KOLOREKTAL KANSERDE MOLEKÜLER GENETİK VE TÜMÖR FİZYOPATOLOJİSİNE DAİR TEMEL BİLGİ

Transkript

1 8 KOLOREKTAL KANSERDE MOLEKÜLER GENETİK VE TÜMÖR FİZYOPATOLOJİSİNE DAİR TEMEL BİLGİ Dr. Selman SÖKMEN Memelilerde embiryogenezis, büyüme, değişik dokuların doğru fonksiyon göstermesi ve tümörigenezisi için hücre çoğalması (proliferasyonu) gereklidir. Hücre çoğalması için yapılan çok sayıdaki araştırma sonucunda proliferatif durumu düzenleyen mekanizmalar anlaşılmıştır. 1 Bu sayede büyüme-faktörü sinyal iletim yolağı( pathway ) ve hücre döngüsünü başlatan ve sürdüren hücreleri harekete geçiren transkripsiyonel şebeke ortaya çıkarılmıştır. Fakat proliferasyonun başlaması aynı zamanda birçok önemli sorunu da davet etmektedir. Çünkü hücre döngüsünden her geçiş iki üretken hücre meydana getirmekte ve total biyokütlenin ikilenmesini gerektirmektedir (proteinler, lipidler ve nükleik asidler). Bu durum ciddi-derin bir metabolik gereksinim doğurmaktadır ki, bu gereksinim eğer karşılayabileceklerse proliferatif uyarıya yanıt veren hücrelerin sorumluluğundadır. Çoğalan hücreler sıklıkla biyoenerjetik ihtiyaçlarından da fazla miktarda besini alırlar ve metabolitlerini biyosentez amaçlı bir platformu destekleyen yolaklara aktarırlar. 2 Hücre çoğalmasını uyaran sinyaller aynı zamanda sessiz hücrelerin çoğalmasını başlatan sürece katılmak zorundadır. Çok farklı tipte çoğalan hücreler üzerinde yapılan araştırmalardan da tutarlı bir intermediyer metabolizma olduğu anlaşılmıştır. Bu hücrelerdeki metabolizma sessiz hücre metabolizmasından yüksek oranda seyreden glikolizis, laktat üretimi ve lipidlerin ve diğer makromoleküllerin biyosentezi açısından farklılık gösterir ( Warburg fenomeni ). 3,4 Hücre proliferasyonunu ve tümörigenezisi araştırmak için lenfositler, hematopoietik hücreler ve tümör hücre hatları kullanılsa da, tümör metabolizmasının hücre çoğalma metabolizması ile eşanlamlı olmadığı vurgulanmalıdır. Tümörlerin büyümesi için proliferasyon gerekse de, tümörün mikroçevresinde yer alan çok sayıdaki faktör hücresel metabolizmayı etkilemekte ve heterojen bir metabolik aktivite ile sonuçlanmaktadır. 5 Kanserin gelişim ve metastatik süreci ardışık, seçiçi ve karmaşık etaplar içerir. 6 Her aşamada önceden kestirilemeyen-matematiksel belirlilikten uzak, sapkın gibi gözüken ama amacında kararlı elemanlar ve davranış biçimi 145

2 146 Kolorektal Kanserde Moleküler Genetik ve Tümör Fizyopatolojisine Dair Temel Bilgi gizlidir ( stokastik ). 7 Metastatik odağın varoluşu çok sayıdaki ölümcül olayın son noktasını temsil eder. Az sayıda tümör hücresi ayaktahayatta kalabilmiştir. Primer tümör ise heterojen metastatik özelliklere sahip çoğul hücre alt-topluluklarına sahiptir. Farklı metastazların farklı progenitör hücrelerden köken alması çeşitli metastazlar arasında var olan biyolojik davranış çeşitliliğinden sorumludur. Klonal kökeni kanıtlanmış bir soliter metastazda bile biyolojik karakteristiklerde heterojenite hızla gelişebilmektedir. 6,7 Tanı, hasta bakımı, yeni cerrahi teknikler ve sistemik adjuvan tedavilerdeki ilerlemelere rağmen kolorektal kanser kökenli ölümlerin büyük bir çoğunluğu konvansiyonel tedavilere dirençli metastaz(lar)dan kaynaklanmaktadır. Çünkü tümör hücreleri genetik olarak stabil değildir. Çoğu primer tümör ve özellikle bunların metastazı biyolojik olarak heterojendir ve farklı fenotip içeren çok sayıda hücre alt toplulukları barındırırlar. 