Molekulárna diagnostika rakoviny prostaty

História diagnostiky biomarkerov rakoviny prostaty (PC) siaha trištvrte storočia. Vo svojich štúdiách AB Gutman a kol. (1938) zaznamenali významný nárast aktivity kyslej fosfatázy v krvnom sére mužov s metastázami PC. Neskôr bola vyvinutá presnejšia metóda na stanovenie prostaticky špecifickej subfrakcie kyslej fosfatázy (PAP). Napriek nízkej citlivosti a špecifickosti (zvýšenie PAP v 70 – 80 % prípadov sprevádzalo metastatický karcinóm prostaty a iba v 10 – 30 % – lokalizovaný) bol tento biologický marker hlavným v „arzenáli“ urológa takmer pol storočia.

MS Wong a kol. (1979) opísali proteín špecifický pre prostatu a následne ho pomenovali prostatický špecifický antigén (PSA). Preukázali, že PSA je lokalizovaný výlučne v prostate a jeho hladina bola zvýšená pri benígnej hyperplázii aj rakovine prostaty. Zavedenie skríningových programov s použitím PSA prinieslo pozitívne výsledky: frekvencia detekcie ochorenia sa zvýšila o 82 %, špecifická úmrtnosť sa znížila z 8,9 % na 4,9 % a výskyt vzdialených metastáz sa znížil z 27,3 % na 13,4 %.

Nedokonalosť metódy na stanovenie hladiny PSA je spôsobená jej nízkou špecificitou, veľkým počtom falošne negatívnych výsledkov pri dolnej prahovej hodnote (4 ng/ml). V súčasnosti bolo objavených mnoho ďalších markerov rakoviny prostaty.

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

E-kadheríny

Kadheríny sú membránové glykoproteíny, ktoré hrajú dôležitú úlohu v Ca+-dependentnej medzibunkovej adhézii. Je známe, že strata medzibunkových „mostov“ a spojení so susednými epitelovými bunkami je jedným z prvých štádií vývoja nádoru. Znížená expresia E-kadherínu, často pozorovaná pri rakovine prostaty, koreluje s prežitím, klinickým a morfologickým štádiom ochorenia.

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

Kolagenáza typu IV (MMP-2 a MMP-9)

Ako ukázali početné štúdie, hlavnými enzýmami produkovanými nádorom a ničiacimi zložky medzibunkovej matrice sú kolagenázy typu IV (metaloproteináza-2, -9; MMP-2 a MMP-9). V tejto súvislosti sa predpokladá, že stupeň zvýšenia produkcie kolagenázy odráža agresivitu nádoru a jeho schopnosť ďalšieho lokálneho šírenia.

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

Gény p53 a p63

Gén p53, lokalizovaný v bunkovom jadre, sa považuje za supresor rastu nádoru. Zabraňuje bunkám s poškodenou DNA vstúpiť do syntetickej fázy deliaceho cyklu a indukuje apoptózu. Strata normálne fungujúceho p53 vedie k nekontrolovanému deleniu buniek. Gén p63 je funkčný homológ p53. Jeho produkcia je charakteristická výlučne pre bazálnu vrstvu epitelu prostaty, pri ktorej tvorbe zohráva dôležitú úlohu. Pri rakovine prostaty je expresia p63 výrazne znížená, čo sa zistí imunohistochemickým vyšetrením.

P21Cip1 a p27Kip1

Proteíny p21Cip1 a p27Kip1 sú tumorové supresory, ktoré inhibujú všetky typy cyklín-dependentnej kinázy (CDK) a bránia bunke vstúpiť do ďalšej fázy deliaceho cyklu. Mutácie v génoch kódujúcich p21 (CDKN1A) a p27 (CDKN1B) sa pri rakovine prostaty vyskytujú pomerne často, čo naznačuje zlú prognózu ochorenia.

