Kapitel 3

Cancergener – onkogener och suppressorgener

En cancergen är en gen som när den muteras kan öka risken för att cancer utvecklas. Dessa mutationer kan leda till en rad förändringar, däribland ökad celldelning genom att cellcykelkontrollen minskas, vilket kan leda till cancer.

Cancergener kan delas in i huvudkategorier beroende av vad de har för funktion:

Proto-onkogener kan omvandlas till onkogener som stimulerar celltillväxt och tumörsuppressorgener bromsar celltillväxt.

 

Det finns över 1 000 kända cancergener men endast ett begränsat antal signalvägar och processer som styr tumörutvecklingen.

OncoKB Cancer Gene List 19 DEC2024

Proto-onkogener

En proto-onkogen är en gen som i sitt normala tillstånd deltar i fysiologiska processer i cellen, men som har potential att bidra till cancerutveckling om dess uttryck eller funktion förändras. Proto-onkogener är normalt inblandade i celltillväxt, differentiering och överlevnad. Om en sådan gen erhåller en så kallad gain-of-function- mutation eller en mutation som leder till ökat uttryck (till exempel amplifiering eller translokation) kan den omvandlas till en onkogen och bidra till cancerutveckling.

Det finns tre huvudsakliga vägar för en proto-onkogen att omvandlas till en onkogen:

  1. Punktmutation. En punktmutation kan leda till konstitutionell aktivering av ett protein. Detta innebär att en enda förändring i gensekvensen kan göra att proteinet blir ständigt aktivt och till exempel skickar tillväxtsignaler utan normal reglering.
  2. Genamplifiering. Vid en genamplifiering kan omvandlingen till onkogen ske genom att öka antalet kopior av genen i cellens genom, vilket i sin tur resulterar i överproduktion av det protein som genen kodar för.
  3. Kromosomala rearrangemang. Delar av kromosomerna arrangeras om. Det kan till exempel leda till att två olika gener slås samman och bildar ett nytt fusionsprotein med onkogena egenskaper. Kromosomala rearrangemang kan också leda till att en proto-onkogen flyttas in under en mycket aktiv promotor (startsignalen för gentraskriptionen) vilket gör att genen blir överuttryckt, och förvandlas till en onkogen som driver tumörutveckling.
Illustration som visar mekanismer för aktivering av onkogener.

Figur 6. Mekanismer för aktivering av onkogener.

Anpassad efter: Molecular Biology of the Cell. 4th edition. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. New York: Garland Science; 2002.

Onkogener

Onkogener är alltså muterade eller överuttryckta gener som kan orsaka cancer genom att förändra grundläggande egenskaper hos celler, såsom celltillväxt och cellrörlighet samt apoptos.

Effekten kan bli att signalvägar som stimulerar celldelning blir konstant aktiverade, vilket leder till att cellerna växer och delar sig okontrollerat.

Viktiga onkogener

Man känner idag till många olika onkogener som är viktiga för omvandling av normala celler till cancerceller. Några exempel på kända onkogener som ökar risken för cancer när de muteras:

  • KRAS ➝ pancreascancer, kolorektalcancer, lungcancer
  • HER2 ➝ bröstcancer
  • BRAF ➝ melanom, kolorektalcancer
  • PIK3CA ➝ många olika tumörer

Tumörsuppressorgener

Tumörsuppressorgener fungerar i stället som bromsar i cellens reglering, med uppgifter att stoppa okontrollerad celldelning, reparera DNA-skador och initiera apoptos vid allvarliga fel. När tumörsuppressorgener drabbas av loss-of-function-mutationer eller utsätts för kromosomala deletioner, förlorar cellen dessa kontrollmekanismer. Detta gör att cellerna kan gå in i en okontrollerad tillväxtfas, eftersom den normala “bromsen” inte längre fungerar.

LOH (Loss of Heterozygosity)

LOH (Loss of Heterozygosity) är en genetisk mekanism som är kopplad till cancer. Normala celler har två alleler av varje gen, en från varje förälder och tumörsuppressorgener fungerar så länge det finns en kopia kvar. I cancercellernas genom ser man därför i tumörsupressorgenerna ofta två händelser, ofta en kombination av en skadlig mutation i genen på den ena allelen och sen en förlust av ett kromosomparti där genen ingår på den andra allelen. Detta fenomen gör att cancercellen förlorar sin heterozygositet (LOH) och blir homozygot för genen med den skadliga mutationen.

Detta spelar även roll vid ärftlig cancerpredisposition. När en individ ärver en muterad tumörsuppressorgen från den ena föräldern och en fungerande kopia från den andra, är cellen heterozygot för den genen. Om den fungerande kopian av tumörsuppressorgenen förloras genom LOH, blir cellen homozygot för den sjuka genokopian, vilket innebär att tumörsuppressorgenen inte längre kan utföra sin skyddande funktion. Då det i en sådan individ räcker med en mutation för att slå ut en tumörsuppressorgen och att förutsättningarna finns i kroppens alla celler förklarar det den individens ökade risk för de cancerformer som drivs av genen i fråga.

Sammanfattningsvis kan man säga att LOH leder till förlust av den friska kopian av en tumörsuppressorgen, vilket kan bidra till att tumörsuppressorgenen inaktiveras helt vilket i sin tur leder till okontrollerad cellväxt och cancerutveckling. Detta är en vanlig mekanism vid flera cancerformer, inklusive bröstcancer, retinoblastom och koloncancer.1

Viktiga tumörsuppressorgener

Några viktiga tumörsuppressorgener är TP53 och BRCA1 och BRCA2.

  • TP53. Är en generell tumörsuppressorgen som är muterad i många olika tumörtyper. Över femtio procent av alla maligna tumörer har bialleliska inaktiverade mutationer i TP53. TP53 stimulerar cellapoptos vid olika typer av stress, som exempelvis en DNA-skada eller hypoxi (syrebrist). Detta bidrar till att undanröja potentiella cancerceller. Om funktionen för genprodukten slås ut innebär det att apoptosen inte initieras som den ska och en tumör kan bildas.
  • BRCA1 och BRCA2. Tumörsuppressorgener som är nödvändiga för att upprätthålla genomisk stabilitet genom att reparera skadat DNA. BRCA1 och BRCA2 kodar för proteiner som identifierar och åtgärdar dubbelsträngsbrott i DNA, vilket förhindrar att DNA-skador som i sin tur kan bidra till ökad celltillväxt ackumuleras. Vid mutationer i BRCA1- eller BRCA2-generna försämras den av reparation som kallas homolog rekombination.

Några exempel på kända tumörsuppressorgener som ökar risken för cancer när de muteras:

  • APC ➝ kolorektalcancer
  • BAP1 ➝ mesoteliom
  • TP53 ➝ många tumörtyper

Granskat av: Viktor Ljungström, MD PhD

Källor

  1. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. New York: Garland Science; 2002.

SWE-NP-0525-80005