Moleculaire diagnose van prostaatkanker

De geschiedenis van biomarkerdiagnostiek voor prostaatkanker (PC) beslaat driekwart eeuw. In hun onderzoek constateerden AB Gutman et al. (1938) een significante toename van de activiteit van zure fosfatase in het bloedserum van mannen met uitzaaiingen van PC. Later werd een nauwkeurigere methode ontwikkeld om de prostaatspecifieke subfractie van zure fosfatase (PAP) te bepalen. Ondanks de lage sensitiviteit en specificiteit (een toename van PAP in 70-80% van de gevallen ging gepaard met uitzaaiingen van prostaatkanker en slechts in 10-30% - gelokaliseerd), was deze biologische marker bijna een halve eeuw lang de belangrijkste in het "arsenaal" van de uroloog.

MS Wong et al. (1979) beschreven een eiwit dat specifiek is voor de prostaatklier en noemde het vervolgens prostaatspecifiek antigeen (PSA). Ze toonden aan dat PSA uitsluitend in de prostaat gelokaliseerd is en dat de PSA-spiegel verhoogd was bij zowel benigne hyperplasie als prostaatkanker. De introductie van screeningsprogramma's met PSA leverde positieve resultaten op: de frequentie van ziektedetectie steeg met 82%, de specifieke mortaliteit daalde van 8,9 naar 4,9% en het aantal uitzaaiingen op afstand daalde van 27,3 naar 13,4%.

De onvolkomenheid van de methode voor het bepalen van de PSA-waarde is te wijten aan de lage specificiteit en het grote aantal vals-negatieve resultaten bij de lagere drempelwaarde (4 ng/ml). Er zijn inmiddels vele andere markers voor prostaatkanker ontdekt.

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

E-cadherinen

Cadherinen zijn membraanglycoproteïnen die een belangrijke rol spelen bij Ca+-afhankelijke intercellulaire adhesie. Het is bekend dat het verlies van intercellulaire "bruggen" en verbindingen met aangrenzende epitheelcellen een van de eerste stadia van tumorontwikkeling is. Verminderde E-cadherine-expressie, die vaak wordt waargenomen bij prostaatkanker, correleert met de overleving en het klinische en morfologische stadium van de ziekte.

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

Collageenase type IV (MMP-2 en MMP-9)

Zoals talloze studies hebben aangetoond, zijn collagenasen type IV (metalloproteïnase-2, -9; MMP-2 en MMP-9) de belangrijkste enzymen die door de tumor worden geproduceerd en componenten van de intercellulaire matrix vernietigen. In dit verband wordt aangenomen dat de mate van toename in collagenaseproductie de agressiviteit van de tumor en zijn vermogen om zich lokaal verder te verspreiden, weerspiegelt.

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

Genen p53 en p63

Het p53-gen, gelokaliseerd in de celkern, wordt beschouwd als een tumorgroeiremmer. Het voorkomt dat cellen met beschadigd DNA de synthetische fase van de delingscyclus ingaan en induceert apoptose. Het verlies van normaal functionerend p53 leidt tot ongecontroleerde celdeling. Het p63-gen is een functionele homoloog van p53. De productie ervan is uitsluitend kenmerkend voor de basale laag van het prostaatepitheel, waar het een belangrijke rol speelt bij de vorming ervan. Bij prostaatkanker is de p63-expressie significant verminderd, wat wordt vastgesteld door immunohistochemisch onderzoek.

P21Cip1 en p27Kip1

De eiwitten p21Cip1 en p27Kip1 zijn tumorsuppressoren die alle soorten cycline-afhankelijke kinase (CDK) remmen en voorkomen dat de cel de volgende fase van de delingscyclus ingaat. Mutaties in de genen die coderen voor p21 (CDKN1A) en p27 (CDKN1B) worden vrij vaak aangetroffen bij prostaatkanker, wat wijst op een slechte prognose.

Telomerase

De overgrote meerderheid van de menselijke cellen heeft een geprogrammeerd aantal celdelingen, waarna ze apoptose ondergaan of de G0-fase van de celcyclus ingaan. Telomeren, de eindstukken van chromosomen met repeterende korte nucleotiden (TTAGGG), worden beschouwd als de "tegenhanger" van celdelingen. Telomeren worden met elke celdeling verkort. Telomeren kunnen echter ook worden verlengd met behulp van het ribonucleoproteïne telomerase. Er bestaat een verband tussen de activiteit van telomerase, de mate van adenocarcinoomdifferentiatie volgens de Gleason-schaal en de lokale agressiviteit van de tumor. Momenteel wordt de mogelijkheid om telomeraseremmers te ontwikkelen voor de behandeling van prostaatkanker actief bestudeerd.

DDZ/RSAZ

Er wordt aangenomen dat dit gen de ontwikkeling en differentiatie van weefsels beïnvloedt, maar de functie ervan is nog niet betrouwbaar vastgesteld. Genexpressie in prostaatkankerweefsel is een zeer specifieke indicator. Bij verschillende soorten klierpathologie wordt de normale expressie ervan tot 34 keer overschreden. Een onbeduidende expressie van DD3/PC3A wordt alleen in nierweefsel waargenomen. Tot op heden is een methode ontwikkeld om de expressie van DD3/PC3A in urine te bepalen. De sensitiviteit is 82%, de specificiteit 76% en de prognostische significantie van negatieve en positieve resultaten is respectievelijk 67 en 87% (de corresponderende indicatoren voor PSA zijn 98, 5, 40 en 83%).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Ki-67 (MIB-1) en PCNA (prolifererend celkernantigeen)

Ki-67 en PCNA worden gedetecteerd in celkernen tijdens immunohistochemisch onderzoek in elke actieve fase van de celcyclus (G1, S, G2, M), maar ze zijn afwezig in de G0-fase, waardoor ze kunnen worden gebruikt als effectieve markers voor celproliferatie en bepaling van de groeifractie van de celpopulatie. Studies hebben aangetoond dat Ki-67 en PCNA een zeer nauwkeurige differentiatie van prostaat- en intra-epitheliale neoplasie graad II-III en adenocarcinoom mogelijk maken. Er werd een correlatie gevonden tussen deze indicator en de Gleason-score, het PCa-stadium en het PSA-niveau, maar de gegevens over de prognostische betekenis ervan spreken elkaar tegen. Momenteel is er geen overtuigend bewijs voor de effectiviteit van Ki-67- en PCNA-detectie voor het beoordelen van het risico op lokale invasie, metastasering of biochemisch recidief na radicale prostatectomie.

CD44

De mechanismen die ten grondslag liggen aan de vorming van botmetastasen bij prostaatkanker zijn nog steeds slecht begrepen. Aangenomen wordt dat adenocarcinoomcellen dezelfde mechanismen gebruiken als lymfocyten en circulerende progenitorcellen om het endotheel van beenmergvaten te penetreren. Een van de noodzakelijke voorwaarden voor adhesie aan het endotheel en extravasatie is de aanwezigheid van de CD44-receptor op het celoppervlak. CD44-expressie wordt aangetroffen in 77,8% van de gevallen van prostaatkanker, wat correleert met de frequentie van metastasering.

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

α-methylacyl-CoA-racemase (AMACR)

Racemase is een enzym dat de overgang van vertakkende vetzuren van R- naar S-stereoisomeren katalyseert. Wanneer peroxisomale oxidases hierop inwerken, worden vrije radicalen gestimuleerd en wordt het cel-DNA beschadigd. Bepaling van de activiteit van α-methylacyl-CoA-racemase in immunohistochemische studies stelt ons in staat kanker te onderscheiden van andere processen en het stadium van de ziekte nauwkeuriger te bepalen (ook bij onderzoek van biopten).