Nghiên cứu sự đột biến gene k ras và mối liên quan đột biến gene k ras với một số đặc điểm lâm sàng cận lâm sàng bệnh ung thư đại trực tràng

Nghiên cứu sự đột biến gene K-Ras và mối liên quan với đặc điểm lâm sàng bệnh ung thư đại trực tràng, cung cấp thông tin quan trọng cho chẩn đoán.

• Tác giả: Lê Văn Thiệu
• Trường học: Học viện Quân Y
• Chuyên ngành: Nội Tiêu Hóa
• Đề tài: Nghiên Cứu Đột Biến Gen K-RAS và Mối Liên Quan với Đặc Điểm Lâm Sàng Ung Thư Đại Trực Tràng
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ Y Học
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Gen và ung thư đại trực tràng
• 1.2. Gen K-RAS và ung thư đại trực tràng
• 1.2.1. Gen K-RAS
• 1.2.2. Cấu trúc gen K-RAS
• 1.2.3. Chức năng của gen K-RAS
• 1.2.4. Cơ chế sinh ung thư của gen K-RAS
• 1.2.5. Các phương pháp xác định đột biến gen K-RAS
• 1.2.5.1. Kỹ thuật giải trình tự gen
• 1.2.5.2. Kỹ thuật PCR-RFLP (Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism)
• 1.2.5.3. Kỹ thuật Scorpions-Amplification Refractory Mutation System (Scorpions ARMS)
• 1.2.5.4. Kỹ thuật Smart Amplification Process (SmartAmp)

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Đột Biến Gen K RAS Trong Ung Thư

Ung thư đại trực tràng (UTĐTT) là một vấn đề sức khỏe toàn cầu, gây tử vong hàng thứ ba trong các bệnh ung thư. Cơ chế phát triển UTĐTT liên quan đến sự tích lũy các đột biến gen trong tế bào niêm mạc đại trực tràng trong khoảng thời gian dài, từ 10 đến 20 năm. Công nghệ y sinh hiện đại đã cho phép xác định tương đối chính xác các đột biến quan trọng trong các dòng tế bào ung thư phổ biến, bao gồm cả UTĐTT. Điều thú vị là sự phát triển của tế bào ung thư dường như phụ thuộc chủ yếu vào các tín hiệu sinh trưởng từ một hoặc một nhóm gen sinh ung thư (oncogene) nhất định. Những oncogene này mã hóa các protein đóng vai trò trong các con đường tín hiệu nội bào, cho phép tế bào ung thư tăng sinh vô hạn, phân chia liên tục, xâm lấn và di căn. Nghiên cứu về các đột biến gen, đặc biệt là K-RAS, mở ra hướng tiếp cận mới trong điều trị ung thư.

1.1. Vai Trò Của Gen Trong Phát Triển Ung Thư Đại Trực Tràng

Sự phát triển của UTĐTT liên quan mật thiết đến sự biến đổi của các gen tham gia vào quá trình chuyển đổi từ tế bào lành sang tế bào ung thư. Các gen này được phân loại thành ba nhóm chính: gen ung thư (oncogene), gen ức chế ung thư và gen sửa chữa DNA. Để hình thành ung thư, cần có sự đột biến ở cả hai nhóm gen ung thư và gen ức chế ung thư. Khi gen tiền ung thư bị đột biến thành gen ung thư và gen ức chế ung thư bị bất hoạt hoặc tổn thương, sự phát triển của tế bào sẽ vượt khỏi tầm kiểm soát, dẫn đến hình thành khối u ác tính. Sự hiểu biết sâu sắc về vai trò của từng loại gen là chìa khóa để phát triển các liệu pháp điều trị nhắm trúng đích.

1.2. Tổng Quan Về Gen K RAS Và Chức Năng Của Nó

Gen K-RAS là một oncogene, đóng vai trò quan trọng trong việc điều hành quá trình phân chia tế bào. Nó mã hóa một protein tham gia vào việc truyền tín hiệu từ bên ngoài tế bào vào nhân, kích hoạt tế bào phát triển, phân chia hoặc trưởng thành với các chức năng chuyên biệt. Protein K-RAS hoạt động như một công tắc, có thể bật (kích hoạt) hoặc tắt (bất hoạt). Để truyền tín hiệu, protein K-RAS phải được kích hoạt bằng cách gắn vào một phân tử GTP. Khi protein liên kết với GDP, nó sẽ bất hoạt và không truyền tín hiệu đến nhân tế bào. Sản phẩm protein của gen K-RAS đóng vai trò quan trọng trong phân bào, sự khác biệt tế bào và sự chết tế bào theo chương trình (apoptosis).