8 Metastazların akibeti toprak ve tohum arasındaki çapraz-konuşma ile belirlenmektedir, yani metastatik hücrelerin özgül alt toplulukları ile konak homeostatik faktörlerinin damarlanmayı da içeren spesifik bir mikroçevrede etkileşimi söz konusudur. 8,9 Klonal metastazlar farklı lenf nodlarında ya da aynı organın farklı bölgelerinde ilerleyici olarak büyürler ve mikroçevre metastatik hücrelerin büyümesini ve sağkalımını desteklemektedir. Varlığını artık tanıdığımız bu biyolojik heterojenitenin gelişiminden sorumlu mekanizmaları anlamamız ve tümör hücre yayılımını ve uzak organda çoğalmasını düzenleyen süreci de kavramamız gerekmektedir. Önümüzdeki en önemli araştırma sahası olan bu konular üzerinde, metastatik hücrenin kendisini ve özgül organ mikroçevresini hedef alan elde edilecek her türlü gelişme metastaza yönelik umut verici bir tedavi silahının geliştirilmesine yol açacaktır. 8,9 Kanser gelişimi basamak basamak gelişen bir süreçtir, normal somatik hücreler mutasyonlar oluşturur ve bu sayede dokudaki normal iş- levlerini yerine getirmezler ve sağ kalabilmek için kendi kendilerine yeterli hale gelirler. Mutasyonların sayısı hastanın yaşına, genetik duyarlılığa ve hastanın yaşam boyu maruz kaldığı karsinojenlere bağlı olarak değişkenlik gösterir. Her bir malignitede kanser-ilişkili genlerde önemli 4-6 adet benzer mutasyonun gerçekleştiğine inanılmaktadır. Bu genler onkojenler ve tümör baskılayıcı genler (TSG) olarak sınıflandırılır ki, bir mutatif darbe aldıklarında ya da her iki alleli birden yok olduğunda fonksiyon kazanabilir veya kaybedebilirler. 1 Gerekli her bir mutasyonun yaratılmasıyla transforme hücreler normal hücreler üzerinde seçilmiş bir avantaj elde ederler ve mutasyon klonal genişleme vasıtasıyla doku boyunca yayılır. Memeli DNA sı sentromerde birleşen iki farklı kromatid ten yapılmış kromozomda depolanan genetik bilgiyi taşır. Her bir kromatitdte alleller yer alır, ebeveyn bireylerden gelen farklı bilgileri taşırlar ve bu allellerin kombinasyonu bir geni kodlar. Onkojenler hücre düzeyinde baskın genlerdir. Bir prot-onkojen allellinin mutasyonu tümör oluşumu için gerekli olan ilerlemeyi uyarır. Bu sürece tümörigenez adı verilir. 10,11 TSG ler resesif genlerdir ve hücre allellerden birinin inaktif hale getirilmesi ile fonksiyonunu kaybetmez çünkü geride kalan vahşi-tip allel fonksiyonelliği sağlayacak ve tümörigenezi baskılamayı sürdürecektir. Her iki allelde mutasyona uğrarsa ya da işlevsiz hale gelirse, bu baskılayıcı etki ortadan kalkar ve hücrenin fenotipini değiştirerek tümöre yol açar. 12 O halde, geriye dönüp baktığımızda, tümörlerdeki spesifik kromozomal bölgelerde bir alleldeki allelik kayıp, bu odaklardaki TSG leri işaret etmektedir 13,14 ve loss of heterozygosity (LOH) olarak adlandırılır. TSG lerde LOH kolorektal kanser gelişiminin başlamasında ve ilerlemesinin erken aşamalarında önem kazanmaktadır. TSG lerde LOH taşıyan hücrelerin yeni ve ileri mutatif darbelere artmış bir duyarlılıkları olduğu gösterilmişti. 15

