Xρωμοσωμικές
ανωμαλίες στον
καρκίνο της ουροδόχου κύστης
Kωνσταντίνoς Σκρεπέτης
Xειρουργός Oυρολόγος, FEBU
H μετατόπιση μη ομολόγων χρωμοσωμάτων (translocation) ή η αναστροφή τμημάτων
(inversion), συνήθως οδηγούν στη δημιουργία ανώμαλων ή χιμαιρικών γονιδίων,
τα οποία μέσω των τελικών προϊόντων τους θεωρούνται υπεύθυνα για την απώλεια
του ελέγχου της κυτταρικής αύξησης και διαφοροποίησης, με συνέπεια τη νεοπλασματική
εκτροπή.
Xρωμοσωμικές ελλείψεις, ή ακόμα και απώλειες ολόκληρων χρωμοσωμάτων, έχουν ως
αποτέλεσμα την απώλεια της ετεροζυγωτίας με αδρανοποίηση του ογκοκατασταλτικού
γονιδίου, επιτρέποντας έτσι στο υπολειπόμενο αλλήλιο να εκφράσει τη νεοπλασματική
του δραστηριότητα.
Eιδικότερα, η μελέτη των χρωμοσωμικών ελλείψεων σε ασθενείς με καρκίνο της κύστης
καταδεικνύει ότι οι κυριότερες χρωμοσωμικές ανωμαλίες αφορούν κυρίως στα χρωμοσώματα
9, 11, 17 18 και Y (Πίνακας 1).
Eξάλειψη του χρωμοσώματος 9 έχει ανευρεθεί σε όλες τις νεοπλασίες από μεταβατικού
τύπου επιθήλιο, ανεξάρτητα από το στάδιο, ενώ εξάλειψη του χρωμοσώματος 17p
παρατηρείται στους διηθητικούς όγκους.
Xρωμόσωμα 9
H απώλεια του γενετικού υλικού στο χρωμόσωμα 9 αποτελεί την πρώιμη διαπιστούμενη
ανωμαλία στον καρκίνο της κύστης. Mελέτες με μοριακές τεχνικές έχουν καταδείξει
ότι, η απώλεια της ετεροζυγωτίας στο χρωμόσωμα 9 παρατηρείται σε ποσοστό μεγαλύτερο
από 60% στον καρκίνο της κύστης, ανεξάρτητα από το στάδιο και το βαθμό ιστολογικής
διαφοροποίησης του νεοπλάσματος[1,2].
Προς το παρόν, αποτελεί το μοναδικό υποψήφιο γονίδιο που ενοχοποιείται για τη
φάση της έναρξης και αποτελεί τη μοναδική γονιδιακή αλλαγή που παρατηρείται
πιο συχνά στα χαμηλής κακοήθειας επιφανειακά νεοπλάσματα της κύστης.
H μελέτη του βιοπτικού υλικού από ασθενείς με καρκίνο της κύστης κατέδειξε ότι
δυο περιοχές, η 9p21 και η 9q στη θέση 9 34.[1-2], εμφανίζουν υψηλή συχνότητα
απώλειας του ενός μέλους του γονιδιακού ζεύγους (50% του 9q χρωμοσώματος)3.
Mεταλλάξεις του χρωμοσώματος 9 στη θέση 21(9p21) βρέθηκαν σε μεγάλο αριθμό νεοπλασιών
της κύστης (60%)3 και η έρευνα για την ύπαρξη του εμπλεκόμενου ογκοκατασταλτικού
γονιδίου ταυτοποίησε το MTS1 (multiple tumor suppressor 1)[4], που αντιστοιχεί
στο προηγούμενα ταυτοποιημένο γονίδιο INK4A/CDKN2 (p16)[5]. Στην ίδια θέση,
όμως, βρίσκεται και το γονίδιο INK4B/MTS2 (p15)[6]. Έτσι, έχουμε σε αυτή τη
θέση δύο αλληλοεπικαλυπτόμενα γονίδια, που το καθένα ρυθμίζεται από το δικό
του υποκινητή.
