Тест brca что это такое
BRCA1 и BRCA2: что делать, если обнаружена мутация в этих генах?
Несмотря на множество теорий развития злокачественных опухолей специалисты и сегодня нередко затрудняются ответить на вопрос, почему развивается рак того или иного органа. Однако уже не вызывает сомнений тот факт, что некоторые его разновидности могут быть связаны с наследственной предрасположенностью, выявить которую позволяет специальное генетическое исследование.
Анализ BRCA1 и BRCA2. В каких случаях и для чего его проводят? Об этом и многом другом мы беседуем с врачом-акушером-гинекологом «Клиника Эксперт» Курск Татьяной Ивановной Еремеевой.
— Татьяна Ивановна, среди названий исследований, проводимых при подозрении на онкологическое заболевание, упоминаются такие аббревиатуры, как BRCA1 и BRCA2. Что они означают?
— Так называются гены, которые выступают в роли опухолевых супрессоров. Это значит, что они являются своеобразными «контролёрами», препятствующими неконтролируемому и нарушенному процессу деления клетки. Если в этих генах появляются мутации, то гены утрачивают способность отслеживать изменения в геноме клетки, а это, в свою очередь, может привести к атипичным трансформациям в клетках и развитию злокачественных опухолей.
— То есть получается, что можно унаследовать эти гены с такими мутациями и, соответственно, иметь повышенный риск развития опухоли?
— Да, это возможно. Если дети получают повреждённые гены BRCA1 и BRCA2 от родителей, то у них возрастает риск возникновения рака молочной железы, рака яичников и ряда других разновидностей злокачественных новообразований. Однако следует помнить, что ребёнок получает половину генома от матери, а вторую часть от отца, поэтому вероятность передачи генов с дефектами равна 50 % и она не зависит от пола ребёнка (то есть мутировавший ген может получить как девочка, так и мальчик).
— Может ли мутация встречаться лишь в одном из этих генов?
— Да, может. На сегодняшний день изучено более двух тысяч разновидностей мутаций в генах BRCA1 и BRCA2. На практике можно встретить как сочетанные дефекты обоих генов, так и изолированные повреждения одного из них. Среди населения нашей страны превалируют мутации в гене BRCA1 – они составляют около 80 % от общего количества повреждений в обоих генах. Причём здесь гораздо чаще встречаются повторяющиеся мутации, тогда как большинство дефектов гена BRCA2 уникальны.
— Кому и в каких случаях необходимо сдать анализ на мутации BRCA1 и BRCA2? Судя по тому, что вы сказали ранее, это не всегда только женщины?
— Да, верно. Такую диагностику проводят и мужчинам. Связано это с тем, что повреждение генов BRCA1 и BRCA2 указывает на высокую вероятность развития не только рака молочных желез или яичников, но и злокачественных новообразований других органов, в частности, рака поджелудочной железы, желудка, кишечника и других.
К примеру, если у мужчины обнаружена мутация гена BRCA1, это может говорить о высоком риске развития рака простаты. Согласно зарубежным исследованиям любые BRCA-мутации повышают вероятность развития нескольких разновидностей опухолей у мужчин в 8 раз. Поэтому такой вид диагностики для них также актуален.
Необходимость в определении мутации генов BRCA1 и BRCA2 возникает тогда, когда пациент (независимо от того, мужчина это или женщина) принадлежит к группе риска. Вероятность наследственной предрасположенности высока, если:
— Татьяна Ивановна, расскажите, пожалуйста, о процедуре проведения исследования на мутации в генах BRCA1 и BRCA2
— Начну с того, что прежде, чем сдать анализ на выявление повреждений в BRCA1 и BRCA2, проводится консультация с врачом-генетиком. Доктор информирует пациента о содержании проводимого исследования, а также о значении положительного и отрицательного результатов. Это делают с целью психологической подготовки пациента к возможному результату.
В качестве материала для генетического анализа служит кровь. Специальной подготовки перед сдачей анализа не предусмотрено. В нашей стране это исследование проводят методом ПЦР (полимеразной цепной реакции).
Подробнее о методе ПЦР читайте в нашей статье: Диагностика инфекций методом ПЦР: что это такое?
— Предположим, что анализ выявил мутацию. Что человеку делать дальше?
