Molekulární diagnostika karcinomu prostaty

Historie diagnostiky biomarkerů rakoviny prostaty (PC) sahá tři čtvrtě století. Ve svých studiích AB Gutman a kol. (1938) zaznamenali významný nárůst aktivity kyselé fosfatázy v krevním séru mužů s metastázami PC. Později byla vyvinuta přesnější metoda pro stanovení prostaticky specifické subfrakce kyselé fosfatázy (PAP). Navzdory nízké citlivosti a specificitě (zvýšení PAP v 70–80 % případů doprovázelo metastatický karcinom prostaty a pouze v 10–30 % – lokalizovaný) byl tento biologický marker hlavním v urologickém „arzenálu“ po téměř půl století.

MS Wong a kol. (1979) popsali protein specifický pro prostatu, který následně nazvali prostatický specifický antigen (PSA). Prokázali, že PSA je lokalizován výhradně v prostatě a jeho hladina byla zvýšena jak u benigní hyperplazie, tak u rakoviny prostaty. Zavedení screeningových programů s využitím PSA přineslo pozitivní výsledky: frekvence detekce onemocnění se zvýšila o 82 %, specifická úmrtnost se snížila z 8,9 na 4,9 % a výskyt vzdálených metastáz se snížil z 27,3 na 13,4 %.

Nedokonalost metody pro stanovení hladiny PSA je dána její nízkou specificitou, velkým počtem falešně negativních výsledků při dolní prahové hodnotě (4 ng/ml). V současné době bylo objeveno mnoho dalších markerů rakoviny prostaty.

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

E-kadheriny

Kadheriny jsou membránové glykoproteiny, které hrají důležitou roli v Ca+-dependentní mezibuněčné adhezi. Je známo, že ztráta mezibuněčných „můstků“ a spojení se sousedními epitelovými buňkami je jednou z prvních fází vývoje nádoru. Snížená exprese E-kadherinu, často pozorovaná u rakoviny prostaty, koreluje s přežitím a klinickým a morfologickým stadiem onemocnění.

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

Kolagenáza typu IV (MMP-2 a MMP-9)

Jak ukázaly četné studie, hlavními enzymy produkovanými nádorem a ničícími složky mezibuněčné matrix jsou kolagenázy typu IV (metaloproteináza-2, -9; MMP-2 a MMP-9). V tomto ohledu se předpokládá, že stupeň zvýšení produkce kolagenázy odráží agresivitu nádoru a jeho schopnost dalšího lokálního šíření.

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

Geny p53 a p63

Gen p53, lokalizovaný v buněčném jádře, je považován za supresor růstu nádoru. Zabraňuje buňkám s poškozenou DNA ve vstupu do syntetické fáze dělicího cyklu a indukuje apoptózu. Ztráta normálně fungujícího p53 vede k nekontrolovanému buněčnému dělení. Gen p63 je funkčním homologem p53. Jeho produkce je charakteristická výhradně pro bazální vrstvu epitelu prostaty, v jejíž tvorbě hraje důležitou roli. U rakoviny prostaty je exprese p63 významně snížena, což je detekováno imunohistochemickým vyšetřením.

P21Cip1 a p27Kip1

Proteiny p21Cip1 a p27Kip1 jsou tumorové supresory, které inhibují všechny typy cyklin-dependentní kinázy (CDK) a brání buňce ve vstupu do další fáze dělení. Mutace v genech kódujících p21 (CDKN1A) a p27 (CDKN1B) se u rakoviny prostaty vyskytují poměrně často, což naznačuje špatnou prognózu onemocnění.

Telomeráza

Velká většina lidských buněk má naprogramovaný počet dělení, po kterých podléhají apoptóze nebo vstupují do fáze G0 buněčného cyklu. Telomery, koncové úseky chromozomů obsahující opakující se krátké nukleotidové úseky (TTAGGG), jsou považovány za „počítadlo“ buněčných dělení. Telomery se s každým buněčným dělením zkracují. Telomery však lze také prodlužovat pomocí ribonukleoproteinové telomerázy. Existuje vztah mezi aktivitou telomerázy, stupněm diferenciace adenokarcinomu podle Gleasonovy stupnice a lokální agresivitou nádoru. V současné době se aktivně studuje možnost vytvoření inhibitorů telomerázy pro léčbu rakoviny prostaty.

DDZ/RSAZ

Předpokládá se, že tento gen ovlivňuje vývoj a diferenciaci tkání, ale jeho funkce dosud nebyla spolehlivě stanovena. Exprese genu v tkáni adenokarcinomu prostaty je vysoce specifickým indikátorem. U různých typů žlázové patologie je jeho normální obsah překročen až 34krát. Nevýznamná exprese DD3/PC3A je zaznamenána pouze v ledvinové tkáni. Dosud byla vyvinuta metoda pro hodnocení exprese DD3/PC3A stanovené v moči. Její senzitivita je 82 %, specificita 76 %, prognostický význam negativních a pozitivních výsledků je 67 %, respektive 87 % (odpovídající ukazatele pro PSA jsou 98, 5, 40 a 83 %).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Ki-67 (MIB-1) a PCNA (jaderný antigen proliferujících buněk)

Ki-67 a PCNA jsou detekovány v buněčných jádrech během imunohistochemického vyšetření v jakékoli aktivní fázi buněčného cyklu (G1, S, G2, M), ale chybí ve fázi G0, což umožňuje jejich použití jako účinných markerů buněčné proliferace a stanovení růstové frakce buněčné populace. Studie ukázaly, že Ki-67 a PCNA umožňují vysoce přesnou diferenciaci prostatických a intraepiteliálních neoplasií stupně II-III a adenokarcinomu. Byla zjištěna korelace mezi tímto indikátorem a Gleasonovým skóre, stadiem PCa a hladinou PSA, ale údaje týkající se jeho prognostického významu jsou protichůdné. V současné době neexistují přesvědčivé důkazy o účinnosti detekce Ki-67 a PCNA pro posouzení rizika lokální invaze, metastáz nebo biochemické recidivy po radikální prostatektomii.

CD44

Mechanismy, které jsou základem tvorby kostních metastáz z rakoviny prostaty, jsou stále nedostatečně pochopeny. Předpokládá se, že buňky adenokarcinomu používají k penetraci endotelem cév kostní dřeně stejné mechanismy jako lymfocyty a cirkulující progenitorové buňky. Jednou z nezbytných podmínek pro adhezi k endotelu a extravazaci je přítomnost receptoru CD44 na povrchu buněk. Exprese CD44 se nachází v 77,8 % případů adenokarcinomu prostaty, což koreluje s četností metastáz.

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

α-methyl acyl-CoA racemáza (AMACR)

Racemáza je enzym, který katalyzuje přechod větvících se mastných kyselin z R- na S-stereoizomery. Když na ně působí peroxisomální oxidázy, dochází ke zvýšení procesů volných radikálů a poškození buněčné DNA. Stanovení aktivity α-methylacyl-CoA racemázy v imunohistochemických studiích nám umožňuje odlišit rakovinu od jiných procesů a přesněji určit stadium onemocnění (včetně vyšetření biopsií).