3 Kolorektal Kanserde Moleküler Genetik ve Tümör Fizyopatolojisine Dair Temel Bilgi 147 Artık şunu iddia edebiliriz: tümöre yol açmak için modelde bazı başlangıç mutasyonları önkoşuldur! 16 Tümör hücrelerinin besinlere olan gereksinimi çok yüksektir, artan bu talep vaskülogenezis ve özgül taşıyıcıların düzenlenerek besinleri hücre içine girişini hızlandırmasıyla karşılanır. Kanser ile ilişkili bu özgül taşıyıcılar glikoz, laktat ve amino asid taşıyıcılardır. 17 Tümör hücreleri glikoz alımını GLUT1 ve SGLT1 indüklenmesi yoluyla arttırırlar ve glikolizi uyararak koordine ederler. Artmış glikoliz sonucu laktat üretimi artacağı için tümör hücreleri hücresel asidifikasyonu önlemek üzere laktik asidi yok edecek bir yol bulmak zorundadır ( Warburg fenomeni ). 3,4 Bu durum bir hidrojen iyonu ile çift oluşturmuş laktat taşıyıcısı olan MCT4 ün artmış işlevi ile başarılır. Tümör hücreleri hızlı gelişimlerini-büyümelerini desteklemek için bu besinleri secici olarak düzenlediğinden bu taşıyıcılar kanser tedavisinde hedefe yönelik ilaç geliştirilmesinde potansiyel adaydırlar. Tümörün hızlı proliferasyonu ve gelişimi en büyük özelliğidir ve bunu hücre döngüsünün hızlandırılması ve apopitoza direnç ile başarmaktadır. Makromoleküllerin(DNA, RNA, proteinler ve lipidler) sentezi bloklar inşa etmek ve tümör hücrelerindeki metabolik enerjiyi oluşturmak amaçlı karbon kaynakları yaratmak için besinlere şiddetle ihtiyaç duyar. Çoğu besin hidrofilik olduğu için plazma membranından hücre içine geçişlerini kolay gerçekleştiremezler. Bu nedenle besinlerin hücre içine alımı için plazma membranında özgül taşıyıcılar gereklidir. İlaç tedavilerinin geliştirilmesindeki temel mantık tümör vaskülarizasyonunu bloke ederek tümörün beslenmesini önlemektir. 9,17,18 Eğer tümör esansiyel besin öğelerini alamazsa, hızlı çoğalamaz ve büyümesi durur. Ayrıca, besin öğeleri yok edilirse ya da hücre içine taşınması engellenirse tümör hücreleri gene açlığa mahkum edilip öldürülebilir. Efflux (hücreden dışarıya ) taşıyıcılarda ilaçlara karşı direnç gelişmesindeki rolleri ne- deni ile son yıllarda araştırma konusu olmuştur. Çoğul ilaç direnci proteini (P-glikoprotein ya da MDR1) ve çoğul ilaç direncine eşlik eden proteinler (MRP ler) primer ilaç taşıyıcısı olarak hizmet ederler ve birçok değişik ksenobiyotiğin hücre içinden ATP-bağımlı aktif efluksunu sağlarlar. Tümör hücreleri bu taşıyıcıları indükleyerek kendi amaçları doğrultusunda kullanırlar, yani kemoterapötiklere karşı direnç geliştirmektedirler. 18 Kolorektal kanser(krk) hem erkek hem de kadında sık tanı konan bir kanserdir yılında yeni olgu teşhis edilecek ve ölüm meydana gelecektir. 19 İki çeşit gözlem kolorektal kanser riskine genetik katkının olduğuna işaret etmektedir: Kolorektal kansere ait ailesel öyküsü olan bireylerin arasında KRK insidansının artması, Birçok aile ferdinde KRK gelişen aileler ki, izlenen mozaiğin otozomal dominant kalıtıldığına dair kanıtların varolması 20 KRK lerin yaklaşık %75 i sporadik hastalıktır, kalıtımla geçtiğine dair hiçbir aşikar kanıt yoktur. Geri kalan %25 hastada ailevi KRK öyküsü mevcuttur, genetik katkıyı ifade eder ve aile bireyleri arasında ortak bir etkilenmeyi gösterir. Bazı kolon kanserine yatkın ailelerde kalıtılmış kanser riski nedeni olarak genetik mutasyonlar belirlenmiştir. Bu mutasyonların KRK olgularının sadece %5-6 sı için söz konusu olduğu bildirilmektedir. Keşfedilmemiş majör genlerin ve arka planda bulunan genetik faktörlerin-genetik olmayan risk faktörleriyle birlikte-krk gelişimine yol açtığı sanılmaktadır KRK genellikle yaşlılarda görülmektedir, hastaların %95 i 50 yaşın üzerindedir. Elli yaşın üzerindeki bir bireyde KRK gelişme riski %5 iken, bu nedenle ölüm riski %2.5 tur. KRK lerin yaklaşık %5 ini oluşturan familyal adenomatöz polipozis (FAP) ve herediter non-polipozis (FAP dışı!) kolorektal kan-

