p53 i kompleks med DNA, af Thomas Splettstoesser fra Wikipedia.org
P53 er et kontrolprotein dannet ud fra genet p53. P’et står for protein, og 53 angiver dets vægt i kDa. Genet sidder på kromosom nr. 17 og består af 20 kb, hvor der er 11 exons. Det er et tumorsuppressorgen der koder for det specifikke kerneprotein p53, der fungerer som et kontrolprotein. Proteinet er organiseret i fem strukturer og fungerende regioner. Det er en transkriptionsfaktor som specifikt er med til at regulere transkriptionsniveauet af andre gener. Kort sagt tjekker det kvaliteten af en celles arvemateriale. Som eksempel kan stråling nævnes. Hvis man befinder sig i stærk middagssol, vil de ultraviolette stråler trænge ned i huden og forårsage mutationer i DNA i hudcellerne. Her sætter p53 cellernes celledeling på standby og forsøger at reparere fejlen. Hvis fejlene er for store, vil p53 forårsage apoptose og cellen vil dø. Det ses som solskoldning, hvor huden skaller af. (Sass 2005)
P53 er DNA-bindende og syntetiseres hele tiden i cellen. Men det syntetiseres kun i små mængder og nedbrydes hurtigt når det befinder sig i en ustabil tilstand. Så længe en celledeling forløber korrekt, og der ikke er fejl i arvematerialet, vil p53 blive kontrolleret af mdm2. Mdm2 er en antagonist til p53 og binder normalt til p53 og gør kontrolproteinet inaktivt. Desuden har p53 også en positiv effekt på mdm2, da det sørger for at holde koncentrationen af mdm2 på et nogenlunde stabilt niveau. De to proteiner er afhængige af hinanden og kontrollerer hinanden. Det er vigtigt, at denne balance opretholdes, da en lav koncentration af p53 vil medføre en ringe kvalitetskontrol af cellens DNA. Modsat vil en høj koncentration medføre en standsning af celledelingen. (Prentø og Vagn Jensen 2000)
"Tissue can be organized in a continuous spectrum from normal to cancer." fra http://en.wikipedia.org/wiki/Cancer
Proteinet p53
Historien om cancerproteinet p53 begyndte med dets opdagelse i året 1979, men i proteinets første 10 års levetid blev det set som et oncogen, altså et kræftfremkaldende gen, men blev i 1989 genopdaget, men denne gang som et cancersupressorgen, man opdagede nemlig at, i tyktarmskræft var genet for proteinet muteret, således at kontrollen med celledelingen ikke kunne finde sted. I 1993 blev det kåret til ”årets molekyle” af det velansete tidsskrift Science. (Cowan 1996)
Historien om cancerproteinet p53 begyndte med dets opdagelse i året 1979, men i proteinets første 10 års levetid blev det set som et oncogen, altså et kræftfremkaldende gen, men blev i 1989 genopdaget, men denne gang som et cancersupressorgen, man opdagede nemlig at, i tyktarmskræft var genet for proteinet muteret, således at kontrollen med celledelingen ikke kunne finde sted. I 1993 blev det kåret til ”årets molekyle” af det velansete tidsskrift Science. (Cowan 1996)
P53 er et kontrolprotein dannet ud fra genet p53. P’et står for protein, og 53 angiver dets vægt i kDa. Genet sidder på kromosom nr. 17 og består af 20 kb, hvor der er 11 exons. Det er et tumorsuppressorgen der koder for det specifikke kerneprotein p53, der fungerer som et kontrolprotein. Proteinet er organiseret i fem strukturer og fungerende regioner. Det er en transkriptionsfaktor som specifikt er med til at regulere transkriptionsniveauet af andre gener. Kort sagt tjekker det kvaliteten af en celles arvemateriale. Som eksempel kan stråling nævnes. Hvis man befinder sig i stærk middagssol, vil de ultraviolette stråler trænge ned i huden og forårsage mutationer i DNA i hudcellerne. Her sætter p53 cellernes celledeling på standby og forsøger at reparere fejlen. Hvis fejlene er for store, vil p53 forårsage apoptose og cellen vil dø. Det ses som solskoldning, hvor huden skaller af. (Sass 2005)
P53 er DNA-bindende og syntetiseres hele tiden i cellen. Men det syntetiseres kun i små mængder og nedbrydes hurtigt når det befinder sig i en ustabil tilstand. Så længe en celledeling forløber korrekt, og der ikke er fejl i arvematerialet, vil p53 blive kontrolleret af mdm2. Mdm2 er en antagonist til p53 og binder normalt til p53 og gør kontrolproteinet inaktivt. Desuden har p53 også en positiv effekt på mdm2, da det sørger for at holde koncentrationen af mdm2 på et nogenlunde stabilt niveau. De to proteiner er afhængige af hinanden og kontrollerer hinanden. Det er vigtigt, at denne balance opretholdes, da en lav koncentration af p53 vil medføre en ringe kvalitetskontrol af cellens DNA. Modsat vil en høj koncentration medføre en standsning af celledelingen. (Prentø og Vagn Jensen 2000)
From left to right, the structures of A, B and Z DNA fra http://en.wikipedia.org/wiki/DNA
Der er stor tvivl om, hvordan mdm2 styres ud over at p53 har en indflydelse på koncentrationen af mdm2. Det antages bl.a., at p14ARF, et andet kontrolprotein i cellen, spiller en afgørende rolle når mdm2 kontrolleres. Ved genotoksisk stress som sollys(UV), tobaksrøg og forurening, aktiveres p14ARF og binder sig til mdm2/p53 komplekset. Herved bliver mdm2 inaktivt og p53 bliver frigjort. Det medfører en kraftig stigning af p53 i cellen, som binder til DNA. Det anses dog ikke som den eneste måde at p53 gøres aktivt. Forsøg har vist, at den bindende side på p53 phosphoryles af aktiverede proteinkinaser ved genotoksisk stress. Herved kan mdm2 ikke binde sig til p53 og p53 frigøres og bliver aktivt.Den høje koncentration af p53 medfører at p53 binder til forskellige promoterregioner på DNA. P53 har mindst 7 sites og de phosphoryleres af forskellige kinaser. Det medfører også, at p53 er i stand til at binde til DNA på flere forskellige måder, hvilket afhænger af hvilke sites der er phosphoryleret. Derfor er p53 også i stand til at aktivere eller blokere flere forskellige gener. Mindst 20 forskellige proteingener kan aktiveres af p53. Et af de vigtigste gener, der bliver aktiveret er p21. P21 genet transkriperes til p21mRNA og det translateres til proteinet p21. Dette protein er i stand til at binde sig til cyclin-cdk-komplekser og derved gøre dem inaktive. Det resulterer i at celledelingen standses i G1 eller G2. P53 aktiverer også andre betydningsfulde gener. DNA-reperationsenzymerne helikase, DNA-polymerase I og ligase bliver syntetiseret og begynder at reparere den fejl der er forårsaget. (Wade 2002)
Hvis en skade på arvematerialet er meget alvorlig, og det ikke er muligt at reparere fejlen, så aktiverer p53 andre gener som destruerer cellen. Cellen undergår kontrolleret celledød også kaldet apoptose. Balancen mellem apoptose og reperation af fejl styres af flere forskellige gener. P53 aktiverer genet Cmyc. Ud fra dette gen dannes Cmyc-proteiner som er transkriptionsfaktorer for Bcl-genet. Bcl-genet modvirker apoptose, men hvis koncentrationen af p53 er høj vil Bax-genet også blive aktiveret og Bax fremmer apoptose. Så balancen ligger mellem koncentrationen af Bcl og Bax, hvilket styres af koncentrationen af p53 og Cmyc. (Wade 2002)
