Хромосомные аберрации в опухоли

Хромосомные аберрации представляют собой тип мутаций, при которых отмечается изменение структуры и/или количества хромосом. Эти изменения приводят к развитию специфических заболеваний, которые при этом склонны к наследственной передаче.

Классификация хромосомных аберраций

Изменения в нормальном строении хромосом могут быть разнообразны и протекают по различным механизмам. Поэтому все известные аберрации были разделены на несколько групп:

• делеция — утрата участка, который может быть расположен на конце или внутри хромосомы;
• дупликация — удвоение определенного участка хромосомы;
• инверсия — поворот участка хромосомы на 180°;
• транслокация — перенос участка одной хромосомы на другую;
• изохромосома — вид аберрации, при котором происходит утрата одного плеча хромосомы, но при этом второе плечо зеркально дублируется.

Данные хромосомные аберрации могут приводить к развитию специфических синдромов. Некоторые из них вызывают гибель плода еще на этапе внутриутробного развития, другие — серьезные аномалии развития, которые сложно и даже невозможно устранить.

Причины и механизмы возникновения

Главной причиной развития хромосомных аберраций ученые считают возникновение двунитевых разрывов спирали ДНК. Этот дефект может развиваться беспричинно или быть опосредован различными факторами, например, ионизирующим излучением, вирусными агентами, химическими веществами и т. д. Среди механизмов возникновения выделяют:

• неравный кроссинговер (обмен участками) между гомологичными и негомологичными хромосомами;
• внутрихромосомный кроссинговер;
• разрывы хромосом с соединением фрагментов или без;
• снятие копии гена с последующим переносом в определенный участок хромосомы.

Амплификации, делеции генов и хромосомные аберрации в опухоли

Хромотрипсис представляет собой один из вариантов комплексных изменений в геноме, который приводит к множественным перестройкам в хромосомах. Это явление было открыто относительно недавно, механизм до конца не изучен. Сама суть процесса заключается в том, что хромосома распадается на множество мелких фрагментов, которые затем собираются хаотично. При этом некоторые участки могут быть безвозвратно утеряны. Явление хромотрипсиса не является массовым, оно присуще только единичным хромосомам.

Еще одним вариантом хромосомных аберраций в опухоли, который был открыт недавно и в настоящее время активно изучается, является геномная нестабильность. Суть данного явления заключается в том, что опухолевые клетки, относящиеся к одному и тому же гистологическому типу, содержат различные варианты мутаций. Именно поэтому злокачественные новообразования демонстрируют большое разнообразие повреждений генома, что приводит к разнообразию вариантов роста и метастазирования.

Хромосомные аберрации в опухолях солидного типа

Солидные опухоли состоят из большого числа недифференцированных клеток, которые склонны к активному делению. Данный тип рака развивается из эпителиальной ткани и характеризуется высокой агрессивностью. Среди примеров вариаций числа копий генов в опухоли солидного строения можно отметить:

• амплификацию гена ERBB2 (он же Her-2/neu). Данный вид мутации имеет большое значение в развитии рака молочной железы и влияет на тактику лечения данного заболевания. Амплификация ERBB2 выявляется примерно у каждой третьей пациентки;
• транслокацию ROS1 и EML4-ALK. В большинстве случаев возникает при немелкоклеточном раке легкого. Выявление данного вида хромосомной аберрации в опухоли оказывает влияние на назначение таргетной терапии, в частности, препарата «Кризотиниб»;
• транслокацию гена RET. Этот ген отвечает за кодирование белка, относящегося к классу рецепторных тирозинкиназ. Транслокации в нем выявляются при эндокринных неоплазиях, раке щитовидной железы, феохромоцитоме, немелкоклеточном раке легкого и других опухолях. Как и в предыдущем случае, диагностика транслокации гена RET позволяет определиться с выбором препарата для таргетной терапии;
• хромосомные аберрации при опухолях головного мозга. Могут выявляться в генах семейства EGFR, VEGFR, PDGFR, C-KIT, BRAF и т.д. Выявление подобных изменений позволяет определить генетический подтип опухоли головного мозга, спрогнозировать клиническое течение, ответ на химиолучевую терапию и определить чувствительность к специфичным лекарственным препаратам.

Выявление описанных выше вариаций числа копий в опухоли солидного типа имеет важное диагностическое значение, поскольку позволяет определиться с тактикой лечения. По этой причине подобные исследования все чаще входят в программу обследования онкологических пациентов.

Хромосомные аберрации при лейкозах и других онкогематологических заболеваниях

Аномалии хромосом выявляются в большом количестве опухолей. Если рассматривать лейкозы и онкогематологические заболевания, то можно выделить следующие нарушения:

• филадельфийская хромосома. Является специфическим маркером хронического миелолейкоза. Выявляется в 95% случаев заболевания. Также примерно в трети случаев филадельфийскую хромосому можно обнаружить при остром лимфобластном лейкозе;
• BCL-2. Изменения в данном гене часто выявляются при лимфомах. При этом хромосомные аберрации в опухоли происходят по разным механизмам и специфичны для определенных заболеваний.

Были выявлены специфические гены, изменения в которых характерны для определенных нозологических форм. Например, лимфома Беркитта — ген C-MYC, мантийно-клеточная лимфома — ген BCL-1, и т. д. Таким образом, определение вариаций числа копий генов в опухоли является важным моментом в дифференциальной диагностике лимфом и постановке правильного диагноза.

Методы диагностики вариаций числа копий генов в опухоли

Сегодня существует несколько методов, с помощью которых можно обнаружить хромосомные аберрации в опухоли.

1. ИГХ. Иммуногистохимическое исследование является простым и эффективным способом диагностики хромосомных аберраций в опухоли. Оно позволяет исследовать белок, изменение концентрации которого является маркером наличия генетических и хромосомных поломок. Для проведения диагностики необходим образец ткани и набор антител. Если в образце имеется нарушение в исследуемом гене, это проявляется изменением экспрессии белка в клетке. Связанные с данным белком антитела визуализируются при помощи специальной системы, далее ткань исследуется под микроскопом.
2. ПЦР. Для выявления вариаций числа копий в опухоли применяется полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР). Данный метод отличается высокой чувствительностью и позволяет исследовать образцы с низким содержанием опухолевого материала. При этом качество ОТ-ПЦР сильно зависит от изначального качества РНК, которая является менее стабильной, чем ДНК, а потому не всегда хорошо сохраняется из-за фиксации в формалине и длительного хранения ткани в парафиновом блоке.
3. является «золотым стандартом» диагностики многих вариаций числа копий в опухоли, поскольку позволяет визуализировать сами гены и хромосомы. Он основан на использовании специальных зондов, меченных флуоресцентными красителями. Зонды могут быть специфичными для определенных участков хромосомы, поэтому специалист всегда может выявить точный вид мутации.

У каждого метода диагностики есть как достоинства, так и недостатки. Поэтому они не являются взаимоисключающими, а, наоборот, могут применяться для подтверждения диагноза, если у врача возникают сомнения. Точный план определения вариаций числа копий генов в опухоли подбирается исходя из предполагаемого диагноза и может включать в себя один или несколько видов исследования.