na zewnątrzkomórkowe instrukcje, co w konsekwencji prowadzi do ich nadmiernego i niekontrolowanego namnażania się. Gromadzące się w ten sposób wadliwe komórki formują z czasem guz nowotworowy.
Komórki nowotworowe potrafią naciekać (czyli „wnikać”, „wrastać”) do otaczających je zdrowych tkanek i powoli wypierać zdrowe komórki. Prowadzą w ten sposób do rozprzestrzeniania się choroby na inne tkanki, a nawet przemieszczania się jej do innych narządów. Komórki nowotworowe nie reagują na sygnały kierujące je do programowanej śmierci komórki, potrafią także skutecznie unikać obronnej aktywności układu immunologicznego. Stają się w pewien sposób nieśmiertelne.
Źródłami mutacji (szkodliwych zmian genetycznych), które przyczyniają się do rozwoju choroby nowotworowej, mogą być:
Zrozumienie genetycznego podłoża nowotworów pozwala naukowcom i klinicystom typować zmiany w materiale genetycznym, które pojawiają się w przypadku konkretnych nowotworów. Tym samym umożliwia to rozwój terapii celowanych, pozwalając na precyzyjną i bardziej skuteczną walkę z chorobą.
W walce z chorobą nowotworową oprócz zidentyfikowania przyczyny, ważnym czynnikiem jest wczesna diagnoza. Rozpoczęcie leczenia na wczesnych etapach choroby, daje większe szanse na jego skuteczność. Jednak rozpoznanie choroby we wczesnym stadium nie zawsze jest możliwe.
Do identyfikacji przyczyn rozwoju nowotworu niezbędne są narzędzia, jakie oferuje nam rozwój genetyki i biologii molekularnej. Szczególnie istotne jest sekwencjonowanie genomów i oparta na tej technologii diagnostyka całogenomowa (szczegóły dotyczące diagnostyki całogenomowej w poprzednim artykule, dostępnym tutaj).
Podstawą diagnostyki całogenomowej jest poznanie sekwencji nukleotydów w całym genomie tzw. sekwencjonowanie całogenomowe (WGS, ang. Whole Genome Sequencing). Na jego podstawie możemy zidentyfikować wszystkie procesy i mechanizmy, które doprowadziły do rozwoju choroby nowotworowej.
Znając rzeczywistą przyczynę rozwoju choroby nowotworowej, specjaliści są w stanie lepiej dopasować leczenie. Terapia celowana (określana również mianem terapii personalizowanej) uderza w konkretną zmianę w materiale genetycznym. Polega na ukierunkowanym działaniu leków i eliminowaniu głównie komórek zmienionych nowotworowo. To odróżnia ją od standardowo stosowanej chemioterapii, w której zniszczeniu ulegają nie tylko komórki nowotworowe, ale także prawidłowe, zdrowe komórki.
Analizując zmiany w materiale genetycznym pacjenta, które powodują oporność na dane leczenie, możemy także odpowiedzieć na pytanie, dlaczego dotychczasowa terapia nie dawała satysfakcjonujących wyników. Znajomość pełnej informacji genetycznej pochodzącej od pacjenta pozwala wytypować leki, które będą skuteczne, a także te, na które pacjent nie będzie odpowiadał. To podejście umożliwia zminimalizowanie skutków ubocznych występujących podczas leczenia. Przede wszystkim jednak daje lepsze szanse na dobrze dopasowane leczenie.
Standardowe postępowanie obowiązujące w medycynie niestety nie obejmuje jeszcze diagnostyki całogenomowej. Technologia WGS ma ogromny potencjał, jednak jej głównymi wadami są wciąż wysoka cena i trudność w jednoznacznej interpretacji wyników. Szybki rozwój technologii i popularyzacja badań genetycznych pozwalają już teraz niwelować te problemy, co więcej cena sekwencjonowania zmniejsza się z każdym rokiem. Dzięki temu być może w najbliższych latach sekwencjonowanie całogenomowe stanie się technologią dostępną dla każdego pacjenta.
W diagnostyce całogenomowej wykorzystuje się dwa rodzaje próbek pochodzących od pacjenta: próbkę krwi i fragment guza nowotworowego pobranego podczas zabiegu chirurgicznego. Następnie z obu tych próbek izoluje się materiał genetyczny – DNA, które poddawane jest szczegółowym analizom. Przede wszystkim, DNA wyizolowane z krwi porównywane jest z DNA wyizolowanym z fragmentu tkanki zmienionej nowotworowo.