4 148 Kolorektal Kanserde Moleküler Genetik ve Tümör Fizyopatolojisine Dair Temel Bilgi ser (HNPCC) gibi herediter formların olduğu bireyler daha genç yaşta etkilenmişlerdir. 19 KRK DE KROMOZOMAL İNSTABİLİTE KRK ler ister sporadik olsun isterse herediter, genetik değişiklikler sonucu meydana gelir. KRK için en az iki farklı patojenik yolak mevcuttur: Kromozomal instabilite ve Mikrosatellit instabilite. Kromozomal instabilite KRK lerin yaklaşık %80 ininde bulunur ve kanseröz mutasyonların birikimi için hızlı ve etkin bir durumdur. Delesyon veya mutasyon ile tümör süpresör genlerin inaktivasyonu, mutasyon ile protoonkojenlerin aktivasyonu ve farklı moleküllerin düzensiz ekspresyonu hep bu tip yolağın kapsamındadır. Kromozomal instabilite gösteren tümörler ( CIN ) normal hücrelerdekinden kat fazla oranda tüm kromozomda kayıp ve kazanımlar geliştirirler. Araştırmacılar CIN e yol açan değişiklikler keşfetmişlerdir. Yakın zamanda CIN gelişimi için ileri sürülen adenomatöz polipozis koli(apc) geninin kaybı en iyi bilinenidir. Majör kalıtılmış bir sendrom olan FAP CIN yolağının bir örneğidir. FAMİLYAL ADENOMATÖZ POLİPOZİS FAP nerede ise %100 oranda penetre olan nadir bir otozomal dominant hastalıktır. Çok sayıda (>100) kolorektal adenomlarla karakterizedir, toplumdaki bireyleri 1/8000 sıklıkta etkiler. Tüm KRK lerin %1 inden sorumludur yılında APC geninin pozisyonel klonlanması yapıldıktan sonra FAP ın tümör süpresör gen olan APC deki germline mutasyonlardan kaynaklandığı ortaya konmuştur. APC geni büyük bir gendir, 15 eksonu ve 8538 adet baz çifti mevcuttur. APC geninde 800 den fazla de- ğişik tipte germline mutasyon bildirilmiştir. Bu mutasyonların çoğu ekson 15 in sonunda toplanmıştır. Aslında önemli olan mutasyon değil bu mutasyonun gendeki yerleşimidir. Çünkü bu yerleşim mutant APC proteinini tanımlamaktadır. FAP fenotipi(başlangıç yaşı, intestinal poliplerin ve ekstrakolonik tümörlerin tipi ve sayısı), APC mutasyonlarının tipi ve yerleşimi ile ilgilidir. Genel olarak genin merkezi kısmında olan mutasyonlar sayısız polipozis fenotipi ile sonuçlanır. Kodon 1309 daki 5 baz çiftinde delesyon en sık görülen mutasyondur. Bu çok şiddetli bir fenotipe yol açar ve hastalığın diğer kodonlardaki mutasyonlar sonucu görülen örüntüsünden 10 yıl önce gerçekleşmesine yol açar. FAP lı hastaların yaklaşık %80 i retinal pigment epitelinin doğumsal hipertrofisi (Congenital Hypertrphy of Retinal Pigment Epitlhelium- CHRPE) ile başvururlar. Bu durum APC geninin merkezi kısmındaki (kodon ) mutasyonlara eşlik eder. Kolorektal polipozisli hastanın cerrahi tedavisinde APC geninde meydana gelen germline mutasyonların yerleşimini bilmek klinik öneme sahiptir. Çünkü 1250 ile 1500 kodonlardaki mutasyonlar rektumda kanser gelişim riskini arttırmaktadır. Bahsedilen bu genotip-fenotip ilişkilerine rağmen, sadece APC genindeki bu mutasyonların yerleşiminin fenotipi belirlemede tek faktör olmadığı, diğer genetik ve çevresel faktörlerin de rol oynadığı bildirilmektedir. TÜMÖR PROGRESYONU/APC BETA-KATENİN YOLAĞI APC geninin önemli bir işlevi betakateninlerin birikmesinin önlenmesidir. Betakatenin aderan bileşkelerin temel bir bileşenidir. Ayrıca beta-katenin Wnt/wingless sinyal iletimi yolağının çok önemli bir elemanıdır. Wnt sinyalleşmesinin yokluğunda sitoplazmik degradasyon kompleksi (APC, aksin, GSK-3beta ve beta-katenin den oluşur) hem beta-katenini

