बीआरसीए1: सजातीय पुनर्संयोजन, वंशानुगत जोखिम और एचआरडी

डीएनए डबल-स्ट्रैंड पर एटीएम-बीआरसीए1 सिग्नलिंग कैस्केड टूट गया

जब एमआरएन कॉम्प्लेक्स (एमआरई11-आरएडी50-एनबीएस1) द्वारा डीएनए डबल-स्ट्रैंड ब्रेक (डीएसबी) का पता लगाया जाता है, तो एटीएम काइनेज तेजी से सक्रिय होता है और ब्रेक के किनारे वाले मेगाबेस क्रोमैटिन डोमेन में हिस्टोन एच2एएक्स (γH2AX) को फॉस्फोराइलेट करता है। एटीएम सीधे सेर1387 और सेर1423 (बीआरसीटी डोमेन के भीतर) पर बीआरसीए1 को फॉस्फोराइलेट करता है, जिससे बीआरसीए1 की भर्ती γH2AX→MDC1→RNF8/RNF168→ubiquitin-H2A→RAP80/ABRAXAS पाथवे के माध्यम से साइटों को तोड़ने में सक्षम होती है। यह एटीएम→बीआरसीए1 सिग्नलिंग अक्ष समजात पुनर्संयोजन कैस्केड और बीआरसीए1 ट्यूमर दमन की आणविक नींव में पहला कदम है।

एटीएम सीएचके2 (थ्र68) को फॉस्फोराइलेट भी करता है, जो फिर सेर988 पर बीआरसीए1 को फॉस्फोराइलेट करता है - बीआरसीए1 सक्रियण को मजबूत करने वाला दूसरा काइनेज इनपुट प्रदान करता है। यह अनावश्यक एटीएम→बीआरसीए1 और एटीएम→सीएचके2→बीआरसीए1 सिग्नलिंग आंशिक एटीएम हानि के संदर्भ में भी मजबूत बीआरसीए1 भर्ती सुनिश्चित करता है। जर्मलाइन बीआरसीए1 उत्परिवर्तन जो बीआरसीटी डोमेन को बाधित करते हैं (जिसमें बीआरसीए1 फॉस्फोसेरिन-बाइंडिंग मोटिफ्स शामिल हैं और बीआरसीए1 से जुड़े कैंसर में सबसे आम तौर पर उत्परिवर्तित क्षेत्र है) विशेष रूप से इस एटीएम-मध्यस्थता भर्ती को निरस्त करते हैं - बीआरसीए1 एचआर फ़ंक्शन के नुकसान को सीधे मरम्मत कैस्केड को संलग्न करने के लिए अपस्ट्रीम एटीएम सिग्नलिंग की विफलता से जोड़ते हैं।

सजातीय पुनर्संयोजन: बीआरसीए1 का कोर ट्यूमर सप्रेसर पाथवे

डीएसबी साइट पर, बीआरसीए1 एचआर कैस्केड में दो महत्वपूर्ण कार्य करता है। सबसे पहले, बीआरसीए1 डीएनए अंत स्नेह को बढ़ावा देता है - 5′-से-3′ न्यूक्लियोलाइटिक गिरावट जो एचआर के लिए आवश्यक 3′ सिंगल-स्ट्रैंडेड डीएनए (एसएसडीएनए) ओवरहैंग उत्पन्न करता है - प्रतिस्पर्धी 53बीपी1-आरआईएफ1 मार्ग को विरोध करके जो अन्यथा गैर-होमोलॉगस एंड जॉइनिंग (एनएचईजे) की ओर टूटने को निर्देशित करता है। दूसरा, BRCA1, BRCA1 कॉइल्ड-कॉइल डोमेन के माध्यम से PALB2 के साथ अपनी बातचीत के माध्यम से BRCA2 को ब्रेक साइट पर भर्ती करता है; BRCA2 फिर RPA-लेपित 3′ ssDNA पर RAD51 रीकॉम्बिनेज़ को लोड करता है, जिससे उच्च-निष्ठा मरम्मत के लिए अक्षुण्ण बहन क्रोमैटिड टेम्पलेट में स्ट्रैंड आक्रमण सक्षम हो जाता है।

