ژن KRAS یکی از ژن‌های مهم در بدن انسان است که به تولید پروتئینی به نام KRAS کمک می‌کند. این پروتئین، که از خانواده GTPase‌ها است، نقش کلیدی در تنظیم مسیرهای سیگنال‌دهی سلولی ایفا می‌کند و به طور خاص در فرایندهای رشد و تقسیم سلولی مشارکت دارد. عملکرد درست KRAS برای حفظ تعادل بین رشد و مرگ سلولی ضروری است. اما جهش در این ژن می‌تواند باعث بروز بیماری‌های جدی، به ویژه سرطان‌ها، شود.

ساختار و عملکرد KRAS

پروتئین KRAS با پیوند به مولکول‌های GTP یا GDP، سیگنال‌هایی را به سلول‌ها ارسال می‌کند که بر فعالیت‌های بیولوژیکی آنها تاثیر می‌گذارد. زمانی که KRAS به GTP متصل است، سیگنال‌های سلولی را فعال می‌کند و در نهایت موجب تقسیم و رشد سلولی می‌شود. وقتی که به GDP متصل می‌شود، این سیگنال‌ها قطع می‌شود. جهش‌های KRAS می‌توانند باعث بروز وضعیت‌های غیرطبیعی شوند، به طوری که پروتئین به طور مداوم فعال باقی می‌ماند و منجر به تقسیم بی‌رویه سلولی و ایجاد تومور می‌شود.

جهش‌های KRAS و سرطان

جهش در ژن KRAS یکی از علل اصلی سرطان‌های مختلف است. این جهش‌ها معمولاً در موقعیت‌های خاصی در کدون‌های 12، 13 و 61 ژن KRAS اتفاق می‌افتد. این نوع جهش‌ها باعث می‌شود که پروتئین KRAS به طور مداوم فعال بماند، حتی زمانی که سیگنالی برای فعال‌سازی آن وجود ندارد. از جمله سرطان‌هایی که با جهش‌های KRAS در ارتباط هستند می‌توان به سرطان‌های ریه (به‌ویژه نوع غیرسلول کوچک)، سرطان پانکراس، و سرطان روده بزرگ اشاره کرد.

اهمیت بالینی KRAS

درک جهش‌های KRAS به شدت در تشخیص و درمان سرطان‌ها تاثیر دارد. در بسیاری از موارد، این جهش‌ها به عنوان نشانگر بیولوژیکی برای شناسایی نوع سرطان و پیش‌بینی پاسخ به درمان‌ها استفاده می‌شوند. علاوه بر این، KRAS به عنوان یک هدف درمانی نیز مورد توجه قرار گرفته است. با این حال، به دلیل پیچیدگی‌های موجود در توسعه درمان‌های هدفمند علیه KRAS، این حوزه همچنان یکی از چالش‌های بزرگ در تحقیقات پزشکی و درمان سرطان است.

 روش‌های شناسایی سرطان‌های مرتبط با جهش در ژن Kras

سرطان‌های مختلف، به‌ویژه سرطان ریه، سرطان پانکراس، و سرطان روده بزرگ، به طور عمده با جهش‌های ژنی در Kras مرتبط هستند. شناسایی جهش‌های این ژن می‌تواند به تشخیص زودهنگام و درمان هدفمند کمک کند. در این مقاله، روش‌های مختلف شناسایی جهش‌های ژن Kras و کاربردهای آن‌ها در پیش‌بینی پیش‌آگهی و انتخاب درمان بررسی می‌شود. روش‌های مولکولی مانند PCR، توالی‌یابی نسل جدید (NGS)، میکروآرایه‌های ژنی، و تحلیل‌های بیوپسی مایع به عنوان ابزارهای اصلی در شناسایی این جهش‌ها معرفی خواهند شد.

روش‌های شناسایی جهش‌های ژن Kras

1. واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR)

واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) یکی از روش‌های قدیمی و معتبر برای شناسایی جهش‌های ژنی است. در این روش، ابتدا DNA از نمونه بافتی یا خون استخراج می‌شود، سپس با استفاده از پرایمرهای اختصاصی برای نواحی معمول جهش در ژن Kras (معمولاً در codon 12، 13، یا 61) PCR انجام می‌شود. محصولات PCR سپس برای شناسایی جهش‌ها از روش‌هایی مانند الکتروفورز یا توالی‌یابی آنالیز می‌شوند.