Udvikling af cancer
En mutation i et gen, der er involveret i kontrollen af celledelingen, kan muligvis udvikle sig til cancer. Cancer hører sammen med andre sygdomme såsom hjerte-karsygdomme, sklerose, sukkersyge og mange andre, til den gruppe af sygdomme der fællesbetegnes komplekse genetiske sygdomme. Betegnelsen ”kompleks” udspringer af det faktum, at der ikke er tale om én fejl i et enkelt gen. De kan således beskrives ud fra en masse faktorer såsom rækker af kombinerede effekter fra en række forskellige gener med defekter (polygene sygdomme). På den måde findes der ikke et ”gen for kræft”, eller nogen af de andre sygdomme for den sags skyld. Mht. kontrolgener findes der som før nævnt to grupper; proto-onkogener og tumorsuppressor-gener. (Klint Jensen og Andersen 1999)
Et inaktivt tumorsuppressorgen opstår når begge alleler i det homologe kromosompar bliver sat ud af funktion. Det kan ske ved mutationer. Men det sker sjældent, da det kræver en mutation i netop begge alleler. Genet for p53 er placeret på kromosom nr. 17, så det kræver en mutation her, for at p53 vil være inaktivt. Desuden kan en person nedarve et inaktivt allel fra enten sin far eller mor. Da har man kun et normalt allel og derfor kræver det kun en mutation, for at p53 vil være inaktivt. Det normale allel kan mutere eller fjernes ved en deletion. Inaktivering af et tumorsuppressorgen kan forårsages af andet end mutationer. Det transkriptionskompleks, som er aktivt ved dannelse af p53, kan blive inaktivt. Dette kompleks styres af methylering (tilkobling af methylgrupper). De kobles til cytosin i promoterregionens DNA. Hvis denne methylering bliver voldsom, vil transkriptionskomplekset blive inaktivt og p53 dannes ikke. (Foghsgaard m.fl. 2001)
Der kan opstå flere forskellige mutationer i genet for p53. Spontane mutationer forekommer hele tiden, og de kan forebygges på nogle måder. Spontane mutationer kan være basefejlparring under syntesen af DNA. Men det anses ikke for at have en stor indflydelse i inaktiveringen af p53, da kun 1 base omlejres til en anden ud af 10.000-100.000 baser. Der findes også to andre former for spontane mutationer. DNA mister i døgnet omtrent 5000 purinbaser. Det kaldes for depurinering. Desuden forekommer deaminering også. Her omlejres cytosin til uracil og det forekommer ca. 100 gange i døgnet. Spontane mutationer har en relativ lille indflydelse, da cellerne har et reperationssystem, som normalt reparerer disse fejl. Herved undgås mutationer. (Foghsgaard m.fl. 2001)
Inducerede mutationer er et meget omtalt emne. Mange kemiske stoffer, som vi er omgivet af i vores hverdag, har en kræftfremkaldende effekt. Disse stoffer er genotoksiske og er i stand til at ændre molekylestrukturen i baserne i vores arvemateriale og derved forårsage mutationer. En del af disse stoffer, både de promutagene og mutagene er carcinogene. Det har igennem de sidste mange år skabt store diskussioner med henblik på hvor høj en risiko der er for udvikling af kræft ud fra carcinogene stoffer. Det er ikke muligt at fjerne carcinogene stoffer øjeblikkeligt, da de er overalt. To gode eksempler er tobaksrøg og alkohol. Tobaksrygning er den største faktor med henblik på carcinogenese. Tobak indeholder over 4000 forskellige kemiske stoffer. Der er både carcinogene og sundhedsskadelige stoffer iblandt. Det værste stof er tjæren. Tjære består blandt andet af PAH(polyaromatiske hydrocarboner), benzoapyren, aromatiske aminer og nitrosaminer. Disse stoffer og 40 andre stoffer kan fremkalde kræft. Desuden består tjære af co-carcinogene stoffer, der ikke direkte kan fremkalde kræft. De kan omdanne inaktive pro-carcinogener til aktive carcinogener. Man er sikker på i dag, at tobaksrøg kan forårsage kræft. Det viser undersøgelser med antallet af cigaretter og hyppigheden for kræft. Kræft forårsaget af tobaksrøg er proportional med antallet af cigaretter pr. dag. Desuden er der en betydelig risiko for passive rygere. Tobaksrøg må betragtes som et alvorligt kræftfremkaldende stof, da en stor del af befolkningen ryger dagligt og tobaksrøg er årsagen til 26 % af kræfttilfældene hos mænd og 14 % hos kvinder. Det hænger blandt andet sammen med, at stoffer i røgen er i stand til at trænge ind i slimhinderne i munden, svælget, luftvejene og i lungerne. Det der ikke optages igennem slimhinderne kan bindes til spyt som synkes. Her optages stofferne i tarmsystemet og føres over i blodet. Så rygning forårsager ikke kun kræft i lungerne. Det kan også forårsage kræft i mund, svælg, strube, spiserør, bugspytkirtel, nyre og urinblære. Alkohol er grunden til 3 % af alle kræfttilfælde hos mænd og 1 % hos kvinder. Hvis et stort forbrug af alkohol kombineres med rygning, opstår der en synergisisk effekt. Herved øges risikoen betydeligt. Det er kun få eksempler på stoffer, som kan udvikle kræft. (Foghsgaard m.fl. 2001 og Bitton 2005)
P53 spiller en stor rolle, da p53 i er muteret i en stor del af alle cancerceller. Det er en nødvendighed, da en cancercelle ikke kan dele sig ukontrolleret uden at p53 er inaktivt. Men det er ikke i alle celler, at p53 er muteret. En cancercelle kan benytte sig af andre funktioner. Andre stoffer, som holder funktionen af p53 nede, kan dannes. Desuden kan en stor produktion af proteinet Bcl-2 give samme effekt. Herved overlever en cancercelle apoptose.I teorien er risikoen for udvikling af kræft relativ lille. Hvis der opstår en DNA-skade, så har cellen specifikke reparationsenzymer, der ordner skaden. Hvis det ikke er muligt, vil p53 inducere apoptose. Men hvis cellen får lov at fortsætte med en mutation, er risikoen stadig lille, da mutationen ikke nødvendigvis er kræftfremkaldende. Den skal have ramt et kræftgen og mere specifikt i et exon. Exon udgør kun 3-5 % af DNA, og resten er introns. Men hvis en mutation har ramt i et exon, betyder det stadig ikke at det udvikler sig til kræft. Der skal flere mutationer til. Cellen skal blandt andet skabe sit eget vækstsignal igennem autokrin signalering. Cellen skal miste evnen til at reparere skader på DNA, undgå apoptose, undgå immunforsvaret, tiltrække blodårer for at få næring, undgå slid på telomererne og få evnen til at metastasere. Det kræver altså en del mutationer, som skal ramme rigtigt. Derfor må kræft betragtes som forholdsvis sjælden, selvom det forekommer ofte. Det viser også, at alene én mutation i p53 ikke vil forårsage kræft, men at en række af mutationer vil forårsage kræft. Men en mutation i p53 er et stort skridt på vej mod kræft. (Foghsgaard m.fl. 2001)