Diagnostyka całogenomowa wykorzystuje dwie próbki, ponieważ materiał wyizolowany z krwi zawiera informacje na temat zmian odziedziczonych, natomiast fragment tkanki nowotworu oprócz zmian odziedziczonych od rodziców zawiera także zmiany, które powstały w trakcie życia pacjenta tzw. mutacje somatyczne. Porównanie tych dwóch genomów to szansa na prześledzenie i wytypowanie mutacji, które doprowadziły do rozwoju choroby nowotworowej. Ich poznanie otwiera drogę do leczenia personalizowanego – opartego na precyzyjnej diagnostyce genetycznej i dopasowaniu odpowiedniej terapii celowanej.
Diagnostyka całogenomowa wymaga użycia do badania dobrej jakości materiału biologicznego. Aby ułatwić dostęp do takiego materiału, powstały dedykowane instytucje – biobanki – które przechowują próbki pobrane od pacjentów. Przykładem biobanku, który przechowuje próbki od pacjentów onkologicznych, jest Polskie Centrum BioBankowania (PCBB).
PCBB zajmuje się bankowaniem, czyli przechowywaniem próbek od pacjentów, aby ci mogli wykorzystać je później do dalszej diagnostyki całogenomowej. Dotyczy to zarówno próbki krwi jak i fragmentu guza nowotworowego. Materiał genetyczny w biobanku, od momentu pobrania próbki, jest przechowywany w specjalnych, ściśle kontrolowanych warunkach, zapobiegających degradacji. Zdeponowanie w biobanku próbki nie oznacza konieczności natychmiastowego jej wykorzystania. Taka próbka może być wykorzystana przez pacjenta w dowolnym momencie, nawet po kilku latach np. dopiero gdy kolejna linia leczenia nie zadziała.
Biobanki wspomagają również naukowców i badaczy, umożliwiając przechowywanie próbek przekazanych przez pacjentów w celu przeprowadzenia badań naukowych. Przekazując swoją próbkę do biobankowania, pacjenci mogą wnieść swój wkład w rozwój medycyny.
Nowotwory są w czołówce przyczyn zgonów na całym świecie. W ich leczeniu ważna jest szybka diagnoza, postawiona na wczesnym etapie choroby. Daje ona pacjentom lepsze rokowania i czas na znalezienie skutecznego leczenia.
Badania genetyczne od kilku lat coraz częściej są wymieniane jako jeden z pierwszych etapów diagnostyki i kluczowy element pomocny w doborze leczenia konkretnej choroby nowotworowej. Jest to związane z szybkim rozwojem technologii, a przede wszystkim z możliwościami, jakie daje specjalistom znajomość informacji genetycznej pacjenta. Bardzo ważne jest, aby poszerzać świadomość wśród pacjentów w tym zakresie.
Warto byśmy pamiętali, że badania genetyczne mogą przyczynić się do poprawy jakości i stanu zdrowia całego społeczeństwa. Dlatego tak ważna jest znajomość dostępnych metod diagnostycznych, specyfiki ich działania oraz tego, w jaki sposób mogą pomóc. Pamiętaj, masz prawo zapytać swojego lekarza o dostęp do badań genetycznych i ich przełożenie na leczenie Twojej choroby.
Bibliografia:
Eksperci alarmują, że rak wątrobowokomórkowy nadal pozostaje białą plamą na mapie polskiej onkologii. Co gorsze,…
Onkolodzy od lat apelują, że wczesne rozpoznanie choroby nowotworowej jest kluczowym czynnikiem wpływającym na skuteczność…
Czy chemioterapię można nazwać oranżadą? Czy o chorobie nowotworowej, jaką jest chłoniak można powiedzieć, że była/jest…
Najpierw diagnoza choroby autoimmunologicznej, potem problemy z nerkami, w konsekwencji dializy; przeszczep, znowu dializy i…
Współczesna diagnostyka genetyczna nowotworów pozwala nam wykryć mechanizmy życia komórki i jej podziału, na które…
Blisko 90% osób ze stwardnieniem rozsianym (SM) deklaruje, że zdarzyło im się nie zadać ważnego…