II. Đột Biến Gen K RAS Nguyên Nhân Cơ Chế Sinh Ung Thư ĐTTr

Đột biến gen K-RAS là một trong những đột biến phổ biến nhất trong UTĐTT, với tỉ lệ ước tính từ 37% đến 41% các trường hợp. Dưới tác động của các yếu tố môi trường như bức xạ, hóa chất, đột biến gen K-RAS có thể xảy ra, gây chuyển đổi tế bào bình thường thành tế bào ung thư. Đột biến K-RAS thường xảy ra ở các codon 12, 13 và 61. Đột biến này làm thay đổi một protein (amino acid) trong khu vực quan trọng của protein K-RAS, khiến protein luôn ở trạng thái hoạt động. Thay vì phản ứng với các tín hiệu từ bên ngoài tế bào, protein hoạt động quá mức chỉ đạo các tế bào phát triển và phân chia không ngừng. Đây là cơ chế sinh ung thư quan trọng của gen K-RAS.

2.1. Cơ Chế Hoạt Động Bất Thường Của Protein K RAS Đột Biến

Khi gen K-RAS bị đột biến, protein K-RAS mất khả năng tự bất hoạt sau khi truyền tín hiệu tăng trưởng. Protein đột biến liên tục kích hoạt các con đường tín hiệu hạ lưu, dẫn đến sự tăng sinh tế bào không kiểm soát. Các con đường tín hiệu bị ảnh hưởng bởi đột biến K-RAS bao gồm RAS/RAF/MEK/ERK, PI3K/AKT/mTOR, và RHO/ROCK. Sự kích hoạt liên tục của các con đường này thúc đẩy sự tăng trưởng, phân chia, và tồn tại của tế bào ung thư, đồng thời ức chế quá trình chết tế bào theo chương trình (apoptosis). Methyl hóa DNA có thể liên quan đến việc tăng biểu hiện K-RAS.

2.2. Mối Liên Hệ Giữa Đột Biến K RAS Và Sự Phát Triển Polype

Đột biến gen K-RAS có thể đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển UTĐTT, đặc biệt là trong sự hình thành và tiến triển của các polyp tuyến. Tần số đột biến K-RAS tăng lên theo kích thước và độ loạn sản của polyp. Các u tuyến có đường kính lớn hơn 1cm có tần số đột biến K-RAS tương đương với đột biến trong ung thư. Ngược lại, u tuyến có đường kính nhỏ thường có tỷ lệ đột biến K-RAS thấp hơn. Điều này cho thấy đột biến K-RAS có thể là một sự kiện sớm trong quá trình phát sinh u tuyến, tạo tiền đề cho sự phát triển thành ung thư xâm lấn.

III. Phương Pháp Xác Định Đột Biến Gen K RAS Hướng Dẫn Chi Tiết

Việc xác định đột biến gen K-RAS đóng vai trò quan trọng trong chẩn đoán, tiên lượng và lựa chọn phương pháp điều trị UTĐTT. Hiện nay, có nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng để xác định đột biến gen K-RAS, mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, cũng như độ nhạy và độ đặc hiệu khác nhau. Lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm tỉ lệ tế bào ung thư trong mẫu mô phân tích, trang thiết bị sẵn có và chi phí. Các phương pháp phổ biến bao gồm giải trình tự gen, PCR-RFLP, Scorpions ARMS, và SmartAmp.

3.1. Kỹ Thuật Giải Trình Tự Gen Để Phát Hiện Đột Biến K RAS

Kỹ thuật giải trình tự gen là phương pháp tiêu chuẩn vàng để xác định đột biến gen K-RAS, đặc biệt khi mật độ tế bào ung thư trong mô phân tích cao (≥ 30%). Phương pháp này có độ nhạy và độ đặc hiệu cao (lên đến 99%). DNA của bệnh nhân được tách chiết từ mẫu mô, sau đó gen K-RAS được khuếch đại bằng PCR. Sản phẩm PCR được tinh sạch và đưa vào giải trình tự trực tiếp bằng phương pháp BigDye terminator sequencing. Trình tự gen thu được được đối chiếu với trình tự gen K-RAS hoang dại trên GenBank để xác định các đột biến. Tuy nhiên, kỹ thuật này đòi hỏi trang thiết bị hiện đại và kỹ thuật viên có chuyên môn cao, cũng như thời gian phân tích tương đối dài.