— Следует вновь обратиться к врачу-генетику. Если обнаружены мутации в BRCA1 и/или BRCA2, специалист даст пациенту необходимые рекомендации по дальнейшей профилактике онкологических заболеваний.
Важно помнить, что выявление подобных генетических дефектов – это не диагноз. Наличие повреждений в этих генах указывает только на возможность развития онкологической патологии в молочных железах или других органах. Хочу также заметить, что положительный анализ не позволяет утверждать, что мутация генов непременно обнаружится у всех близких родственников (мамы, дочери, тёти).
С другой стороны, отрицательный результат не означает, что у пациента никогда не разовьётся опухолевый процесс. В таком случае нет лишь повышенного риска развития злокачественного новообразования вышеуказанных органов.
Подчеркну, что независимо от результатов диагностики на наличие повреждений в генах BRCA1 и BRCA2 не отменяются, в частности, регулярные скрининговые меры профилактики рака молочной железы у женщин – это консультация врача-маммолога и проведение маммографии.
Беседовала Севиля Ибраимова
Редакция рекомендует:
Для справки:
Еремеева Татьяна Ивановна
Анализ генов BRCA1 и BRCA2 для выявления синдрома наследственного рака молочной железы и яичника
Одним из самых частых видов семейных опухолей является наследственный рак молочной железы (РМЖ), он составляет 5-10% от всех случаев злокачественного поражения молочных желез. Часто наследственный РМЖ связан с высоким риском развития рака яичника (РЯ). Как правило, в научной и медицинской литературе используют единый термин «синдром РМЖ/РЯ» (breast-ovarian cancer syndrome). Причем, при опухолевых заболеваниях яичника доля наследственного рака даже выше, чем при РМЖ: 10-20% случаев РЯ обусловлены присутствием наследственного генетического дефекта.
С предрасположенностью к возникновению синдрома РМЖ/РЯ связано присутствие у таких пациентов мутаций в генах BRCA1 или BRCA2. Мутации являются наследственными – то есть, буквально в каждой клетке организма такого человека есть повреждение, которое передалось ему по наследству. Вероятность возникновения злокачественного новообразования у пациентов с мутациями BRCA1 или BRCA2 к 70 годам достигает 80%.
Гены BRCA1 и BRCA2 играют ключевую роль в поддержании целостности генома, в частности в процессах репарации (восстановления) ДНК. Мутации, затрагивающие эти гены, как правило приводят к синтезу укороченного, неправильного белка. Такой белок не может правильно выполнять свои функции – «следить» за стабильностью всего генетического материала клетки.
Однако, в каждой клетке присутствует две копии каждого гена — от мамы и от папы, поэтому вторая копия может компенсировать нарушение работы клеточных систем. Но вероятность выхода ее из строя также очень высока. При нарушении процессов восстановления ДНК в клетках начинают накапливаться и другие изменения, которые, в свою очередь, могут привести к злокачественной трансформации и росту опухоли.
Определение генетической предрасположенности к онкологическим заболеваниям:
На базе лаборатории молекулярной онкологии НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова применяется проведение поэтапного анализа для пациентов:
 |  |
На данный момент известно более 2 000 вариантов патогенных мутаций в генах BRCA1 и BRCA2. Кроме того, данные гены являются довольно большими – 24 и 27 экзонов соответственно. Поэтому полный анализ последовательностей генов BRCA1 и BRCA2 является трудоемким, дорогостоящим и длительным по времени процессом.
Однако для некоторых национальностей характерен ограниченный спектр значимых мутаций (т.н. «эффект основателя»). Так в популяции российских пациентов славянского происхождения до 90% обнаруживаемых патогенных вариантов BRCA1 представлены всего тремя мутациями: 5382insC, 4153delA, 185delAG. Этот факт позволяет значительно ускорить генетическое тестирование пациентов с признаками наследственного РМЖ/РЯ.
Анализ последовательности гена BRCA2, выявление мутации c.9096_9097delAA
В каких случаях нужно сдать анализ на мутации BRCA1 и BRCA2?
Национальная онкологическая сеть – National Comprehensive Cancer Network (NCCN) рекомендует направлять на генетическое исследование следующих пациентов:
Выполнение молекулярно-генетического анализа должно сопровождаться генетическим консультированием, в ходе которого обсуждаются содержание, смысл и последствия тестирования; значение позитивного, негативного и неинформативного результатов; технические ограничения предлагаемого теста; необходимость информировать родственников в случае обнаружения наследственной мутации; особенности скрининга и профилактики опухолей у носителей мутаций и др.