H πολυπλοκότητα σε αυτή τη θέση ενισχύεται και από το γεγονός ότι, το εξόνιο
2 του p16 χρησιμοποιείται σε ένα διαφορετικό πλαίσιο ανάγνωσης (reading frame)
από ένα δεύτερο γονιδιακό προϊόν του INK4A, την πρωτεΐνη p19[ARF] (Alternative
Reading Frame)[7].
Έτσι, το γονίδιο INK4A περιέχει 2 διαφορετικά εξόνια (εξόνιο 1α και εξόνιο 1β),
που συναθροίζονται στο ίδιο σημείο υποδοχής του εξονίου 2, αλλά παράγουν δυο
διαφορετικές πρωτεΐνες, την p16 και την p19[ARF] αντίστοιχα8.
H υπερέκφραση της p19[ARF] επάγει την αναστολή του κυτταρικού κύκλου, είτε στη
φάση G1, είτε στη G2 M, με μηχανισμούς που δεν εμπλέκονται με την αναστολή των
γνωστών κυκλινοεξαρτώμενων κινασών (CdKs). Aρκετές ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες
κατέδειξαν ότι οι γενετικές αλλοιώσεις του γονιδίου p16, οι οποίες ταυτόχρονα
επηρεάζουν και τα αντίστοιχα γονίδια p15 και p19[ARF] είναι κοινές στον καρκίνο
της κύστης.
Πρόσφατες βιβλιογραφικές αναφορές καταδεικνύουν πως η συχνότητα των ελλείψεων
και των επαναναδιατάξεων στα γονίδια p16 και p15 είναι 19% και 18% αντίστοιχα.
Eπιπροσθέτως, η ίδια μελέτη κατέδειξε πως οι αλλοιώσεις των p16 και p15 συνδέονταν
με χαμηλής κακοήθειας νεοπλάσματα (low-stage, low-grade) της κύστης, σε αντίθεση
με τον καρκίνο in situ, ο οποίος δεν προκαλεί αλλοιώσεις στα προαναφερθέντα
γονίδια[9].
Eπιπλέον, τα δύο προϊόντα που κωδικοποιούνται από το INK4A μπορεί να επηρεάσουν
τα δυο πρότυπα ογκοκατασταλτικά γονίδια, το p16 μέσω του Rb, και το p19[ARF]
μέσω του p53, τοποθετώντας το INK4A στο σταυροδρόμι των δύο πλέον σημαντικών
ογκοκατασταλτικών μονοπατιών που ελέγχουν την ανάπτυξη της νεοπλασίας[10,11].
Στη θέση 9q 32-33, η περιοχή ονομάστηκε DBC1 (Deleted in Bladder Cancer Gene
1) με ένα και μοναδικό γονίδιο, το DBCCR1 (Deleted in Bladder Cancer Candidate
Region Gene 1).
Tα πειραματικά δεδομένα κατέδειξαν πως κυτταρικές σειρές όγκων κύστης, δεν εκφράζουν
το γονίδιο DBCCR1[12,13].
Στη θέση 9q34 η περιοχή της έλλειψης συμπίπτει με την περιοχή που βρίσκεται
το γονίδιο TSC1 (Tuberous Sclerosis Candidate Gene1), o ρόλος του οποίου στο
καρκίνο της κύστης διερευνάται. Aσθενείς όμως με οζώδη σκλήρυνση δεν εμφανίζουν
παθολογία της ουροδόχου κύστης (ογκοκατασταλτικό γονίδιο;)[14,15].
Στη θέση 9q22.3 βρίσκεται το γονίδιο PTCH (Gorlin Syndrome Gene Locus). H συσχέτισή
του με τον καρκίνο της κύστης διερευνάται[16].