3.2. Phương Pháp PCR RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism

Phương pháp PCR-RFLP là một phương pháp đơn giản, rẻ tiền và hiệu quả để phát hiện các đột biến điển hình trên gen K-RAS, đặc biệt là tại codon 12. Nguyên lý của phương pháp này dựa trên việc trình tự kiểu dại của codon 12 thuộc exon 2 của gen K-RAS có vị trí nhận biết của enzyme giới hạn BstNI. Đột biến tại codon 12 làm mất vị trí cắt của enzyme này. Sản phẩm PCR khuếch đại exon 2 gen K-RAS được phân cắt bởi enzym BstNI, sau đó sản phẩm cắt được điện di phân tích trên gel agarose để xác định sự hiện diện của đột biến. Mặc dù đơn giản, phương pháp này có độ tin cậy cao trong việc xác định các đột biến điển hình.

3.3. Kỹ Thuật Scorpions ARMS Và SmartAmp Ưu Điểm Vượt Trội

Kỹ thuật Scorpions ARMS và SmartAmp là các kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại được ứng dụng để phát hiện đột biến gen K-RAS với độ nhạy và độ đặc hiệu cao. Kỹ thuật Scorpions ARMS kết hợp khuếch đại đặc hiệu alen đột biến (ARMS) và công nghệ Scorpions trong phản ứng Real-time PCR. Kỹ thuật SmartAmp (Smart Amplification Process) là một công nghệ mới được phát triển tại Nhật Bản, cho phép phát hiện đột biến nhanh chóng và chính xác, chỉ trong khoảng 30 phút. Cả hai kỹ thuật này đều có ưu điểm vượt trội so với các phương pháp truyền thống, đặc biệt là trong việc phát hiện các đột biến hiếm gặp và trong các mẫu có tỉ lệ tế bào ung thư thấp.

IV. Liên Quan Giữa Đột Biến K RAS và Đặc Điểm Lâm Sàng UTĐTT

Nghiên cứu về mối liên quan giữa đột biến gen K-RAS và các đặc điểm lâm sàng của UTĐTT đã mang lại nhiều kết quả quan trọng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng đột biến K-RAS có thể liên quan đến một số yếu tố như giai đoạn bệnh, vị trí khối u, mức độ biệt hóa tế bào, và đáp ứng với các phương pháp điều trị. Tuy nhiên, mối liên hệ này có thể khác nhau tùy thuộc vào quần thể nghiên cứu và phương pháp phân tích. Việc hiểu rõ mối liên quan giữa đột biến K-RAS và các đặc điểm lâm sàng có thể giúp các bác sĩ đưa ra quyết định điều trị cá nhân hóa và cải thiện tiên lượng cho bệnh nhân UTĐTT.

4.1. Tác Động Của Đột Biến K RAS Lên Đáp Ứng Với Điều Trị EGFR

Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của việc xác định đột biến K-RAS là dự đoán đáp ứng với các thuốc ức chế EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor), chẳng hạn như cetuximab và panitumumab. Các nghiên cứu đã chứng minh rằng bệnh nhân UTĐTT di căn có đột biến K-RAS không đáp ứng với các thuốc ức chế EGFR và thậm chí có thể có tiên lượng xấu hơn. Do đó, việc xét nghiệm đột biến K-RAS là bắt buộc trước khi điều trị bằng các thuốc ức chế EGFR để tránh điều trị không hiệu quả và lãng phí chi phí.

4.2. Nghiên Cứu Về Mối Liên Quan Với Tiên Lượng Bệnh UTĐTT

Mối liên quan giữa đột biến gen K-RAS và tiên lượng bệnh UTĐTT vẫn còn là một chủ đề gây tranh cãi. Một số nghiên cứu cho thấy đột biến K-RAS có liên quan đến tiên lượng xấu hơn, đặc biệt là ở những bệnh nhân đã trải qua phẫu thuật cắt bỏ khối u. Tuy nhiên, các nghiên cứu khác không tìm thấy mối liên hệ đáng kể nào giữa đột biến K-RAS và tiên lượng bệnh. Sự khác biệt này có thể do sự khác biệt trong thiết kế nghiên cứu, quần thể bệnh nhân, và phương pháp phân tích. Cần có thêm các nghiên cứu lớn hơn và được thiết kế tốt hơn để làm sáng tỏ mối liên quan này.