Как сдать анализ на мутации BRCA1 и BRCA2?
Материалом для анализа является кровь. Для генетических исследований используют пробирки с ЭДТА (фиолетовая крышка). Сдать кровь можно в лаборатории НМИЦ или привезти из любой другой лаборатории. Кровь хранится при комнатной температуре до 7 дней.
 |  |
Особая подготовка к исследованию не нужна, на результаты исследования не влияют приемы пищи, прием лекарств, введение контрастных веществ и пр.
Пересдавать анализ через некоторое время или после лечения не потребуется. Наследственная мутация не может исчезнуть или появиться в течение жизни или после полученного лечения.
Что делать, если у женщины обнаружена мутация BRCA1 или BRCA2?
Для носителей патогенных мутаций разработан комплекс мероприятий по ранней диагностике, профилактике и терапии новообразований молочной железы и рака яичников. Если среди здоровых женщин своевременно выявить тех, у кого имеется генный дефект, есть возможность диагностировать развитие заболевания на ранних стадиях.
Исследователями были выявлены особенности лекарственной чувствительности BRCA-ассоциированных опухолей. Они хорошо реагируют на некоторые цитостатические препараты, и лечение может быть весьма успешным.
Для здоровых носителей BRCA-мутаций рекомендовано:
Как предрасположенность к РМЖ и РЯ передается по наследству.
Часто у носителей мутаций BRCA1/BRCA2 возникает вопрос – всем ли детям она передалась и какие генетические причины появления наследственной формы РМЖ? Шансы передать повреждённый ген потомству составляют 50%.
Заболевание одинаково наследуется, как мальчиками, так и девочками. Ген, связанный с развитием рака молочной железы и рака яичников, расположен не на половых хромосомах, поэтому вероятность носительства мутации не зависит от пола ребенка.
Если мутация в нескольких поколениях передавалась через мужчин, очень сложно проводить анализ родословных, так как мужчины довольно редко болеют РМЖ даже при наличии генного дефекта.
Например: носителями были дедушка и отец пациентки, и у них заболевание не проявилось. На вопрос, были ли случаи онкологических заболеваний в семье, такая пациентка ответит отрицательно. При отсутствии других клинических признаков наследственных опухолей (ранний возраст/множественность опухолей), наследственная составляющая заболевания может быть не учтена.
При обнаружении мутации BRCA1 или BRCA2 всем кровным родственникам рекомендуется также пройти тестирование.
Почему при генетическом исследовании важно учитывать этнические корни?
Для многих этнических групп характерен свой набор частых мутаций. Национальные корни обследуемого необходимо учитывать при выборе глубины исследования.
Учеными было доказано, что для некоторых национальностей характерен ограниченный спектр значимых мутаций (т.н. «эффект основателя»). Так в популяции российских пациентов славянского происхождения до 90% обнаруживаемых патогенных вариантов BRCA1 представлены всего тремя мутациями: 5382insC, 4153delA, 185delAG. Этот факт позволяет значительно ускорить генетическое тестирование пациентов с признаками наследственного РМЖ/РЯ.
И, в заключение, наглядная инфографика «Синдром наследственного рака молочной железы и яичников». Автор — Кулигина Екатерина Шотовна, к.б.н., старший научный сотрудник Научной лаборатории молекулярной онкологии ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России.
Авторская публикация:
АЛЕКСАХИНА СВЕТЛАНА НИКОЛАЕВНА,
лаборант-исследователь научной лаборатории молекулярной онкологии ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России
Определение мутаций в генах BRCA1 и BRCA2 (кровь) в Москве
Приём и исследование биоматериала
Когда нужно сдавать анализ Определение мутаций в генах BRCA1 и BRCA2 (кровь)?
Подробное описание исследования
Состав генетического комплекса:
Рак молочной железы – самая распространённая форма рака у женщин. Так, в России, из всех женщин, заболевших раком, каждая пятая (21%) имеет именно эту патологию – рак молочной железы.
Каждый год страшный диагноз слышат более 65 тысяч женщин, из них уходят из жизни более 22 тысяч. Хотя полностью избавиться от болезни на ранних стадиях возможно в 94% случаев. В этот комплекс входит определение мутаций в генах BRCA1 и BRCA2.