5 Kolorektal Kanserde Moleküler Genetik ve Tümör Fizyopatolojisine Dair Temel Bilgi 149 hem de aksini fosforilasyona uğratmaktadır. Kolorektal kanserde Wnt/APC/beta-katenin sinyalleşme yolağında düzensiz çalışma söz konusudur. Sonuçta beta-katenin hücre çekirdeğinde birikecek, transkripsiyon faktörlerine bağlanacak ve c-myc ve cyclin D1 gibi hedef genleri aktive edecektir. Ayrıca, APC mikrotübülleri stabilize etmektedir, böylece kromozomal stabilite sağlamaktadır. APC nin inaktivasyonu mitotik iğsilerde noksanlıklara ve kromozomal missegregasyona yol açacaktır. Bu durum da kansere neden olan anöploidi ile sonlanacaktır. FAP sendromunun 3 varyantı mevcuttur: Gardner sendromu, Turcot sendromu ve attenüe FAP. Ek olarak, MYH genindeki biallellik mutasyonlar çoğul adenomlu ailelerin %30 unda görülebilir, APC geninde otozomal dominant kalıtılmış bir patern ya da germline mutasyonu sergilemezler. KROMOZOMAL İNSTABİLİTELİ SPORADİK KOLOREKTAL KANSER Genomik destabilizasyon sporadik tümör gelişiminde erken bir basamaktır. APC geninin inaktivasyonu sporadik KRK de ilk moleküler hadisedir. Sporadik KRK ve adenomların yaklaşık %60-80 ininde somatik APC mutasyonları belirlenmiştir. Somatik APC mutasyonları genin mutasyon kluster bölgesi (MCR) nde saptanmıştır ki, bu tüm somatik mutasyonların %60 ından sorumludur. MRC de APC mutasyonları APC proteininin dallanmasıyla sonuçlanır, bu durum da aksin ve beta-katenin bağlanma yerlerinin eksilmesine yol açar. APC geninin intakt olduğu sporadik KRK lerin %50 sinde beta-katenin de mutasyonlar olduğu gösterilmiştir. Yine sporadik KRK lerin %40-50 sinde adenomdan kansere geçişte p53 geninde mutasyonlar olduğu bildirilmiştir. P53 mutasyonlarının sıklığı distal kolon ve rektal kanserlerde proksimal kanserlere oranla daha fazladır. P53 mutasyonları olan KRK li hastaların sağkalım süresi olmayanlara göre belirgin olarak daha kısadır. Sporadik kolorektal adenomların % inde ve karsinomların % inde k-ras mutasyonları saptanmıştır. Mutasyona uğramış k-ras proteini raf/mapk, jun N-terminal kinaz ve fosfatidillinozitol-3 kinaz gibi efektör yolakları aktive ederek yapısal büyümeyi harekete geçirir. Aynı zamanda bir hedefi de vasküler endotelyal büyüme faktörünün uyarılmasıdır. 22 Primer KRK lerin %70 inde, özellikle ileri metastatik kanserlerde, 18q kromozomunda allellik kayıplar saptanmıştır. Sporadik KRK lerin %6 sında da DCC geninde noktasal mutasyonlar olduğu kanıtlanmıştır. KRK DE MİKROSATELLİT İNSTABİLİTE Kromozomal instabilite yolağının aksine büyük kromozomal anormallikler göstermeyen ayrı bir kolorektal kanser grubu mevcuttur. Sıklıkla diploid olan bu tümörler farklı bir genetik instabilite geçmişi sergilerler: anormallikler nükleotid düzeyindedir. Bu tümörlerde kısa DNA sekanslarının delesyonuna ya da kazanılmasına dönük eğilim mikrosatellit instabilite olarak adlandırılır. Mikrosatellitler genomik DNA daki kısa sekanslardır, 1 ile 4 arasındaki nükleotidin tekrarlamasından oluşur. Bu tekli/ ikili/üçlü/dörtlü nükleotidler sekansta 10 ile 100 kez tekrarlanabilir. İnsanda en sık görülen mikrosatellit sitozin-adenozin dinükleotidin tekrarlamasıdır. Bu sekansların tekrarlayıcı doğası nedeni ile DNA replikasyonu sırasında değişikliklere yatkındır. Normal şartlar altında bu hatalar DNA tamir enzimleri tarafından düzeltilir. Bu enzimler ve DNA tamir işlemi filogenezis sırasında yüksek düzeyde korunmuştur. Eğer tamir süreci hasar görürse, mikrosatellit sekansları nükleotidleri nükleotidleri kazanabilir ya da kaybedebilir ve bu olgu mikrosatellit instabilite (MSI) olarak adlandırılır. Sonuç olarak, mikrosatellitlerin uzunluğundaki değişiklik altta yatan DNA tamir işlevindeki yetersizliğin

