Lösemik Dönüşümde Rol Oynayan Sinyal İleti Mekanizmaları

Sinyal iletiminde, ekstraselüler sinyali, intraselüler sinyal sistemine ileten/yansıtan membran reseptörleri oldukça önemli rol oynamaktadır.Aktivasyon ve hemen ardından gelen inhibisyon sürecinde en önemli olay fosforilasyon ve defosforilasyondur.

Paylaşılan reseptör altbirimlerinin rolü olabildiği gibi, ortak transkripsiyon faktörlerinin aktivasyonu da rol oynayabilmektedir. KML ve ALL etyopatolojisinde yer alan Bcr/Abl füzyon geni ve buna bağlı mitojenik sinyal yollarının aktivasyonu bugün için aydınlatılmış durumdadır. Bcr/Abl füzyon geni neticesinde tirozin kinaz aktivitesi ile Ras, Raf, PI3K, JNK/SAPK, Crkl ve STAT5 aktivasyonu ile, apopitozis inhibe olmakta ve proliferasyon uyarılmaktadır. Bcr/Abl füzyon proteini, üzerindeki tirozin rezidüleri sayesinde daimi bir fosforilasyona ve aktivasyona gitmekte ve Cbl, Crkl, Shc, Grb2 gibi adaptör proteinlerin devreye girmesine ve Ras, PI3K, paxillin ve talin gibi fokal adezyon moleküllerinin, diğer sinyal ileti sistemlerinin aktivasyonuna yol açmaktadır .(181)

Şekil 5. Mitojenik sinyal yolakları

2.9.1. MAP Kinaz ve Ras/Raf/MEK/ERK Sinyal İletim Yolu:

MAP kinazlar, “Mitogen-activated protein kinases” süper ailesinde yer alırlar. Ökaryotik hücrelerin tümünde mevcut olan bu proteinler hücre membranından çekirdeğe bilgi aktarılmasında önem taşımaktadır. Bu sinyal iletimi kaskadları, embriyogenezis, yaşama, çoğalma, diferansiasyon ve apopitozis işlevlerinin düzenlenmesinde rol alır. MAP kinazlar üç ana gruba ayrılır.

1. p38 MAP kinaz ailesi,

2. “Extracellular signal regulated kinase (ERK)” ailesi, 3. “c-Jun NH2- terminal kinase (JNK)” ailesi.

İnsan tümörlerinin %30’unda Ras/Raf/MEK/ ERK yolunun aşırı aktivasyonu söz konusudur. Bu iletim yolu Ras aktivasyonu ile başlar ve sırasıyla Raf (= MAPKKK), MEK (= MAPKK) ve Erk (= MAPK) proteinleri ile kinaz kaskadı ilerler. Ras ve Raf protoonkogendir. Ras’ın aktivasyonu Ph (+) lösemilerin patogenezinde önemlidir.(182,183,184,185)

2.9.2. PI-3 Kinaz/Protein Kinaz B Sinyal İletim Yolu:

Fosfotidilinositol-3 (PI-3) kinaz enzim aktivitesi Ph pozitif hücrelerin çoğalması için gereklidir. Bcr/Abl füzyon proteini aktivatör moleküllerle birleşerek PI-3 kinazın aktivasyonuna neden olur. Bu yolda bir sonraki hedef molekül, bir serin-treonin kinaz olan Akt (Protein Kinaz B olarak da bilinir) dır. Serine/treonin kinaz Akt aktivitesi, hücresel yaşamın devamı için önemli bir yolaktır.(182)

2.9.3. Myc Sinyal İletim Yolu:

Transkripsiyon faktörleri özel DNA regülatör bölgelerine bağlanarak DNA replikasyonu ve hücre bölünmesi için gerekli genlerin transkripsiyonunu sağlar. Nükleer transkripsiyon faktörlerini etkileyen mutasyonlar sıklıkla malign transformasyona eşlik eder. Miyelositomatozis onkogeni (Myc) tüm ökaryotik hücrelerde ifadelenirken büyüme uyarısı alan hücrelerde ifadelenmeleri artar ve geçici yükselmenin arkasından miktarı hemen azalır. Birçok insan malignitesinde Myc onkogeninin ürünü olan onkoproteinin aşırı ifadelenmesi gösterilmiştir ki bu da hedef genlerin sürekli transkripsiyonu ve onkojenik transformasyonuna neden olmaktadır.(186,187)

2.9.4. Jak/Stat Sinyal İletim Yolu:

Sitokin dönüştürücü sinyallerin en iyi bilinen şekli bir enzim olan Janus Kinaz’lar (JAK) ve sinyal dönüştürücü ve transkripsiyon aktivatörü (STAT) olarak adlandırılan transkripsiyon faktörleridir.(188,189)

