Rak i genetyka

Co to jest rak?

Komórki są podstawowymi jednostkami, które tworzą ludzkie ciało, rosną i dzielą się, tworząc nowe komórki, gdy ciało ich potrzebuje, tworząc nasze narządy i tkanki. Normalnie, gdy stają się zbyt stare lub uszkodzone, obumierają, a ich miejsce zajmują nowe komórki [1]. Rak powstaje, gdy niektóre komórki rosną w sposób niekontrolowany, przekraczają swoje granice i rozprzestrzeniają się na inne części ciała. Może rozpocząć się w prawie każdym narządzie lub tkance, która składa się z około 30 trylionów komórek [2], [3].

– Guzy i nowotwory

Niekiedy dochodzi do zmiany materiału genetycznego komórki i zaburzenia kontroli jej wzrostu w taki sposób, że komórki zaczynają się dzielić zbyt szybko i nie umierają w sposób naturalny [4], [5]. Może to prowadzić do nieregularnego nagromadzenia komórek, zwanego guzem lub nowotworem [6]. Wbrew powszechnemu przekonaniu nie wszystkie są synonimami nowotworów [7], [8]. Ogólnie rzecz biorąc, można wyróżnić dwa rodzaje nowotworów:

• Łagodne lub nienowotworowe.
• Złośliwy lub nowotworowy.

Różnica między nimi polega na tym, że te pierwsze są zlokalizowane w określonej tkance lub narządzie, podczas gdy w tych drugich ich komórki mają zdolność uwalniania się do układu krwionośnego i rozprzestrzeniania się po całym organizmie, gdzie mogą dać początek nowym nowotworom w innych narządach i tkankach. Proces ten nazywany jest przerzutowaniem [1]. Jednak nie wszystkie nowotwory wywodzą się z guzów litych. W przypadku niektórych nowotworów związanych z układem krwionośnym, takich jak białaczka, niedojrzałe komórki stają się nowotworowe, a uwolnione do krwiobiegu wypierają zdrowe komórki.

Rodzaje raka

Słowo rak jest bardzo szerokim terminem, który obejmuje ponad 200 rodzajów nowotworów. Każda z nich ma szczególne cechy, które nawet całkowicie różnią się od pozostałych. W związku z tym można je nawet traktować jako niezależne choroby o specyficznych przyczynach, ewolucji i leczeniu [9]. Można wyróżnić sześć głównych kategorii [10]:

• Rak: pochodzenia nabłonkowego lub nowotwór wewnętrznej lub zewnętrznej wyściółki ciała.
• Mięsak: wywodzi się z tkanek podporowych i łącznych, takich jak kości, ścięgna, chrząstki, mięśnie i tłuszcz.
• Szpiczak: wywodzi się z komórek plazmatycznych szpiku kostnego. Są one odpowiedzialne za produkcję niektórych białek krwi.
• Białaczka: powstaje w szpiku kostnym, który jest odpowiedzialny za produkcję komórek krwi, zarówno czerwonych jak i białych.
• Chłoniak: rozwija się w gruczołach lub węzłach chłonnych układu limfatycznego.
• Typy mieszane: obejmują nowotwory, które dotyczą różnych kategorii lub różnych typów w ramach tej samej kategorii.

 

Zdrowie i rzecznictwo

W ostatnich dziesięcioleciach wzrosła liczba diagnozowanych nowotworów. Wynika to nie tylko ze wzrostu liczby ludności, ale także z udoskonalonych technik wczesnego wykrywania i wydłużenia średniej długości życia. Jednak ryzyko umieralności z tego powodu znacznie się zmniejszyło (ryc. 1) [11], [12]. Szacuje się, że w 2020 r. u 2,7 mln osób w Unii Europejskiej zdiagnozowano raka, a kolejne 1,3 mln osób zmarło z tego powodu. Ogólny wpływ ekonomiczny nowotworów w Europie szacuje się na ponad 100 miliardów euro rocznie [13]. Dla przykładu, w 2018 r. całkowity koszt wyniósł około 199 mld euro (378 euro na mieszkańca) [14].

 

Ryc. 1. Współczynnik umieralności na nowotwory w Europie na 100 tys. ludności w latach 1943-2018. Źródło: Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem – Światowa Organizacja Zdrowia.

Czynniki ryzyka i zapobieganie

Istnieje wiele czynników ryzyka w rozwoju raka, które mogą być różne dla każdego rodzaju raka. Wiele z nich można modyfikować, zwłaszcza te związane ze stylem życia, takie jak spożywanie alkoholu i palenie tytoniu, długotrwała i intensywna ekspozycja na światło słoneczne, niezrównoważona dieta i seks bez zabezpieczenia. Innych nie da się uniknąć, jak np. dziedziczna predyspozycja genetyczna, wiek, niektóre infekcje zwiększające ryzyko, czy substancje chemiczne w środowisku, zwłaszcza zanieczyszczenie powietrza [15].