6 150 Kolorektal Kanserde Moleküler Genetik ve Tümör Fizyopatolojisine Dair Temel Bilgi KRK lerin sadece %6 sına APC ya da HNPCC eşlik eder. Geri kalanların hemen hepsi sporadiktir. Bu sporadik KRK lerin çoğu CIN yolağını takip eder, ancak %15 inde mismatch tamir genlerinde noksanlık söz konugöstergesidir. Mikrosatellit instabilitenin güncel tanısal işlemlerle saptanması mümkündür, yeter ki çok sayıda hücre aynı anormalliği taşısın, yani hücreler klonal süreçe ait olsunlar. Klonal çoğalma neoplastik sürecin karakteristiğidir. Saptanan MSI nin klonal neoplastik sürecin bir indikatörü olduğu anlaşılmalıdır. 23 HEREDİTER NON-POLİPOZİS KOLOREKTAL KANSER 1990 ların ortalarında HNPCC ya da Lynch sendromuna MSI nin eşlik ettiği gösterilmiştir. Herediter kolorektal kanser sendromlarının en sık görülen formudur. Sendrom gastrointestinal traktusta, endometriyum, over ve nadiren ürogenital trakt, hepatobilyer trakt ve pankreasta artmış karsinogenez riski ile birliktedir. HNPCC li bireylerde yaşam boyunca kolorektal kanser gelişme riski %70-80 lere yükselmiştir. Yine yaşam boyu endometriyum kanseri gelişme riski %60 civarında iken diğer kanserlerin oranı orta derecede artmıştır(%2-13). FAP a benzer şekilde HNPCC de otozomal dominant kalıtılır, fakat altta yatan neden DNA tamir genlerindeki germline mutasyondur. En sık mutasyona uğrayan genler kromozom 3p de bulunan insan MutL homolog 1(hMLH1) geni ve kromozom 2p de yerleşen insan MutS homolog 2(hMSH2) genidir. Mut adı E. Coli üzerinde yapılan çalışmalardan gelmektedir: bu genlerin inaktivasyonu hipermutasyona uğramış genlerin meydana gelmesine yol açmıştır. HNPCC de daha az sıklıkla tutulan diğer genler hmsh6, hpms2 ve 1 dir. HNPCC DE TÜMÖR PROGRESYONU Öyle görünmektedir ki HNPCC deki genetik yolakta belli miktarda CIN ile örtüşmektedir. Ancak farklılıklar değişik genlerin tutulmasından ileri gelmektedir. HNPCC yolağındaki tümörler APC, p53 ve K-ras genlerinde mutasyonlar ser- giler 24, fakat p53 ve K-ras da izlenen mutasyonlar CIN de görülenden çok daha az sıklıktadır. 25 Ek olarak, hücre büyümesinin düzenlenmesinde önemli role sahip belli bazı genler vardır ki- transforme edici büyüme faktörü beta1 reseptör II(TGF-BetaRII), T-hücre faktörü 4(TF4), bcl-2 eşlik eden X protein(bax) ve insülin benzeri büyüme faktörü II reseptörü(igfriir)- bunlar mikrosatellit sekanslarını kodlar. Bunlar arasında TGF-betaRII ve BAX mutasyonlarının tümörojenik rolleri çok iyi aydınlatılmıştır. MSI yolağının eşlik ettiği tümörlerde TGFbetaRII mutasyonu en sık görülenidir(%90). Bu reseptörün fonksiyon değiştirmesi transkripsiyon düzenlenmesinde önemli bir rolü olan SMAD protein yolağının düzensiz çalışmasına sebep olur. BAX geni MSI ye eşlik eden kanserlerin %33 ünde etkilenmiştir ve bu genin mutasyonu B-hücre CLL/lenfoma 2(bcl-2) ile yönlendirilmiş apoptoz yolağının işlevini bozar. FAP a benzer şekilde bazı aile bireylerinde HNPCC nin attenüe fenotipi görülebilir, penetransta azalma vardır ve kanser gelişimi daha ileri yaşlarda ortaya çıkar. HNPCC nin bir varyantı da Muir-Torre sendromudur, internal maligniteler ve sebase deri tümörleri ile karakterizedir. DNA tamir genleri araştırıldığında mutasyonun hmsh2 de olduğu saptanmıştır ancak nadir olgularda hmlh1 de de görülebilir. Yine Turcot sendromu da-kolorektal ve beyin tümörlerinin birlikteliği-sadece FAP mutasyonuyla değil MIS ile de meydana gelebilir. Altta yatan mutasyon hmlh1, hmsh2 ve hpms2 de gerçekleşmiştir. SPORADİK MSI-TEMELLİ KOLOREKTAL KANSER