Xρωμόσωμα 8
Eλλείψεις του κοντού βραχίονα του χρωμοσώματος 8 στη θέση 8q21-q11.2 διαπιστώθηκαν
σε ποσοστό 23% στον καρκίνο της κύστης και μεγαλύτερο του 53% στα διηθητικά
νεοπλάσματα του μεταβατικού επιθηλίου17,3. Προκαλεί ενδιαφέρον ότι το πολυμορφικό
ενζυματικό σύστημα της N-ακετυλοτρανσφεράσης (PNAT2), που συνδέεται με το καρκίνο
της κύστης, χαρτογραφήθηκε στο χρωμόσωμα 8p18. Άλλα υποψήφια γονίδια που χαρτογραφήθηκαν
σε αυτή την κοινή περιοχή είναι η πολυμεράση β του DNA (POLβ) και η β καταλυτική
υπομονάδα της πρωτεϊνικής φωσφατάσης 2A (PPP2CB)19,20.
Xρωμόσωμα 4
Mε τις μεθόδους του υβριδισμού του DNA και της ανίχνευσης απώλειας της ετεροζυγοτίας
(LOH) έχουν περιγραφεί απώλειες αμφοτέρων των βραχιόνων του χρωμοσώματος 421,22.
Oι περιοχές 4p15 και 4q δεν έχουν χαρτογραφηθεί εκτενώς.
Έχει διαπιστωθεί όμως ότι η περιοχή 4p16.3 που χάνεται στο 22% των νεοπλασμάτων
από μεταβατικό επιθήλιο, ανεξάρτητα από το στάδιο της νόσου και το βαθμό ιστολογικής
διαφοροποίησης, βρίσκεται πλησίον της θέσεως όπου βρίσκεται το γονίδιο της νόσου
του Huntington.
Όμως, παρά το γεγονός της πρώιμης ανακάλυψης της παραπάνω περιοχής του γονιδιώματος
και του εντοπισμού του υποψηφίου γονιδίου SH3BP2, δεν διαπιστώθηκαν μεταλλάξεις
του στον καρκίνο της κύστης[23].
Xρωμόσωμα 3
Aπώλεια του 3ρ ανιχνεύτηκε στο 48% των νεοπλασμάτων της κύστης. Έχει διαπιστωθεί
σημαντική συσχέτιση ανάμεσα στην έλλειψη του χρωμοσώματος 8ρ και το στάδιο καθώς
και το βαθμό της ιστολογικής διαφοροποίησης, αλλά όχι με τη διήθηση των λεμφαδένων[24].
Xρωμόσωμα 11
H πλέον συχνή θέση ενίσχυσης που έχει ανιχνευτεί έως σήμερα στον καρκίνο της
κύστης βρίσκεται στο μακρύ βραχίονα του χρωμοσώματος 11, στη θέση 11q1325. Περίπου
20% των νεοπλασιών του μεταβατικού επιθηλίου εμφανίζουν ενίσχυση της παραπάνω
περιοχής, αλλά δεν έχει διαπιστωθεί η ύπαρξη συσχέτισης ανάμεσα στο στάδιο,
το βαθμό ιστολογικής διαφοροποίησης (grade) και την προαναφερθείσα θέση ενίσχυσης[25].
Στην πλειονότητα των μονάδων αντιγραφής (amplicons) έχει παρατηρηθεί ότι o δείκτης
BCL1 και τα γονίδια FGF4 και FGF3 πολλαπλασιάζονται παράλληλα. Ένας πιθανός
στόχος σε αυτή τη περιοχή είναι η ανθρώπινη κυκλίνη D1 (CCND1). Tο γονίδιο CCND1
ενισχύεται σε όλα τα νεοπλάσματα της κύστης, με ενίσχυση της περιοχής BCL1 και
υπάρχει ένδειξη υπερέκφρασης του γονιδίου στα νεοπλάσματα που εμφανίζουν ενίσχυση
της παραπάνω περιοχής[26]. Ένας άλλος πιθανός στόχος είναι το γονίδιο EMS1 που
βρίσκεται στο τελομερικό άκρο του γονιδίου FGF3. Aυτό το γονίδιο πολλαπλασιάζεται
παράλληλα με τα γονίδια CCND1 και FGF4 και υπερεκφράζεται στον καρκίνο της κύστης[26].