बीआरसीए1 फ़ंक्शन का नुकसान डबल-स्ट्रैंड-ब्रेक मरम्मत को उन मार्गों की ओर स्थानांतरित कर सकता है जो विलोपन, पुनर्व्यवस्था या अन्य जीनोमिक निशान छोड़ने की अधिक संभावना रखते हैं। एचआरडी परीक्षण उस फेनोटाइप के पहलुओं को पकड़ने का प्रयास करता है, लेकिन प्लेटफ़ॉर्म विभिन्न तरीकों और कट-ऑफ का उपयोग करते हैं। एचआरडी स्कोर स्वयं कारण जीन की पहचान नहीं करता है, वर्तमान कार्यात्मक कमी को साबित नहीं करता है या आबादी और परख के बाहर उपचार लाभ स्थापित नहीं करता है जिसमें इसे मान्य किया गया था।

PARP अवरोधक सिंथेटिक घातकता: समजात पुनर्संयोजन दोष का शोषण

बीआरसीए1 हानि का चिकित्सीय शोषण सिंथेटिक घातकता पर आधारित है: दो सेलुलर मरम्मत मार्गों का एक साथ विघटन जो व्यक्तिगत रूप से जीवित रहने योग्य हैं लेकिन संयोजन में घातक हैं। BRCA1-कमी वाली कैंसर कोशिकाएं HR नहीं कर सकतीं, प्रतिकृति-संबंधी डीएनए क्षति के लिए उनके प्राथमिक बैकअप के रूप में PARP1-मध्यस्थता वाले सिंगल-स्ट्रैंड ब्रेक (SSB) की मरम्मत पर निर्भर रहती हैं। PARP अवरोधक (ओलापैरिब, निरापैरिब, रुकापैरिब, टैलाज़ोपैरिब) मरम्मत के बाद उत्प्रेरक रिलीज की अनुमति देने के बजाय एसएसबी साइटों पर स्थिर सहसंयोजक PARP-डीएनए कॉम्प्लेक्स के रूप में डीएनए पर PARP1 को फँसाते हैं।

जब प्रतिकृति को PARP-ट्रैपिंग घाव का सामना करना पड़ता है, तो कांटा व्यवधान डीएनए संरचनाएं बना सकता है जिसके लिए समरूप पुनर्संयोजन और कांटा-सुरक्षा कार्यों की आवश्यकता होती है। इसलिए बीआरसीए1-कमी वाली ट्यूमर कोशिकाएं मरम्मत-कुशल कोशिकाओं की तुलना में अधिक असुरक्षित हो सकती हैं। फिर भी विनियामक संकेत कैंसर, रोगाणु रेखा बनाम दैहिक स्थिति, उपचार की पद्धति, संयोजन और साथी परीक्षण के आधार पर भिन्न होते हैं; यंत्रवत आरेख वर्तमान लेबल का विकल्प नहीं है।

वंशानुगत जोखिम परिणाम और नैदानिक अनुवर्ती

एक रोगजनक या संभावित रोगजनक जर्मलाइन BRCA1 परिणाम स्क्रीनिंग, जोखिम कम करने वाले विकल्पों और रिश्तेदारों के परीक्षण के बारे में चर्चा को बदल सकता है। उपयुक्त योजना उम्र, लिंग, व्यक्तिगत और पारिवारिक इतिहास, पूर्व उपचार, प्रजनन लक्ष्य और स्थानीय मार्गदर्शन पर निर्भर करती है। एनसीआई अनुशंसा करता है कि परिणामों की व्याख्या आनुवंशिकी-प्रशिक्षित चिकित्सक से की जाए; अनिश्चित महत्व के एक प्रकार को रोगजनक संस्करण के रूप में प्रबंधित नहीं किया जाना चाहिए।

