A mellékvesekéreg-carcinoma molekuláris patogenezise
SZABÓ DIÁNA · ZSIPPAI ADRIENN · BENDES MELINDA OH. TÖMBÖL ZSÓFIA DR. · SZABÓ PÉTER M. DR. · RÁCZ KÁROLY DR. IGAZ PÉTER DR.
Semmelweis Egyetem, Általános Orvostudományi Kar, II. Belgyógyászati Klinika, Budapest
A mellékvesekéreg-carcinoma ritka, rossz prognózisú daganat. Döntően sporadikus előfordulású, de ismertek nagyon ritka öröklő- dő formái is, amelyek a patogenezis megértésében nagy segítséget nyújtanak. A mellékvesekéreg-daganatokra hajlamosító öröklődő szindrómák közé tartozik a Li-Fraumeni-szindróma, a Beckwith-Wiedemann-szindróma, a familiáris adenomatosus polyposis, il- letve a döntően benignus daganatokkal társuló multiplex endokrin neoplasia 1-es típusa (MEN1), Carney-komplex és McCune- Albright-szindróma. A mellékvesekéreg-daganatok patogenezisében szereplő főbb mechanizmusok közé tartozik az inzulinszerű növekedési faktor-2 fokozott expressziója, a Wnt/ß-katenin és a cAMP-proteinkináz-A jelátviteli utak aktivációja, valamint a p53 és MEN1 gének mutációi. A mellékvesekéreg-carcinoma kezelésében a gyógyszeres lehetőségek meglehetősen korlátozottak. Az utób- bi évek molekuláris-bioinformatikai kutatásai számos eddig ismeretlen patogenetikai út szerepét vetették fel, amelyek új gyógyszeres támadáspontok lehetőségét is jelenthetik. E tanulmányban a szerzők az öröklődő daganatszindrómák patogenezisét, a sporadikus daganatokban észlelt eltéréseket és a legújabb molekuláris-bioinformatikai eredményeket ismertetik.
Kulcsszavak: mellékvesekéreg-carcinoma, patogenezis, mutáció, jelátvitel
Pathogenesis of adrenocortical cancer
Adrenocortical cancer is a rare tumor with poor prognosis. Whereas most cases occur in a sporadic setting, there are very rare he- reditary forms that are important for the understanding of tumor pathogenesis. The hereditary syndromes associated with adreno- cortical cancer are: Li-Fraumeni’s syndrome, Beckwith-Wiedemann’s syndrome and familial adenomatous polyposis, whereas mul- tiple endocrine neoplasia type 1, Carney’s complex and McCune-Albright’s syndrome mostly predispose to benign adrenocortical tumors. Overexpression of insulin like growth factor 2, activation of Wnt/B-catenin and cAMP-protein kinase A signaling, as well as mutations of p53 and MEN1 genes are regarded as major pathogenetic mechanisms. Options for medical treatment of adreno- cortical cancer are rather limited. Recently published molecular-bioinformatical studies have revealed several previously unknown pathogenetic pathways that may even represent potential drug targets. In this study, the pathogenesis of hereditary tumor syn- dromes, the alterations in sporadic tumors and the most recent molecular-bioinformatical observations are discussed.
Keywords: adrenocortical cancer, pathogenesis, mutation, signal transduction
(Beérkezett: 2010. május 24., elfogadva: 2010. június 16.)
Rövidítések
APC = axin adenomatosus polyposis coli gén; BWS = Beckwith-Wie- demann-szindróma; CDKN1C = ciklindependens kinázinhibitor 1C; EGF = epidermális növekedési faktor; FAP = familiáris adenomatosus polyposis; ICR = imprintingkontroll-régió; IGF-2 = inzulinszerű növekedési faktor 2; IGFB = inzulinszerű növekedési faktort kötő fe- hérje; LFS = Li-Fraumeni-szindróma; LOH = (loss of heterozigosity) a heterozigócia elvesztése; MAS = McCune-Albright-szindróma; MEN1 = multiplex endokrin neoplasia 1-es típusa; PKA = proteinki- náz-A; PPNAD = primer pigmentált nodularis adrenalis hyperplasia; TGF = transzformáló növekedési faktor; TOP2A = topoizomeráz-2A; TP53 = tumorprotein-53
A mellékvesekéreg-carcinoma ritka daganat, incidenciája 0,5-2/millió/év. Prognózisa rossz, hiszen az ötéves át- lagos túlélés 30% alatt van [1]. A műtéti eltávolítástól eltekintve, kezelési lehetőségeink igen korlátozottak. A kemoterápia eredményei rendszerint szerények, a su- gárkezelés ritkán, csontmetasztázisok esetén jön szóba. A több évtizede alkalmazott adrenolitikus hatású mito- tán (o’p’-DDD) az egyetlen hatékony, per os szedhető gyógyszer, amely mind adjuváns kezelésként, mind citosztatikus kezeléssel kombinálva alkalmazható. A mi-
totán hatásmechanizmusa részleteiben nem ismert, ha- tásában a mitokondriumok degenerációja, apoptózis indukciója, szteroid bioszintetikus enzimek gátlása, sza- bad gyökök szerepe feltételezhető [2]. A mellékveseké- reg-daganatok patogenezisének megértése új kezelési módok megismerését segítheti elő.
Míg a mellékvesekéreg-carcinoma ritka, a sporadikus jóindulatú daganatok nagyon gyakoriak: kórbonctani adatok szerint előfordulásuk akár 7-9%-os [3]. A jó- és rosszindulatú daganatok gyakoriságában észlelt nagy különbség háttere nem ismert. Jelenleg nem eldöntött kérdés az sem, hogy a rosszindulatú daganatok a vas- tagbéldaganatok patogenezisében ismert szekvenciához hasonlóan megelőző benignus daganat stádiumokon ke- resztül fejlődnek ki vagy független fejlődési utat követ- nek.
A mellékvesekéreg-carcinoma patogenezisében több fontos mechanizmust azonosítottak az utóbbi évek- ben, azonban messze vagyunk még egy átfogó képtől. A patogenezis megértésében nagy segítséget nyújtanak az igen ritka öröklődő mellékvesekéreg-daganatra haj- lamosító daganatszindrómák, mivel az ezekben szerepet játszó kóroki mechanizmusokat a sporadikus dagana- tok patogenezisében is megtalálták. A legújabb mole- kuláris-bioinformatikai módszerek segítségével eddig ismeretlen patogenetikai utak megismerése lehetséges, amelyek új gyógyszeres támadáspontokat is jelenthet- nek.
