Služby - Molekulární genetika

Gen c-kit, lokalizovaný na chromozómu 4 v oblasti q11-12, kóduje transmembránovou receptor tyrozin kinázu, homologní s PDGFR (platelet derivated growth factor receptor), aktivovanou dimerizací a autofosforylací po vazbě ligandu SCF (stem cell factor). Produkt genu c-kit hraje významnou roli ve vývoji mastocytů, melanocytů, kmenových buněk bílé i červené krevní řady, germinálních buněk a Cajalových buněk. Mutace, které způsobují ligand independentní aktivaci, byly nalezeny v celé řadě neoplastických procesů jako jsou mastocytosa, myeloproliferativní onemocnění, akutní myeloidní leukemie, sinonasalní lymfomy a gastrointestinální stromální tumory (GIST). Spektrum mutací je poměrně široké. Zahrnuje zejména bodové mutace a in-frame delece a inzerce a pokrývá celou řadu exonů genu c-kit. V zásadě je lze ale rozdělit na mutace postihující regulační funkci a mutace zasahující enzymatickou část proteinu.

U pacientů s GIST je mutace genu c-kit nalézána v 30 - 50 % případů (v naší laboratoři cca 40 %). Jedná se zejména o mutace v exonu 11 (cca 70 %), jenž kóduje submembránovou doménu s regulační funkcí a v exonu 9 (cca 15 %) kódující extracelulární doménu. Minoritně se mutace genu c-kit vyskytují i v exonech 13 a 17, jež kódují doménu s tyrozin kinázovou aktivitou.

Receptor tyrozin kinázy mohou být terčem pro cílenou terapii jejich specifickými inhibitory. Jedním z nich je imatinib mesylát (STI 571, Glivec) původně vyvinutý pro inhibici ABL (abelson murine leukemia viral oncogene homolog 1) tyrozin kinázy z fúzního genu BCR-ABL u pacientů s chronickou myeloidní leukemií, který však selektivně inhibuje i tyrozin kinázy PDGFR a KIT. V prvotních studiích pacientů s GIST, u nichž byl použit tento typ terapie, byla zjištěna výrazná regrese popř. stabilizace tumoru. Recentní testy také naznačují korelaci mezi odpovědí na léčbu imatinib mesylátem a mutovanou doménou, respektive konkrétním exonem. Výsledky zatím napovídají, že pacienti s mutovanou regulační doménou proteinu, zejména mutacemi v exonu 11, odpovídají na léčbu lépe, než pacienti s mutacemi v enzymatické doméně proteinu KIT.

V naší laboratoři provádíme vyšetření mutací v exonech 9, 11, 13 a 17. Pro vyšetření využíváme PCR a přímé sekvenování.

Obrázek 1
Sekvenační analýza mutací exonu 11 za použití kapilárního sekvenátoru ABI Prism 3100 Avant.
1) Část sekvence bez přítomnosti mutace.
2) Část sekvence s devítibázovou deleční mutací.
3) Část sekvence s bodovou mutací.
Tlusté šipky znázorňují umístění bodové mutace, tenké šipky umístění delece.

1. Hirota S, Isozaki K, Moriyama Y, Hashimoto K, Nishida T, Ishiguro S, Kawano K, Hanada M, Kurata A, Takeda M, Muhammad Tunio G, Matsuzawa Y, Kanakura Y, Shinomura Y, Kitamura Y. Gain-of-function mutations of c-kit in human gastrointestinal stromal tumors. Science. 1998;279(5350):577-80.
2. Miettinen M, Lasota J. Gastrointestinal stromal tumors--definition, clinical, histological, immunohistochemical, and molecular genetic features and differential diagnosis. Virchows Arch. 2001;438(1):1-12.
3. Joensuu H, Roberts PJ, Sarlomo-Rikala M, Andersson LC, Tervahartiala P, Tuveson D, Silberman S, Capdeville R, Dimitrijevic S, Druker B, Demetri GD. Effect of the tyrosine kinase inhibitor STI571 in a patient with a metastatic gastrointestinal stromal tumor. N Engl J Med. 2001;344(14):1052-6.
4. Heinrich MC, Rubin BP, Longley BJ, Fletcher JA. Biology and genetic aspects of gastrointestinal stromal tumors: KIT activation and cytogenetic alterations. Hum Pathol. 2002;33(5):484-95.
5. Wardelmann E, Neidt I, Bierhoff E, Speidel N, Manegold C, Fischer HP, Pfeifer U, Pietsch T. c-kit mutations in gastrointestinal stromal tumors occur preferentially in the spindle rather than in the epithelioid cell variant. Mod Pathol. 2002;15(2):125-36.
6. Heinrich MC, Corless CL, Demetri GD, Blanke CD, von Mehren M, Joensuu H, McGreevey LS, Chen CJ, Van den Abbeele AD, Druker BJ, Kiese B, Eisenberg B, Roberts PJ, Singer S, Fletcher CD, Silberman S, Dimitrijevic S, Fletcher JA. Kinase mutations and imatinib response in patients with metastatic gastrointestinal stromal tumor. J Clin Oncol. 2003;21(23):4342-9.
7. Bauer S, Corless CL, Heinrich MC, Dirsch O, Antoch G, Kanja J, Seeber S, Schutte J. Response to imatinib mesylate of a gastrointestinal stromal tumor with very low expression of KIT. Cancer Chemother Pharmacol. 2003;51(3):261-5.
8. Lasota J, Kopczynski J, Sarlomo-Rikala M, Schneider-Stock R, Stachura T, Kordek R, Michal M, Boltze C, Roessner A, Stachura J, Miettinen M. KIT 1530ins6 mutation defines a subset of predominantly malignant gastrointestinal stromal tumors of intestinal origin. Hum Pathol. 2003;34(12):1306-12.