Molekylär diagnos av prostatacancer

Historien om biomarkördiagnostik av prostatacancer (PC) sträcker sig över tre kvarts sekel. I sina studier noterade AB Gutman et al. (1938) en signifikant ökning av aktiviteten av surt fosfatas i blodserumet hos män med PC-metastaser. Senare utvecklades en mer exakt metod för att bestämma den prostataspecifika subfraktionen av surt fosfatas (PAP). Trots den låga känsligheten och specificiteten (en ökning av PAP i 70-80% av fallen åtföljdes av metastaserande prostatacancer och endast i 10-30% - lokaliserad), var denna biologiska markör den viktigaste i urologens "arsenal" i nästan ett halvt sekel.

MS Wong et al. (1979) beskrev ett protein specifikt för prostatakörteln och fick senare namnet prostataspecifikt antigen (PSA). De visade att PSA uteslutande är lokaliserat till prostatan, och dess nivå var förhöjd vid både benign hyperplasi och prostatacancer. Införandet av screeningprogram med PSA gav positiva resultat: frekvensen av sjukdomsdetektering ökade med 82 %, den specifika mortaliteten minskade från 8,9 till 4,9 % och förekomsten av fjärrmetastaser minskade från 27,3 till 13,4 %.

Bristerna i metoden för att bestämma PSA-nivån beror på dess låga specificitet och ett stort antal falskt negativa resultat vid det lägre tröskelvärdet (4 ng/ml). För närvarande har många andra markörer för prostatacancer upptäckts.

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

E-cadheriner

Kadheriner är membranglykoproteiner som spelar en viktig roll i Ca+-beroende intercellulär adhesion. Det är känt att förlusten av intercellulära "bryggor" och kopplingar till angränsande epitelceller är ett av de första stadierna i tumörutveckling. Minskat E-cadherinuttryck, som ofta observeras vid prostatacancer, korrelerar med överlevnad, kliniskt och morfologiskt stadium av sjukdomen.

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

Kollagenas typ IV (MMP-2 och MMP-9)

Som ett flertal studier har visat är de viktigaste enzymerna som produceras av tumören och förstör komponenterna i den intercellulära matrisen kollagenaser typ IV (metalloproteinas-2, -9; MMP-2 och MMP-9). I detta avseende tros det att graden av ökning av kollagenasproduktionen återspeglar tumörens aggressivitet och dess förmåga att ytterligare spridas lokalt.

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

Generna p53 och p63

P53-genen, lokaliserad i cellkärnan, anses vara en tumörtillväxthämmare. Den förhindrar celler med skadat DNA från att gå in i den syntetiska fasen av delningscykeln och inducerar apoptos. Förlusten av normalt fungerande p53 leder till okontrollerad celldelning. P63-genen är en funktionell homolog till p53. Dess produktion är karakteristisk uteslutande för det basala lagret av prostataepitelet, i vars bildande den spelar en viktig roll. Vid prostatacancer är p63-uttrycket signifikant reducerat, vilket detekteras genom immunhistokemisk undersökning.

P21Cip1 och p27Kip1

Proteinerna p21Cip1 och p27Kip1 är tumörsuppressorer som hämmar alla typer av cyklinberoende kinas (CDK) och förhindrar att cellen går in i nästa fas av delningscykeln. Mutationer i generna som kodar för p21 (CDKN1A) och p27 (CDKN1B) finns ganska ofta vid prostatacancer, vilket indikerar en dålig prognos för sjukdomen.

Telomeras

De allra flesta mänskliga celler har ett programmerat antal delningar, varefter de genomgår apoptos eller går in i G0-fasen av cellcykeln. Telomerer, ändsektionerna av kromosomer som innehåller upprepade korta nukleotidsektioner (TTAGGG), anses vara "räknare" för celldelningar. Telomerer förkortas med varje celldelning. Telomerer kan dock också förlängas med hjälp av ribonukleoproteinet telomeras. Det finns ett samband mellan telomerasaktivitet, graden av adenokarcinomdifferentiering enligt Gleason-skalan och tumörens lokala aggressivitet. För närvarande studeras aktivt möjligheten att skapa telomerashämmare för behandling av prostatacancer.

DDZ/RSAZ

Det antas att denna gen påverkar vävnadernas utveckling och differentiering, men dess funktion har ännu inte fastställts tillförlitligt. Genuttryck i prostataadenokarcinomvävnad är en mycket specifik indikator. Vid olika typer av körtelpatologi överskrids dess normala innehåll med upp till 34 gånger. Obetydligt uttryck av DD3/PC3A noteras endast i njurvävnad. Hittills har en metod för att bedöma uttrycket av DD3/PC3A bestämt i urin utvecklats. Dess känslighet är 82 %, specificiteten är 76 %, den prognostiska signifikansen av negativa och positiva resultat är 67 respektive 87 % (motsvarande indikatorer för PSA är 98, 5, 40 och 83 %).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Ki-67 (MIB-1) och PCNA (prolifererande cellkärnantigen)

Ki-67 och PCNA detekteras i cellkärnor under immunhistokemisk undersökning i alla aktiva faser av cellcykeln (G1, S, G2, M), men de saknas i G0-fasen, vilket gör att de kan användas som effektiva markörer för cellproliferation och bestämning av tillväxtfraktionen av cellpopulationen. Studier har visat att Ki-67 och PCNA möjliggör hög noggrann differentiering av prostata- och intraepitelial neoplasi grad II-III och adenokarcinom. En korrelation hittades mellan denna indikator och Gleason-poäng, PCa-stadium och PSA-nivå, men data om dess prognostiska betydelse är motsägelsefulla. För närvarande finns det inga övertygande bevis för effektiviteten av Ki-67- och PCNA-detektion för att bedöma risken för lokal invasion, metastasering eller biokemiskt återfall efter radikal prostatektomi.

CD44

Mekanismerna bakom bildandet av skelettmetastaser från prostatacancer är fortfarande dåligt förstådda. Det antas att adenokarcinomceller använder samma mekanismer som lymfocyter och cirkulerande progenitorceller för att penetrera endotelet i benmärgskärlen. En av de nödvändiga förutsättningarna för vidhäftning till endotelet och extravasation är närvaron av CD44-receptorn på cellytan. CD44-uttryck finns i 77,8 % av fallen av prostataadenokarcinom, vilket korrelerar med frekvensen av metastaser.

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

α-metylacyl-CoA-racemas (AMACR)

Racemas är ett enzym som katalyserar övergången av förgrenande fettsyror från R- till S-stereoisomerer. När peroxisomala oxidaser verkar på dem förstärks fria radikalprocesser och cell-DNA skadas. Bestämning av aktiviteten hos α-metylacyl-CoA-racemas i immunhistokemiska studier gör det möjligt att differentiera cancer från andra processer och mer exakt bestämma sjukdomsstadiet (inklusive vid undersökning av biopsier).