A szerzők az öröklődő daganatszindrómák ismerte- tése után a sporadikus daganatokban szerepet játszó patomechanizmusokat, majd a legfrissebb eredménye- ket és a gyógyszeres kezelés perspektíváit ismertetik.
Mellékvesekéreg-daganatra hajlamosító örökletes daganatszindrómák
A mellékvesevelő daganataival, a phaeochromocytomák- kal ellentétben, ahol a csírasejtes mutációk talaján kiala- kult örökletes daganatszindrómák részeként előforduló daganatok az összes eset 25-30%-áért felelősek, a mel- lékvesekéreg-daganatok töredék hányada jelentkezik örökletes daganatszindróma keretében [4]. Mellékvese- kéreg-carcinomára hajlamosítanak a Li-Fraumeni-szind- róma, a Beckwith-Wiedemann-szindróma és a familiáris adenomatosus polyposis, míg a multiplex endokrin neo- plasia 1-es típusa, a Carney-komplex és a McCune-Al- bright-szindróma elsősorban benignus mellékveseké- reg-adenomákkal társul [5, 6].
Li-Fraumeni-szindróma (LFS)
A Li-Fraumeni-szindróma (LFS) nagy penetranciájú öröklődő daganatszindróma, amelyre elsősorban csont- és lágyrész-sarcomák, emlőrák, agydaganatok, mellék- vesekéreg-carcinoma és gyermekkori leukaemia előfor- dulása jellemző [7].
Az LFS autoszomális domináns öröklésmenetet kö- vet. Molekuláris hátterében a TP53 (tumorprotein-53) gén mutációi mutathatók ki. A TP53 az egyik legfonto- sabb tumorszuppresszor gén, amely a sejtosztódás és DNS-károsodás folyamataiban alapvető szerepet játszik. A többi tumorszuppresszor génnel szemben, amelyekre a Knudson-féle kétlépcsős daganatképződés-mechaniz- must érvényesnek tartják, az LFS kialakulásához az egyik TP53 allélt érintő csírasejtes mutáció is elegendőnek tűnik, második, szomatikus mutációra nincs szükség. Ennek hátterében feltehetően az áll, hogy a mutáns fe- hérje domináns negatív módon képes gátlást kifejteni. A tumorszuppresszor gének szomatikus mutációját, az ép allél elvesztését jelző LOH (loss of heterozigosity, a heterozigócia elvesztése) LFS-ben nem általános, a da- ganatok kevesebb mint felében mutatható ki [6, 7].
A TP53-mutációk többsége aminosavcserét eredmé- nyező, úgynevezett missense típusú mutáció, mindössze a családok 10%-ában írták le a gén deletióját. Az LFS- ben ismert mutációk többsége a TP53 gén 5., 6., 7. és 8. exonjában fordul elő. Mind inaktiváló hatású, mind ak- tiváló TP53-mutációk ismertek. A TP53 DNS-kötő ré- giójában előforduló mutációk főként emlőrákra, míg a DNS-kötő régión kívüli mutációk mellékvesekéreg-car- cinomára hajlamosítanak.
Brazília déli részén a gyermekkori mellékvesekéreg- carcinoma prevalenciája a világátlag 10-15-szöröse. Az esetek döntő többségében ennek hátterében egyetlen csírasejtes TP53-mutációt mutattak ki (Arg337His), ami founder (alapító) effektus lehetőségére utal. Ez a mu- táció a p53 fehérje pH-érzékeny konformációváltozását eredményezi. Az érintett gyermekekben az LFS-re jel- lemző egyéb daganatok kevéssé jellemzőek [5, 6, 7].
Beckwith-Wiedemann-szindróma (BWS)
A Beckwith-Wiedemann-szindróma ritka, túlnövekedés- sel (overgrowth) járó betegség, amelynek hátterében a genomikus imprinting zavara mutatható ki. Eredetileg prae- vagy postnatalis túlnövekedés, macroglossia és has- fali eltérések (omphalokele, köldöksérv, rectus diastasis) társulásaként írták le. Ezeken az eltéréseken túl hemihy- perplasia, visceromegalia, fül- és vesefejlődési rendelle- nességek, neonatalis hypoglykaemia, szájpadhasadék, valamint daganatok fordulnak elő. A BWS diagnózisát a fentiek közül három eltérés esetén állapíthatjuk meg. A BWS ritka betegség, incidenciája körülbelül 1:14 000 [8,9].
A BWS több gyermekkori daganatra hajlamosíthat, amelyek között kiemelendő a mellékvesekéreg-carci- noma. Emellett Wilms-tumor, rhabdomyosarcoma, hepatoblastoma és neuroblastoma is előfordulhat. Érde- kes, hogy a daganatok döntően 8 éves kor előtt je- lentkeznek, 8 éves kor felett a daganatok kialakulásának esélye csekély. BWS-ben szenvedő gyermekek döntő többsége megéri a felnőttkort. BWS-ben szenvedő férfi-
aknál gyakori az azoospermia és a következményes in- fertilitás [8, 9].
A BWS-esetek 85%-a sporadikus, 10-15%-ban familiá- ris formában jelentkezik. A familiáris formák autoszo- mális domináns öröklésmenettel társulnak.
A BWS patogenezisének hátterében a 11p15 kro- moszomális régió imprintingzavara áll. E régióban két impritinget szabályozó ICR (imprintingkontroll-régió) ismert.
A genomikus imprinting jelensége az apai és anyai kromoszómák eltérő viselkedésén alapul, mivel egyes kromoszomális régiókban az apai és anyai eredetű gé- nek eltérő szabályozás alatt állnak. Anyai imprinting ese- tén az anyától örökölt gének nem fejeződnek ki, csak az apai gének aktívak. Apai imprinting esetén csak az anyá- tól örökölt gének fejeződnek ki. A genomikus imprin- ting kialakulásában a metilációs mintázat meghatározó jelentőségű: a metilációs mintázat kialakításában az ICR alapvető szerepet játszik. E szabályozási mechaniz- mus a nukleotidszekvenciát nem érintő, úgynevezett epigenetikai szabályozás körébe tartozik. Körülbelül 100 olyan humán génlocust ismerünk, amelyek genomikus imprinting szabályozása alatt állnak. Betegségre vezet- het, ha az érintett locusokban a gének expressziója a normálistól eltér az imprinting zavara következtében. A genomikus imprinting következtében egyes gének egyáltalán nem fejeződnek ki, míg mások expressziója a normálisnak kétszerese is lehet. Az uniparentalis disomia jelensége során mindkét kromoszómadarab egy szülő- től származik [8].