İnaktif JAK enzimleri Tip 1 ve Tip 2 sitokinlerinin sitoplazmik uçlarına tutunmuştur. Sitokin molekülünün bağlanması ile iki reseptör molekülü bir araya gelir, reseptör ilişkili JAK fosforilasyon yoluyla aktive olur, sonrasında reseptörlerin sitoplazmik bölgelerindeki tirozin rezidülerini fosforile ederler. Reseptörlerin bazı fosfotirozin alanları reseptörüne tutunan monomerik, sitozolik STAT proteinlerinin Src homolog 2 (SH2) uçları tarafından tanınır. Daha sonra STAT proteinleri reseptörle uyarılan JAK kinazlar tarafından fosforile edilirler. STAT proteinlerinin SH2 ucu başka bir STAT proteininin fosfotirozin rezidüsüne bağlanma yeteneğine sahiptir. Sonuç olarak iki STAT proteini birbirine bağlanır ve reseptörden ayrılırlar. STAT dimerleri nükleusa göç eder, sitokine cevap veren genin promotor alanlarındaki DNA sekanslarına bağlanır ve gen transkripsiyonunu aktive ederler.(57)(188) Değişik STAT proteinlerinin SH2 uçları seçici olarak fosfotirozin rezidülerine bağlanır ve farklı sitokin reseptörlerinin yanında yer alır. JAK/STAT yolağının çok sayıda negatif regülasyon mekanizmaları belirlenmiştir. Sitokin Sinyali Baskılayıcısı (SOCS) olarak bilinen proteinler STAT yolağı inhibitörleridir. Bunlar SH2 ucu bulundurmalarıyla ayırt edilirler ve SOCS kutusu (SOCS box) denilen 40 aminoasitlik C terminali ile ilişkildirler. İlginç olarak inhibitör aktiviteleri için SOCS box’lardan ziyade SOCS’un en terminal uçları gereklidir. SOCS-1 knock out fareler IFN- gamma aktivitesinin fazlalığı nedeniyle üç haftada ölürler. SOCS protein ekspresyonu JAK/STAT yolağını aktive eden aynı sitokin tarafından uyarılır. Sonuç olarak bu durumlar negatif feed back inhibisyonu ile düzenlenir.(189)

Memelilerde, JAK1, JAK2, JAK3 ve tirozin Kinaz 2 (Tyk2) olmak üzere 4 tip JAK bulunmaktadır. Sitokinlerin ilgili reseptöre bağlanması ile JAK aktive olur ve aktivasyon uygun STAT molekülünün ilişkili promotor bölgeye bağlanması ile devam eder.

STAT protein ailesinin yedi üyesi bulunur: STAT1, STAT2, STAT3, STAT4, STAT5A, STAT5B ve STAT6. Özellikle STAT3 ve STAT5, kontrolsüz çoğalan, apoptoza uğramayan, immun sistemden kaçan ve anjiogenezi uyaran tümör hücrelerinde yüksek

oranda ifadelenirler . Devamlı olarak aktif olan STAT proteinleri antiapoptotik yolları uyararak karsinogenezde etkili olur.(190,191)

193 numaralı kaynaktan alınmıştır.

JAK-STAT yolağının negatif regülasyonufosfo-tirozin fosfatazlar(PTP), SOCS ailesi proteinleri ve PIAS proteinleri (kırmızı ile gösterilmiştir) aracılığı ile sağlanmaktadır.

Şekil 6. JAK/STAT Sinyal İletim Yolağı: Bu yolak, ekstrasellüler polipeptidlerden alınan sinyalleri

nukleusta bulunan hedef genlerin promoterlerine iletmekle görevlidir. JAK/STAT sinyalleşmesi, immunite fonksiyonlarını, gelişim, hücre proliferasyonu, hücre farklılaşması ve apopitozis gibi pek çok hücresel fonksiyonu düzenler. Yolağın primer elemanları, sessiz transkripsiyon faktörleri olan STAT proteinleridir. STAT‘ lar aktivasyon öncesinde fosforile değillerdir ancak sitoplazmada dimerleştikten sonra aktive olarak fosforile forma geçerler. Aktif paralel STAT dimerleri, nukleusa girerek özgül DNA hedeflerine bağlanırlar. STAT‘ ların aktivasyonu, nükleer protein tirozin fosfatazların STAT‘ ları defosforile etmesiyle sonlanır ve defosforile STAT tekrar sitoplazmaya geri döner.