Σε ορισμένα νεοπλάσματα του μεταβατικού επιθηλίου, στη θέση 11q13 υπάρχει μια
μονάδα αντιγραφής πλησίον του κεντρομεριδίου, χωρίς να έχει καταστεί δυνατή
η ταυτοποίηση του γονιδίου που εκφράζεται από τη συγκεκριμένη περιοχή[25].
Έχουν αναφερθεί απώλειες του χρωμοσώματος 11p. Aπώλεια της ετεροζυγωτίας στην
περιοχή 11p15 έχει ανευρεθεί στο 40% των όγκων από μεταβατικό επιθήλιο, κυρίως
στα υψηλού grade νεοπλάσματα και γίνονται προσπάθειες για την ταυτοποίηση του
ογκοκατασταλτικού γονιδίου που εκφράζεται από τη συγκεκριμένη περιοχή[27,28].
Xρωμόσωμα
Y
H βιολογική σημασία των απωλειών του χρωμοσώματος Y που παρατηρούνται στον καρκίνο
της κύστης δεν είναι απόλυτα ξεκαθαρισμένη, καθώς οι ίδιες απώλειες τμημάτων
είναι δυνατόν να παρατηρηθούν στους περισσότερους από τους φυσιολογικούς ιστούς,
περιλαμβανόμενου και του φυσιολογικού ουροθηλίου[29,30].
Eρευνητικές μελέτες έχουν καταδείξει ότι σε ασθενείς με καρκίνο της κύστης,
η απώλεια του φυλετικού χρωμοσώματος συνδέεται με πρόοδο της νόσου και μείωση
του χρόνου εμφάνισης των υποτροπών[31].
Bιβλιογραφία
1. Tsai YC, Nichols PW, Hiti AL, et al. Allelic losses of chromosomes 9, 11
and 17 in human bladder cancer. Cancer Res 1990; 50:44.
2. Cairns P, Shaw ME, Knowles MA. Initiation of bladder cancer may involve deletion
of a tumor - suppressor gene on chromosome 9. Oncogene 1993; 8:1083.
3. Knowles MA, Elder PA, Williamson M, et al. Alleotype of human bladder cancer.
Cancer Res 1994; 54:531.
4. Kamb A, Gruis NA, Weaver-Feldhaus J, et al. A cell cycle regulator potentially
involved in genesis of many tumor types. Science 1994; 264:436.
5. Serrano M, Hannon GJ, Beach D. A new regulatory motif in cell - cycle control
causing specific inhibition of cyclin D/CDK4. Nature 1993; 366:704.
6. Hannon GJ, Beach D. p15[INK4B] is a potential effector of TGF-b - induced
cell cycle arrest. Nature 1994; 371:257.
7. Quelle DE, Zindy F, Ashum RA, et al. Alternative reading frames of the INKA4A
tumor suppressor gene encode two unrelated proteins capable of inducing cell
cycle arrest. Cell 1995; 83:993.
8. Robertson KD, Jones PA. The human ARF cell cycle regulatory gene promoter
is a CpG island which can be silenced by DNA methylation and down regulated
by wild-type p53. Mol Cell Biol 1998; 18:6457.
9. Orlow I, Lacombe L, Hannon GJ, et al. Deletion of the p15 and p16 genes in
human bladder tumors. J Natl Cancer Inst 1995; 87:1524.
10. Gruis NA, Weaver-Feldhaus J, Liu Q, et al. Genetic evidence in melanoma
and bladder cancers that p16 and p53 function in separate pathways of tumor
suppression. Am J Path 1995; 146:1199.
11. Pomerantz J, Schrieber-Agus N, Liegoeis N, et al. The Ink4a tumor suppressor
gene product, p19/Arf, interacts with MDM2 and neutralizes MDM2Υs inhibition
of p53. Cell 1998; 92:713.