Az ICR1 által szabályozott két legfontosabb gén az inzulinszerű növekedési faktor 2 (IGF-2) és a H19. Az IGF-2 gén anyai, a H19 apai imprinting alatt áll, azaz az IGF-2 normálisan csak az apai, a H19 csak az anyai allélről fejeződik ki. A H19 pontos funkciója nem ismert, de valószínűleg a genetikai szabályozásban alap- vető mikro-RNS-t kódol. A BWS-esetek 2-7%-ában ki- mutatható ICR1-hipermetiláció az anyai kromoszómán a H19 csökkent és az IGF-2 fokozott expresszióját ered- ményezi [5, 8, 9].
Az ICR2 két gén, az apai imprinting alatt álló KCNQ1OT1 és az anyai imprinting alatt álló ciklinde- pendens kinázinhibitor 1C (CDKN1C, p57KIP2) kifejező- dését szabályozza. A H19-hez hasonlóan a KCNQ1OT1 gén is valószínűleg egy szabályozó RNS-t kódol, ami a CDKN1C expresszióját gátolja. A sporadikus BWS- esetek 50-60%-ában a KCNQ1OTI biallélikus expresz- sziója mutatható ki az ICR2 hipometilációja következ- tében. A CDKN1C csökkent expressziójára vezető mutációkat a sporadikus esetek 5-10%-ában, a familiáris esetek körülbelül 40%-ában igazoltak [6, 9].
A BWS-esetek mintegy 20%-a apai uniparentalis diso- mia következménye, vagyis a 11p15 kromoszómarészlet mindkét példánya az apától származik, ami az IGF2 és KCNQ1OT1 gének fokozott, a H19 és CDKN1C gének csökkent expressziójával társul (1. ábra).
11p15
Egészséges
BWS
telomer
Apai
Anyai
2 Apai
H19+
ICR1
IGF2 -+
KCNQ1OT1
ICR2
CDKN1C
centromer
A BWS esetében több geno-feno típus összefüggést írtak le. Daganatok gyakrabban fordulnak elő az ICRI zavarai esetében [5, 6, 7, 8, 9].
Familiáris adenomatosus polyposis (FAP)
Mivel a FAP döntően nem endokrin jelentőségű daga- natszindróma, e helyütt csak röviden ismertetjük. Pre- valenciája körülbelül 1:10 000, öröklésmenete a daga- natszindrómák többségéhez hasonlóan autoszomális domináns. A betegségre leginkább jellemző colonpoly- pusok megjelenése a második életévtizedre jellemző. FAP-hoz igen ritkán társul mellékvesekéreg-carcinoma, azonban a sporadikus mellékvesekéreg-carcinoma pa- togenezisében a FAP-ban leírt patogenetikai eltérések fontos szerepet játszanak. A FAP variánsa a Gardner- szindróma, amelyben a colon adenomatosus polyposisa mellett jellegzetes állkapocs-osteomák és hasfali des- moid tumorok fordulnak elő [5, 10].
A FAP hátterében az APC (axin adenomatosus polyposis coli) gén mutációit igazolták. Az APC fehérje a Wnt/ß-katenin jelátviteli út szabályozásában vesz részt és élettani körülmények között a citoplazmatikus ß-katenin-koncentrációt alacsonyan tartja. Az APC fe- hérje a glikogén-szintáz-kináz-3ß (GSK-3) fehérjével al- kot komplexet. A GSK-3 a ß-katenint foszforilálja, ami annak sejtmembránközeli lokalizációját eredményezi. A Wnt receptorához kötődése nyomán az APC/GSK-3 komplex aktivitásának csökkenése következik be, ami
a ß-katenin foszforilációjának gátlását és annak citoplaz- matikus koncentrációjának emelkedését és sejtmagba történő transzlokációját eredményezi, ahol számos gén transzkripcióját serkenti. Az APC gén mutációi esetén a Wnt receptorhoz kötődése nélkül indukálódik e mecha-
nizmus. A Wnt/ß-katenin jelátviteli út aktiválódása szá- mos daganat patogenezisében szerepet játszik [11].
Multiplex endokrin neoplasia 1-es típusa (MEN1)
A MEN1 szindrómában három fő szerv daganatai for- dulnak elő elsősorban: a mellékpajzsmirigy (hyperpara- thyreosis), az endokrin pancreas (insulinoma, gluca- gonoma, hormonálisan inaktív daganatok stb.) és az agyalapi mirigy (prolactinoma, acromegalia, hormonáli- san inaktív adenomák stb.). Mellékvesekéreg-daganatok az érintettek 25-40%-ában fordulnak elő. Ezek döntően hormonálisan inaktív benignus kéregadenomák, de ritkán kortizol- és aldoszterontermelő daganatok is előfordulnak. Nagyon ritka a rosszindulatú mellékvese- kéreg-carcinoma (<1%) és a mellékvesevelő-kiindulású phaeochromocytoma előfordulása. A MEN1 prevalen- ciája körülbelül 1:30 000 [12, 13].
A MEN1 kialakulásának hátterében egy feltételezett tumorszuppresszor gén, a MEN1 gén mutációi játsza- nak szerepet. A MEN1 gén termékét meninnek nevez- zük. A MEN1 gén 10 exont tartalmaz. A MEN1-ben előforduló mutációk többsége a fehérje működését je- lentősen zavaró stopkodont eredményező nonsense vagy leolvasásikeret-elmozdulással járó frameshift mu- táció. Ezek mellett aminosavcserével járó missense mu- tációk és deletiók is előfordulnak. A MEN1 gén bizo- nyos régióiban nem halmozódnak mutációk, más néven mutációs tűzfészkek (hotspot), ami a MEN1 molekuláris vizsgálatát megnehezíti. Ezért a génhordozó állapot iga- zolásához valamennyi exon vizsgálata szükséges [14, 15, 16, 17].
