Gen ALK có chức năng gì? ALK Gene ảnh hưởng tới bệnh nào ở người?

Gen ALK là loại gen có liên quan đến các loại bệnh như u nguyên bào thần kinh, ung thư phổi và các bệnh ung thư khác. Loại gen này cung cấp hướng dẫn tạo ra protein ALK tyrosine kinase. Vậy loại gen này gây ra các loại bệnh ung thư bằng cách nào? 

Gen ALK có chức năng gì? 

Tổng quan về gen  ALK

 ALK nằm trên NST số 2, cung cấp hướng dẫn tạo ra protein mã hóa thụ thể tyrosine kinase thuộc siêu họ thụ thể tyrosine kinase, viết tắt là RTK. Protein này bao gồm một miền ngoại bào, một dải kỵ nước tương ứng với một vùng xuyên màng duy nhất và một miền kinase nội bào. 

 ALK đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của não bộ, phát huy tác dụng với các tế bào thần kinh cụ thể trong hệ thống thần kinh.

Gen  ALK đã được tìm thấy và sắp xếp lại, đột biến, khuếch đại trong một loạt các khối u gồm có u lympho tế bào lớn anaplastic, u nguyên bào thần kinh và ung thư phổi không tế bào nhỏ. Sự sắp xếp lại các nhiễm sắc thể làm thay đổi di truyền trong gen dẫn đến việc tạo ra nhiều gen hợp nhất trong quá trình tạo tumourigenesis. 

Chức năng của gen  ALK

Gen ALK cung cấp hướng dẫn tạo ra protein thụ thể ALK tyrosine kinase. Thụ thể tyrosine kinase sẽ truyền tín hiệu từ bề mặt của tế bào vào tế bào thông qua quá trình truyền tín hiệu. Quá trình truyền tín hiệu bắt đầu khi kinase được kích thích tại bề mặt tế bào, tiếp đó nó sẽ gắn vào một kinase tương tự gọi là dimerizes.

Sau khi dimerization và kinase được gắn với dấu hiệu gọi là nhóm phốt phát, trong một quá trình gọi là phosphoryl hóa. Phosphoryl hóa sẽ kích hoạt kinase hoạt động. Kinase sau khi được kích hoạt có thể chuyển một nhóm phốt phát sang một protein khác bên trong của tế bào, kết quả là được kích hoạt.

Việc kích hoạt sẽ được tiếp tục hoạt động thông qua một loại các protein trong con đường báo hiệu. Con đường báo hiệu này có chức năng vô cùng quan trọng trong các quá trình của tế bào như tăng trưởng, phân chia và biệt hóa.

Hiện nay chức năng cụ thể của thụ thể  ALK tyrosine kinase vẫn chưa được sáng tỏ hoàn toàn nhưng đã được cho là hành động sớm trong quá trình phát triển. Tác dụng của nó chính là giúp điều chỉnh sự tăng sinh của các tế bào thần kinh trong cơ thể. 

Tên gọi khác của ALK gene

• Thụ thể tyrosine kinase ALK. 
• Ung thư hạch kinase anaplastic. 
• Thụ thể ung thư hạch anaplastic tyrosine kinase. 
• Đĩa CD 246. 
• Kháng nguyên CD 246. 
• NBLST3. 

Gen ALK ảnh hưởng tới những bệnh nào?

Gen ALK gây u nguyên bào thần kinh

Có ít nhất 16 đột biến trên gen ALK được xác định ở những người mắc u nguyên bào thần kinh hay neuroblastoma. Đây là một loại khối u ung thư bao gồm các tế bào thần kinh chưa trưởng thành. U nguyên bào thần kinh cùng một số loại ung thư khác khi xảy ra các đột biến di truyền sẽ tích tụ trong các gen quan trọng gồm cả những gen kiểm soát sự tăng sinh hoặc biệt hóa của tế bào. Các gen đột biến này cho phép các tế bào phát triển và phân chia không kiểm soát làm hình thành các khối u. 

Hầu hết các thay đổi di truyền kể trên thường mắc phải trong quá trình sống của một người, gọi là đột biến soma không di truyền. Còn lại các đột biến gen làm tăng nguy cơ phát triển ung thư sẽ được truyền sang con từ cha mẹ. Trên gen ALK xảy ra đột biến soma trong quá trình phát triển các u nguyên bào thần kinh đơn lẻ. Các đột biến di truyền trong gen ALK khiến nguy cơ phát triển u nguyên bào thần kinh gia đình tăng lên.

Một số axit amin trong thụ thể ALK tyrosine kinase bị thay đổi khi xảy ra các đột biến trên gen ALK. Thay thế các axit amin arginine bằng glutamine tại vị trí 1275 gồm Arg 1275GLN hoặc R1275Q, là đột biến hay gặp nhất trong u nguyên bào thần kinh. Arg 1275Gln được tìm thấy trong u nguyên bào thần kinh gia đình và đơn lẻ. Đây là đột biến gen ALK phổ biến nhất hiện nay được tìm thấy ở cả hai dạng ung thư. 