Od 30% do 50% zgonów z powodu nowotworów można by uniknąć, wprowadzając zmiany w zakresie głównych czynników ryzyka i wdrażając strategie profilaktyczne, oprócz wczesnego wykrywania i leczenia [3]. Środki zapobiegawcze obejmują następujące elementy:

• Unikaj palenia tytoniu i spożywania alkoholu.
• Utrzymuj zdrową wagę i dietę.
• Ćwicz regularnie.
• Uprawiaj bezpieczny seks i zaszczep się przeciwko wirusowi zapalenia wątroby typu B i wirusowi brodawczaka ludzkiego (HPV).
• Zmniejsz ekspozycję na promieniowanie ultrafioletowe i stosuj filtry przeciwsłoneczne.
• Unikać zanieczyszczenia powietrza i dymu w domu wynikającego z używania paliw stałych.
• Regularnie korzystaj z opieki medycznej.

Obecność jednego lub więcej czynników ryzyka nie oznacza rozwoju choroby, ale znacznie zwiększa prawdopodobieństwo jej wystąpienia. Podobnie można zachorować na nowotwór nie mając żadnych czynników ryzyka [15].

Leczenie

Istnieje wiele metod leczenia raka. Będzie to zależało od rodzaju nowotworu i stopnia jego zaawansowania. W większości przypadków, kombinacja zabiegów będzie stosowana w celu uzyskania remisji patologii. Różne rodzaje leczenia obejmują następujące elementy [16]:

• Chirurgia: zwykle wykonywana w celu usunięcia złośliwego guza, który jest przyczyną raka.
• Radioterapia: przeprowadzana jest poprzez poddanie pacjenta wysokim dawkom promieniowania w celu zniszczenia komórek nowotworowych, a tym samym zmniejszenia rozmiarów guza.
• Chemioterapia: polega na podawaniu leków w celu wyeliminowania złośliwych komórek.
• Immunoterapia: polega na wzmocnieniu układu odpornościowego, aby pomóc mu w walce z rakiem.
• Terapia celowana: leczenie koncentruje się na zatrzymaniu lub sparaliżowaniu nieprawidłowych zmian w komórkach nowotworowych poprzez zapobieganie ich niekontrolowanemu wzrostowi i podziałom, co zapobiega ich rozprzestrzenianiu się na inne części ciała.
• Terapia hormonalna: stosowana głównie w przypadku raka prostaty i piersi, spowalnia i zatrzymuje wzrost guzów nowotworowych, wykorzystując różne hormony.
• Przeszczepy komórek macierzystych: zwykle stosowane po leczeniu chemioterapią lub radioterapią, służą do przywrócenia komórek macierzystych krwi, które zostały zniszczone po leczeniu.
• Badanie biomarkerów: pozwala na wykrycie genów i białek, które dostarczają informacji o nowotworze, takich jak lokalizacja i stadium zaawansowania.

Efekty uboczne są bardzo zróżnicowane i wiele z nich jest specyficznych dla każdej z metod leczenia.

Jak powstaje rak z genetycznego punktu widzenia?

Część czynników wywołujących raka ma podłoże genetyczne, prowadząc do zmian w genach, które kontrolują funkcjonowanie naszych komórek, zwłaszcza ich wzrost i podział. [4]. Geny zawierają informacje niezbędne do syntezy białek, które umożliwiają prawidłowe funkcjonowanie komórek i organizmu. Mutacje to zmiany w informacji genetycznej, które występują często, większość z nich nie ma następstw, a dla tych, które są szkodliwe, organizm posiada genetyczny mechanizm naprawczy, który próbuje je skorygować. Czasami jednak dochodzi do szkodliwych mutacji, które powodują uszkodzenia informacji genetycznej, których mechanizmy naprawcze nie są w stanie skorygować. Jeśli mutacje te wpływają na mechanizmy podziału i wzrostu, mogą prowadzić do inicjacji nowotworu [17]. Takie mutacje mogą być:

 

• Nabyte: są najczęstsze i powstają w ciągu życia człowieka w określonych komórkach, zazwyczaj w wyniku narażenia na działanie substancji rakotwórczych. Nie są one przekazywane z rodziców na dzieci.
• Zarodkowe: występują w plemnikach lub komórkach jajowych i są przekazywane potomstwu. Ponieważ dotyczą one komórek rozrodczych, mutacje te są dziedziczone.