Рак молочной железы и наследственность:
Рак молочной железы в семейной истории болезни вот уже многие годы считается фактором риска. Около ста лет назад были описаны случаи семейного рака молочной железы, передающиеся из поколения в поколение. В некоторых семьях болеют только раком груди; в других появляются и другие виды рака.
Около 10-15% случаев заболеваний раком молочной железы – наследственные. Риск заболеть раком груди для женщины, мать или сестра которой болели этой болезнью, в 1,5-3 раза выше по сравнению с женщинами, чьи ближайшие родственники не болели раком молочной железы.
Рак молочной железы во всем мире считается наиболее исследованным онкологическим заболеванием. Каждый год появляется новая информация о природе этого онкологического заболевания и разрабатываются методики лечения.
Гены BRCA1 и BRCA2:
Еще в начале 90-х годов BRCA1 и BRCA2 были идентифицированы как гены предрасположенности к раку молочной железы и раку яичников.
Наследственные мутации в генах BRCA1 и BRCA2 приводят к возрастающему в течение жизни риску развития рака груди. Оба этих гена имеют отношение к обеспечению стабильности генома, а точнее, в механизме гомологичной рекомбинации для репарации двухцепочечной ДНК.
Помимо рака молочной железы, мутации в гене BRCA1 проявляются при раке яичников, причем оба типа опухолей развиваются в более раннем возрасте, чем при ненаследственном РМЖ.
Риск заболевания раком груди у женщин с мутацией генов BRCA1 и BRCA2:
У женщин – носительниц мутаций в одном из генов BRCA1 и BRCA2, риск заболеть раком молочной железы и раком яичников (реже – другими видами рака) выше, чем у других.
Следует подчеркнуть, что степень риска заболеть раком груди меняется в зависимости от семейного анамнеза. Степень риска повторно заболеть раком груди у женщины – носительницы мутации, уже переболевшей раком груди, составляет 50%. Риск заболеть раком яичников у носительниц мутации в гене BRCA1 составляет 16-63%, а у носительниц мутации в гене BRCA2 – 16-27%.
Определение мутаций генов BRCA1 и BRCA2 методом NGS (секвенирование всех кодирующих областей генов BRCA1 и BRCA2) (кровь) в Москве
Приём и исследование биоматериала
Подробное описание исследования
Кому рекомендуется анализ генов BRCA1 и BRCA2 с целью ранней диагностики рака:
— всем женщинам, которые хотят быть максимально осведомлены о рисках онкологии.
— людям, с онкологическими заболеваниями* у родственников;
*рак молочной железы и/или рак яичников у женщин, рак груди у мужчин, саркомы, рак эндометрия, фолликулярный рак щитовидной железы, почечно-клеточный рак, рак предстательной железы, рак поджелудочной железы.
— людям с диагностированным раком молочной железы (для определения эффективных методов лечения);
— людям с диагностированным множественным поражением молочных желез;
— женщинам, самостоятельно обнаруживших неизвестные новообразования в груди;
— людям у которых диагностированны другие формы рака;
— люди с наличием повышенных онкомаркеров (исследования СА-15-3 и СА-125).
К максимальной группе популяционного риска относятся евреи ашкенази и выходцы из Ирака.
РМЖ — самый распространенный вид рака в мире. Как правило, его диагностируют у женщин старше 40 лет, однако он может возникать даже раньше и протекать особенно агрессивно. По статистике, РМЖ развивается у 6% женщин. То есть в зоне риска — каждая двадцатая.
Одна из распространенных причин возникновения РМЖ и рака яичников — наследственные мутации в генах BRCA1 и BRCA2. Знание о наличии этих мутаций может помочь предотвратить развитие онкологии или диагностировать заболевание на ранней стадии, когда шансы на победу над раком особенно высоки.
Пациентам с выявленными патологиями в генах BRCA1 и BRCA2 врачи, чаще всего, рекомендуют постоянное наблюдение онколога/маммолога и клиническое обследование молочных желез по индивидуальной программе скрининга в соответствии с найденной мутацией. При обнаружении определенных мутаций врачи также могут подобрать эффективные методики лечения с учётом генетических факторов или предупредить появление рака молочной железы и/или рака яичников с помощью превентивного хирургического вмешательства.