V. Ứng Dụng Liệu Pháp Nhắm Trúng Đích Dựa Trên Đột Biến K RAS

Việc phát hiện đột biến K-RAS đã mở ra hướng tiếp cận mới trong điều trị UTĐTT, đó là liệu pháp nhắm trúng đích. Tuy nhiên, việc phát triển các thuốc nhắm trúng đích trực tiếp vào protein K-RAS đột biến gặp nhiều khó khăn do cấu trúc protein phức tạp và thiếu các vị trí gắn thuốc phù hợp. Mặc dù vậy, các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực nghiên cứu và phát triển các chiến lược điều trị nhắm vào các con đường tín hiệu hạ lưu của K-RAS, chẳng hạn như MEK, ERK, và PI3K. Liệu pháp nhắm trúng đích hứa hẹn sẽ mang lại hiệu quả điều trị cao hơn và ít tác dụng phụ hơn so với các phương pháp điều trị truyền thống.

5.1. Thách Thức Trong Phát Triển Thuốc Nhắm Trúng Đích K RAS

Protein K-RAS là một mục tiêu điều trị khó khăn do cấu trúc bề mặt trơn nhẵn và thiếu các túi gắn thuốc rõ ràng. Các nỗ lực phát triển thuốc nhắm trúng đích trực tiếp vào K-RAS đã gặp nhiều thất bại trong quá khứ. Tuy nhiên, gần đây đã có những tiến bộ đáng kể trong việc phát triển các chất ức chế K-RAS G12C, một đột biến phổ biến ở nhiều loại ung thư. Các chất ức chế này đã cho thấy hiệu quả hứa hẹn trong các thử nghiệm lâm sàng và có thể mở ra một kỷ nguyên mới trong điều trị ung thư mang đột biến K-RAS.

5.2. Nghiên Cứu Các Con Đường Tín Hiệu Hạ Lưu Của K RAS

Do những khó khăn trong việc nhắm trúng đích trực tiếp vào K-RAS, nhiều nhà nghiên cứu đã tập trung vào việc phát triển các thuốc nhắm vào các con đường tín hiệu hạ lưu của K-RAS, chẳng hạn như MEK, ERK, và PI3K. Các thuốc ức chế MEK đã được chứng minh là có hiệu quả trong một số loại ung thư mang đột biến K-RAS. Tuy nhiên, các thuốc ức chế ERK và PI3K vẫn đang trong giai đoạn phát triển và thử nghiệm lâm sàng. Việc kết hợp các thuốc nhắm trúng đích vào các con đường tín hiệu hạ lưu của K-RAS với các phương pháp điều trị khác, chẳng hạn như hóa trị và liệu pháp miễn dịch, có thể mang lại hiệu quả điều trị tốt hơn.

VI. Tương Lai Nghiên Cứu Về Đột Biến Gen K RAS Trong Ung Thư ĐTTr

Nghiên cứu về đột biến gen K-RAS trong UTĐTT vẫn còn nhiều tiềm năng phát triển. Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc xác định các đột biến K-RAS hiếm gặp, tìm hiểu các cơ chế kháng thuốc, và phát triển các liệu pháp nhắm trúng đích mới. Việc kết hợp dữ liệu về đột biến K-RAS với các thông tin di truyền và lâm sàng khác có thể giúp các bác sĩ đưa ra quyết định điều trị cá nhân hóa và cải thiện tiên lượng cho bệnh nhân UTĐTT. Tương lai của nghiên cứu này sẽ tập trung vào các liệu pháp cá nhân hóa.

6.1. Phát Triển Các Phương Pháp Xét Nghiệm Đột Biến K RAS Nhanh Chóng

Việc phát triển các phương pháp xét nghiệm đột biến K-RAS nhanh chóng và chính xác là rất quan trọng để giúp các bác sĩ đưa ra quyết định điều trị kịp thời. Các phương pháp xét nghiệm dựa trên công nghệ giải trình tự thế hệ mới (NGS) và PCR kỹ thuật số (dPCR) có thể cung cấp kết quả nhanh chóng và chính xác với chi phí hợp lý. Các phương pháp xét nghiệm lỏng (liquid biopsy) cũng đang được phát triển để giúp theo dõi sự tiến triển của bệnh và đáp ứng với điều trị.

