Rdzeniak zarodkowy
Etiologia i przyczyny
Rdzeniak zarodkowy (medulloblastoma) stanowi 15-20% pierwotnych guzów mózgu u dzieci, rozwijając się głównie w móżdżku. Etiologia pozostaje w większości przypadków nieznana, choć mutacje genetyczne odgrywają kluczową rolę. W około 33-50% przypadków obserwuje się nieprawidłowości na długim ramieniu chromosomu 17, w tym izochromosom, prowadzące do inaktywacji genów supresorowych nowotworów. Zidentyfikowano cztery molekularne podtypy rdzeniaka: WNT/β-katenina (mutacje CTNNB1, najlepsze rokowanie), Sonic Hedgehog (SHH; mutacje PTCH1, SUFU, Smoothened), Grupa 3 (amplifikacja MYC, najbardziej agresywny) oraz Grupa 4 (najliczniejsza, słabo poznana). Około 5% przypadków wiąże się z dziedzicznymi zespołami genetycznymi, takimi jak zespół Gorlina (mutacje PTCH1, SUFU), Turcota (mutacje APC), Li-Fraumeni (mutacje TP53), anemia Fanconiego oraz mutacje BRCA1/2. W podtypie SHH u 14% pacjentów pediatrycznych wykryto germinalne warianty utraty funkcji w genie ELP1.
Etiologia rdzeniaka zarodkowego (Medulloblastoma)
Rdzeniak zarodkowy (medulloblastoma) to jeden z najczęstszych złośliwych guzów mózgu u dzieci, występujący również rzadziej u dorosłych. Stanowi około 15-20% wszystkich pierwotnych guzów mózgu u dzieci i rozwija się przede wszystkim w móżdżku, części mózgu odpowiedzialnej za koordynację ruchową i równowagę.123 Pomimo intensywnych badań, dokładna przyczyna rdzeniaka zarodkowego pozostaje w większości przypadków nieznana, choć zidentyfikowano pewne czynniki, które mogą zwiększać ryzyko jego rozwoju.
Podłoże genetyczne
Badania genetyczne wykazały, że mutacje w określonych genach mogą przyczyniać się do powstawania rdzeniaka zarodkowego. W około jednej trzeciej do połowy przypadków występują nieprawidłowości na długim ramieniu chromosomu 17, który może przekształcić się w izochromosom.1 Takie zmiany mogą prowadzić do utraty lub inaktywacji informacji kodowanych przez geny supresorowe nowotworów, co w konsekwencji może sprzyjać złośliwej transformacji komórek.2
Inne nieprawidłowości chromosomalne zidentyfikowane u pacjentów z rdzeniakiem zarodkowym dotyczą chromosomów 1, 7, 8, 9, 10q, 11 i 16.12 W ostatnich latach badania molekularne pozwoliły na identyfikację czterech odrębnych molekularnie podtypów rdzeniaka zarodkowego, które znacząco różnią się pod względem przebiegu klinicznego i rokowania:12
- WNT/β-katenina – charakteryzują się mutacjami w genie CTNNB1, mają najlepsze rokowanie
- Sonic Hedgehog (SHH) – związane z nieprawidłowościami w ścieżce sygnałowej Sonic Hedgehog, często z mutacjami w genach PTCH1, SUFU lub Smoothened
- Grupa 3 – najbardziej agresywny podtyp, często z amplifikacją genu MYC
- Grupa 4 – najliczniejsza podgrupa, o najmniej poznanej charakterystyce molekularnej
Zespoły genetyczne zwiększające ryzyko
Około 5% przypadków rdzeniaka zarodkowego wiąże się z dziedzicznymi zespołami genetycznymi, które predysponują do rozwoju tego nowotworu:12
- Zespół Gorlina (zespół nevoidalnego raka podstawnokomórkowego) – związany z mutacjami w genach PTCH1 i SUFU, które kodują białka ścieżki sygnałowej Sonic Hedgehog. Osoby z tym zespołem mają około 5% ryzyko wystąpienia rdzeniaka zarodkowego.12
- Zespół Turcota – związany z mutacjami w genie APC, charakteryzuje się współwystępowaniem raka jelita grubego i guzów ośrodkowego układu nerwowego, w tym rdzeniaka zarodkowego.12
- Zespół Li-Fraumeni – związany z mutacjami w genie TP53, zwiększa ryzyko wystąpienia różnych nowotworów, w tym rdzeniaka zarodkowego.12
- Anemia Fanconiego – związana z defektami w naprawie DNA, może zwiększać ryzyko wystąpienia rdzeniaka zarodkowego.12
- Mutacje genów BRCA1 i BRCA2 – kodują białka naprawiające uszkodzenia DNA, a ich mutacje zwiększają ryzyko różnych typów nowotworów, w tym rdzeniaka zarodkowego.12
Badania wykazały, że w przypadku zespołu Gorlina, ryzyko rozwoju rdzeniaka zarodkowego jest wyższe u osób z mutacjami w genie SUFU niż u osób z mutacjami w genie PTCH1.1 Ponadto, u około 14% pacjentów pediatrycznych z podtypem SHH rdzeniaka zarodkowego zidentyfikowano nowe germlinalne warianty utraty funkcji w genie ELP1, co czyni go najczęstszym genem predysponującym do tego typu nowotworu.1
Potencjalne czynniki środowiskowe
Istnieją ograniczone dowody na temat wpływu czynników środowiskowych na rozwój rdzeniaka zarodkowego. Niektóre badania sugerują związek z:
- Ekspozycją na promieniowanie jonizujące, szczególnie w młodym wieku12