A menin élettani szerepe és a mutációkkal együttjáró működészavar következményei még nem ismertek tel- jeskörűen. Ismert, hogy a menin kapcsolatban van a jun transzkripciós faktorcsaláddal és a transzformáló növe- kedési faktor-béta (TGF-) jelátviteli úttal [15, 16].
Carney-komplex
A Carney-komplex az egyik legritkább örökletes daga- natszindróma: a világon kevesebb mint 1000 eset ismert. Tárgyalását érdekes molekuláris háttere indokolja, ami a mellékvesekéreg-daganatok patogenezisében is sze- replő mechanizmust foglal magában. Klinikai képére a foltos bőrpigmentáció, myxomák (szívüregi és bőr), endokrin daganatok és schwannomák együttes jelent- kezése jellemző. Leggyakrabban 20 éves kor körül isme- rik fel [18].
Az endokrin daganatok között Cushing-szindrómát okozó kétoldali primer pigmentált nodularis adrenalis hyperplasia (PPNAD: primary pigmented nodular adre- nal disease), acromegaliát, illetve hyperprolactinaemiát okozó hypophysisadenoma, heretumorok (nagysejtes kalcifikáló Sertoli-sejtes tumor), pajzsmirigy-adenomák
és -carcinomák, illetve ovariumciszták kialakulását ész- lelték. A PPNAD a Cushing-szindróma ritka oka, azon- ban a Carney-komplexben észlelt leggyakoribb endok- rin eltérés (az esetek körülbelül 25%-ában), illetve a PPNAD-esetek jelentős részének hátterében Carney- komplex áll. Klinikailag a PPNAD-ra leginkább fiatal korban (30 éves kor alatt) jelentkező Cushing-szindróma kialakulása jellemző, amely a klasszikus forma mellett gyakran ciklikus Cushing-szindróma képében jelentke- zik. Ez utóbbira időszakosan jelentkező (ciklikus) hyper- cortisolismusra jellemző klinikai kép, illetve a köztes időszakokban a normálishoz közeli klinikai fenotípus jellemző. Jellegzetes az, hogy a Cushing-szindróma di- agnózisában használatos dexamethasonszuppressziós tesztre a kortizolszint nem csökken, hanem paradox módon emelkedik. Úgy tűnik, hogy e paradox válasz a mellékvesék fokozott glükokortikoidreceptor expresz- sziójával van összefüggésben. A PPNAD-s mellékvesét kisméretű sötét színű nodulusok és közöttük atrofizált mellékvesekéreg jellemzi. A PPNAD komputertomog- ráfia (CT) során tipikusan gyöngyfüzérszerű képet mu- tat [19, 20].
A Carney-komplex-esetek körülbelül fele családi hal- mozódású, autoszomális domináns öröklődéssel. Klasz- szikus genetikai vizsgálatok során a 17. kromoszóma hosszú karjának 17q22-24-es régiójával sikerült a beteg- séget összekapcsolni. A 17q22-24-es régióban pozicio- nális klónozás segítségével azonosították a PRKAR1A gént, amely a cAMP-függő proteinkináz-A (PKA) RIa- szabályozó alegységét kódolja. Inaktív formájában a PKA négy, két katalitikus és két szabályozó alegységből épül fel. A cAMP (ciklikus adenozin-monofoszfát) sza- bályozó alegységekhez kötődése nyomán a katalitikus alegység felszabadul, és funkcióképessé válik. A PKA ubikviter (valamennyi sejtben előforduló) szerin-treo- ninkináz, amely a sejtproliferáció és kromoszómastabili- tás szabályozásában meghatározó jelentőségű [18, 20].
PRKARIA génmutációkat Carney-komplexben szen- vedő betegek 45-65%-ában azonosítottak. A mutációk döntően nonsense, frameshift, illetve splicing mutá- ciók, amelyek az átíródó mRNS gyors degradációját vonják maguk után. Mutációk leggyakrabban a 2-es, 4-es és 6-os exonokban fordulnak elő (mutációs tűz- fészkek/hotspotok). Mivel a mutációk döntő többsége nem eredményez működőképes mRNS-t, nem meg- lepő, hogy geno-feno típus korrelációkat a Carney- komplex-betegekben nem írtak le [18, 19].
Bár a proteinkináz-A megváltozott expressziója több kísérleti rendszerben megnövekedett sejtproliferá- cióval társul, a Carney-komplex kialakulásában szerepe korántsem tekinthető tisztázottnak, és valószínű, hogy mutációja a daganatok képződéséhez önmagában nem elegendő. A PKA szinte valamennyi sejtben jelen van, ezért nehezen magyarázható az, hogy Carney-komplex- ben szenvedőkön, akiknek valamennyi sejtje hordozza a PKA-gén mutációit, csak néhány szervben alakulnak ki daganatok.
A cAMP-jelátvitel fontosságát jelzi, hogy nem Carney- komplexhez társult adrenocorticalis hyperplasiák egyes ritka eseteiben a cAMP metabolizmusában fontos fosz- fodiészteráz enzim két génjének (PDE11A4 és PDE8) alacsony penetranciájú mutációit igazolták [20].
A Carney-komplex kóreredete nem teljesen tisztá- zott, a PRKAR1A mellett más gének patogenetikai szerepe is feltételezhető [20].
McCune-Albright-szindróma (MAS)
A McCune-Albright-szindróma ritka, több szervet érin- tő betegség, amely mind endokrin, mind nem endokrin eltérésekkel társul. Prevalenciája 1:100 000 és 1:1 000 000 között változik. A MAS sporadikus, nem öröklődő be- tegség, mégis genetikailag meghatározott, hiszen szo- matikus mutációt azonosítottak a betegek többségében [21].
Klinikailag a McCune-Albright-szindrómát a csont polyostoticus (több csontot érintő) fibrosus dysplasiája, a bőr tejeskávészínű (café au lait) foltjai, pubertas praecox, acromegalia, pajzsmirigy-túlműködés, renalis foszfátvesztés stb. jellemzi elsősorban. Cushing-szind- rómához vezető mellékvesekéreg-túlműködés a MAS ritka megjelenési formája, leggyakrabban újszülöttekben figyelhető meg. Legtöbbször átmeneti és spontán meg- szűnik az első életév vége előtt. Mellékvesekéreg-daga- natok és hyperplasia is előfordulnak [21].
