Ocena ekspresji genu ABCG2 i białka oporności raka piersi (BCRP

Aleksandra Sałagacka
Ocena ekspresji genu ABCG2
i białka oporności raka piersi (BCRP)
jako potencjalnych czynników prognostycznych
w raku jelita grubego
Pracownia Biologii Molekularnej i Farmakogenomiki
Zakład Biochemii Farmaceutycznej
Uniwersytet Medyczny w Łodzi
promotor: prof. dr hab. Marek Mirowski
• 
wzrost zapadalności i umieralności z powodu rak jelita grubego
• 
często brak możliwości dokładnego przewidzenie dalszego przebiegu
choroby i wyboru adekwatnego leczenia
• 
różna, często nieprzewidywalna, odpowiedź na leczenie
 kierunek prac badawczych - markery biologiczne i czynniki
molekularne związane z procesem nowotworzenia
• 
1998, Doyle i wsp.
(ang. breast cancer resistance protein, BCRP)
-  swoisty dla łożyska transporter ABC
-  białko oporności na mitoksantron
• 
• 
• 
członek nadrodziny transporterów ABC
zlokalizowana w błonach komórkowych
pompa zależna od hydrolizy ATP
72,6 kDa
półtransporter – jedna domena przezbłonowa (TMD),
jedna domena wiążąca ATP (NBD)
funkcjonalne białko – dimer
• 
kodowane przez gen ABCG2, 4q22
• 
• 
• 
opisane po raz pierwszy w komórkach nowotworowych opornych
na działanie chemioterapeutyków
• 
obecność BCRP na komórkach docelowych dla leku → osłabienie jego
dostępności dla celu komórkowego → obniżenie skuteczności terapii
  ↓ odpowiedzi na chemioterapię AML u dzieci, krótszy OS dorosłych z AML
  ↓ % odpowiedzi na leczenie, krótszy OFS i PFS pacjentów
z niedrobnokomórkowym rakiem płuc
• 
oporność na strukturalnie różnorodne leki przeciwnowotworowe –
oporność wielolekowa (ang. multidrug resistance, MDR)
hydrofobowe,
jak i hydrofilowe,
dodatnio i ujemnie
naładowane
cząsteczki, w tym
koniugaty z
siarczanem i
glukuronianem
Lokalizacja tkankowa:
• 
• 
• 
• 
• 
• 
komórki syncytiotrofoblastu łożyska
nabłonek jelita, kanalików wątroby,
przewodów i płatów piersi
(pow.apikalne)
komórki kanalików proksymalnych nerek
nadnercza
komórka macierzyste
śródbłonek naczyń włosowatych i żył
Funkcja:
•  ograniczanie absorpcji i wydalanie substancji endo- i egzogennych
•  współtworzenie barier tkankowych i utrzymywanie homeostazy fizjologicznych
kompartmentów organizmu
1. 
ochrona przed związkami inicjującymi i/lub nasilającymi nowotworzenie
3. 
usuwanie związków o działaniu przeciwnowotworowym
3. 
przeżywanie nowotworowych komórek macierzystych
1. 
Ochrona przed związkami inicjującymi i/lub nasilającymi nowotworzenie
• 
karycynogeny
2-amino-1-metylo-6-fenylimidazo[4,5-b]pirydyna (PhIP) – substrat BCRP
polimorfizm ABCG2 – związany z ryzykiem rozwoju raka jelita grubego (Campa i wsp., 2008)
• 
związki porfirynowe
porfiryny
hem
BCRP
Syntaza
NO
Arg
NO
Przemiana nowotworowa w jelicie grubym wiąże się ze znacznym obniżeniem ekspresji
BCRP na poziomie mRNA i białka (Gupta i wsp., 2006)
2.  Usuwanie związków o działaniu przeciwnowotworowym
• 
flawonoidy
• 
działanie przeciwnowotworowe na etapie inicjacji, promocji i progresji
karcynogenezy
• 
modulowania szlaków sygnałowych zaangażowanych w:
- 
proliferację komórek,
- 
apoptozę,
- 
angiogenezę,
- 
aktywność enzymów koniecznych do metabolicznej
prokarcynogenów i detoksyfikacji karcynogenów,
- 
redukownie inwazyjności komórek,
- 
działanie antyoksydacyjne.
• 
aktywacji
substraty BCRP – regulacja biodostępności i tkankowego stężenia – wpływ
na skuteczność działania przeciwnowotworowego
3.  przeżywanie nowotworowych komórek macierzystych
Wysoka ekspresja BCRP - cechą charakterystyczna tzw. populacji bocznej (ang. side
population), grupy komórek silnie wzbogaconej w niezróżnicowane, pluripotencjalne
komórki.
zw. indukujące
wzrost,
podziały,
różnicowanie
kom.
macierzysta
szkodliwe subst.
endo- i egzogenne
(np. porfiryny)
BCRP
kom. potomne
apoaptoza
• 
oznaczenie poziomu ekspresji genu ABCG2 oraz poziomu jego
produkt, białka oporności raka piersi (BCRP), w grupie chorych na
raka jelita grubego
• 
ocena zależności między poziomem ekspresji ABCG2 a poziomem
BCRP
• 
ocena potencjalnej wartości prognostycznej poziomów: ekspresji
genu ABCG2 i białka BCRP w raku jelita grubego poprzez ocenę
zależności między tymi poziomami a:
–  czynnikami kliniczno-patologicznymi
–  całkowitym czasem przeżycia
Materiał:
• 
skrawki tkanki nowotworowej - pacjenci Centrum Onkologii w Łodzi (n=96)
Metody:
• 
BCRP - metoda immunohistochemiczna (przeciwciało monoklonalne)
dr Grażyna Pasz-Walczak – Zakład Patologii Nowotworów UM w Łodzi
• 
ABCG2:
- 
izolowanie całkowitego RNA,
- 
reakcja odwrotnej transkrypcji,
- 
jakościowa reakcja PCR,
- 
reakcja PCR w czasie rzeczywistym (wzg. β-aktyny)
• 
analiza statystyczna
- 
ABCG2 i BCRP a czynniki kliniczno-patologiczne: testy Chi2, U MannaWhitney’a
- 
analiza przeżycia - estymator Kaplana-Meiera, test log-rank
lokalizacja komórkowa:
cytoplazmatyczna,
błonowa.
Diestra i wsp., 2002
ABCG2<ACTB
ABCG2>ACTB
p = 0,355
1.
Ekspresja ABCG2 i obecność BCRP jest zjawiskiem powszechnym
w raku jelita grubego, choć istnieją znaczne różnice w jej nasileniu/
jego ilości.
2. 
Brak zależności między poziomem ekspresji ABCG2 a ilością
kodowanego przez nie BCRP może dowodzić udziału mechanizmów
potranskrypcyjnych i potranslacyjnych w regulacji ekspresji ABCG2.
4. 
Obserwacje dotyczące wpływu poziomów ekspresji ABCG2 i BCRP
na czas przeżycia chorych wskazują, że BCRP może hamować proces
progresji raka jelita grubego. Wysokie poziomy ekspresji ABCG2 i
BCRP wydłużają czas przeżycia chorych.
• 
Brak związku między obecnością uznanych czynników
prognostycznych a poziomami ekspresji ABCG2 i BCRP
przy widocznym ich wpływie na czas przeżycia chorych sugeruje,
że udział transportera w procesie progresji badanego nowotworu jest
niezależny od tych czynników.