6.2. Cá Nhân Hóa Điều Trị Dựa Trên Hồ Sơ Di Truyền Ung Thư

Trong tương lai, điều trị UTĐTT sẽ ngày càng được cá nhân hóa dựa trên hồ sơ di truyền của từng bệnh nhân. Việc phân tích toàn bộ hệ gen của tế bào ung thư có thể giúp xác định các đột biến khác ngoài K-RAS có thể ảnh hưởng đến đáp ứng với điều trị. Các liệu pháp nhắm trúng đích có thể được lựa chọn dựa trên hồ sơ di truyền của bệnh nhân, giúp cải thiện hiệu quả điều trị và giảm thiểu tác dụng phụ. Y học cá nhân hóa là xu hướng tất yếu trong điều trị ung thư.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Ung thư (UT) là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên thế giới, bệnh có xu hướng ngày càng gia tăng. Dựa trên ước tính tình hình UT toàn cầu năm 2008 (GLOBOCAN 2008), trên thế giới có khoảng 12.000 trường hợp UT và 7.000 trường hợp tử vong do UT trong năm 2008 [75]. Ung thư đại trực tràng (UTĐTT) là nguyên nhân gây tử vong cao hàng thứ 3 trong các tử vong do UT nói chung. Theo Hiệp hội phòng chống UT quốc tế (Union for International Cancer Control - UICC), ước tính trên thế giới mỗi năm có khoảng 1.000 trường hợp UTĐTT mới được phát hiện và khoảng hơn 500.000 người chết vì căn bệnh này [36].

Tỉ lệ mắc bệnh giữa các vùng miền, các châu lục có sự khác nhau. Ở Việt Nam, UTĐTT đứng thứ 5 sau các UT của dạ dày, phổi, vú và vòm họng. Trong UT đường tiêu hóa thì UTĐTT đứng thứ 2, sau UT dạ dày. Theo thống kê của Bệnh viện K Hà Nội, tỉ lệ mắc UTĐTT là 9% tổng số bệnh nhân (BN) UT nói chung.

Tuy nhiên, so với các UT của đường tiêu hóa thì UTĐTT là loại có tiên lượng tốt nhất [1], [8], [18], [19]. Cơ chế hình thành và phát triển của UTĐTT là do biến đổi và tích lũy các gen trong tế bào của niêm mạc đại trực tràng (ĐTT). Sự tích lũy dần các biến dị di truyền thường phải trải qua nhiều năm (từ 10 - 20 năm), và điều này phù hợp với các nghiên cứu dịch tễ học di truyền về diễn biến của UTĐTT trải qua nhiều bước [32], [76]. Sự phát triển vượt bậc của ngành Công nghệ y sinh, hiện nay đã cho phép xác định tương đối chính xác, đầy đủ và nhanh hầu như tất cả các dạng đột biến quan trọng trong những dòng tế bào UT phổ biến như UT phổi, u lympho ác tính, UTĐTT….

Điều đáng ngạc nhiên là mặc dù mang nhiều đột 3 biến nhưng khả năng phát triển của tế bào UT dường như lại lệ thuộc chủ yếu vào nguồn tín hiệu sinh trưởng của một hoặc một nhóm gen sinh UT (oncogene) nhất định. Những oncogene này mã hóa các protein đóng vai trò mắt xích trong các con đường tín hiệu nội bào. Những đột biến này làm cho các tế bào UT có khả năng tăng sinh vô hạn, liên tục phân chia và thực hiện quá trình xâm lấn, di căn… Tuy nhiên, chính đặc điểm này cũng làm phơi bày “gót chân Achilles” của tế bào UT. Bằng việc “đánh sập” các oncogene chủ chốt như HER2, K-RAS, β-catenin, cyclin E, B-Raf… bằng công nghệ iRNA, các nhà khoa học đã thành công trong việc ức chế sự phát triển của nhiều loại tế bào UT in vitro [49].