NGS ДНК-тест с полным прочтением генов BRCA1 и BRCA2 — самый точный способ выявить генетическую предрасположенность к раку молочной железы и/или раку яичников.
Преимущества метода NGS.
Классические методы исследования, такие как ПЦР, дают возможность изучать отдельные точечные мутации в конкретном гене, однако не детектируют другие виды мутаций (инверсии, сдвиги рамки считывания, nonsence, silence, missеnce).
В классическом ДНК-тесте методом ПЦР принято учитывать до 8 значимых точек, в то время как метод NGS позволяет прочитать все кодирующие участки генов BRCA1 и BRCA2 и детектировать более 6000 патогенных вариантов. Таким образом, NGS-метод — один из наиболее точных методов диагностики.
Роль генов BRCA1 и BRCA2 в развитии рака.
Гены BRCA1 и BRCA2 относятся к группе генов-супрессоров, вовлеченных в процесс гомологичной репарации двунитевых разрывов ДНК.
Наличие клинически значимых мутаций в генах BRCA1 или BRCA2 вызывает потерю функции белков, кодируемых этими генами, в результате нарушается основной механизм репарации двунитевых разрывов ДНК. Альтернативные пути репарации (BER, NHEJ) не способны полностью исключить накопление большого числа ошибок в первичной структуре ДНК (геномная нестабильность), что вызывает повышенный риск возникновения некоторых злокачественных новообразований (рака молочной железы, рака яичников, рака простаты, рака поджелудочной железы).
Метод NGS (Next Generation Sequencing, секвенирование нового поколения) основан на массовом параллельном секвенировании специальным образом подготовленных однонитевых библиотек фрагментированной ДНК исследуемых образцов.
Подготовка к исследованию
1. Кровь сдают утром натощак – после последнего приема пищи должно пройти как минимум 8 часов. Вечером накануне поужинайте легкой нежирной пищей.
2. За 2 часа до сдачи крови на анализ нельзя курить, пить кофе и чай, а также фруктовые соки. Допустимо употребление небольшого количества негазированной воды – не сладкой, не соленой, не минеральной.
3. В течение 24 часов до анализа крови нельзя употреблять алкоголь. Также, по согласованию с лечащим врачом, необходимо отменить прием лекарственных препаратов.
4. За час до исследования избегайте психоэмоционального напряжения, физического напряжения, такого как быстрый подъем по лестнице, бег. Желательно прийти в отделение лаборатории заблаговременно и в течение 10-15 минут до сдачи крови спокойно посидеть.
5. Не сдавайте кровь сразу после физиотерапевтических процедур, массажа и инструментальных обследований, таких как УЗИ и рентген, в течение 5-7 дней.
6. Если вы контролируете лабораторные показатели в динамике, постарайтесь сдавать каждый анализ в одно и то же время при одинаковых условиях.
Дело о BRCA-мутациях: выводим преступников на чистую воду
Дело о BRCA-мутациях: выводим преступников на чистую воду
Мутации в генах BRCA 1 и 2 чаще всего являются причиной наследственного рака молочной железы
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Ассоциация мутаций в генах BRCA1 и BRCA2 с наследственным раком молочной железы доказана уже давно. Но почему же мутации именно в этих генах возникают наиболее часто, а первичные метастазы чаще всего появляются в тканях молочной железы? На эти вопросы однозначного ответа нет. Давайте попытаемся пролить свет на эти загадки.
Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021
Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.
Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.
Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.
Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Враг нашего времени
С начала XX века медицина, тесно подружившись с наукой и технологиями, стремительно вырвалась вперед: побеждены многие инфекционные заболевания, колоссально сократилась детская смертность, трансплантация становится доступной все в большем количестве клиник, а нанотехнологии стоят на службе у фармацевтики. Так чего же бояться современному человеку, когда, казалось бы, разработаны средства от всех болезней? К сожалению, пока это не так — против многих групп заболеваний современная медицина пока бессильна. Среди них, согласно данным Всемирной организации здравоохранения, лидируют онкологические заболевания, постепенно приближаясь по частоте смертности к сердечно-сосудистым и инфекционным. Сложность борьбы со злокачественными новообразованиями заключается в том, что при поздней диагностике возможность помочь пациенту существенно сокращается [1], [2]. Согласно статистике, средний возраст диагностики онкологических заболеваний среди россиян составляет 64,5 года. Поэтому людям пожилого возраста важно проходить своевременную комплексную диагностику, помогающую выявить рак на ранних стадиях. Особой группой в структуре онкологических заболевания стоят наследственные типы рака [29]. В этом случае, развитие заболевания может начаться намного раньше (
Рисунок 1. Комплекс белков BRCA1 и BRCA2 с RAD51. Схематическое изображение образования комплекса белков для репарации разрыва в нити ДНК.