Som før nævnt kan man være i en særlig risikogruppe med hensyn til udvikling af cancer med henblik på p53. Li-Fraumeni syndrom er et genetisk cancersyndrom. Man kan nedarve en muteret allel af p53-genet. Herved er man arvelig disponibel for udvikling af cancer. Da kræver det kun en mutation i det normale p53 gen, da det andet er inaktivt. Derfor ser man også tilfælde, hvor relativt unge mennesker rammes af cancer. Men heldigvis er Li-Fraumeni syndrom ikke et specielt udbredt syndrom. (NCBI)Det vides ikke, hvor mange cancertilfælde der er forårsaget af en mutation i p53 eller undertrykkelse af kontrolproteinet, men mange forskere mener at det drejer sig om omtrent 50 % eller mere af alle cancertilfælde. Forskere har i mange år prøvet at forstå, hvorfor det netop er i dette gen, at der hyppigt opstår mutationer. Det er der ikke fundet nogen forklaring på endnu, men man ved med sikkerhed, at forskning indenfor behandling af kræft bør foregå med henblik på p53, da det spiller en afgørende rolle i mange cancertilfælde. (Prentø og Vagn Jensen 2000)
Det er tankevækkende, at der opstår omtrent 10 millioner nye cancertilfælde hvert år. Heraf dør ca. 6 millioner af cancer. Det svarer til omkring 12 % af samtlige dødsfald. Desuden antages livsstilsvaner for at være en stor faktor i udvikling af cancer. I I-landene vurderes at ca. 16 % af alle cancertilfælde forårsages af livsstilsfaktorer som alkohol, rygning og kostvaner. I Ulandene drejer det sig ”kun” om 10 % af alle cancertilfælde. Så cancer er en alvorlig og global sygdom. Derfor er det vigtigt, at man ser fremad og sørger for at holde forskningen i det højeste gear ved økonomisk støtte. Desuden bør vores livsstilsvaner tages op til revision med henblik på alle følgesygdommene. Det er vejen frem til løsningerne på dette enorme problem. (Reibel 2003 (tal fra 2000)
Behandling
I dag tilbydes flere forskellige behandlinger, som alle har fordele og ulemper. Man ved i dag, at kræft er en kompleks genetisk sygdom, der kræver behandling fra flere indgangsvinkler. I dag er kirurgi den vigtigste behandlingsform. Er en kræftsvulst koncentreret til et bestemt område, er der store chancer for at helbrede for cancer. Men ellers følges behandlingen op med enten kemoterapi eller strålebehandling. Herved er man i stand til at ramme cancerceller andre steder i kroppen, som ellers ville være umuligt at finde og operere væk. Umiddelbart lyder det meget enkelt, men det er det langt fra. Eksempelvis kemoterapi virker stadig ikke specifikt nok. Det slår ikke alle cancerceller ihjel, og der opstår nye problemer med hensyn til udvikling af resistens overfor kemoterapien. Derfor kræves der flere forskellige behandlinger, som kan supplere hinanden, så man undgår udvikling af resistens. Desuden er der store problemer med bivirkninger. Kemoterapi slår alle celler ihjel, både cancerceller og raske celler. Men nogle cancerceller overlever og man er ikke i stand til at give stærkere medicin pga. bivirkninger. Kemoterapien udvikles løbende og den er blevet bedre og fungerer nogenlunde ved samtidigt brug af strålebehandling og hormonbehandling. (Foghsgaard m.fl. 2001)
Omkring år 1980 blev de første kræftgener beskrevet. Siden er det gået meget stærkt. I dag kender vi til udviklingen af kræft, og hvor mange forskellige gener, der har en betydelig rolle. Den viden har desuden også gjort cancer til en utrolig kompliceret sygdom. Men den nye viden har gjort, at man har målrettet cancerforskningen til at fokusere på forskellige enkeltområder. Nogle af områderne er bl.a. Ras-terapi, hvor man forsøger at stoppe den uhæmmede celledeling ved at slukke for ras. Der arbejdes også med overlevelsesproteiner som hsp70. Kan det fjernes, vil cellen automatisk undergå apoptose. Man prøver også på at udkonkurrere telomerase i cancerceller. Herved kan cancercellerne ikke dele sig uhæmmet, da telomererne bliver kortere og kortere. Man forsøger også at stoppe blodforsyningen til kræftsvulster eller hjælpe immunforsvaret til at angribe kræftceller. Der arbejdes også med gener som p16 og p53. Ved genterapi vil man få cancerceller til at undergå apoptose, ved at aktivere generne igen. (Foghsgaard m.fl. 2001)
P53 findes i to forskellige typer. Non-mutant p53 findes i alle vores celler i kroppen og kaldes for wild type p53. 50 % af alle cancerceller er typisk wild type p53. Det betyder, at genet er undertrykket af andre faktorer i cellen såsom mdm2 eller antagonisterne til mdm2, som blandt andet kan være p14ARF eller Tip60. I omtrent de resterende 50 % af cancercellerne er det mutant p53. Her fungerer p53 ikke, da en mutation har ændret genet således at det translateres forkert, og p53 dermed er inaktivt. (Dobbelstein 2006)
Undersøgelser har vist, at cancerceller med wild type p53 har en bedre respons på blandt andet kemoterapi og strålebehandling end mutant p53. Det kan forklares ved, at det er muligt at genaktivere funktionen af p53. Herved vil kontrolproteinet automatisk sætte apoptose i gang. Derfor udarbejdes der hele tiden nye former for kemoterapi med færre bivirkninger, og som er i stand til at ramme de respektive cancerceller mere specifikt. Der arbejdes blandt andet også i øjeblikket med små molekyler som nutlin-3. Nutlin-3 er udviklet af industrifirmaet Roche. Forsøg har vist, at det inhiberer mdm2 tilfredsstillende ved at binde sig til mdm2-p53 komplekset. Ved eliminering af negative regulatorer som mdm2, bruges en teknik der kaldes siRNA. Ved siRNA bruges små RNA molekyler til at indføre for eksempel nutlin-3. Herved vil det koble til mRNA, hvor koden for mdm2 sidder. Det spaltes og mdm2 kan ikke translateres til funktionelt protein på ribosomerne. Problemet er nemlig at en overekspression af mdm2 holder funktionen af p53 nede. Men da mdm2 ikke dannes medfører det, at koncentrationen af p53 automatisk vil stige, da koncentrationen af mdm2 falder. Ved en høj koncentration af p53 vil Bax-genet blive aktiveret og det fremmer apoptose. (Dobbelstein 2006)
En anden meget diskuteret behandlingsmulighed er genterapi. Det er dog stadig i den eksperimentelle fase. Der er stadig mange problemer, men forsøg har givet lovende resultater. Udfordringen ligger i at få de specifikke gener ind i de rigtige celler. Her bruges typisk virale vektorer (gentransportører) som retrovirus og adenovirus. Indtil nu har der været gode resultater ved brug af adenovirus (forkølelsesvirus) som viral vektor. Adenovirus består af dobbeltstrenget DNA uden en lipidkappe og den er i stand til at binde sig til specifikke receptorer på cellemembranen og derved blive endocyteret. Genet bygges ikke ind i værtscellens DNA, og derfor vil det kun være aktivt i en kortere periode. Derfor skal en behandling gentages, for at holde genekspressionen på et stabilt niveau. Adenovirus er netop et godt valg da det er i stand til at ramme hovedparten af alle cancerceller. Det er vigtigt, da få cancerceller alene kan udvikle sig til alvorlige cancertilfælde. (Klint Jensen, 1999)