A MAS-kialakulásért felelős mutáció a G-fehérjék alfa- alegységét (Gsa) kódoló GNASI génben található és a termelődő fehérje működését serkentő, aktiváló (gain- of-function) hatású. Ezek alapján mind a hypercortiso- lismus kialakulására hajlamosító két genetikailag meg- határozott betegség, a Carney-komplex és a MAS esetében is a PKA-cAMP jelátviteli út érintett. A mutá- ció a MAS-ban szenvedő betegek több szervében és számos sejtjében, de nem mindegyikben mutatható ki. Ez a jelenség a genetikai mozaicizmus [22].
A GNAS locus az egyik legbonyolultabban szabá- lyozott régió a humán genomban. Több promotert tar- talmaz, és genomikai imprinting is érinti. Mind aktiváló, mind inaktiváló mutációk előfordulnak e régióban. Míg az aktiváló mutációk (más néven gsp-mutációk) a fibrosus dysplasia és MAS-kialakulásban játszanak sze- repet, számos inaktiváló mutációt írtak le, amelyek az Albright-típusú öröklődő osteodystrophiával és pseu- dohypoparathyreosissal társulnak. MAS-ban szenvedő betegekben csak egyetlen kodon (a 201-es kodon) érin- tettségét írták le eddig. A 201-es kodon két aktiváló, aminosavcserével járó (missense) mutációja ismert: Arg201Cys és Arg201His. A 201-es kodon egy arginint kódol, ami a fehérje működésében, GTP-áz aktivitásá- ban alapvető jelentőségű. Érdekes, hogy a Cholera vib- rio exotoxinja ugyanennek az aminosavnak ADP-ribo- zilációját idézi elő és ezáltal vezet extrém mértékű folyadékvesztéshez. A két ismert pontmutáció az adenil- cikláz hormonfüggetlen aktiválódását eredményezi a
GTP-áz gátlása következtében, miáltal a mutáns allélt hordozó sejtekben a ciklikus AMP termelődése foko- zódik. A Gsa/proteinkináz-A/CREB (cAMP response element binding protein) aktiválódása a c-fos transz- kripciós faktor túlzott aktivációjához vezet. A c-fos túl- zott kifejeződése a csontvelőstromasejtek túlzott sza- porodásához és a csontépülést szabályozó osteoblastok érésének zavarához vezet [22].
A MAS-hoz vezető GNAS1-mutációk posztzigoti- kusak, valószínűleg a gastrulatio előtt keletkeznek, ami magyarázza azt, hogy a betegségben mindhárom csíra- lemezből származó szervek érintettek lehetnek. Ezen elmélet szerint, minél korábban alakul ki a mutáció, annál súlyosabbak a klinikai következményei. A GNAS1 gén csírasejtes mutációit az élettel összeegyeztethetet- lennek tartják. A posztzigotikus jellegéből és a követ- kezményes genetikai mozaicizmusból adódóan, a MAS klinikai képe nagyon változatos: tünetmentes hordo- zóktól súlyosan érintett betegekig terjed [22].
A mellékvesekéreg-daganatra hajlamosító örökletes daganatszindrómák főbb jellegzetességeit foglalja össze az 1. táblázat.
Sporadikus mellékvesekéreg-daganatokban előforduló molekuláris eltérések
Az örökletes mellékvesekéreg-carcinomára hajlamosító mechanizmusokat sporadikus daganatokban is sikerült azonosítani.
A Li-Fraumeni-szindrómára jellemző csírasejtes TP53- mutációk szomatikus megfelelőit a felnőttkori mellékve- se-carcinomák 25-30%-ában azonosították, sőt, a mutá- ciók jelenlétét rövidebb túléléssel is kapcsolatba hozták [5]. E mutációk döntően a nagyméretű, előrehaladott daganatokra jellemzőek. A TP53 gént hordozó 17p13 kromoszomális régió LOH jelenségét ezzel szemben a mellékvesekéreg-carcinomák 75-80%-ában azonosítot ták [5, 6]. A szomatikus TP53-mutációk és LOH gyakori- sága közötti számottevő eltérés magyarázata nem vilá- gos: szóba jön, hogy e kromoszomális régióban más gén elvesztése játszhat szerepet a patogenezisben.
A Beckwith-Wiedemann-szindrómára jellemző fo- kozott IGF-2-expresszió a rosszindulatú mellékvese- kéreg-daganatok egyik legáltalánosabb jellemzője [4]. Az IGF-2 a magzati mellékvesekéreg növekedési fak- tora. Az IGF-2 receptoraként is funkcionáló IGF-1 re- ceptor fokozott expresszióját is leírták mellékvesekéreg- carcinomában, sőt, az IGF molekulákat kötő IGFBP (insulin like growth factor binding protein) közül az IGFBP-2 fokozott kifejeződése is ismert. Az IGFBP-2 szérumkoncentrációját a mellékvesekéreg-carcinoma progressziójával is kapcsolatba hozták. Az IGF-2 mel- lett, a BWS patogenezisében szereplő H19 és CDKN1C eltéréseit is leírták. A 11p15 kromoszomális régiót érintő LOH a carcinomák 67%-ában, míg adenomák- ban csak 13%-ban volt kimutatható [3, 5, 6].
