Молекулярна діагностика раку простати

Історія біомаркерної діагностики раку передміхурової залози (РПЗ) налічує три чверті століття. У своїх дослідженнях А. Б. Гутман та ін. (1938) відзначили значне підвищення активності кислої фосфатази в сироватці крові чоловіків з метастазами РПЗ. Пізніше був розроблений точніший метод визначення простатоспецифічної субфракції кислої фосфатази (ПКФ). Незважаючи на низьку чутливість та специфічність (підвищення ПКФ у 70-80% випадків супроводжувало метастатичний рак передміхурової залози і лише в 10-30% - локалізований), цей біологічний маркер був основним в «арсеналі» уролога протягом майже півстоліття.

М. С. Вонг та ін. (1979) описали білок, специфічний для передміхурової залози, який згодом назвали простат-специфічним антигеном (ПСА). Вони продемонстрували, що ПСА локалізується виключно в передміхуровій залозі, і його рівень був підвищений як при доброякісній гіперплазії, так і при раку передміхурової залози. Впровадження скринінгових програм з використанням ПСА дало позитивні результати: частота виявлення захворювання зросла на 82%, питома смертність знизилася з 8,9 до 4,9%, а частота віддалених метастазів зменшилася з 27,3 до 13,4%.

Недосконалість методу визначення рівня ПСА зумовлена його низькою специфічністю, великою кількістю хибнонегативних результатів при нижньому пороговому значенні (4 нг/мл). Наразі виявлено багато інших маркерів раку простати.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Е-кадгерини

Кадгерини – це мембранні глікопротеїни, які відіграють важливу роль у Ca+-залежній міжклітинній адгезії. Відомо, що втрата міжклітинних «містків» та зв'язків із сусідніми епітеліальними клітинами є однією з перших стадій розвитку пухлини. Знижена експресія E-кадгерину, яка часто спостерігається при раку передміхурової залози, корелює з виживанням, клінічною та морфологічною стадією захворювання.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Колагеназа IV типу (MMP-2 та MMP-9)

Як показали численні дослідження, основними ферментами, що виробляються пухлиною та руйнують компоненти міжклітинного матриксу, є колагенази IV типу (металопротеїнази-2, -9; MMP-2 та MMP-9). У зв'язку з цим вважається, що ступінь збільшення продукції колагенази відображає агресивність пухлини та її здатність до подальшого локального поширення.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Гени p53 та p63

Ген p53, локалізований у ядрі клітини, вважається супресором росту пухлини. Він запобігає вступу клітин з пошкодженою ДНК у синтетичну фазу циклу поділу та індукує апоптоз. Втрата нормально функціонуючого p53 призводить до неконтрольованого поділу клітин. Ген p63 є функціональним гомологом p53. Його продукція характерна виключно для базального шару епітелію простати, в утворенні якого він відіграє важливу роль. При раку простати експресія p63 значно знижена, що виявляється за допомогою імуногістохімічного дослідження.

P21Cip1 та p27Kip1

Білки p21Cip1 та p27Kip1 є супресорами пухлин, які пригнічують усі типи циклінзалежної кінази (CDK) та запобігають переходу клітини до наступної фази циклу поділу. Мутації в генах, що кодують p21 (CDKN1A) та p27 (CDKN1B), досить часто виявляються при раку простати, що свідчить про поганий прогноз перебігу захворювання.

Теломераза

Переважна більшість клітин людини мають запрограмовану кількість поділів, після чого вони зазнають апоптозу або переходять у фазу G0 клітинного циклу. Теломери, кінцеві ділянки хромосом, що містять повторювані короткі нуклеотидні ділянки (TTAGGG), вважаються «лічильником» клітинних поділів. Теломери скорочуються з кожним поділом клітини. Однак теломери також можуть подовжуватися за допомогою рибонуклеопротеїнтеломерази. Існує зв'язок між активністю теломерази, ступенем диференціації аденокарциноми за шкалою Глісона та локальною агресивністю пухлини. Наразі активно вивчається можливість створення інгібіторів теломерази для лікування раку простати.

ДДЗ/РСАЗ

Вважається, що цей ген впливає на розвиток та диференціацію тканин, але його функція ще достовірно не встановлена. Експресія гена в тканині аденокарциноми простати є високоспецифічним показником. При різних типах патології залози його нормальний вміст перевищується до 34 разів. Незначна експресія DD3/PC3A відзначається лише в тканині нирок. На сьогоднішній день розроблено метод оцінки експресії DD3/PC3A, що визначається в сечі. Його чутливість становить 82%, специфічність – 76%, прогностична значущість негативних та позитивних результатів – 67 та 87% відповідно (відповідні показники для ПСА – 98, 5, 40 та 83%).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Ki-67 (MIB-1) та PCNA (ядерний антиген проліферуючих клітин)

Ki-67 та PCNA виявляються в ядрах клітин під час імуногістохімічного дослідження в будь-якій активній фазі клітинного циклу (G1, S, G2, M), але вони відсутні у фазі G0, що дозволяє використовувати їх як ефективні маркери клітинної проліферації та визначення фракції росту клітинної популяції. Дослідження показали, що Ki-67 та PCNA дозволяють з високою точністю диференціювати простатичну та внутрішньоепітеліальну неоплазію II-III ступеня та аденокарциному. Було виявлено кореляцію між цим показником та шкалою Глісона, стадією раку простати та рівнем ПСА, але дані щодо його прогностичного значення суперечливі. Наразі немає переконливих доказів ефективності виявлення Ki-67 та PCNA для оцінки ризику локальної інвазії, метастазування або біохімічного рецидиву після радикальної простатектомії.

CD44

Механізми, що лежать в основі утворення кісткових метастазів раку передміхурової залози, досі погано вивчені. Вважається, що клітини аденокарциноми використовують ті ж механізми, що й лімфоцити та циркулюючі клітини-попередники, для проникнення в ендотелій судин кісткового мозку. Однією з необхідних умов для адгезії до ендотелію та екстравазації є наявність рецептора CD44 на поверхні клітин. Експресія CD44 виявляється у 77,8% випадків аденокарциноми передміхурової залози, що корелює з частотою метастазування.

[ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ]

α-метилацил-КоА-рацемаза (AMACR)

Рацемаза – це фермент, що каталізує перехід розгалужених жирних кислот з R- до S-стереоізомерів. При дії на них пероксисомальних оксидаз посилюються вільнорадикальні процеси та пошкоджується клітинна ДНК. Визначення активності α-метилацил-КоА-рацемази в імуногістохімічних дослідженнях дозволяє диференціювати рак від інших процесів та точніше визначати стадію захворювання (у тому числі при дослідженні біоптатів).