Зато BRCA1 в большей степени участвует в запуске транскрипционного ответа клетки на повреждение ДНК [8], [12]. Делает он это с помощью прямого или опосредованного взаимодействий с факторами транскрипции, которые будят РНК-полимеразу II [13]. А уж если она проснулась — синтез белков пойдет по полной, так как эта полимераза отвечает за активность транскрипции (рис. 2).
Наконец, гены BRCA нужны для регуляции клеточного цикла. Если в клетке произошел разрыв цепочки ДНК, то этой клетке срочно нужно тормозить деление, чтобы не допустить распространение дефектной ДНК. Притормозить клетка может в определенных точках цикла (чек-поинтах) (рис. 2). Таким образом, найдя у себя фосфорилированный (а, следовательно, активно работающий) белок BRCA1, клетка дожидается починки ДНК в точке G2/M и уходит в митоз только после завершения починки [9].
Рисунок 2. BRCA 1 и 2 как регуляторы репарации и клеточного цикла. Белковые продукты генов BRCA 1 и 2 участвуют в важнейших клеточных процессах, связываясь с различными кофакторами.
Получается, что BRCA 1 и 2 являются ключевыми молекулами в репарации, а их поломки способствуют нестабильности генома и приводят к развитию онкопатологии [14]. Тем не менее мутации генов BRCA 1 и 2 — не единственные фигуранты в нашем деле.
В 30% случаев наследственного РМЖ мутации выявляются в других генах, однако в большинстве своем продукты этих генов также участвуют в репарации ДНК, а потому механизм патогенеза будет похож на тот, что наблюдается у носителей BRCA-мутаций [15], [16]. Более того, такие мутации также способствуют формированию фенотипа, клинически похожего на тот, что развивается при носительстве BRCA-мутаций. Такой фенотип называют BRCAness. BRCAness-пациенты являются чувствительными к терапии платиновыми препаратами и ингибитором PARP-полимеразы (полиАДФ-рибозой) [17]. Данные препараты вызывают апоптоз клеток, дефектных в отношении репарации ДНК, при этом подавление активности PARP-полимеразы является более таргетной мерой воздействия, так как в этом случае приводит к гибели именно опухолевых клеток, сохраняя нормальные [18].
Итак, виновность BRCA-мутаций в случае наследственного РМЖ доказана. Однако имеются ли доказательства их участия в спорадической форме рака? Ответ на этот вопрос положительный: мутации в генах BRCA 1 и 2 встречаются и при спорадической форме. но достаточно редко [19]. Все-таки для дезактивации генов BRCA 1 и 2 требуется наличие двух мутантных аллелей, а вероятность такого события очень мала, если изначально оба аллеля были без поломок (дикого типа). Тем не менее недавние работы говорят о том, что изменения в генах BRCA 1 и 2 все-таки происходят даже при спорадическом РМЖ [20], [21]. К таким изменениям относится, например, гиперметилирование промоторной области гена, которое не влияет на последовательность нуклеотидов в цепи, однако существенно затрудняет транскрипцию мРНК с гена, поэтому гены начинают работать не в полную силу, и в клетках производится меньше белков BRCA1 и BRCA2 [21].
Первичный очаг заболевания при BRCA-мутациях: идем по следу преступников
Теперь, как принято у настоящих сыщиков, остановимся подробнее на месте и мотиве преступления. С наличием мутаций в генах BRCA 1 и 2 ассоциированы первичные метастазы яичников, фаллопиевых труб, поджелудочной железы, простаты у мужчин, но наиболее часто BRCA-мутации встречаются именно при РМЖ. Почему такая частота наблюдается именно в молочной железе? Для ответа на этот вопрос, давайте кратко вспомним анатомию молочной железы.