Der er blevet lavet mange forsøg med indsætning af p53 genet til cancerceller både in vitro og in vivo. Men resultaterne var ikke helt gode. Derfor er man begyndt at se på flere indgangsmuligheder. Blandt andet er der lavet forsøg med indsætning af mere end et tumorsuppressorgen. P16 er et tumorsuppressorgen, der ofte også er sat ud af funktion. De to gener er blevet sat ind i adenovirale vektorer og de inficerede cancerceller. In vitro gav det rigtig gode resultater. Behandling alene med p16 gav en lille indflydelse. Nogle celler holdt op at dele sig, og andre døde. Men nogle fortsatte også uberørt. Også behandling blot med p53 gav en skuffende virkning. Alle celler fortsatte den ukontrollerede celledeling. Men ved en kombineret behandling, hvor begge gener blev indført, gav det en god effekt. Alle celler undergik apoptose. Der blev desuden lavet forsøg med normale celler. Her gav det ikke nogen effekt, og det er tegn på, at en mulig behandling senere hen kun vil ramme cancercellerne. (Foghsgaard m.fl. 2001)
Herefter var næste skridt at indføre generne in vivo. Cancerceller fra de føromtalte forsøg in vitro blev brugt. De blev sprøjtet ind i mus, og et par uger senere havde de udviklet sig til svulster. Her gav det næsten de samme resultater. Ved en kombinationsbehandling, med brug af både p53 og p16, forsvandt svulsterne i nogle af musene. Det har efterhånden banet vej til forsøg på patienter med cancer i en fremskreden situation. På nuværende tidspunkt kan man sagtens indføre gener med en adenoviral vektor til mennesker, men i kroppen forholder det sig anderledes end i reagensglas. Det er svært at ramme alle celler, og derfor giver det ikke en tilfredsstillende terapeutisk effekt på trods af naboeffekten. Naboeffekten går ud på at inficerede cancerceller på en måde, så de er i stand til at inficere cellerne i området omkring sig selv. Herved dør de omkringliggende cancerceller også, selvom de ikke har modtaget genet. Desuden antager man, at når immunsystemet bliver tiltrukket af de døende celler, vil de genopdage cancercellerne og herved dræbe flere. Men effekten er langt fra god nok endnu. (Foghsgaard m.fl. 2001)En meget ofte brugt adenovirus er ONYX-015. Sammenlignet med vild type adenovirus er den svag. Den har en speciel egenskab ved, at den kun inficerer celler og replikeres der, hvis p53 er ude af funktion. Herved rammes kun cancerceller. Forsøg in vitro har som andre forsøg givet gode resultater, imens forsøg in vivo stadig ventes at blive udført. Man forsøger også at fjerne det p53-blokerende protein som mdm2 eller antagonisterne til det. Herved kan en virus inficere alle celler med muteret p53 og dræbe dem cytotoksisk, hvis de stadig har deres virulente egenskaber. Men der er en del problemer endnu. Virus kan ikke komme igennem immunforsvaret og det er ikke muligt at kontrollere dets adfærd. Herved kan man risikere en infektion, som i værste fald kan være dødelig i forbindelse med cancer. Desuden kan virus få en modsat effekt og fremprovokere flere cancerceller. (Dobbelstein 2006)
Et helt nyt skud på stammen er brug af non-virale vektorer som liposomer. Her pakkes DNA i form af plasmid ind i liposomer, og da man er i stand til at konstruere overfladen, kan man gøre den specifik. Det medfører, at den binder til specifikke receptorer på cancerceller og kun rammer cancerceller. Fordelen ved non-virale vektorer er, at de kan indeholde større gener end almindelige virale vektorer, og så kan de ikke forårsage infektioner. Derfor anses de for i fremtiden at kunne få en større rolle end virale vektorer. (Foghsgaard m.fl. 2001)
På nuværende tidspunkt kan alle de forskellige former for kræftbehandling, der er nævnt, udvikles til en mulig behandling i fremtiden. Men den behandling med den mest lovende fremtid er elimination af negative regulatorer som mdm2 og p14ARF. Det ventes at nå frem til kliniske eksperimenter i fremtiden. Men denne metode er kun fungerende ved cancer med wild type p53. Derfor må man satse bredspektret og udvikle på mange forskellige fronter. Adenovirale vektorer har også en lovende fremtid på trods af de mange problemstillinger. Derfor antages det, at de nyudviklede behandlinger i fremtiden delvist skal erstatte de traditionelle behandlinger men også indgå i en kombinationsbehandling. Herved bruges både traditionelle behandlinger, og så kan de nyudviklede behandlinger dræbe de cancerceller, de traditionelle behandlinger ikke rammer. Det er også vigtigt ikke kun at bruge en enkelt behandling, da man kan risikere udvikling af resistens overfor den enkelte behandling. Men det viser, at vi i dag er nået meget langt og at vi efterhånden kan tegne et billede af udviklingen af kræft med henblik på årsagerne, kræft anses også for at være en af de bedst beskrevne komplekse genetiske sygdomme, hvilket i sig selv er et kæmpe skridt imod behandling, da dette ville indebære komplet viden om sygdommens art. Dog er vejen stadig meget lang og dyr, og der mangler stadig meget forskning inden for bl.a. onkologi, virologi og genregulering. Ingen ved hvornår vi vil få udviklet en behandling, som fungerer 100 %, det eneste vi ved, er at der nok vil gå mange år. De nye behandlingsmuligheder virker lovende, men der er stadig mange uløste problemstillinger. (Dobbelstein 2006 og Foghsgaard m.fl. 2001)
Konklusion
Gennemgangen af en cellecyklus med henblik på kontrolmekanismer viser, hvor kompliceret en enkelt celle er. Det hele hænger sammen i et stor puslespil og mangler der bare én brik, så er det nok til at cellen undergår apoptose. De forskellige mekanismer med henblik på p53 viser, hvor meget selvkontrol der er. Det er et meget imponerende og veludviklet system, hvor intet er overladt til tilfældighederne. Utroligt nok undslipper celler til tider denne kontrol og undgår apoptose. Udviklingen af cancer er blevet hyppigere i løbet af de sidste årtier. Det kan blandt andet forklares ud fra vores livsstil, hvor rygning, madpolitik og alkohol spiller en afgørende rolle. Men det store globale problem, som cancer er, har også medført en stor omtale, og forskningen på dette område er enorm. Det har medført store fremskridt imod opdagelsen af nye behandlingsmuligheder. Blandt andet anses behandling rettet mod mdm2 og dets antagonister for at være en lovende behandlingsmulighed i fremtiden. Men forsøg viser også, at cancer skal behandles fra flere vinkler og derfor er nye forsøg med genterapi udført med adenovirale vektorer også en mulighed i fremtiden. Så på trods af hvor kompliceret cancer er, så er der sket store fremskridt, og vi er godt på vej mod nye behandlingsmuligheder.