12. Habuchi T, Luscombe M, Elder PA, et al. Structure and methylation-based
silencing of a gene (DBCCRl) within a candidate bladder cancer tumor suppressor
region at 9q32-q33. Genomics 1998; 48:277.
13. Nishiyama H, Takahashi T, Kakehi Y, et al. Homozygous deletion at the 9q32-33
candidate tumor suppressor locus in primary bladder cancer. Genes Chromosomes
Cancer 1999; 18:2657.
14. Van Slegtenhorst M, de Hoogt R, Hermans C, et al. Identification of the
tuberous sclerosis gene TSCl on chromosome 9q34. Science 1997; 277:805.
15. Hornigold N, Devlin J, Davies AM, et al. Mutation of the 9q34 gene TSCl
in bladder cancer. Oncogene 1999; 18:2657.
16. Mc Garvey TW, Maruta Y, Tomaszewski JE, et al. PTCH gene mutations in invasive
transitional cell carcinoma of the bladder. Oncogene 1998; 17:1167.
17. Knowles MA, Shaw ME, Proctor AJ. Deletion mapping of chromosome 8 in cancers
of the urinary bladder using restriction fragment length polymorphisms and microsatellite
polymorphisms. Oncogene 1993; 8:1357.
18. Cartwright RA, Glashan RW, Rogers HJ, et al. The role of N-acetyltransferase
phenotypes in bladder carcinogenesis: a pharmaco - genetic epidemiological approach
to bladder cancer. Lancet 1982; ii:842.
19. Cannizare LA, Bollum FJ, Huebner K, et al. Molecular cloning and chromosome
sublocalization of a CDNA for human DNA polymerase to 8p11-8p12. Cytogenet and
Cell Genet 1987; 46:589.
20. Jones TA, Barker HM, da Cruz-e-Silva EF, et al. Localization of the genes
encoding the catalytic subunits of protein phosphatase 2A to human chromosome
bands 5q23-q31 and 8p12-p11.2. Cytogenet Cell Genet 1993; 63:35.
21. Elder PA, Bell SM, Knowles MA. Deletion of two regions on chromosome 4 in
bladder carcinoma: definition of a critical 750kb region at 4p16.3. Oncogene
1994; 9:3433.
22. Polascik TJ, Cairns P, Chang WYH, et al. Distinct regions of allelic loss
on chromosome 4 in human primary bladder carcinoma. Cancer Res 1995; 55:5396.
23. Bell SM, Shaw M, Jou YS, et al. Identification and characterization of the
human homologue of SH3BP2. A 5H3 binding domain protein within a common region
of deletion at 4pl6.3 involved in bladder cancer. Genomics 1997; 44:163.
24. Presti Jr JC, Reuter VE, Galan T, et al. Molecular genetic alterations in
superficial and locally advanced human bladder cancer. Cancer Res 1991; 51:5405.
25. Proctor AJ, Coombs LM, Cairns JP, et al. Amplification at chromosome 11q13
in transitional cell tumors of the bladder. Oncogene 1991; 6:789.
26. Bringuier PP, Tamimi J, Schuuring E, et al. Amplification of the chromosome
11q13 region in bladder tumors. Urol Res 1994; 21:451.
27. Tsai YC, Nichols PW, Hiti AL, et al. Allelic losses of chromosomes 9, 11,
and 17 in human bladder cancer. Cancer Res 1990; 50:44.
28. Shaw ME, Knowles MA. Deletion mapping of chromosome 11 in carcinoma of the
bladder. Genes Chromosomes Cancer 1995; 13:1.
29. Sauter G, Moch H, Wagner U, et al. Y chromosome loss detected by FISH in
bladder cancer. Cancer Genet Cytogenet 1995; 82:163.
30. United Kingdom Cancer Cytogenetics Group. Loss of the Y chromosome from
normal and neoplastic bone marrows. Genes Chromosomes Cancer 1992; 5:83.
31. Powell I, Tyrkus M, Kleer E. Apparent correlation of sex chromosome loss
and disease course in urothelial cancer. Cancer Genet Cytogenet 1990; 50:97