ट्यूमर परीक्षण में पहली बार पाया गया बीआरसीए1 परिवर्तन स्वचालित रूप से विरासत में नहीं मिला है। एनसीआई इस बात पर चर्चा करने की सलाह देता है कि क्या जर्मलाइन परीक्षण उचित है क्योंकि ट्यूमर का परिणाम दैहिक या जर्मलाइन हो सकता है। इसके विपरीत, जब कोई पारिवारिक रोगजनक संस्करण ज्ञात नहीं होता है तो एक नकारात्मक परिणाम जानकारीहीन हो सकता है। यह पृष्ठ स्क्रीनिंग अंतराल या सर्जरी निर्धारित नहीं करता है।

बीआरसीए1 बनाम बीआरसीए2: विशिष्ट भूमिकाएं, विभिन्न कैंसर स्पेक्ट्रम

हालांकि बीआरसीए1 और बीआरसीए2 दोनों सजातीय पुनर्संयोजन के लिए आवश्यक हैं, वे अलग-अलग चरणों में कार्य करते हैं। BRCA1 अपस्ट्रीम में कार्य करता है: यह 3′ ssDNA ओवरहैंग (53BP1-मध्यस्थता NHEJ को विरोध करके) उत्पन्न करने के लिए DSB अंत स्नेह को बढ़ावा देता है और एक कुंडलित-कॉइल डोमेन के माध्यम से PALB2 के साथ अपनी बातचीत के माध्यम से BRCA2 को ब्रेक साइट पर भर्ती करता है। BRCA2 डाउनस्ट्रीम में कार्य करता है: यह सीधे अपने आठ BRC रिपीट और C-टर्मिनल RAD51-बाइंडिंग डोमेन के माध्यम से RPA-लेपित 3′ ssDNA ओवरहैंग पर RAD51 को लोड करता है, जिससे स्ट्रैंड आक्रमण और टेम्पलेट-निर्देशित मरम्मत सक्षम होती है। किसी भी प्रोटीन की हानि एचआर को ख़राब करती है, लेकिन यांत्रिक रूप से अलग-अलग चरणों में।

उनके कैंसर स्पेक्ट्रम इन आणविक भूमिकाओं को दर्शाते हैं। बीआरसीए1 उत्परिवर्तन मुख्य रूप से ट्रिपल-नेगेटिव स्तन कैंसर (टीएनबीसी) का कारण बनते हैं - लगभग 70-80% बीआरसीए1 से जुड़े स्तन कैंसर ईआर/पीआर/एचईआर2-नेगेटिव होते हैं, जबकि सामान्य आबादी में ~15% - और उच्च श्रेणी के सीरस डिम्बग्रंथि कैंसर होते हैं। बीआरसीए2 उत्परिवर्तन छिटपुट बीमारी के समान ईआर-पॉजिटिव स्तन कैंसर का कारण बनते हैं, पुरुष स्तन कैंसर का जोखिम काफी अधिक होता है (~7% जीवनकाल बनाम 0.1% सामान्य पुरुष जनसंख्या), और अग्नाशय कैंसर का जोखिम (~5-7% जीवनकाल)। जर्मलाइन बीआरसीए2 उत्परिवर्तन ~5% प्रोस्टेट कैंसर में भी होते हैं और अधिक आक्रामक रोग जीवविज्ञान प्रदान करते हैं, यह बताते हुए कि उन्नत प्रोस्टेट कैंसर में बीआरसीए2 परीक्षण अब मानक क्यों है।