Litteraturliste (alfabetisk listet)
Her følger en liste over anvendt litteratur på dansk og engelsk:
Dansk litteratur:
Bremer, Jens: Levende organismer – Evolution, genetik og diversitet, Nucleus, 1997.Foghsgaard, Lasse, Hulgaard, Egil, Clemmesen, Inge, Kim Nielsen, Per og Bühring, Otto: Bogen om kræft, Erhvervsskolernes Forlag, 2001.Jensen, Gunnar S (red.), Falkenberg, Henrik, Gasbjerg, Peder K. og Nielsen, Lars H.: Fysiologi – Fra molekyle til individ, Systime, 1999-2000.· Klint Jensen, Karsten og Andersen, Svend (red.): Bioetik, Rosinante, 1999Prentø, Poul og Vagn Jensen, Poul: Cellebiologi – Cellens organisation og livsprocesser, Gads Forlag, 2000.Reibel, Jesper: Global rapport om cancer fra WHO, Tandlægebladet 107 nr. 15, 2003 (fra http://www.arkiv.tandlaegebladet.dk/)Sass, Ulrik: P53 beskytter mod kræft, Fyens Stiftstidende, 6. november 2005 (fra http://www.fyens.dk/)
Engelsk litteratur· Bitton, Asaf, Neuman, Mark D., Barnova, Joaquin og Glantz, Stanton A.: The p53 tumoursuppressor gene and the tobacco industry: research, debate, and conflict of interest, Center for Tobacco Control, University of California, 14. januar 2005 (se bilag 8.2)· Campbell, Neil A., Reece, Jane B. og Mitchell, Lawrence G. Biology, Benjamin/Cummings,1999.· Cowan, W. Maxwell: 1995 Annual report, Howard Hughes Medical Institute (HHMI), 1996(fra www.hhmi.org/annual95)· Wade, Nicolas: Cancer fighter exacts a price: Cellular aging, New York Times, 8. januar 2002(fra http://www.nytimes.com/)
Internetsider· Howard Hughes Medical Institute 1995 Annual Report, besøgt d. 11. december 2006 http://www.hhmi.org/annual95/ · Kræftens Bekæmpelse – kræft i tal, besøgt d. 15. december 2006 http://cancer.dk/alt+om+kraeft/fakta+om+kraeft/kraeft+i+tal1.asp· Molecular biology and genetics - Deregulation of the p14ARF/MDM2/p53 Pathway Is a Prerequisite for Human Astrocytic Gliomas with G1-S Transition Control Gene Abnormalities, besøgt d. 13. December 2006 http://cancerres.aacrjournals.org/cgi/content/full/60/2/417· NCBI: Li-Fraumeni syndrome 1, besøgt d. 14. december 2006 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?id=151623· Nutlin-3, besøgt d. 15. december 2006 http://www.caymanchem.com/app/template/Product.vm/catalog/10004372/a/z· p53review - Regulation of the p53 Tumor, besøgt d. 11. december 2006 http://oregonstate.edu/instruction/bb492/lectures/p53review.pdf· Regulation of p53 function and expression levels in normal and transformed cells, besøgt d. 13. december 2006 http://www-ermm.cbcu.cam.ac.uk/03006185a.pdf· Using gene therapy, besøgt d. 14. december 2006 http://dragon.zoo.utoronto.ca/~jlm2001/J01T0301D/genetherapy.html
Der er stor tvivl om, hvordan mdm2 styres ud over at p53 har en indflydelse på koncentrationen af mdm2. Det antages bl.a., at p14ARF, et andet kontrolprotein i cellen, spiller en afgørende rolle når mdm2 kontrolleres. Ved genotoksisk stress som sollys(UV), tobaksrøg og forurening, aktiveres p14ARF og binder sig til mdm2/p53 komplekset. Herved bliver mdm2 inaktivt og p53 bliver frigjort. Det medfører en kraftig stigning af p53 i cellen, som binder til DNA. Det anses dog ikke som den eneste måde at p53 gøres aktivt. Forsøg har vist, at den bindende side på p53 phosphoryles af aktiverede proteinkinaser ved genotoksisk stress. Herved kan mdm2 ikke binde sig til p53 og p53 frigøres og bliver aktivt.Den høje koncentration af p53 medfører at p53 binder til forskellige promoterregioner på DNA. P53 har mindst 7 sites og de phosphoryleres af forskellige kinaser. Det medfører også, at p53 er i stand til at binde til DNA på flere forskellige måder, hvilket afhænger af hvilke sites der er phosphoryleret. Derfor er p53 også i stand til at aktivere eller blokere flere forskellige gener. Mindst 20 forskellige proteingener kan aktiveres af p53. Et af de vigtigste gener, der bliver aktiveret er p21. P21 genet transkriperes til p21mRNA og det translateres til proteinet p21. Dette protein er i stand til at binde sig til cyclin-cdk-komplekser og derved gøre dem inaktive. Det resulterer i at celledelingen standses i G1 eller G2. P53 aktiverer også andre betydningsfulde gener. DNA-reperationsenzymerne helikase, DNA-polymerase I og ligase bliver syntetiseret og begynder at reparere den fejl der er forårsaget. (Wade 2002)
Hvis en skade på arvematerialet er meget alvorlig, og det ikke er muligt at reparere fejlen, så aktiverer p53 andre gener som destruerer cellen. Cellen undergår kontrolleret celledød også kaldet apoptose. Balancen mellem apoptose og reperation af fejl styres af flere forskellige gener. P53 aktiverer genet Cmyc. Ud fra dette gen dannes Cmyc-proteiner som er transkriptionsfaktorer for Bcl-genet. Bcl-genet modvirker apoptose, men hvis koncentrationen af p53 er høj vil Bax-genet også blive aktiveret og Bax fremmer apoptose. Så balancen ligger mellem koncentrationen af Bcl og Bax, hvilket styres af koncentrationen af p53 og Cmyc. (Wade 2002)
Udvikling af cancer
En mutation i et gen, der er involveret i kontrollen af celledelingen, kan muligvis udvikle sig til cancer. Cancer hører sammen med andre sygdomme såsom hjerte-karsygdomme, sklerose, sukkersyge og mange andre, til den gruppe af sygdomme der fællesbetegnes komplekse genetiske sygdomme. Betegnelsen ”kompleks” udspringer af det faktum, at der ikke er tale om én fejl i et enkelt gen. De kan således beskrives ud fra en masse faktorer såsom rækker af kombinerede effekter fra en række forskellige gener med defekter (polygene sygdomme). På den måde findes der ikke et ”gen for kræft”, eller nogen af de andre sygdomme for den sags skyld. Mht. kontrolgener findes der som før nævnt to grupper; proto-onkogener og tumorsuppressor-gener. (Klint Jensen og Andersen 1999)
Et inaktivt tumorsuppressorgen opstår når begge alleler i det homologe kromosompar bliver sat ud af funktion. Det kan ske ved mutationer. Men det sker sjældent, da det kræver en mutation i netop begge alleler. Genet for p53 er placeret på kromosom nr. 17, så det kræver en mutation her, for at p53 vil være inaktivt. Desuden kan en person nedarve et inaktivt allel fra enten sin far eller mor. Da har man kun et normalt allel og derfor kræver det kun en mutation, for at p53 vil være inaktivt. Det normale allel kan mutere eller fjernes ved en deletion. Inaktivering af et tumorsuppressorgen kan forårsages af andet end mutationer. Det transkriptionskompleks, som er aktivt ved dannelse af p53, kan blive inaktivt. Dette kompleks styres af methylering (tilkobling af methylgrupper). De kobles til cytosin i promoterregionens DNA. Hvis denne methylering bliver voldsom, vil transkriptionskomplekset blive inaktivt og p53 dannes ikke. (Foghsgaard m.fl. 2001)
