Funcțiile genelor mutate în cancer, receptorii membranei celulare și căile de semnalizare

Genele care suferă frecvent mutații în celulele canceroase influențează puternic dezvoltarea și răspândirea bolii. În acest articol ne concentrăm asupra câtorva tipuri principale de proteine codificate de gene asociate cancerului și cu rol esențial în căile de semnalizare celulară. Aceste proteine detectează numeroase semnale, de la suprafața până în interiorul celulei, și controlează creșterea, proliferarea și supraviețuirea celulară.

Receptorii membranei celulare: primul pas al transmiterii semnalelor

Mulți receptori se află pe suprafața celulei și detectează semnalele din mediul înconjurător. Alții se găsesc în citoplasmă sau pe membranele organitelor și răspund semnalelor care pot ajunge în interior. Înțelegerea funcționării lor este un pas fundamental pentru a explica debutul proliferării necontrolate a celulelor canceroase.

Mai întâi vom examina două tipuri principale de receptori membranari implicați în căile de semnalizare ale cancerului:

1. receptorii cuplați cu proteine G (GPCR) și
2. receptorii tirozin-kinazici (RTK).

Receptorii cuplați cu proteine G (GPCR): activarea semnalelor extracelulare

Receptorii cuplați cu proteine G (G-protein coupled receptors, GPCR) traversează membrana celulară de șapte ori și se pot lega de liganzi extracelulari. Denumirea „proteină G” provine din faptul că legarea ligandului activează în interiorul celulei o clasă de proteine numite „proteine G”. Activarea GPCR declanșează diverse căi de semnalizare în aval (downstream), reglând creșterea, proliferarea și alte funcții celulare.

Receptorii tirozin-kinazici (RTK): rol important în fosforilarea intracelulară și transmiterea semnalelor

O altă clasă importantă de receptori, situați în membrana celulară și având un singur domeniu transmembranar, este cea a receptorilor tirozin-kinazici (RTK). La legarea liganzilor, RTK se reunesc, adică dimerizează, se activează și se fosforilează reciproc. Fosforilarea înseamnă adăugarea unei grupări fosfat unei proteine și permite propagarea diferitelor semnale în celulă, putând declanșa creșterea și metastazarea celulelor canceroase.

Cascadele de semnalizare în aval (downstream): propagarea semnalului în celulă

Căile de semnalizare progresează sub forma unei cascade în care o proteină o activează pe următoarea, amplificând semnalul intracelular. Printre mecanismele principale se numără fosforilarea și legarea GTP. Fosforilarea activează o proteină prin adăugarea unei grupări fosfat, iar legarea GTP activează proteinele G. Dereglarea acestor procese poate determina creșterea necontrolată și apariția cancerului.

Factorii de transcripție și de reparare a ADN-ului: efectele proteinelor nucleare asupra cancerului

Căile de semnalizare intracelulară se încheie de obicei în nucleu, unde activează factorii de transcripție (TF), care controlează expresia genică. Activând anumite gene, aceștia reglează creșterea, supraviețuirea și metastazarea. Există și proteine nucleare implicate în repararea ADN-ului. Factorii de reparare corectează leziunile ADN-ului, mențin integritatea genetică și constituie o apărare importantă împotriva dezvoltării cancerului.

Ciclul celular și apoptoza: menținerea echilibrului celular

Desfășurarea ciclului celular și decizia privind momentul diviziunii și morții celulare sunt procese esențiale care influențează direct dezvoltarea cancerului. Proteinele care reglează ciclul celular și regulatorii morții celulare programate, numită apoptoză , mențin echilibrul, împiedicând proliferarea inutilă. Dereglarea lor în celulele canceroase produce proliferare necontrolată și formarea țesuturilor canceroase.

Alte tipuri de proteine codificate de genele cancerului

Genele asociate cancerului codifică numeroase tipuri de proteine, printre care enzime metabolice, regulatori ai cromatinei și proteine ale citoscheletului. Influențând căile de semnalizare intracelulară, acestea participă la dezvoltarea cancerului. Înțelegerea funcțiilor genelor frecvent asociate cancerului ne oferă cunoștințe mai profunde despre biologia sa.

Am rezumat modul în care genele mutate și proteinele codificate de ele contribuie la dezvoltarea cancerului. Studierea căilor de semnalizare și a funcțiilor celulare asociate cancerului este un pas important pentru dezvoltarea unor noi strategii terapeutice.

*

SUBIECTELE NOASTRE INTRODUCTIVE ÎN GENETICA CANCERULUI 

1. Ce sunt mutațiile germinale (ereditare) și somatice? Care este rolul lor în dezvoltarea cancerului?
2. Ce înseamnă genă a cancerului și mutație? Protooncogene și gene supresoare tumorale
3. Cum începe și evoluează cancerul?