Những nghiên cứu trên mô hình chuột biến đổi gen tiếp tục khẳng định tầm quan trọng của các gen đích trong nhiều bệnh UT, trong đó có oncogene K-ras trong UTĐTT [74]. Từ những bằng chứng trên, một thế hệ mới các thuốc điều trị UT có khả năng tác động chính xác tới các đích tiềm năng trong tế bào UT đã ra đời - đó là liệu pháp điều trị đích. Ở Việt Nam, cũng đã có nhiều nghiên cứu về UTĐTT, nhưng chủ yếu là về đặc điểm lâm sàng, hình ảnh nội soi và mô bệnh học (MBH), còn ít thấy có những nghiên cứu về đột biến gen trong UT nói chung và trong UTĐTT nói riêng. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu đột biến gen K-RAS và mối liên quan với một số đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng ung thư đại trực tràng” được tiến hành nhằm 2 mục tiêu chính sau: 1.

Nghiên cứu tình trạng đột biến gen K-RAS ở bệnh nhân ung thư biểu mô đại trực tràng. Tìm hiểu mối liên quan giữa đột biến gen K-RAS với một số đặc điểm lâm sàng, hình ảnh nội soi, giải phẫu bệnh và nồng độ CEA ở bệnh nhân ung thư biểu mô đại trực tràng. 4 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Gen và ung thƣ đại trực tràng Từ những nghiên cứu về cơ chế phát sinh và phát triển UTĐTT có sự liên quan đến sự biến đổi các gen tham gia vào sự chuyển dạng từ tế bào lành sang tế bào UT.

Các gen này được chia thành 3 nhóm: gen UT, gen ức chế UT và các gen sửa chữa DNA [49]. Để hình thành UT phải có sự đột biến ở cả 2 nhóm gen UT và gen ức chế UT. Khi gen tiền UT bị đột biến thành gen UT và gen ức chế UT bị bất hoạt hoặc bị tổn thương, lúc đó các tín hiệu cho tế bào phát triển vượt quá các tín hiệu điều hòa thì sự phát triển của tế bào sẽ nhanh chóng vượt khỏi tầm kiểm soát và UT hình thành [2], [29], [93]. Các gen ung thư Gen UT (oncogene) được định nghĩa là các gen đột biến mà các biến đổi của chúng gây ra nguy cơ UT hoặc thúc đẩy quá trình UT.

Bình thường các gen UT ở trạng thái gen tiền UT có vai trò trong sự điều hòa chu trình tế bào, phát triển và biệt hóa tế bào [49]. Khi bị đột biến các gen tiền UT sẽ biểu hiện quá mức các tín hiệu phân chia tế bào làm các tế bào tăng sinh thừa thãi, trở thành những gen UT (oncogene) [140]. Một số gen UT được cho là có vai trò quan trọng trong quá trình phát triển UTĐTT đó là: 1. Gen RAS Các gen UT được khẳng định có liên quan đến UTĐTT là họ gen RAS bao gồm H-RAS, K-RAS, N-RAS, mã hóa cho một protein 21-kDa.

Protein RAS có vai trò trong việc truyền tín hiệu từ bề mặt tế bào vào trong nhân, điều hòa khung xương tế bào và phân chia tế bào. Dạng đột biến gen RAS, 5 gây hoạt hóa một loạt các protein kinase thành làn sóng, gây ra phosphoryl các phân tử protein truyền tín hiệu nhân. Chức năng gen RAS bị hoạt hóa cũng liên quan đến yếu tố sinh mạch và chết tế bào theo chương trình (apoptosis) [38], [144]. Đột biến K-RAS2 được phát hiện từ 37 - 41% tất cả các UTĐTT.

Đột biến gen K-RAS và N-RAS cũng được tìm thấy trong 50% các khối u ĐTT [50]. Tần số đột biến tăng theo kích thước và độ loạn sản của polype, tuy nhiên tần số này không tăng khi chuyển từ polype sang UT. Các u tuyến với đường kính > 1cm có tần số đột biến gen K-RAS là 50% [48], tương tự như đột biến gặp trong UT. Ngược lại, u tuyến có đường kính nhỏ (< 1cm) chỉ có < 10% gen RAS bị đột biến, chứng tỏ đột biến gen RAS là đột biến mắc phải trong quá trình u tuyến phát sinh, đột biến gen RAS dường như có vai trò tiên phong trong u tuyến [50].