7 Kolorektal Kanserde Moleküler Genetik ve Tümör Fizyopatolojisine Dair Temel Bilgi 151 sudur. HNPCC ye tezat olarak, bu sporadik MSI-H-eşlik eden kolorektal kanserler DNA tamir genlerinde germline mutasyon taşımazlar. Altta yatan mekanizma çoğu kez genlerin epigenetik değişikliğidir( silencing ). Epigenetik değişiklikler gen işlevini sitozin ve guaninden zengin bölgelerinin-ki promotor sekanslarında CpG adaları olarak adlandırılır ( p iki nükleotid arasındaki fosfodiester bağı için yer alır)- sitozin rezidülerinin metilasyonu sonucu etkilemektedir. Sonuç olarak gende transkripsiyon gerçekleşememekte, yani gen silence a uğramaktadır. Diğer taraftan genomun metilasyonu normal bir yaşlanma sürecidir. Yaş ilerledikçe daha da artar. Ayrıca kadınlarda daha sık görülür. O halde, MSI-H eşlik eden sporadik KRK ler yaşı ileri kadınlarda daha sıktır. Artmış genomik metilasyon sonucu kolorektal tümör gelişimine CpG adası metilasyon fenotipi (CIMP) denmektedir. CIMP, kanserde metile olan ama normal dokuda olmayan çoğul genlerin promotor metilasyonu ile karakterizedir. Bu tip metilasyona Tip C adı verilirken yaşlanma sürecindeki metilasyon Tip A dır. Bazı yazarlar CIMP yi metilasyon olaylarının normal dağılımı içerisinde bir uç olarak addederken, diğer araştırmacılar bunu tümörigenezis için 3. bir yolak olarak ileri sürmektedirler. 26,27 Henüz hangi derecede metilasyonun CIMP grubuna ait bir tümör yapabileceği konusu aydınlatılamamıştır. Üstelik, MSI-H temelli tümörlerde de yüksek oranda metilasyon saptandığı için MSI-H tümörlerle CIMP-eşlik eden tümörler bir anlamda örtüşmektedir. SONUÇ Kolorektal kanserin gelişim basamaklarının genetik kimliği ortaya konuldukça anlaşılmaktadır ki kanser gelişimi farklı yolakları izleyen heterojen bir hastalıktır. Özgül basamaklı mutasyonları belirlemek moleküler hedefe yönelik tedavi stratejilerinin geliştirilmesini sağlayacak, prognoz ve yanıt tayin edilebilecektir. Herediter bir sendromda germline mutasyonun belirlenmesi, riski ortaya koyacak ve etkilenen aileler ve bireyler belirlenerek morbidite ve mortalite azaltılabilecektir. Cerrahların familyal kanser sendromlarının biyolojik kimliğini, nasıl kanser taraması yapılması gerektiğini ve profilaktik cerrahi yöntemleri bilmeleri çok önemlidir. KAYNAKLAR Young GP, Rozen P, Levin B. How does colorectal cancer develop? In: Rozen P, Young GP, Levin B, Spann SJ(Eds.). Colorectal Cancer in Clinical Practice. 2nd Ed , Taylor &Francis, London, Bauer DE, Harris MH, Plas DR, et al. Cytokine stimulation of aerobic glycolysis in hematopoietic cells exceeds proliferative demand. FASEB J 2004; 18: Kim JW, Gardner LB, Dang CV. Oncogenic alterations of metabolism and the Warburg effect. Drug Discovery Today 2005; 2: Ganapathy V, Thangaraju M, Prasad PD. Nutrient transporters in cancer: relevance to Warburg hypothesis and beyond. Pharmacology & Therapeutics 2009; 121: DeBerardinis RJ, Lum JJ, Hatzivassiliou G,Thompson CB. The biology of cancer: Metabolic reprogramming fuels cell growth and proliferation. Cell Metabolism 2008; 7: Albini A, Mirisola V, Pfeffer U. Metastasis signatures: genes regulating tumor microenvironment interactions predict metastatic behavior. Cancer Metastasis Rev 2008; 27: Dingli D, Michor F, Antal T, Pacheco JM. The emergence of tumor metastases. Cancer Biology & Therapy 2007; 3: Langley RR, Fidler IJ. Tumor Cell-Organ microenvironment interactions in the pathogenesis of cancer metasta-