مزایا:

• حساسیت بالا در شناسایی جهش‌های خاص
• هزینه نسبی پایین
• استفاده آسان در آزمایشگاه‌های بالینی

محدودیت‌ها:

• نیاز به طراحی دقیق پرایمرها
• عدم توانایی در شناسایی جهش‌های نادر یا پیچیده

2. توالی‌یابی نسل جدید (NGS)

توالی‌یابی نسل جدید یا NGS یکی از پیشرفته‌ترین تکنولوژی‌ها برای شناسایی جهش‌های ژنی است. این روش امکان توالی‌یابی تمامی ژن‌های خاص یا حتی ژنوم کامل را به صورت همزمان فراهم می‌آورد و برای شناسایی جهش‌های متعدد و نادر در ژن Kras به‌ویژه در سرطان‌های پیچیده مفید است.

مزایا:

• شناسایی جهش‌های نادر و متنوع
• توانایی تحلیل چندین ژن به صورت همزمان
• دقت بالا در شناسایی تغییرات ژنتیکی پیچیده

محدودیت‌ها:

• هزینه بالا
• نیاز به نرم‌افزارهای پیچیده برای تجزیه و تحلیل داده‌ها

3. میکروآرایه‌های ژنی (Gene Arrays)

میکروآرایه‌های ژنی به‌ویژه در تحقیقات ژنومیک برای شناسایی تغییرات ژنتیکی مانند جهش‌ها، حذف‌ها و دوبل شدن‌ها کاربرد دارند. این روش شامل استفاده از صفحات شیشه‌ای یا پلاستیکی است که در آن‌ها هزاران پروب ژنی طراحی شده است تا جهش‌ها و تغییرات ژنتیکی در ژن Kras را شناسایی کنند.

مزایا:

• شناسایی جهش‌های متعدد در یک آزمایش
• امکان بررسی تغییرات ژنتیکی در سطح ژنوم

محدودیت‌ها:

• دقت کمتر نسبت به روش‌های دیگر مانند NGS
• نیاز به تحلیل داده‌های پیچیده

4. تحلیل بیوپسی مایع (Liquid Biopsy)

بیوپسی مایع روش جدیدی برای شناسایی جهش‌ها از نمونه‌های خون است. در این روش، DNA آزاد شده از سلول‌های توموری در خون (به نام ctDNA) استخراج و آنالیز می‌شود. این روش به ویژه برای تشخیص سرطان‌های پیشرفته یا متاستاتیک که شناسایی جهش‌های Kras در آن‌ها اهمیت دارد، مفید است.

مزایا:

• غیرتهاجمی و کم‌خطر
• توانایی شناسایی جهش‌ها در مراحل اولیه سرطان
• امکان نظارت بر پیشرفت بیماری و پاسخ به درمان

محدودیت‌ها:

• حساسیت کمتری در مقایسه با بیوپسی‌های توموری
• نیاز به دقت در تحلیل نمونه‌های خون

5. توالی‌یابی Sanger

توالی‌یابی Sanger، که به عنوان روش استاندارد توالی‌یابی شناخته می‌شود، برای شناسایی جهش‌های تک‌نوکلئوتیدی در ژن Kras استفاده می‌شود. این روش به طور خاص در آزمایشات بالینی برای شناسایی جهش‌های رایج در codon 12 و 13 Kras بسیار کاربردی است.

مزایا:

• دقت بالا
• تکنیک شناخته‌شده و قابل اعتماد

محدودیت‌ها:

• هزینه بالا برای تعداد زیادی از نمونه‌ها
• زمان‌بر بودن

شما می‌توانید با مراجعه به آزمایشگاه آرمیتاژن، از خدمات یک کادر مجرب، تجهیزات پیشرفته و متریال با کیفیت عالی بهره‌مند شوید. این آزمایشگاه آماده است تا بهترین خدمات آزمایشگاهی و مشاوره‌ای را در زمینه سلامت به شما ارائه دهد.

منابع

1:Canon, J., Rex, K., Saiki, A. Y., Mohr, C., Cooke, K., Bagal, D., … & Lipford, J. R. (2019). The clinical KRAS (G12C) inhibitor AMG 510 drives anti-tumour immunity. Nature, 575(7781), 217-223.

2:Yin, H. H., See, C. K., Ming, K. C., & Wong, S. C. C. (2024). Liquid Biopsy in the Clinical Management of Cancers.