1. táblázat A mellékvesekéreg-daganatokra hajlamosító örökletes tumorszindrómák összefoglalása
| Szindróma | Öröklésmenet | Felelős gén | Mellékvesekéreg-daganat jellege és prevalenciája | Főbb egyéb manifesztációk |
|---|---|---|---|---|
| Li-Fraumeni | AD | TP53 | Carcinoma: 3-4% | Lágyrész-sarcoma, emlőrák, agydaganat, leukaemia |
| Beckwith- Wiedemann | 85% sporadikus, 15% AD | 11p15 imprinting zavara (IGF-2, H19, KCNQ1OT1, CDKN1C) | Carcinoma: 5% | Hemihyperplasia, visceromegalia, fül- és vesefejlődési rendellenességek, neonatalis hypoglykaemia, szájpadhasadék, daganatok (Wilms-tumor, hepatoblastoma, neuroblastoma, rhabdomyosarcoma) |
| Familiáris adenomatosus polyposis | AD | APC | Carcinoma: extrém ritka | Colonpolyposis |
| Multiplex endokrin neoplasia 1 | AD | MEN1 | Adenoma: 25-40% | Hyperparathyreosis, endokrin pancreasdaganat, hypophysisadenoma |
| Carney-komplex | AD | PRKAR1A és egyéb | PPNAD: 90-100% | Foltos bőrpigmentáció, myxomák, endokrin daganatok (here, pajzsmirigy, hypophysis), schwannomák |
| McCune-Albright- szindróma | Nem öröklődik | GNAS1 | Adenoma: ritka | Polyostoticus fibrosus dysplasia, café au lait foltok, pubertas praecox, acromegalia, hyperthyreosis, renalis foszfátvesztés |
AD = autoszomális domináns; cc. = carcinoma; PPNAD = primer pigmentált nodularis adrenalis hyperplasia
Bár a mellékvesekéreg-daganat familiáris adenomato- sus polyposisban a ritka eltérések közé tartoznak, mind több kísérletes adat támasztja alá a Wnt/ß-katenin út jelentőségét mellékvesekéreg-carcinomában. E jelátvi- teli út aktiválódására jellemző diffúz citoplazmatikus ß-katenin-festődést a mellékvesekéreg-carcinomák több- ségében leírták, ugyanakkor a ß-katenin szomatikus mutációi csak a daganatok 25-35%-ában mutathatók ki [5,6].
A MEN1 gén mutációi mellékvesekéreg-carcinomá- ban nagyon ritkák, ezzel szemben a MEN1 gént hor- dozó 11q13 kromoszomális régiót érintő LOH a daganatok 90%-ában kimutatható. Mindazonáltal a mel- lékvesekéreg-carcinomában szinte a teljes 11q kar el- vesztése jellemző, ami más gének elvesztésének patoge- netikai jelentőségére utalhat [3, 4].
A Carney-komplex-esetek többségére jellemző PRKARIA mutációit mellékvesekéreg-carcinomában nem igazolták, ugyanakkor az adenomák körülbelül 10%-ában mutatták ki. Ezzel szemben egy vizsgálatban a PRKARIA-t hordozó 17q22-24 kromoszomális ré- gió LOH jelenségét a carcinomák több mint 50%-ában mutatták ki [5]. A GNAS locus mutációit sem írták le malignus daganatokban. Bár az ACTH-adenil-cikláz- cAMP jelátviteli út a benignus daganatok patogenezisé- ben szerepet játszhat, a malignus daganatokban betöl- tött patogenetikai jelentőségéről egyelőre nincsenek meggyőző adatok [6].
Az eddig leírtakból kitűnik, hogy a patogenezisben szereplő gének mutációi és az őket hordozó kromoszó- marégiók LOH jelenségével jelzett elvesztése nem mu- tat érdemi párhuzamot, ami elsősorban a kromoszó-
marégió-vesztés sokkal drasztikusabb, több gént érintő és a sejtműködést komolyan zavaró hatásával állhat ösz- szefüggésben.
Ezeken az eltéréseken túl számos egyéb tényező sze- repére utaló megfigyelés ismert: például fokozott epi- dermális növekedési faktor receptor (EGFR) és transz- formáló növekedési faktor-alfa- (TGF-a-) expresszió malignus daganatokban [4].
A mellékvesekéreg-carcinoma patogenezisvizsgálatának új megközelítései
Az utóbbi évtizedben megjelent bioinformatikai mód- szereket a mellékvesekéreg-daganatok patogenezisének vizsgálatában is alkalmazták [4, 23]. E módszerek se- gítségével az összes humán gén és variánsainak kifeje- ződése egyidejűleg tanulmányozható, ami a korábbi módszerekkel elképzelhetetlen mennyiségű adat megis- merését teszi lehetővé. A mai napig tizenegy teljes genomot tanulmányozó génexpressziós vizsgálatot vé- geztek [24].
E vizsgálatok részben megerősítették a korábbi meg- figyeléseket, mivel kivétel nélkül igazolták a malignus daganatok fokozott IGF-2-expresszióját [24]. A génex- pressziós listákban a Wnt/ß-katenin jelátviteli út által szabályozott gének fokozott kifejeződése is megfigyel- hető volt [5]. Új megfigyelések is születtek ugyanakkor, amelyek közül kiemelendő például a topoizomeráz-2A- (TOP2A) mRNS fokozott kifejeződése, ami a DNS- replikáció egyik kulcsfontosságú enzime [25]. A TOP2A a mellékvesekéreg-carcinoma kemoterápiájában is alkal- mazott doxorubicin és etopozid célmolekulája. Számos
sejtciklusban szereplő gén, például ciklinek, ciklinde- pendens kinázok fokozott kifejeződését is leírták [24].
A génexpressziós vizsgálatok egyik nagy gyakorlati je- lentősége a molekuláris markerek azonosításában rejlik. A mellékvesekéreg-daganatok szövettani vizsgálata ugyanis nehéz; a jó- és rosszindulatú daganatok elkü- lönítése, a malignitás megállapítása egyes esetekben ki- fejezett nehézségekbe ütközik. E génexpressziós vizs- gálatok révén azonosíthatók olyan mRNS-markerek, amelyek a malignitás megállapításában hasznosak lehet- nek. Ezek közé tartoznak az IGF-2, a Ki-67 proliferációs marker, a szerotoninreceptor-2B, szteroidogenetikus enzimek stb. [26, 27, 28]. A génexpressziós vizsgálatok révén a daganatok újszerű osztályozása is lehetséges; ennek keretében sikerült a carcinomacsoporton belül két alosztályt felállítani, amelyek prognózisa eltérő [29, 30]. A génexpressziós eltérések a túlélési idő markere- ként is felhasználhatók [30].
Érdekes megfigyelés, hogy a mellékvesekéreg-carci- noma és a magzati mellékvesekéreg génexpressziós mintázata sokban hasonlít (például IGF-2 fokozott kife- jeződésében), ami a daganat patogenezisének és a mel- lékvesekéreg fejlődésének párhuzamára utal [31, 32].