Проток молочной железы выстлан двумя слоями клеток: внутренний слой состоит из секреторного люминального эпителия и его клеток-предшественниц, а внешний слой — из стволовых и миоэпителиальных клеток. Эпителий молочной железы имеет уникальное свойство по сравнению с другими тканями, так как он продолжает развиваться после рождения, а именно в период полового созревания, беременности, лактации и менопаузы. Таким образом, деление и рост эпителиальных клеток молочной железы очень чутко реагируют на гормональные изменения. Недавние эпигеномные и транскриптомные исследования молочной железы человека показали, что люминальные клетки имеют в два раза больше гипометилированных энхансеров транскрипции и примерно в четыре раза больше суммарной РНК [22]. А это значит, что транскрипция в этих клетках может протекать очень активно по сравнению с другими тканями. При этом процесс транскрипции сопровождается расплетанием цепей ДНК и синтезом РНК, в результате чего образуются R-петли. Результаты DRIP-seq-анализа носительниц мутаций BRCA и пациенток без этих мутаций также подтверждают, что количество R-петель в люминальных клетках значимо выше по сравнению с другими тканями [23]. Образованию R-петель способствует задержка на том или ином локусе NELF-зависимой РНК-полимеразы II (Negative Elongation Factor (NELF) mediated Pol II) [23]. В тех случаях, когда эта полимераза делает паузу, BRCA1 связывается с различными факторами транскрипции и старается ограничить накопление R-петель на концах промоторов, как бы сгоняя засидевшуюся на месте РНК-полимеразу II. Таким образом, при пониженной экспрессии BRCA1 или нефункциональной форме белка происходит чрезмерное накопление R-петель, что в конечном итоге приводит к геномной нестабильности и способствует онкогенезу (рис. 3).
Независимая от нуклеотидных последовательностей технология, использующая структурно-специфические антитела для иммунопреципитации ДНК—РНК.
Рисунок 3. Механизм образования R-петель. На участках ДНК, богатых GC-основаниями, РНК-полимераза II делает задержку, в результате чего образуются R-петли.
Есть определенные сложности в исследовании возникающих транскриптов из-за длительной подготовки библиотек для RNA-seq из тканей и малого количества отсортированных первичных клеток, однако гипотеза о связи R-петель и BRCA-мутаций с развитием злокачественных новообразований не встречает существенных противоречий [24]. Более того, эта гипотеза также является справедливой не только для РМЖ, но и для других типов рака, при условии, что пациент является носителем мутаций в генах BRCA 1 и 2.
Найти и обезвредить
Мы с вами рассмотрели влияние мутаций в генах BRCA1 и BRCA2, а также их связь с количеством R-петель и малигнизацией тканей молочной железы. Детальное знание молекулярных механизмов, лежащих в основе патологий, помогает выбрать оптимальную диагностику и терапию заболевания. К сожалению, при выявлении BRCA-мутаций до сих пор встречаются как ложноположительные, так и ложноотрицательные результаты. Последние представлены особенно часто, потому что, как правило, в клинических лабораториях определяются наиболее частые мутации и не учитываются менее распространенные мутации в генах BRCA1, BRCA2 и других генах системы репарации. Здесь еще важно упомянуть, что у этнически различных популяций спектр и частота мутаций в BRCA-генах также различаются: частые мутации, присущие, например, северно-европейским популяциям, не будут встречаться у представителей азиатских популяций [5], [26]. Перечисленные проблемы помогает решить секвенирование нового поколения (next generation sequencing, NGS), метод, который в последнее время набирает все большую популярность в клиническом тестировании [27], [30]. С помощью NGS стало возможным проанализировать полную последовательность генов BRCA 1 и 2, а также других генов, участвующих в репарации ДНК. Однако с решением проблемы ложноотрицательных заключений на смену пришли ошибки, связанные с ложноположительными результатами. Зачастую найденные нуклеотидные варианты, отличающиеся от контрольной последовательности, не приводят к существенной деформации белков BRCA1 или BRCA2. Включение таких доброкачественных вариантов в заключение может привести к роковым ошибкам в терапии. Поэтому в последнее время появляются руководства по интерпретации найденных вариантов в генах BRCA 1 и 2 [28], а также базы данных brcaexchange.org и oncobrca.ru, где можно идентифицировать вариант и определить его патогенность.
В знаменитом трактате «Искусство войны» говорится: «знай своего врага, знай самого себя, и победа будет неизбежна». Поэтому хочется надеяться, что победа над BRCA-ассоциированными онкологическими заболеваниями становится чуть ближе с каждой работой, посвященной этой проблеме.