Der kan opstå flere forskellige mutationer i genet for p53. Spontane mutationer forekommer hele tiden, og de kan forebygges på nogle måder. Spontane mutationer kan være basefejlparring under syntesen af DNA. Men det anses ikke for at have en stor indflydelse i inaktiveringen af p53, da kun 1 base omlejres til en anden ud af 10.000-100.000 baser. Der findes også to andre former for spontane mutationer. DNA mister i døgnet omtrent 5000 purinbaser. Det kaldes for depurinering. Desuden forekommer deaminering også. Her omlejres cytosin til uracil og det forekommer ca. 100 gange i døgnet. Spontane mutationer har en relativ lille indflydelse, da cellerne har et reperationssystem, som normalt reparerer disse fejl. Herved undgås mutationer. (Foghsgaard m.fl. 2001)
Inducerede mutationer er et meget omtalt emne. Mange kemiske stoffer, som vi er omgivet af i vores hverdag, har en kræftfremkaldende effekt. Disse stoffer er genotoksiske og er i stand til at ændre molekylestrukturen i baserne i vores arvemateriale og derved forårsage mutationer. En del af disse stoffer, både de promutagene og mutagene er carcinogene. Det har igennem de sidste mange år skabt store diskussioner med henblik på hvor høj en risiko der er for udvikling af kræft ud fra carcinogene stoffer. Det er ikke muligt at fjerne carcinogene stoffer øjeblikkeligt, da de er overalt. To gode eksempler er tobaksrøg og alkohol. Tobaksrygning er den største faktor med henblik på carcinogenese. Tobak indeholder over 4000 forskellige kemiske stoffer. Der er både carcinogene og sundhedsskadelige stoffer iblandt. Det værste stof er tjæren. Tjære består blandt andet af PAH(polyaromatiske hydrocarboner), benzoapyren, aromatiske aminer og nitrosaminer. Disse stoffer og 40 andre stoffer kan fremkalde kræft. Desuden består tjære af co-carcinogene stoffer, der ikke direkte kan fremkalde kræft. De kan omdanne inaktive pro-carcinogener til aktive carcinogener. Man er sikker på i dag, at tobaksrøg kan forårsage kræft. Det viser undersøgelser med antallet af cigaretter og hyppigheden for kræft. Kræft forårsaget af tobaksrøg er proportional med antallet af cigaretter pr. dag. Desuden er der en betydelig risiko for passive rygere. Tobaksrøg må betragtes som et alvorligt kræftfremkaldende stof, da en stor del af befolkningen ryger dagligt og tobaksrøg er årsagen til 26 % af kræfttilfældene hos mænd og 14 % hos kvinder. Det hænger blandt andet sammen med, at stoffer i røgen er i stand til at trænge ind i slimhinderne i munden, svælget, luftvejene og i lungerne. Det der ikke optages igennem slimhinderne kan bindes til spyt som synkes. Her optages stofferne i tarmsystemet og føres over i blodet. Så rygning forårsager ikke kun kræft i lungerne. Det kan også forårsage kræft i mund, svælg, strube, spiserør, bugspytkirtel, nyre og urinblære. Alkohol er grunden til 3 % af alle kræfttilfælde hos mænd og 1 % hos kvinder. Hvis et stort forbrug af alkohol kombineres med rygning, opstår der en synergisisk effekt. Herved øges risikoen betydeligt. Det er kun få eksempler på stoffer, som kan udvikle kræft. (Foghsgaard m.fl. 2001 og Bitton 2005)
P53 spiller en stor rolle, da p53 i er muteret i en stor del af alle cancerceller. Det er en nødvendighed, da en cancercelle ikke kan dele sig ukontrolleret uden at p53 er inaktivt. Men det er ikke i alle celler, at p53 er muteret. En cancercelle kan benytte sig af andre funktioner. Andre stoffer, som holder funktionen af p53 nede, kan dannes. Desuden kan en stor produktion af proteinet Bcl-2 give samme effekt. Herved overlever en cancercelle apoptose.I teorien er risikoen for udvikling af kræft relativ lille. Hvis der opstår en DNA-skade, så har cellen specifikke reparationsenzymer, der ordner skaden. Hvis det ikke er muligt, vil p53 inducere apoptose. Men hvis cellen får lov at fortsætte med en mutation, er risikoen stadig lille, da mutationen ikke nødvendigvis er kræftfremkaldende. Den skal have ramt et kræftgen og mere specifikt i et exon. Exon udgør kun 3-5 % af DNA, og resten er introns. Men hvis en mutation har ramt i et exon, betyder det stadig ikke at det udvikler sig til kræft. Der skal flere mutationer til. Cellen skal blandt andet skabe sit eget vækstsignal igennem autokrin signalering. Cellen skal miste evnen til at reparere skader på DNA, undgå apoptose, undgå immunforsvaret, tiltrække blodårer for at få næring, undgå slid på telomererne og få evnen til at metastasere. Det kræver altså en del mutationer, som skal ramme rigtigt. Derfor må kræft betragtes som forholdsvis sjælden, selvom det forekommer ofte. Det viser også, at alene én mutation i p53 ikke vil forårsage kræft, men at en række af mutationer vil forårsage kræft. Men en mutation i p53 er et stort skridt på vej mod kræft. (Foghsgaard m.fl. 2001)
Som før nævnt kan man være i en særlig risikogruppe med hensyn til udvikling af cancer med henblik på p53. Li-Fraumeni syndrom er et genetisk cancersyndrom. Man kan nedarve en muteret allel af p53-genet. Herved er man arvelig disponibel for udvikling af cancer. Da kræver det kun en mutation i det normale p53 gen, da det andet er inaktivt. Derfor ser man også tilfælde, hvor relativt unge mennesker rammes af cancer. Men heldigvis er Li-Fraumeni syndrom ikke et specielt udbredt syndrom. (NCBI)Det vides ikke, hvor mange cancertilfælde der er forårsaget af en mutation i p53 eller undertrykkelse af kontrolproteinet, men mange forskere mener at det drejer sig om omtrent 50 % eller mere af alle cancertilfælde. Forskere har i mange år prøvet at forstå, hvorfor det netop er i dette gen, at der hyppigt opstår mutationer. Det er der ikke fundet nogen forklaring på endnu, men man ved med sikkerhed, at forskning indenfor behandling af kræft bør foregå med henblik på p53, da det spiller en afgørende rolle i mange cancertilfælde. (Prentø og Vagn Jensen 2000)
Det er tankevækkende, at der opstår omtrent 10 millioner nye cancertilfælde hvert år. Heraf dør ca. 6 millioner af cancer. Det svarer til omkring 12 % af samtlige dødsfald. Desuden antages livsstilsvaner for at være en stor faktor i udvikling af cancer. I I-landene vurderes at ca. 16 % af alle cancertilfælde forårsages af livsstilsfaktorer som alkohol, rygning og kostvaner. I Ulandene drejer det sig ”kun” om 10 % af alle cancertilfælde. Så cancer er en alvorlig og global sygdom. Derfor er det vigtigt, at man ser fremad og sørger for at holde forskningen i det højeste gear ved økonomisk støtte. Desuden bør vores livsstilsvaner tages op til revision med henblik på alle følgesygdommene. Det er vejen frem til løsningerne på dette enorme problem. (Reibel 2003 (tal fra 2000)
Behandling