Telomeráza

Prevažná väčšina ľudských buniek má naprogramovaný počet delení, po ktorých podliehajú apoptóze alebo vstupujú do fázy G0 bunkového cyklu. Teloméry, koncové úseky chromozómov obsahujúce opakujúce sa krátke nukleotidové úseky (TTAGGG), sa považujú za „počítadlo“ bunkových delení. Teloméry sa s každým bunkovým delením skracujú. Teloméry sa však dajú aj predlžovať pomocou ribonukleoproteínovej telomerázy. Existuje vzťah medzi aktivitou telomerázy, stupňom diferenciácie adenokarcinómu podľa Gleasonovej stupnice a lokálnou agresivitou nádoru. V súčasnosti sa aktívne skúma možnosť vytvorenia inhibítorov telomerázy na liečbu rakoviny prostaty.

DDZ/RSAZ

Predpokladá sa, že tento gén ovplyvňuje vývoj a diferenciáciu tkanív, ale jeho funkcia ešte nebola spoľahlivo stanovená. Expresia génu v tkanive adenokarcinómu prostaty je vysoko špecifickým indikátorom. Pri rôznych typoch patológie žľazy je jeho normálny obsah prekročený až 34-krát. Nevýznamná expresia DD3/PC3A sa pozoruje iba v tkanive obličiek. Doteraz bola vyvinutá metóda na stanovenie expresie DD3/PC3A stanovenej v moči. Jej citlivosť je 82 %, špecificita je 76 %, prognostický význam negatívnych a pozitívnych výsledkov je 67 % a 87 % (zodpovedajúce indikátory pre PSA sú 98, 5, 40 a 83 %).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Ki-67 (MIB-1) a PCNA (jadrový antigén proliferujúcich buniek)

Ki-67 a PCNA sa detegujú v bunkových jadrách počas imunohistochemického vyšetrenia v ktorejkoľvek aktívnej fáze bunkového cyklu (G1, S, G2, M), ale chýbajú vo fáze G0, čo umožňuje ich použitie ako účinných markerov bunkovej proliferácie a určenie rastovej frakcie bunkovej populácie. Štúdie ukázali, že Ki-67 a PCNA umožňujú vysoko presnú diferenciáciu prostatickej a intraepiteliálnej neoplázie II. – III. stupňa a adenokarcinómu. Bola zistená korelácia medzi týmto indikátorom a Gleasonovým skóre, štádiom PCa a hladinou PSA, ale údaje týkajúce sa jeho prognostického významu sú protichodné. V súčasnosti neexistujú presvedčivé dôkazy o účinnosti detekcie Ki-67 a PCNA pri hodnotení rizika lokálnej invázie, metastáz alebo biochemickej recidívy po radikálnej prostatektómii.

CD44

Mechanizmy, ktoré sú základom tvorby kostných metastáz z rakoviny prostaty, sú stále nedostatočne pochopené. Predpokladá sa, že bunky adenokarcinómu používajú rovnaké mechanizmy ako lymfocyty a cirkulujúce progenitorové bunky na prenikanie endotelom ciev kostnej drene. Jednou z nevyhnutných podmienok pre adhéziu k endotelu a extravazáciu je prítomnosť receptora CD44 na povrchu bunky. Expresia CD44 sa nachádza v 77,8 % prípadov adenokarcinómu prostaty, čo koreluje s frekvenciou metastáz.

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

α-metyl acyl-CoA racemáza (AMACR)

Racemáza je enzým, ktorý katalyzuje prechod rozvetvených mastných kyselín z R- na S-stereoizoméry. Keď na ne pôsobia peroxizomálne oxidázy, procesy voľných radikálov sa zosilňujú a bunková DNA sa poškodzuje. Stanovenie aktivity α-metylacyl-CoA racemázy v imunohistochemických štúdiách nám umožňuje odlíšiť rakovinu od iných procesov a presnejšie určiť štádium ochorenia (vrátane vyšetrenia biopsií).