ट्रिपल-नेगेटिव स्तन कैंसर और प्लैटिनम संवेदनशीलता में बीआरसीए1

टीएनबीसी सबसे चिकित्सकीय रूप से चुनौतीपूर्ण स्तन कैंसर उपप्रकार है, जो उच्च प्रसार दर, प्रारंभिक आंत मेटास्टेसिस और लक्षित हार्मोन रिसेप्टर्स या एचईआर2 प्रवर्धन की अनुपस्थिति की विशेषता है - जिससे अधिकांश रोगियों के लिए कीमोथेरेपी प्रमुख प्रणालीगत विकल्प बन जाती है। जर्मलाइन बीआरसीए1 उत्परिवर्तन टीएनबीसी के ~15-20% के लिए जिम्मेदार है, और दैहिक बीआरसीए1 प्रमोटर मेथिलिकरण या उत्परिवर्तन अतिरिक्त ~10-15% के लिए जिम्मेदार है, जो जर्मलाइन वाहकों से परे एचआर की कमी के साथ एक पर्याप्त 'बीआरसीएनेस' उपसमूह बनाता है। बीआरसीए1-उत्परिवर्ती टीएनबीसी में उच्च समजात पुनर्संयोजन कमी (एचआरडी) स्कोर और विशिष्ट जीनोमिक स्कारिंग पैटर्न (बड़े विलोपन, अग्रानुक्रम दोहराव) हैं जो एचआर की कमी के बायोमार्कर के रूप में काम करते हैं।

ओलंपिया परीक्षण ने जर्मलाइन बीआरसीए1/2 वेरिएंट और उच्च जोखिम वाले एचईआर2-नकारात्मक प्रारंभिक स्तन कैंसर के साथ एक परिभाषित आबादी में सहायक ओलापैरिब के एक वर्ष का मूल्यांकन किया; प्राथमिक प्रकाशन का उपयोग पात्रता मानदंड और परिणाम परिभाषाओं के लिए किया जाना चाहिए। अलग-अलग मेटास्टेटिक परीक्षणों में जर्मलाइन बीआरसीए1/2-उत्परिवर्तित एचईआर2-नेगेटिव स्तन कैंसर में ओलापैरिब या टैलाज़ोपैरिब का अध्ययन किया गया। इन परिणामों को प्रत्येक BRCA1 परिवर्तन या रोग सेटिंग के बारे में एक सार्वभौमिक कथन में नहीं जोड़ा जाना चाहिए।

मुख्य बातें

• ·एटीएम काइनेज डीएसबी का पता चलने के कुछ ही सेकंड के भीतर सक्रिय हो जाता है और सीधे फॉस्फोराइलेट बीआरसीए1 (सेर1387/1423) कर देता है, जिससे एटीएम→बीआरसीए1 सिग्नलिंग कैस्केड शुरू हो जाता है। BRCA1 फिर सजातीय पुनर्संयोजन को अपस्ट्रीम में व्यवस्थित करता है - DSB अंत स्नेह को बढ़ावा देता है और PALB2 के माध्यम से BRCA2 को भर्ती करता है - जबकि BRCA2 डाउनस्ट्रीम में कार्य करता है, सीधे स्ट्रैंड आक्रमण के लिए ssDNA पर RAD51 लोड करता है।
• ·एनसीआई का अनुमान है कि वंशानुगत हानिकारक बीआरसीए1 या बीआरसीए2 परिवर्तन वाली 60% से अधिक महिलाओं में स्तन कैंसर विकसित होता है; बीआरसीए1 और बीआरसीए2 के लिए डिम्बग्रंथि-कैंसर का अनुमान अलग-अलग है और इसे दिनांकित स्रोत से पढ़ा जाना चाहिए।
• ·PARP अवरोधक सिंथेटिक घातकता PARP1-मध्यस्थता वाले SSB मरम्मत पर BRCA1-कमी वाली कोशिकाओं की निर्भरता का फायदा उठाती है - PARP ट्रैपिंग प्रतिकृति फोर्क्स पर SSB को DSB में परिवर्तित करती है, जिसे HR-कमी वाली कोशिकाओं द्वारा मरम्मत नहीं की जा सकती है।
• ·PARP-अवरोधक साक्ष्य कैंसर, बायोमार्कर परिभाषा, रोग चरण, पूर्व चिकित्सा, आहार और नियामक संकेत के लिए विशिष्ट है।
• ·वंशानुगत जोखिम प्रबंधन के लिए आनुवंशिकी-सूचित देखभाल की आवश्यकता होती है; केवल ट्यूमर परिणाम, रोगाणु परिणाम और अनिश्चित महत्व के वेरिएंट को समकक्ष नहीं माना जाना चाहिए।