 

Obecność takich mutacji nie gwarantuje, że nowotwór się rozwinie, ale wskazuje na pewną predyspozycję do zachorowania na raka w ciągu życia [11], [18]. Generalnie proces rozwoju nowotworu (kancerogeneza) polega na kumulacji wielu mutacji w długim procesie, który może trwać wiele lat. W pierwszej fazie pojawia się kilka mutacji, które powodują wzrost i podział komórek w tempie wyższym niż normalne, ale nie na tyle, aby przekształcić się w raka. Jeśli nowe mutacje nadal powstają w tych zaatakowanych komórkach, namnażanie komórek wzrasta w sposób niekontrolowany i stają się one coraz bardziej zmienione w kształcie, rozmiarze i funkcji, aż do uzyskania zdolności do inwazji na inne tkanki i narządy, dając w ten sposób początek rakowi (rysunek 2) [18].

 

 

Ryc. 2. Etapy rozwoju nowotworu. Źródło: Hiszpańskie Stowarzyszenie Walki z Rakiem.

Rak i 24Genetyka

W 24Genetics oferujemy Państwu nasze testy zdrowotne i farmakogenetyczne, które obejmują pewne specyficzne markery związane z genetyczną predyspozycją do zachorowania na różne rodzaje nowotworów, jak również skuteczność różnych leków stosowanych w ich leczeniu.

 

Bibliografía

[1] American Society of Clinical Oncology, “What is Cancer? | Cancer.net.” https://www.cancer.net/navigating-cancer-care/cancer-basics/what-c%C3%A1ncer (accessed Jan. 26, 2022).

[2] E. Bianconi et al., “An estimation of the number of cells in the human body,” https://doi.org/10.3109/03014460.2013.807878, vol. 40, no. 6, pp. 463–471, Nov. 2013, doi: 10.3109/03014460.2013.807878.

[3] World Health Organization, “Cancer – WHO.” https://www.who.int/health-topics/cancer#tab=tab_1 (accessed Jan. 25, 2022).

[4] National Cancer Institute at the National Institutes of Health, “What Is Cancer? – NCI.” https://www.cancer.gov/about-cancer/understanding/what-is-cancer (accessed Jan. 25, 2022).

[5] National Health Service, “Cancer – NHS.” https://www.nhs.uk/conditions/cancer/ (accessed Jan. 25, 2022).

[6] National Cancer Institute at the National Institutes of Health, “Definition of neoplasm – NCI Dictionary of Cancer Terms – National Cancer Institute.” https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-terms/def/neoplasm (accessed Jan. 26, 2022).

[7] MedlinePlus, “Cáncer: MedlinePlus enciclopedia médica.” https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/001289.htm (accessed Jan. 25, 2022).

[8] MedlinePlus, “Tumor: MedlinePlus enciclopedia médica.” https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/001310.htm (accessed Jan. 26, 2022).

[9] Asociación Española Contra el Cáncer, “¿Cuántos Tipos de Cáncer Existen? | AECC.” https://www.contraelcancer.es/es/todo-sobre-cancer/tipos-cancer (accessed Jan. 26, 2022).

[10] National Cancer Institute at the National Institutes of Health, “Cancer Classification | SEER Training.” https://training.seer.cancer.gov/disease/categories/classification.html (accessed Jan. 26, 2022).

[11] Sociedad Española de Oncología Médica, “¿Qué es el cáncer y cómo se desarrolla?” https://seom.org/informacion-sobre-el-cancer/que-es-el-cancer-y-como-se-desarrolla (accessed Jan. 26, 2022).

[12] International Agency for Research on Cancer – World Health Organization, “Global Cancer Observatory.” https://gco.iarc.fr/ (accessed Jan. 26, 2022).

[13] European Commission, “Europe’s Beating Cancer Plan,” COMMUNICATION FROM THE COMMISSION TO THE EUROPEAN PARLIAMENT AND THE COUNCIL. Brussels, 2021.

[14] T. Hofmarcher, P. Lindgren, N. Wilking, and B. Jönsson, “The cost of cancer in Europe 2018,” European Journal of Cancer, vol. 129, pp. 41–49, Apr. 2020, doi: 10.1016/J.EJCA.2020.01.011.

[15] Hospital Clínic de Barcelona, “Causas del Cáncer | PortalCLÍNIC.” https://www.clinicbarcelona.org/asistencia/enfermedades/cancer/causas-y-factores-de-riesgo (accessed Jan. 26, 2022).

[16] National Cancer Institute at the National Institutes of Health, “Types of Cancer Treatment – National Cancer Institute.” https://www.cancer.gov/about-cancer/treatment/types (accessed Jan. 26, 2022).

[17] American Society of Clinical Oncology, “The Genetics of Cancer | Cancer.net.” https://www.cancer.net/navigating-cancer-care/cancer-basics/genetics/genetics-cancer (accessed Jan. 26, 2022).

[18] Asociación Española Contra el Cáncer, “Origen del Cáncer. ¿Cómo se produce el Cáncer? | AECC.” https://www.contraelcancer.es/es/todo-sobre-cancer/que-es-cancer/origen (accessed Jan. 26, 2022).