Các bản sao bổ sung của gen ALK cũng có thể được tìm thấy ở những bệnh nhân mắc u nguyên bào thần kinh. Hiện tượng này gọi là khuếch đại gen, khiến cho thụ thể ALK tyrosine kinase biểu hiện quá mức bình thường.

Thụ thế ALK tyrosine kinase đột biến hoặc hoặc có biểu hiện quá mức sẽ không yêu cầu kích thích từ bên ngoài tế bào để được phosphoryl hóa. Hiện tượng này dẫn đến kinase và đường tín hiệu sẽ bị bật liên tục. Thụ thể ALK tyrosine kinase khi được kích hoạt liên tục sẽ kiến các tế bào thần kinh chưa trưởng thành tăng cường phát triển hình thành u nguyên bào thần kinh. 

Gen ALK gây ung thư phổi

Ung thư phổi xảy ra khi sự tương tác của các gen đột biến xuất hiện. Nhưng gen kiểm soát sự phát triển và phân chia tế bào, sửa chữa ADN hư hỏng khi bị đột biến sẽ gây ung thư phổi. Các đột biến gửi tín hiệu cho phép các tế bào phát triển và phân chia mất kiểm soát. Hình thành lên khối u.

Những đột biến xảy ra chủ yếu là đột biến soma không di truyền và chỉ xuất hiện trong các tế bào ung thư phổi. Trong một vài trường hợp, đột biến gen ALK được di truyền và có trong các tế bào của cơ thể.

Các loại ung thư khác liên quan đến gen ALK

Sắp xếp lại vật liệu di truyền có liên quan đến gen ALK trên nhiễm sắc thể 2 làm tăng nguy cơ phát triển một số loại ung thư. Những sắp xếp lại này là những đột biến soma xảy ra trong suốt cuộc đời người và chỉ hiện diện trong các tế bào ung thư. 

Một loại sắp xếp lại có tên gọi là chuyển vị. Chuyển vị xảy ra khi có sự trao đổi vật liệu di truyền giữa nhiễm sắc thể 2 và các nhiễm sắc thể khá. Có ít nhất 15 lần chuyển vị liên quan đến gen ALK được xác định ở những bệnh nhân mắc ung thư hạch tế bào lớn anaplastic, viết tắt là ALCL. ALCL là một dạng ung thư hiếm gặp có liên quan đến các tế bào miễn dịch T.

Sự chuyển vị phổ biến nhất của ung thư hạch tế bào lớn xảy ra giữa nhiễm sắc thể 2 và nhiễm sắc thể 5, gọi là t(2;5). Chuyển vị hợp nhất gen ALK với gen NPM khiến cho một protein hợp nhất gọi là NPM-ALK. Ít nhất bảy vị trí chuyển vị liên quan đến gen ALK được xác định ở khối u myofibroblastic viêm.

Khối u myofibroblastic viêm là một bệnh ung thư hiếm gặp được đặc trưng bởi một khối u rắn gồm các tế bào viêm được gọi là myofibroblasts. Myofibroblasts có vai trò quan trọng trong việc chữa lành các vết thương.  Một nửa số người bị myofibroblasts có sự chuyển vị liên quan đến gen ALK.

Một loại sắp xếp khác gọi là đảo ngược xảy ra khi nhiễm sắc thể 2 bị phá vỡ ở hai vị trí làm cho đoạn ADN bị đảo ngược rồi lắp lại vào NST. Một nhóm bệnh nhân mắc ung thư phổi không tế bào nhỏ mang đảo đoạn của NST số 2. Đảo đoạn này là sự kết hợp của gen ALK với gen EML4, kết hợp tạo ra protein dung hợp EML4-ALK.

Các protein dung hợp có đầy đủ chức năng của cả thụ thể ALK tyrosine kinase và protein đối tác. Sự hiện diện của protein đối tác cho phép phosphoryl hóa không gây dime hóa cho thụ thể ALK tyrosine kinase. Protein dung hợp và đường tín hiệu được kích hoạt bởi thụ thể ALK tyrosine kinase hoạt động liên tục, làm gia tăng các bất thường của tế bào thần kinh chưa trưởng thành khiến các khối u ác tính được hình thành. 

Nguồn tham khảo

• Genetic Testing Information. ALK ALK receptor tyrosine kinase [ Homo sapiens (human) ]. Retrieved July 23, 2021 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/238
• Catalog of Genes and Diseases from OMIM. ANAPLASTIC LYMPHOMA KINASE; ALK. Retrieved July 23, 2021 from https://omim.org/entry/105590
• U.S National Library of Medicine. ALK gene. Retrieved July 23, 2021 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/alk/
• https://medlineplus.gov/genetics/gene/alk/
• https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=ALK

Trên đây là toàn bộ các thông tin về gen ALK mà CHEK Genomics muốn chia sẻ đến bạn. Mong rằng bạn đọc có thể biết thêm nhiều hơn về gen ALK đồng thời giúp bạn giải đáp được các thắc mắc về loại gen này.