A génexpressziós vizsgálatok értelmezésével az egyik fő probléma az, hogy a szignifikáns génlistákban jelen- tősek a különbségek. Ennek hátterében a csoporton- kénti alacsony mintaszám, a mintaválogatás, a vizsgálati platformok és statisztikai kiértékelés különbségei is sze- repet játszanak. E probléma megoldására metaanalízist végeztünk az eddig elvégzett tanulmányok és saját ered- ményeink felhasználásával. Ennek alapján mellékveseké- reg-carcinomákban három fő patogenetikai utat sikerült felállítanunk: 1. a sejtciklus károsodását, 2. a retinoid jel- átvitel eltéréseit, 3. komplement- és immunrendszeri eltéréseket. Míg a sejtciklusban szereplő gének expresz- sziós eltéréseiről már számos adat volt eddig is ismert, a retinoid jelátvitel eltérései újdonságot jelentenek és további kísérletes vizsgálatok végzésének szükségességét állítják fel [24].
A daganatok molekuláris patogenezisének vizsgála- tában az egyik legnagyobb előrelépést a mikro-RNS-ek kutatása jelenti [33]. A mikro-RNS-ek a gének poszt- transzkripciós szabályozásának fontos tényezői, és meg- változott expressziójukat számos daganatban leírták. Munkacsoportunk elsőként írta le mellékvesekéreg-da- ganatok eltérő mikro-RNS-expressziós mintázatát [34]. A miR503 és miR511 expressziós különbsége a jó- és rosszindulatú daganatok hatékony elkülönítését is le- hetővé teheti [34]. A mikro-RNS-ek cél-mRNS-einek vizsgálatával a sejtciklus károsodásának jelentőségét mu- tattuk ki, ami egybecseng a metaanalízis eredményével. Egy másik tanulmányban az általunk észlelt mikro-RNS- ektől eltérő mikro-RNS-ek eltérő kifejeződését észlel- ték [35], ami a vizsgálatok folytatásának szükségessé- gét jelzi [36].
A gyógyszeres kezelés távlatai
Tekintettel arra, hogy a mellékvesekéreg-carcinoma nem sebészi kezelésében a mitotánon kívül a gyógy- szeres kezelés eredményei rendszerint szerények, in- tenzív kutatások folynak új gyógyszerek azonosítása céljából. A molekuláris patogenezis tanulmányozása új gyógyszeres támadáspontok felismerésére vezethet.
Több klinikai vizsgálat folyt, illetve folyik tirozinki- náz-gátló hatású gyógyszerekkel (például sunitinib, sorafenib, imatinib). Ennek kórélettani alapját egyes tirozinkináz-típusú receptorok (például epidermális nö- vekedési faktor receptor) mellékvesekéreg-carcinomá- ban észlelt fokozott kifejeződése képezi. Az eddigi vizs- gálatok azonban nem hoztak átütő eredményt [37].
Logikus lenne a Wnt/ß-katenin jelátviteli utat szelek- tíven gátló hatóanyag alkalmazása, azonban egyelőre ilyen nem elérhető. Klinikai vizsgálat folyik az IGF-2 jel- átvitelét gátló IGF-1-receptor-ellenes ellenanyagok al- kalmazásával [37].
Összességében megállapítható, hogy a mellékveseké- reg-daganatok patogenezise rendkívül összetett folya- mat, amelyben számos gén eltérése, mutációi, kromo- szómavesztés, jelátviteli út játszhat szerepet. Még messze vagyunk a patogenezis egységes képétől, de ennek to- vábbi kutatása, új potenciális gyógyszeres támadáspon- tok azonosításának reményével, mindenképpen szük- séges.
Irodalom
[1] Libé, R., Bertherat, J .: Molecular genetics of adrenocortical tu- mours, from familial to sporadic diseases. Eur. J. Endocrinol., 2005, 153, 477-487.
[2] Igaz, P., Tömböl, Z., Szabó, P. M. és mtsai: Steroid biosynthesis inhibitors in the therapy of hypercortisolism: theory and prac- tice. Curr. Med. Chem., 2008, 15, 2734-2744.
[3] Koch, C. A., Pacak, K., Chrousos, G. P .: The molecular patho- genesis of hereditary and sporadic adrenocortical and adrenom- edullary tumors. J Clin. Endocrinol. Metab., 2002, 87, 5367- 5384.
[4] Igaz, P., Wiener, Z., Szabó, P. és mtsai: Functional genomics ap- proaches for the study of sporadic adrenal tumor pathogene- sis: Clinical implications. J. Steroid. Biochem. Mol. Biol., 2006, 101, 87-96.
[5] Bertherat, J., Bertagna, X .: Pathogenesis of adrenocortical can- cer. Best. Pract. Res. Clin. Endocrinol. Metab., 2009, 23, 261- 271.
[6] Soon, P. S., McDonald, K. L., Robinson, B. G. és mtsa: Molecular markers and the pathogenesis of adrenocortical cancer. Oncolo- gist, 2008, 13, 548-561.
[7] Moule, R. N., Jhavar, S. G., Eeles, R. A .: Genotype phenotype correlation in Li-Fraumeni syndrome kindreds and its implica- tions for management. Fam. Cancer, 2006, 5, 129-133.
[8] Cytrynbaum, C. S., Smith, A. C., Rubin, T. és mtsa: Advances in overgrowth syndromes: clinical classification to molecular delineation in Sotos syndrome and Beckwith-Wiedemann syn- drome. Curr. Opin. Pediatr., 2005, 17, 740-746.
[9] Smith, A. C., Choufani, S., Ferreira, J. C. és mtsa: Growth regula- tion, imprinted genes, and chromosome 11p15.5. Pediatr. Res., 2007, 61, 43R-47R
[10] Naylor, E. W., Gardner, E. J .: Adrenal adenomas in a patient with Gardner’s syndrome. Clin. Genet., 1981, 20, 67-73.
[11] Kikuchi, A .: Tumor formation by genetic mutations in the com- ponents of the Wnt signaling pathway. Cancer Sci., 2003, 94, 225-229.
[12] Igaz, P.: MEN1 clinical background. In: SuperMEN1: pituitary, parathyroid and pancreas. Eds: Balogh, K., Patócs, A. Landes Bioscience-Spinger, New York, Austin, 2009, 1-15.
[13] Lakhani, V. T., You, Y. N., Wells, S. A .: The multiple endocrine neoplasia syndromes. Annu. Rev. Med., 2007, 58, 253-265.
[14] Balogh, K., Patócs, A., Majnik, J. és mtsai: Genetic screening methods for the detection of mutations responsible for multiple endocrine neoplasia type 1. Mol. Genet. Metab., 2004, 83, 74- 81.
[15] Brandi, M. L., Gagel, R. F., Angeli, A. és mtsai: Guidelines for diagnosis and therapy of MEN type 1 and type 2. J. Clin. Endo- crinol. Metab., 2001, 86, 5658-5671.
[16] Ellard, S., Hattersley, A. T., Brewer, C. M. és mtsa: Detection of an MEN1 gene mutation depends on clinical features and sup- ports current referral criteria for diagnostic molecular genetic testing. Clin. Endocrinol., 2005, 62, 169-175.
[17] Marx, S. J .: Molecular genetics of multiple endocrine neoplasia types 1 and 2. Nature Rev. Cancer, 2005, 5, 367-375.
[18] Bossis, I., Stratakis, C. A.: Minireview: PRKAR1A: normal and abnormal functions. Endocrinology, 2004, 145, 5452-5458.
[19] Stratakis, C. A., Kirschner, L. S., Carney, J. A .: Clinical and mo- lecular features of the Carney complex: diagnostic criteria and recommendations for patient evaluation. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2001, 86, 4041-4046.
[20] Igaz P., Rácz K., Szabolcs Z. és mtsa: A Carney-komplex, a multi- plex endokrin neoplasia szindrómák ritka formája: klinikai kép és kóreredet. Orv. Hetil., 2006, 147, 551-556.
[21] Dumitrescu, C. E., Collins, M. T .: McCune-Albright syndrome. Orphanet J. Rare Dis., 2008, 3, 12. doi:10.1186/1750-1172- 3-12
[22] Weinstein, L. S., Liu, J., Sakamoto, A. és mtsai: GNAS: normal and abnormal function. Endocrinology, 2004, 145, 5459-5464.
[23] Szabó P., Rácz K., Tulassay Z. és mtsa: A funkcionális genomika lehetőségei a mellékvese és hypophysis daganatok patogene- zisének vizsgálatában. Orv. Hetil., 2006, 147, 1267-1271.
[24] Szabó, P. M., Tamási, V., Molnár, V. és mtsai: Meta-analysis of adrenocortical tumor genomics data: novel pathogenic pathways revealed. Oncogene, 2010, 29, 3163-3172.
[25] Giordano, T. J., Thomas, D. G., Kuick, R. és mtsai: Distinct transcriptional profiles of adrenocortical tumors uncovered by DNA microarray analysis. Am. J. Pathol., 2003, 162, 521-531.
[26] Fernandez-Ranvier, G. G., Weng, J., Yeh, R. F. és mtsai: Identifi- cation of biomarkers of adrenocortical carcinoma using ge- nome wide gene expression profiling. Arch. Surg., 2008, 143, 841-846.
[27] Soon, P. S., Gill, A. J., Benn, D. E. és mtsai: Microarray gene ex- pression and immunohistochemistry analyses of adrenocortical tumors identify IGF2 and Ki-67 as useful in differentiating car- cinomas from adenomas. Endocr. Relat. Cancer, 2009, 16, 573- 583.
[28] Velázquez-Fernandez, D., Laurell, C., Geli, J. és mtsai: Expression profiling of adrenocortical neoplasms suggests a molecular sig- nature of malignancy. Surgery, 2005, 138, 1087-1094.
[29] Giordano, T. J., Kuick, R., Else, T. és mtsai: Molecular classifica- tion and prognostication of adrenocortical tumors by transcrip- tome profiling. Clin. Cancer Res., 2009, 15, 668-676.
[30] de Reyniès, A., Assié, G., Rickman, D. S. és mtsai: Gene expression profiling reveals a new classification of adrenocortical tumors and identifies molecular predictors of malignancy and survival. J. Clin. Oncol., 2009, 27, 1108-1115.
[31] Rainey, W. E., Carr, B. R., Wang, Z. N. és mtsa: Gene profiling of human fetal and adult adrenals. J. Endocrinol., 2001, 171, 209-215.
[32] Coulter, C. L .: Fetal adrenal development: insight gained from adrenal tumors. Trends Endocrinol. Metab., 2005, 16, 235- 242.
[33] Tömböl, Z., Szabó P., Rácz K. és mtsai: A mikro-RNS-ek jelentő- sége daganatos betegségekben. Orv. Hetil., 2007, 148, 1135- 1141.
[34] Tömböl, Z., Szabó, P. M., Molnár, V. és mtsai: Integrative molecu- lar bioinformatics study of human adrenocortical tumors: micro RNA, tissue-specific target prediction, and pathway analysis. En- docr. Relat. Cancer, 2009, 16, 895-906.
[35] Soon, P. S., Tacon, L. J., Gill, A. J. és mtsai: miR-195 and miR- 483-5p identified as predictors of poor prognosis in adrenocor- tical cancer. Clin. Cancer Res., 2009, 15, 7684-7692.
[36] Tömböl, Z., Szabó, P. M., Patócs, A. és mtsai: Differences in micro- RNA expression profiles of adrenocortical tumors - Letter. Clin. Cancer Res., 2010, 16, 2915.
[37] Fassnacht, M., Kreissl, M. C., Weismann, D. és mtsa: New targets and therapeutic approaches for endocrine malignancies. Pharm. Ther., 2009, 123, 117-141.
(Igaz Péter dr., Budapest, Szentkirályi u. 46., 1088 e-mail: igapet@bel2.sote.hu)
A Budapest Gyógyfürdői és Hévizei Zrt. munkatársat keres
reuma- és fizioterápiás szakorvosi munkakörbe.
Feladat: a Széchenyi nappali kórházban mozgásszervi betegek ellátása.
Alkalmazási feltétel: reuma- és fizioterápiás szakorvosi végzettség, szakmai gyakorlat, erkölcsi bizonyítvány.
A fényképes szakmai önéletrajzot 2010. július 31-ig kérjük megküldeni postai vagy elektronikus úton. E-mail: toborzas@bgyhzrt.hu
Postai cím: 1138 Budapest, Népfürdő u. 38., Humánpolitikai Osztály
A borítékon kérjük feltüntetni a „Pályázat” jeligét.