Molekularne mechanizmy sygnalizacji komórkowej w szkliwiaku

Szlak MAPK – główny mechanizm patogenezy

Szlak kinaz aktywowanych mitogenami (MAPK) stanowi najważniejszy mechanizm molekularny w patogenezie ameloblastoma. Mutacje w genach należących do szlaku MAPK występują w prawie 90% ameloblastoma, przy czym mutacja BRAF V600E jest najczęściej opisywaną zmianą genetyczną12.

Mutacja BRAF V600E konstytutywnie aktywuje szlak kinaz aktywowanych mitogenami, co prowadzi do zwiększenia proliferacji i przeżywalności komórek w sposób niezależny od ligandów3. Ta mutacja jest również obserwowana w innych nowotworach złośliwych i łagodnych, które aktywują szlak MAP kinazy wymagany do podziału i różnicowania komórek, ale jest najczęściej występującą mutacją w ameloblastoma4.

Kluczowa informacja: BRAF to kinaza serynowo-treoninowa w ramach szlaku MAPK. Jeśli obecna jest mutacja BRAF, ma ona tendencję do wykluczania innych mutacji również obecnych w ameloblastoma, czyniąc BRAF najczęstszą alteracją genetyczną ściśle związaną z jego patogenezą3.

Razem wszystkie wymienione mutacje obecne są w zdecydowanej większości ameloblastoma, co sugeruje, że aktywacja szlaku sygnałowego MAPK reprezentuje krytyczne zdarzenie w patogenezie ameloblastoma2. Główne zidentyfikowane mutacje znajdują się w szlakach sygnałowych MAPK i SHH, obejmując geny BRAF, RAS i FGFR2 ze szlaku MAPK oraz gen SMO ze szlaku sygnałowego SHH2.

Szlak Sonic Hedgehog

Sonic Hedgehog (SHH), ssaczy homolog genu polarności segmentowej drosophila Hedgehog, koduje wydzielaną białko aktywującą kompleks receptorów błonowych utworzony przez patched 1 (PTCH 1) i smoothened (SMO)5. Wysoka ekspresja SHH, SMO i GLI 1 została zgłoszona w ameloblastoma56.

Badania sugerują, że molekuły sygnalizacyjne SHH mogą odgrywać rolę w interakcji nabłonkowo-mezenchymalnej i proliferacji komórek w ameloblastoma57. Receptor transmembranowy dla Sonic Hedgehog (SHH) i innych białek Hedgehog (HH) jest kodowany przez gen PTCH16.

Szlak SHH, który odgrywa definitywną rolę w rozwoju i projektowaniu różnych narządów, jest podstawowy w odontogenezie i również odgrywa istotną rolę w patogenezie ameloblastoma. Szlak wydaje się być odpowiedzialny za proliferację komórek nowotworowych, jednocześnie włączając apoptozę w patogenezę ameloblastoma poprzez kontrolę ekspresji Bcl-2 i BAX w błonie obwodowej8.

Szlak WNT/β-katenina

Geny WNT kodują rodzinę glikoprotein, po raz pierwszy zidentyfikowanych u ssaków jako proto-onkogenne miejsce integracji dla wirusa guza gruczołu mlekowego myszy. Te białka aktywują szereg szlaków sygnałowych, które dzielą się na dwie kategorie: kanoniczny szlak β-kateniny i niekanoniczny szlak niezależny od β-kateniny5.

Nadekspresja WNT 5a zwiększa migrację komórek nabłonka szkliwa, podczas gdy supresja upośledza ich migrację i nie powoduje reorganizacji aktyny9. Akumulacja jądrowa β-kateniny została wykazana w ameloblastoma6.

Mechanizm działania: Molekularne i genetyczne czynniki promujące onkogenną transformację nabłonka odontogennego do ameloblastoma są silnie powiązane z dysregulacją wielu genów związanych z szlakami sygnałowymi kinaz aktywowanych mitogenami, sonic hedgehog i WNT/β-katenina10.

Szlak TGF-β/SMAD

Szlak sygnałowy TGF-β/SMAD odgrywa ważną rolę w inwazyjności ameloblastoma, szczególnie w późniejszych stadiach9. Białko morfogenetyczne kości (BMP), członek nadrodziny transformującego czynnika wzrostu (TGF), jest czynnikiem różnicowania komórek mezenchymalnych i morfogenem11.

Szlak PI3K/AKT

Szlak sygnałowy AKT w ameloblastoma został zaangażowany w tworzenie i progresję nowotworów12. Białko PTEN funkcjonuje jako inhibitor szlaku sygnałowego AKT, prowadząc do zatrzymania cyklu komórkowego i apoptozy. Jego ekspresja była zmniejszona w ameloblastoma w porównaniu z zawiązkami zębów6.

Inne istotne szlaki i czynniki

Geny zaangażowane w inicjację rozwoju zębów, morfogenezę i cytodifferentiation oraz wzorowanie zębów obejmują sonic hedgehog (SHH), patched (PTCH), WNT, aktywę A, białka morfogenetyczne kości (BMP2 i BMP4), czynnik wzrostu fibroblastów (FGF), PAX9, BARX1, LEF1, DLX1, DLX2, MSX1 i MSX26.

Nadekspresja FOS i TNFR1A była znacząca w szlaku transformacji onkogennej ameloblastoma11. Komórki nowotworowe nie osiągają funkcjonalnej dojrzałości jako ameloblasty fazy sekrecyjnej, tym samym nie wyrażając białek szkliwa11.

Implikacje terapeutyczne

Obecnie dostępne są terapie celowane dzięki ostatnim postępom w zrozumieniu molekularnych szlaków sygnałowych związanych z patogenezą ameloblastoma. Leki specyficzne dla MAPK selektywnie hamują funkcje mutantów BRAF i MEK, aby zatrzymać zdysregulowaną proliferację i różnicowanie komórek ameloblastycznych13.

Podobnie opracowano terapie celowane w celu kontroli efektu mutacji SMO związanej z patogenezą ameloblastoma. Ponieważ ekspresja SHH jest wysoka w ameloblastoma, kilka leków już używanych do antagonizowania sygnalizacji SHH oferuje inne niechirurgiczne celowane opcje terapeutyczne dla pacjentów z tym typem nowotworu14.

Pytania i odpowiedzi

Co to jest szlak MAPK i dlaczego jest ważny w ameloblastoma?

Szlak MAPK (kinazy aktywowane mitogenami) kontroluje proliferację komórkową. Mutacje w tym szlaku, szczególnie BRAF V600E, występują w 90% ameloblastoma, prowadząc do niekontrolowanego wzrostu komórek nowotworowych.

Jak szlak Sonic Hedgehog wpływa na rozwój ameloblastoma?

Szlak Sonic Hedgehog reguluje interakcje nabłonkowo-mezenchymalne i proliferację komórek. Wysoka ekspresja SHH, SMO i GLI 1 w ameloblastoma przyczynia się do wzrostu nowotworu i hamowania apoptozy.

Jaką rolę odgrywa β-katenina w patogenezie ameloblastoma?

β-katenina w szlaku WNT kontroluje adhezję międzykomórkową i migrację. Jej akumulacja jądrowa w ameloblastoma prowadzi do zwiększonej migracji komórek nabłonka szkliwa i progresji nowotworu.

Czy można leczyć ameloblastoma celując w szlaki sygnałowe?

Tak, opracowano terapie celowane hamujące szlaki MAPK i Sonic Hedgehog. Leki anty-BRAF i anty-SMO oferują niechirurgiczne opcje leczenia dla pacjentów z mutacjami w tych szlakach.

Reklama
Reklama