I dag tilbydes flere forskellige behandlinger, som alle har fordele og ulemper. Man ved i dag, at kræft er en kompleks genetisk sygdom, der kræver behandling fra flere indgangsvinkler. I dag er kirurgi den vigtigste behandlingsform. Er en kræftsvulst koncentreret til et bestemt område, er der store chancer for at helbrede for cancer. Men ellers følges behandlingen op med enten kemoterapi eller strålebehandling. Herved er man i stand til at ramme cancerceller andre steder i kroppen, som ellers ville være umuligt at finde og operere væk. Umiddelbart lyder det meget enkelt, men det er det langt fra. Eksempelvis kemoterapi virker stadig ikke specifikt nok. Det slår ikke alle cancerceller ihjel, og der opstår nye problemer med hensyn til udvikling af resistens overfor kemoterapien. Derfor kræves der flere forskellige behandlinger, som kan supplere hinanden, så man undgår udvikling af resistens. Desuden er der store problemer med bivirkninger. Kemoterapi slår alle celler ihjel, både cancerceller og raske celler. Men nogle cancerceller overlever og man er ikke i stand til at give stærkere medicin pga. bivirkninger. Kemoterapien udvikles løbende og den er blevet bedre og fungerer nogenlunde ved samtidigt brug af strålebehandling og hormonbehandling. (Foghsgaard m.fl. 2001)
Omkring år 1980 blev de første kræftgener beskrevet. Siden er det gået meget stærkt. I dag kender vi til udviklingen af kræft, og hvor mange forskellige gener, der har en betydelig rolle. Den viden har desuden også gjort cancer til en utrolig kompliceret sygdom. Men den nye viden har gjort, at man har målrettet cancerforskningen til at fokusere på forskellige enkeltområder. Nogle af områderne er bl.a. Ras-terapi, hvor man forsøger at stoppe den uhæmmede celledeling ved at slukke for ras. Der arbejdes også med overlevelsesproteiner som hsp70. Kan det fjernes, vil cellen automatisk undergå apoptose. Man prøver også på at udkonkurrere telomerase i cancerceller. Herved kan cancercellerne ikke dele sig uhæmmet, da telomererne bliver kortere og kortere. Man forsøger også at stoppe blodforsyningen til kræftsvulster eller hjælpe immunforsvaret til at angribe kræftceller. Der arbejdes også med gener som p16 og p53. Ved genterapi vil man få cancerceller til at undergå apoptose, ved at aktivere generne igen. (Foghsgaard m.fl. 2001)
P53 findes i to forskellige typer. Non-mutant p53 findes i alle vores celler i kroppen og kaldes for wild type p53. 50 % af alle cancerceller er typisk wild type p53. Det betyder, at genet er undertrykket af andre faktorer i cellen såsom mdm2 eller antagonisterne til mdm2, som blandt andet kan være p14ARF eller Tip60. I omtrent de resterende 50 % af cancercellerne er det mutant p53. Her fungerer p53 ikke, da en mutation har ændret genet således at det translateres forkert, og p53 dermed er inaktivt. (Dobbelstein 2006)
Undersøgelser har vist, at cancerceller med wild type p53 har en bedre respons på blandt andet kemoterapi og strålebehandling end mutant p53. Det kan forklares ved, at det er muligt at genaktivere funktionen af p53. Herved vil kontrolproteinet automatisk sætte apoptose i gang. Derfor udarbejdes der hele tiden nye former for kemoterapi med færre bivirkninger, og som er i stand til at ramme de respektive cancerceller mere specifikt. Der arbejdes blandt andet også i øjeblikket med små molekyler som nutlin-3. Nutlin-3 er udviklet af industrifirmaet Roche. Forsøg har vist, at det inhiberer mdm2 tilfredsstillende ved at binde sig til mdm2-p53 komplekset. Ved eliminering af negative regulatorer som mdm2, bruges en teknik der kaldes siRNA. Ved siRNA bruges små RNA molekyler til at indføre for eksempel nutlin-3. Herved vil det koble til mRNA, hvor koden for mdm2 sidder. Det spaltes og mdm2 kan ikke translateres til funktionelt protein på ribosomerne. Problemet er nemlig at en overekspression af mdm2 holder funktionen af p53 nede. Men da mdm2 ikke dannes medfører det, at koncentrationen af p53 automatisk vil stige, da koncentrationen af mdm2 falder. Ved en høj koncentration af p53 vil Bax-genet blive aktiveret og det fremmer apoptose. (Dobbelstein 2006)
En anden meget diskuteret behandlingsmulighed er genterapi. Det er dog stadig i den eksperimentelle fase. Der er stadig mange problemer, men forsøg har givet lovende resultater. Udfordringen ligger i at få de specifikke gener ind i de rigtige celler. Her bruges typisk virale vektorer (gentransportører) som retrovirus og adenovirus. Indtil nu har der været gode resultater ved brug af adenovirus (forkølelsesvirus) som viral vektor. Adenovirus består af dobbeltstrenget DNA uden en lipidkappe og den er i stand til at binde sig til specifikke receptorer på cellemembranen og derved blive endocyteret. Genet bygges ikke ind i værtscellens DNA, og derfor vil det kun være aktivt i en kortere periode. Derfor skal en behandling gentages, for at holde genekspressionen på et stabilt niveau. Adenovirus er netop et godt valg da det er i stand til at ramme hovedparten af alle cancerceller. Det er vigtigt, da få cancerceller alene kan udvikle sig til alvorlige cancertilfælde. (Klint Jensen, 1999)
Der er blevet lavet mange forsøg med indsætning af p53 genet til cancerceller både in vitro og in vivo. Men resultaterne var ikke helt gode. Derfor er man begyndt at se på flere indgangsmuligheder. Blandt andet er der lavet forsøg med indsætning af mere end et tumorsuppressorgen. P16 er et tumorsuppressorgen, der ofte også er sat ud af funktion. De to gener er blevet sat ind i adenovirale vektorer og de inficerede cancerceller. In vitro gav det rigtig gode resultater. Behandling alene med p16 gav en lille indflydelse. Nogle celler holdt op at dele sig, og andre døde. Men nogle fortsatte også uberørt. Også behandling blot med p53 gav en skuffende virkning. Alle celler fortsatte den ukontrollerede celledeling. Men ved en kombineret behandling, hvor begge gener blev indført, gav det en god effekt. Alle celler undergik apoptose. Der blev desuden lavet forsøg med normale celler. Her gav det ikke nogen effekt, og det er tegn på, at en mulig behandling senere hen kun vil ramme cancercellerne. (Foghsgaard m.fl. 2001)
Herefter var næste skridt at indføre generne in vivo. Cancerceller fra de føromtalte forsøg in vitro blev brugt. De blev sprøjtet ind i mus, og et par uger senere havde de udviklet sig til svulster. Her gav det næsten de samme resultater. Ved en kombinationsbehandling, med brug af både p53 og p16, forsvandt svulsterne i nogle af musene. Det har efterhånden banet vej til forsøg på patienter med cancer i en fremskreden situation. På nuværende tidspunkt kan man sagtens indføre gener med en adenoviral vektor til mennesker, men i kroppen forholder det sig anderledes end i reagensglas. Det er svært at ramme alle celler, og derfor giver det ikke en tilfredsstillende terapeutisk effekt på trods af naboeffekten. Naboeffekten går ud på at inficerede cancerceller på en måde, så de er i stand til at inficere cellerne i området omkring sig selv. Herved dør de omkringliggende cancerceller også, selvom de ikke har modtaget genet. Desuden antager man, at når immunsystemet bliver tiltrukket af de døende celler, vil de genopdage cancercellerne og herved dræbe flere. Men effekten er langt fra god nok endnu. (Foghsgaard m.fl. 2001)En meget ofte brugt adenovirus er ONYX-015. Sammenlignet med vild type adenovirus er den svag. Den har en speciel egenskab ved, at den kun inficerer celler og replikeres der, hvis p53 er ude af funktion. Herved rammes kun cancerceller. Forsøg in vitro har som andre forsøg givet gode resultater, imens forsøg in vivo stadig ventes at blive udført. Man forsøger også at fjerne det p53-blokerende protein som mdm2 eller antagonisterne til det. Herved kan en virus inficere alle celler med muteret p53 og dræbe dem cytotoksisk, hvis de stadig har deres virulente egenskaber. Men der er en del problemer endnu. Virus kan ikke komme igennem immunforsvaret og det er ikke muligt at kontrollere dets adfærd. Herved kan man risikere en infektion, som i værste fald kan være dødelig i forbindelse med cancer. Desuden kan virus få en modsat effekt og fremprovokere flere cancerceller. (Dobbelstein 2006)