- Wczesnymi infekcjami wirusowymi, takimi jak zakażenia wirusem JC (John Cunningham) lub cytomegalowirusem (CMV)123
- Dietą matki i zaburzeniami krwi/układu immunologicznego podczas ciąży12
Badanie kliniczno-kontrolne przeprowadzone w Wielkiej Brytanii wykazało, że niedokrwistość u matki podczas ciąży jest związana ze zwiększonym ryzykiem guzów zarodkowych u dzieci, w tym rdzeniaka zarodkowego (współczynnik szans 2,36; 95% CI, 1,36-4,11).1 Jednakże badania epidemiologiczne badające narażenie zawodowe rodziców, narażenie środowiskowe i spożycie składników odżywczych przez matkę nie wykazały bezpośredniego związku między takimi czynnikami a rozwojem guzów mózgu u dzieci.1
Pochodzenie komórkowe rdzeniaka zarodkowego
Istnieją różne hipotezy dotyczące komórkowego pochodzenia rdzeniaka zarodkowego:1
- Jedna teoria sugeruje, że rdzeniak zarodkowy powstaje z prymitywnych multipotencjalnych komórek zewnętrznej warstwy ziarnistej móżdżku. Jest to obszar pochodzenia komórek zarodkowych, który utrzymuje się przez pierwszy rok życia przed zanikaniem.1
- Druga hipoteza zakłada, że rdzeniak zarodkowy powstaje z multipotencjalnych komórek w regionie podwyściółkowym-podkomorowym i płodowym regionie szyszynki.1
Najnowsze badania wskazują, że komórki pochodzenia rdzeniaka zarodkowego mogą różnić się w zależności od podtypu molekularnego. Guzy WNT pochodzą z dolnej wargi rombowej pnia mózgu, podczas gdy guzy SHH wywodzą się z zewnętrznej warstwy ziarnistej.1 To zróżnicowanie pochodzenia komórkowego może częściowo wyjaśniać różnice w charakterystyce klinicznej i molekularnej poszczególnych podtypów.
Mechanizmy molekularne w patogenezie
Badania molekularne zidentyfikowały szereg szlaków sygnałowych, których zaburzenia mogą przyczyniać się do rozwoju rdzeniaka zarodkowego:123
- Szlak Sonic Hedgehog (SHH) – Amplifikacja tego szlaku jest najlepiej scharakteryzowanym podtypem, z 25% ludzkich guzów posiadających mutacje w genach Patched, Sufu, Smoothened lub innych genach tego szlaku.1
- Szlak WNT/β-katenina – Mutacje w genie CTNNB1, który koduje β-kateninę, prowadzą do nadaktywności szlaku WNT i są charakterystyczne dla podtypu WNT, związanego z lepszym rokowaniem.12
- Amplifikacja MYC – Charakterystyczna dla podtypu Grupy 3, związana z bardziej agresywnym przebiegiem klinicznym.1
- Szlak Notch – Białko NOTCH1 może wpływać na agresywny charakter guzów z Grupy 3.12
- Inne zaburzone szlaki – Obejmują szlaki BMP i TGF-β.1
Ponadto istnieją dowody sugerujące związek między występowaniem rdzeniaka zarodkowego a ludzkim neurotropowym poliomowirusem JC (JCV). Onkogenne właściwości antygenu T wirusa JC wynikają, przynajmniej częściowo, z jego zdolności do wiązania i inaktywacji białek supresorowych nowotworów i regulujących cykl komórkowy, takich jak p53 i rodzina białek pRb.1
Rola zmian epigenetycznych
Oprócz mutacji genetycznych, zmiany epigenetyczne, czyli modyfikacje ekspresji genów bez zmian w sekwencji DNA, również mogą odgrywać rolę w rozwoju rdzeniaka zarodkowego.1 Badania wykazały, że w rdzeniaku zarodkowym występują zmiany w regulatorach chromatyny, takich jak KDM6A i w genach kompleksu N-CoR, jak BCOR.1
Zrozumienie molekularnych podstaw rdzeniaka zarodkowego ma istotne znaczenie dla rozwoju nowych, bardziej ukierunkowanych terapii. Inhibitory szlaków SHH i ERBB2 stanowią obiecującą pierwszą generację terapii ukierunkowanych molekularnie dla rdzeniaka zarodkowego, choć ich rozwój do rutynowego zastosowania klinicznego pozostaje wyzwaniem.1
Wnioski dotyczące etiologii rdzeniaka zarodkowego
Pomimo postępów w zrozumieniu molekularnych podstaw rdzeniaka zarodkowego, dokładna przyczyna większości przypadków pozostaje nieznana. W około 5% przypadków zidentyfikowano dziedziczne zespoły genetyczne zwiększające ryzyko rozwoju tej choroby, jednakże większość przypadków występuje sporadycznie.12
Badania genetyczne i molekularne umożliwiły identyfikację czterech głównych podtypów molekularnych rdzeniaka zarodkowego, które różnią się pochodzeniem komórkowym, profilem genetycznym i rokowaniem. Ta stratyfikacja molekularna ma istotne znaczenie kliniczne i może pomóc w opracowaniu bardziej spersonalizowanych strategii leczenia.12
Dalsze badania nad podłożem genetycznym, zmianami epigenetycznymi i potencjalnymi czynnikami środowiskowymi są niezbędne do pełnego zrozumienia etiologii rdzeniaka zarodkowego i opracowania skuteczniejszych metod zapobiegania, wczesnego wykrywania i leczenia tej choroby.12
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.