8 152 Kolorektal Kanserde Moleküler Genetik ve Tümör Fizyopatolojisine Dair Temel Bilgi sis. Endocrine Reviews 2007; 28: Kroemer G, Pouyssegur J. Tumor cell metabolism: Cancer s Achilles heel. Cancer Cell 2008; 13: Michor F, Iwasa Y, Nowak MA. Dynamics of cancer progression. Nat Rev Cancer 2004; 4: Michor F, Iwasa Y, Lengauer C, Nowak MA. Dynamics of colorectal cancer. Semin Cancer Biol 2005; 15: Iwasa Y, Michor F, Komarova NL, et al. Population genetics of tumor suppressor genes. J Theor Biol 2005; 233: Harima Y, Harima K, Sawada S, et al. Loss of heterozygosity on chromosome 6p21.2 as a potential marker for recurrence after radiotherapy of human cervical cancer. Clin Cancer Res 2000; 6: Takebayashi Y, Nakayama K, Kanzaki A, et al. Loss of heterozygosity of nucleotide excision repair factors in sporadic ovarian, colon and lung carcinomas: implication for their roles of carcinogenesis in human solid tumors. Cancer Lett 2001; 174: 2: Li Z, Moore DH, Meng ZH, et al. Incresed risk of local recurrence is associated with allelic loss in normal lobules of breast cancer patients. Cancer Res 2002; 62: Enderling H, Chaplain MAJ, Anderson ARA, Vaidya JS. A mathematical model of breast cancer development, local treatment and recurrence. J Theor Biol 2007; 246: Frezza C, Gottlieb E. Mitochondria in cancer: Not just innocent bystanders. Seminars in Cancer Biology 2009; doi: /j.semcancer Nicolantonio FD, Mercer SJ, Knight LA, et al. Cancer cell adaptation to chemotherapy. BMC Cancer 2005, 5: Pignatelli M, Banu N, Melegh Z. The Molecular Pathology of Sporadic and Hereditary Colorectal Cancer. In: Jankowski J, Sampliner R, Kerr D, Fong Y(Eds.). Gastrointestinal Oncology , Blackwell Publishing, Massachusetts, Early DA, Fontana L, Davidson NO. Translational approaches to addressing complex genetic pathways in colorectal cancer. Translational Research 2008; 151: Nordberg ML. Molecular Pathology-Translating Research into Clinical Practice: An Expanding Frontier in Surgical Oncology. Surg Oncol Clin N Am 2008; 17: Takayama T, Miyanishi K, Hayashi T, et al. Colorectal cancer: genetics of development and metastasis. J Gastroenterol 2006; 41: Soreide K, Janssen EA, Soiland H, et al. Microsatellite instability in colorectal cancer. Br J Surg 2006; 4: Huang J, Papadopoulos N, McKinley AJ, et al. APC mutations in colorectal tumors with mismatch repair deficiency. Proc Natl Acad Sci USA 1996; 17: Samowitz WS, Holden JA, Curtin K, et al. Inverse relationship between microsatellite instability and K-ras and p53 gene alterations in colon cancer. Am J Pathol 2001; 4: Ogino S, Cantor M, Kawasaki T, et al. CpG island methylator phenotype(cimp) of colorectal cancer is best characterised by quantitative DNA methylation analysis and prospective cohort studies. Gut 2006; 55: Weisenberger DJ, Siegmund KD, Campan M, et al. CpG island methylator phenotype underlies sporadic microsatellite instability and is tightly associated with BRAF mutation in colorectal cancer. Nat Gent 2006; 38: