A Ki-ras2 (Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog) egy 21kDa-os protein (p21), melyet a 12p12.1 lókuszon elhelyezkedő KRAS gén kódol. A KRAS egy géncsalád, a Ras szupercsalád tagja. Ide tartozik még az NRas (Neuroblastoma Ras Viral Oncogene Homolog, 1p13.2 lókuszon), a HRas (Harvey Rat Sarcoma Viral Oncogene Homolog, 11p15.5 lókuszon), valamint a 19q13.3 lókuszon kódolt RRas (Related Ras Viral Oncogene Homolog), illetve a proteint nem kódoló KRAS1 pszeudogén (6p12-p11).
A Ras-gének mindegyike 21 kDa méretű proteint kódol, melyek aminosav-szekvenciában és szekunder-tercier aminosav-szekvenciában is nagymértékben homológok egymással. Bár (emlősökben) minden sejtben expresszálódnak, expressziós szintjük, illetve mintázatuk a sejtek differenciáltságától, normál illetve tumoros jellegétől függően eltéréseket mutat.
Funkcionális szempontból a RAS proteinek a G-fehérjék családjába tartoznak. A sejtműködés szempontjából esszenciális jelentőségű KRAS2 gén fehérjeterméke (melynek két izoformája, splice variánsa ismert, a KRAS-a és KRAS-b) az intracelluláris jelátviteli folyamatok egyik legalapvetőbb csomópontját jelenti. Számos extracelluláris jel (növekedési faktorok (EGF, TGFβ, PDGF stb.), citokinek, hormonok stb.) sejtfelszíni receptora a KRAS protein stimulálása által indít intracelluláris szignálutat. Leszálló (downstream) jelátviteli utak tekintetében a KRAS hasonló változatosságot mutat (RAF, PI3K, MEKK, AF-6, PKC-gamma stb.) (7. ábra). Ennek alapján a „KRAS-szignálút” a normál sejtműködés számos területében játszik központi
40
szerepet (sejt-sejt kapcsolat, transzkripció, transzláció, apoptózis, progresszió) (159), azaz egyazon upstream jelút a KRAS-on keresztül számos alternatív jelútra vezethet.
7. ábra: Szignálutak, amelyben a KRAS is szerepet játszik (160)
Amint korábban már megemlítettük, a KRAS aktiválása (akár külső szignál, akár mutáció révén) többek között a CD44 alternatív splicing gépezetét is aktiválja, mely egy pozitív visszacsatolási hurkon keresztül visszahat magának a KRAS-nak az aktivitására is oly módon, hogy a v6 tartalmú variánsok upregulációja koreceptorként növekedési faktorok sejtfelszíni dokkolását segíti elő (129).
1.5.1. A KRAS, mint onkogén
A rosszindulatú daganatok képződésének hátterében igen gyakran meghatározott genetikai változások, kulcsfontosságú génmutációk azonosíthatók. Ezen gének, ún.
protoonkogének mutálódva „aktiválódnak”, onkogénné alakulnak.
A RAS-gének családja onkogénként számos tumortípusban mutatható ki: a KRAS mutáció pancreas-, colorectalis-, illetve tüdő adenocarcinomákban, NRAS akut myeloid leukaemiában, HRAS mutáció pedig bőrrákban és fej-nyaki laphámrákban mutatható ki,
41
jóllehet ok-okozati összefüggést a KRAS mutáció és a karcinogenezis között nem sikerült kimutatni (161).
A KRAS gén mutációja és a daganatképződés között kapcsolat elsőként dohányzó betegek tüdő adenocarcinomája esetén merült fel (162), azóta tudjuk, hogy az összes malignus daganat mintegy 30%-ában detektálható ez a genetikai eltérés. Vastagbélrákok esetében aktiváló KRAS mutációt az esetek mintegy 40-50%-ában lehet kimutatni. A Vogelstein-féle adenóma-carcinoma szekvenciát tekintve igazolható, hogy a KRAS mutáció a karcinogenezis során már az adenomákban is kimutatható. Ezen mutációk többségében jól meghatározott codonok, ún. mutációs forró pontok érintettek.
Pontmutációt vastagbélrákban szinte kizárólag a 12-es, 13-as, illetve 61-es codonon találunk (84%, 15%, illetve <1%-ban). Mutáns KRAS gén esetén a protein termék GTP-áz aktivitásáért felelős domén konformációjának megváltozása miatt a fehérje folyamatosan „bekapcsolt” állapotban van, leszálló szignálútjai (többek közt a sejtproliferációért felelősek is) folyamatosan aktívak (163).
1.5.2. A KRAS mutáció jelentősége a vastagbélrák terápiájában
A vastagbélrákok terápiájában ugyan a hagyományos kemoterápiás kombináció (5-fluoro-uracil, leukovorin) igen jó hosszútávú túlélési eredményt biztosít, távoli áttétes daganatokról (platina-származékkal, oxaliplatinnal, illetve irinotecannal kiegészítve sem) ugyanez nem mondható el. Újabb reményt a 2000-es évek elejétől egyre szélesebb körben bevezetett ún. biológiai, célzott terápiás metódusok megjelenése jelentett.
Vastagbélrákok esetében a daganatok egy részében overexpresszálódó, a malignus sejtproliferáció fenntartásában nagy szerepet játszó EGFR (epidermális növekedési faktor receptor) ellenes, valamint a neoplasztikus neoangiogenezisben szerepet játszó VEGF (vaszkuláris endoteliális növekedési faktor) ellenes monoklonális antitest terápia jelent meg első lehetőségként a targetált terápiák sorában. A korai tapasztalatok azonban az anti-EGFR terápiát az esetek jelentős részében hatástalannak találták (80-90%), s az utóbbi évek nagy klinikai vizsgálatai igazolták, hogy a korábbi elméleti megfontolásoknak megfelelően a terápia-rezisztens betegcsoport és a KRAS mutáns tumorral rendelkező betegcsoport jelentős átfedést mutat egymással. A KRAS szignálút további elemei, mint a BRAF mutációja, az esetek egy kisebb hányadában azonosíthatók a terápia-rezisztencia hátterében. Ennek alapján a KRAS mutációs státus
42
ismerete alapvető jelentőségű a vastagbélrákok esetében: az említett colorectalis carcinoma altípusok egyik fontos besorolási szempontja, mely mind prognosztikai, mind prediktív, terápiás konzekvenciákkal jár (164,165).
Számos, máig megnyugtatóan meg nem válaszolt kérdés vetődik azonban fel a biológiai terápia tervezése kapcsán. Ismeretes, hogy a KRAS mutációs státus sem egy adott beteg colonjának különböző szakaszain, sem egyazon beteg több adenomájának összevetésekor, sem pedig ugyanazon tumor különböző részein nem feltétlen mutat homogén eloszlást. A vad típusú és mutáns neoplasztikus sejtek aránya, illetve eloszlása így mind az egyes daganatos elváltozásokon belül, mind az egyes primer daganatos képletek között, mind pedig a primer és áttéti tumorok vonatkozásában eltérést mutathat. Ez a klonális heterogenitás kritikus kérdéssé egy adott (távoli áttétet hordozó vastagbélrákos) beteg terápiájának tervezésekor válik. Nincs ugyanis ezidáig elegendő kísérleti, klinikai tapasztalat arra vonatkozóan, hogy mely eljárással, milyen diagnosztikus érzékenységi igénnyel, s milyen vad/mutáns klón arány szintjén húzható meg biztonsággal a terápiára érzékeny, illetve várhatóan rezisztens prognosztikus küszöb (166). Hasonlóképp tisztázatlan, hogy DNS, RNS vagy protein szinten vizsgálva prognosztizálható leghatékonyabban a terápia sikere (utalunk itt a különféle Ras-típusok nagy mértékű homológiájára, beleértve a KRAS pszeudogénjét is), illetve a diagnosztikus eszközök és technika standardizálási nehézségei szintén nehezítik a diagnosztikus eredményeknek a klinikai eredményekkel való valós összevetést.
A jelenlegi gyakorlat szerint a primer tumor fagyasztott, vagy gyakrabban FFPE mintájának egy tumorsejtekben megfelelően gazdag területéről izolált DNS mutációanalízise (direkt szekvenálás v. RFLP) alapján történik a beteg mutációs státusának vizsgálata, mely az áttéti daganat anti-EGFR terápiára való érzékenységét valószínűsíti, illetve az igen költséges terápiát a beteg számára engedélyezhetővé teszi.
(A mutáció kimutatása a beteg számára az anti-EGFR terápia lehetőségét kizárja.) Az alkalmazott diagnosztikus eljárás érzékenysége tehát a mutációs státus diagnózisának korlátja (jelenleg direkt szekvenálás esetén kb. 5% mutáns allél) (167).
43