Giảm methyl hóa DNA Methyl hóa DNA có vai trò phức tạp trong phát triển UT. Giảm methyl hóa do Bodmer, Bishop và Karran đưa ra năm 1994, liên quan đến tăng biểu hiện gen và có thể đóng vai trò hoạt hóa các gen UT như K-RAS. Tương tự như sự tăng hoạt hóa DNA có thể xảy ra đồng thời với giảm methyl hóa tại vùng khác của bộ gen trong nhiều loại UT [49], [50]. Gen C-MYC Gen MYC (Myelocytomatosis) mã hóa cho các yếu tố phiên mã trực tiếp liên quan đến sự phát triển khối u.

Sản phẩm protein mã hóa bởi gen MYC có cấu trúc bình thường, nhưng gia tăng về số lượng, hậu quả sự hoạt hóa gen MYC là tăng biểu hiện gen. Các gen MYC đôi khi cũng được coi là gen tiền UT, các tế bào mang gen tiền ung thư MYC được gọi là C-MYC [49], [50], [132]. Các gen áp chế ung thư Gen áp chế UT (tumor suppressor gene) là một loại gen UT được tạo ra do sự đột biến làm mất chức năng. Bình thường các gen này liên quan đến kiểm soát hoặc ức chế phân chia tế bào, biệt hóa tế bào hoặc mã hóa tế bào chết theo chương trình.

Sự mất hoạt tính của các gen này gây ra mất khả năng kiểm soát sự phát triển bình thường của tế bào, làm biến đổi tế bào lành thành tế bào ác tính [52]. Gen APC Sự phát hiện ra sự biến đổi di truyền trong bệnh đa polype tuyến gia đình (Familial adenomatous polyposis - FAP) là cơ sở cho sự phát minh gen đa polype tuyến ĐT (Adenomatous polyposis Coli - APC). Gen APC nằm trên 5q21, mã hóa cho một protein gồm 2843 axit amin, gen APC có chức năng ức chế UT [50]. APC là một gen đích quan trọng nhất trong sự phát triển UTĐTT và được coi là gen giữ cổng (gatekeeper) [50], giúp kiểm soát sự phát triển của tế bào theo một số cơ chế khác nhau, bao gồm điều hòa kết dính tế bào, xử lý con đường truyền tín hiệu, duy trì khung xương tế bào, phân chia tế bào và chết tế bào theo chương trình.

Mất hoặc bất hoạt gen APC dẫn đến mất cân bằng phân chia tế bào, sự chết của tế bào và rối loạn phát triển của tế bào. Đột biến gen APC gặp trong 70% tất cả các UTĐTT, các nghiên cứu đều thống nhất là sự bất hoạt chức năng gen APC tạo ra một làn sóng ban đầu cho sự lan tràn dòng tế bào tiền UT. Gen APC dường như có liên quan đến khởi phát của polype tuyến [71]. Gen P53 Protein p53 được Lane D.

phát hiện vào năm 1979. Gen P53 mã hóa cho protein p53 chứa 393 axít amin, là một gen ức chế UT [50]. Gen P53 có chức năng chủ yếu đáp ứng lại các tổn thương DNA, trong pha 7 (G1), kích thích sửa chữa DNA và thúc đẩy chết tế bào theo chương trình, gen P53 đóng vai trò chủ đạo trong việc duy trì tính ổn định của DNA nên nó được coi là “người trông giữ bộ gen” [56], [118]. Khi gen P53 bị đột biến, cơ chế này bị mất đi và các dòng tế bào có thể có thêm các đột biến khác để tiến triển UT.

Trong quá trình phát triển UTĐTT, đột biến gen P53 có thể xảy ra do sự mất đi của nhiễm sắc thể hoặc do mất tính dị hợp tử. Đột biến gen P53 gặp ở 50% trong các UT ở người và hơn 50% trong các ung thư biểu mô tuyến (UTBMT) ĐTT. Nhưng đột biến gen P53 rất hiếm gặp trong polyp tuyến [50], [73]. Như vậy, bất hoạt gen P53 có liên quan đến quá trình chuyển từ polyp tuyến lành tính sang UT.

Gen MCC Gen MCC (mutated in colon cancer), nằm trên 5q2, gần gen FAP. Gen MCC mã hóa cho một protein gồm 829 axít amin, gần giống với cấu trúc protein APC. Dường như có liên quan về vai trò của gen này với gen APC nhưng chưa được rõ [49]. Gen DCC Gen DCC (deleted in colon cancer) nằm trên vai dài nhiễm sắc thể 18 (18q21), là gen ức chế UT.