Et helt nyt skud på stammen er brug af non-virale vektorer som liposomer. Her pakkes DNA i form af plasmid ind i liposomer, og da man er i stand til at konstruere overfladen, kan man gøre den specifik. Det medfører, at den binder til specifikke receptorer på cancerceller og kun rammer cancerceller. Fordelen ved non-virale vektorer er, at de kan indeholde større gener end almindelige virale vektorer, og så kan de ikke forårsage infektioner. Derfor anses de for i fremtiden at kunne få en større rolle end virale vektorer. (Foghsgaard m.fl. 2001)
På nuværende tidspunkt kan alle de forskellige former for kræftbehandling, der er nævnt, udvikles til en mulig behandling i fremtiden. Men den behandling med den mest lovende fremtid er elimination af negative regulatorer som mdm2 og p14ARF. Det ventes at nå frem til kliniske eksperimenter i fremtiden. Men denne metode er kun fungerende ved cancer med wild type p53. Derfor må man satse bredspektret og udvikle på mange forskellige fronter. Adenovirale vektorer har også en lovende fremtid på trods af de mange problemstillinger. Derfor antages det, at de nyudviklede behandlinger i fremtiden delvist skal erstatte de traditionelle behandlinger men også indgå i en kombinationsbehandling. Herved bruges både traditionelle behandlinger, og så kan de nyudviklede behandlinger dræbe de cancerceller, de traditionelle behandlinger ikke rammer. Det er også vigtigt ikke kun at bruge en enkelt behandling, da man kan risikere udvikling af resistens overfor den enkelte behandling. Men det viser, at vi i dag er nået meget langt og at vi efterhånden kan tegne et billede af udviklingen af kræft med henblik på årsagerne, kræft anses også for at være en af de bedst beskrevne komplekse genetiske sygdomme, hvilket i sig selv er et kæmpe skridt imod behandling, da dette ville indebære komplet viden om sygdommens art. Dog er vejen stadig meget lang og dyr, og der mangler stadig meget forskning inden for bl.a. onkologi, virologi og genregulering. Ingen ved hvornår vi vil få udviklet en behandling, som fungerer 100 %, det eneste vi ved, er at der nok vil gå mange år. De nye behandlingsmuligheder virker lovende, men der er stadig mange uløste problemstillinger. (Dobbelstein 2006 og Foghsgaard m.fl. 2001)
Konklusion
Gennemgangen af en cellecyklus med henblik på kontrolmekanismer viser, hvor kompliceret en enkelt celle er. Det hele hænger sammen i et stor puslespil og mangler der bare én brik, så er det nok til at cellen undergår apoptose. De forskellige mekanismer med henblik på p53 viser, hvor meget selvkontrol der er. Det er et meget imponerende og veludviklet system, hvor intet er overladt til tilfældighederne. Utroligt nok undslipper celler til tider denne kontrol og undgår apoptose. Udviklingen af cancer er blevet hyppigere i løbet af de sidste årtier. Det kan blandt andet forklares ud fra vores livsstil, hvor rygning, madpolitik og alkohol spiller en afgørende rolle. Men det store globale problem, som cancer er, har også medført en stor omtale, og forskningen på dette område er enorm. Det har medført store fremskridt imod opdagelsen af nye behandlingsmuligheder. Blandt andet anses behandling rettet mod mdm2 og dets antagonister for at være en lovende behandlingsmulighed i fremtiden. Men forsøg viser også, at cancer skal behandles fra flere vinkler og derfor er nye forsøg med genterapi udført med adenovirale vektorer også en mulighed i fremtiden. Så på trods af hvor kompliceret cancer er, så er der sket store fremskridt, og vi er godt på vej mod nye behandlingsmuligheder.
Litteraturliste (alfabetisk listet)
Her følger en liste over anvendt litteratur på dansk og engelsk:
Dansk litteratur:
Bremer, Jens: Levende organismer – Evolution, genetik og diversitet, Nucleus, 1997.Foghsgaard, Lasse, Hulgaard, Egil, Clemmesen, Inge, Kim Nielsen, Per og Bühring, Otto: Bogen om kræft, Erhvervsskolernes Forlag, 2001.Jensen, Gunnar S (red.), Falkenberg, Henrik, Gasbjerg, Peder K. og Nielsen, Lars H.: Fysiologi – Fra molekyle til individ, Systime, 1999-2000.· Klint Jensen, Karsten og Andersen, Svend (red.): Bioetik, Rosinante, 1999Prentø, Poul og Vagn Jensen, Poul: Cellebiologi – Cellens organisation og livsprocesser, Gads Forlag, 2000.Reibel, Jesper: Global rapport om cancer fra WHO, Tandlægebladet 107 nr. 15, 2003 (fra http://www.arkiv.tandlaegebladet.dk/)Sass, Ulrik: P53 beskytter mod kræft, Fyens Stiftstidende, 6. november 2005 (fra http://www.fyens.dk/)
Engelsk litteratur· Bitton, Asaf, Neuman, Mark D., Barnova, Joaquin og Glantz, Stanton A.: The p53 tumoursuppressor gene and the tobacco industry: research, debate, and conflict of interest, Center for Tobacco Control, University of California, 14. januar 2005 (se bilag 8.2)· Campbell, Neil A., Reece, Jane B. og Mitchell, Lawrence G. Biology, Benjamin/Cummings,1999.· Cowan, W. Maxwell: 1995 Annual report, Howard Hughes Medical Institute (HHMI), 1996(fra www.hhmi.org/annual95)· Wade, Nicolas: Cancer fighter exacts a price: Cellular aging, New York Times, 8. januar 2002(fra http://www.nytimes.com/)
Internetsider· Howard Hughes Medical Institute 1995 Annual Report, besøgt d. 11. december 2006 http://www.hhmi.org/annual95/ · Kræftens Bekæmpelse – kræft i tal, besøgt d. 15. december 2006 http://cancer.dk/alt+om+kraeft/fakta+om+kraeft/kraeft+i+tal1.asp· Molecular biology and genetics - Deregulation of the p14ARF/MDM2/p53 Pathway Is a Prerequisite for Human Astrocytic Gliomas with G1-S Transition Control Gene Abnormalities, besøgt d. 13. December 2006 http://cancerres.aacrjournals.org/cgi/content/full/60/2/417· NCBI: Li-Fraumeni syndrome 1, besøgt d. 14. december 2006 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?id=151623· Nutlin-3, besøgt d. 15. december 2006 http://www.caymanchem.com/app/template/Product.vm/catalog/10004372/a/z· p53review - Regulation of the p53 Tumor, besøgt d. 11. december 2006 http://oregonstate.edu/instruction/bb492/lectures/p53review.pdf· Regulation of p53 function and expression levels in normal and transformed cells, besøgt d. 13. december 2006 http://www-ermm.cbcu.cam.ac.uk/03006185a.pdf· Using gene therapy, besøgt d. 14. december 2006 http://dragon.zoo.utoronto.ca/~jlm2001/J01T0301D/genetherapy.html
Opslag
