برای مشاوره و خرید میتوانید با شماره 02634709809 | 02128429079 تماس بگیرید.
به دلیل نوسانات قیمت حتما با مشاوران ما در تماس باشید
ژن PIK3CA
ژن PIK3CA (فسفاتیدیل اینوزیتول-۴،۵-بیسفسفات ۳-کیناز، زیرواحد کاتالیتیک آلفا) یک ژن حیاتی در بدن انسان است که دستورالعملهای ساخت پروتئینی به نام p110α را در خود دارد. این پروتئین یک زیرواحد کاتالیتیک از آنزیم فسفاتیدیل اینوزیتول ۳-کیناز (PI3K) است. آنزیم PI3K در بسیاری از عملکردهای مهم سلولی نقش دارد، از جمله:
نقش بنیادین در عملکرد سلولی:
مسیر سیگنالینگ PIP3 و AKT/mTOR: PIP3 یک مولکول پیامرسان کلیدی است که پروتئینهای حاوی دامین PH (مانند AKT1 و PDPK1) را به غشاء سلول جذب میکند. این جذب باعث فعال شدن آبشاری از سیگنالها (مسیرهای سیگنالینگ) در سلول میشود. این مسیرها، به ویژه مسیر PI3K/AKT/mTOR، در تنظیم فرآیندهای حیاتی زیر نقش دارند:
رشد و تقسیم سلولی (تکثیر): کنترل رشد و افزایش تعداد سلولها.
بقای سلولی: محافظت از سلولها در برابر مرگ برنامهریزیشده (آپوپتوز).
حرکت و مهاجرت سلولی: جابجایی سلولها در محیط بدن.
تولید پروتئین: سنتز پروتئینهای ضروری برای عملکرد سلول.
انتقال مواد درون سلولی: حرکت وزیکولها و سایر مواد در داخل سلول.
مورفولوژی سلولی: شکل و ساختار سلولها.
پاسخ به فاکتورهای رشد: آنزیم PI3K در پاسخ سلولی به انواع فاکتورهای رشد مانند EGF، انسولین، IGF1، VEGFA و PDGF نقش دارد. این پاسخها اغلب از طریق فعالسازی AKT1 و پروتئینهای IRS (insulin-receptor substrate) انجام میشود.
رشد عروقی و لنفاوی: این ژن برای مهاجرت سلولهای اندوتلیال در طول رشد عروقی و همچنین برای توسعه عروق لنفاوی ضروری است.
فعالیت سرین-پروتئین کیناز: علاوه بر فعالیت لیپید کینازی، PIK3CA فعالیت سرین-پروتئین کینازی نیز دارد و میتواند پروتئینهایی مانند PIK3R1 (زیرواحد تنظیمی p85α)، EIF4EBP1 و HRAS را فسفریله کند.
فاگوسیتوز و پینوسیتوز: در تنظیم مثبت فاگوسیتوز (بلعیدن ذرات بزرگ) و پینوسیتوز (بلعیدن مایعات) نیز نقش دارد.
نقش PIK3CA در بیماریها:
جهشهای ژن PIK3CA میتوانند باعث فعالیت بیش از حد و غیرطبیعی آنزیم PI3K شوند که به عنوان یک درایور اصلی در توسعه بیماریهای مختلف، به ویژه سرطانها، عمل میکند.
نقش انکوزنیک: PIK3CA یک ژن سرطانزا (انکوزنیک) است و جهشهای آن در حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد سرطانهای انسانی یافت میشوند. این جهشها در سرطانهای سینه (بهویژه انواع گیرنده هورمونی مثبت و HER2 منفی)، ریه، تخمدان، معده، مغز، روده بزرگ و رکتوم، و مثانه (تقریباً نیمی از تومورهای غیرعضلانی مثانه) بسیار شایع هستند.
مکانیسم: جهشها در PIK3CA، به خصوص در اگزونهای ۹ و ۲۰ (نواحی هلیکال و کیناز)، منجر به فعالسازی دائمی آنزیم PI3K میشوند. این فعالسازی کنترلنشده، سیگنالینگ غیرعادی را در سلولها آغاز میکند که به رشد، تکثیر و بقای مداوم سلولهای سرطانی کمک میکند.
مقاومت درمانی: جهشهای PIK3CA میتوانند به مقاومت به برخی درمانها، از جمله مهارکنندههای EGFR-TKI در سرطان ریه، منجر شوند.
پیشآگهی: تومورهای دارای جهش PIK3CA اغلب تهاجمیتر هستند و ممکن است با پیشآگهی نامطلوبتر و خطر عود بالاتر همراه باشند.
سندرمهای رشد بیش از حد (Overgrowth Syndromes): جهشهای فعالکننده در PIK3CA میتوانند منجر به سندرمهای رشد بیش از حد شوند که به طور کلی به عنوان PIK3CA-Related Overgrowth Spectrum (PROS) شناخته میشوند. این سندرمها معمولاً مادرزادی هستند یا در اوایل کودکی ظاهر میشوند و با رشد بیش از حد segmental یا موضعی همراه با یا بدون دیسپلازی سلولی مشخص میشوند. برخی از این سندرمها عبارتند از:
سندرم کلیپل-ترونای (Klippel-Trenaunay syndrome): با لکههای شراب بندری (ضایعات عروقی)، رشد بیش از حد بافت نرم و استخوان، و ناهنجاریهای وریدی مشخص میشود.
سندرم مگالانسفالی-بدشکلی مویرگی-پلیمیکروژیریا (Megalencephaly-Capillary Malformation-Polymicrogyria Syndrome – MCAP): یک اختلال نادر که با بزرگ شدن مغز و ناهنجاریهای عروقی پوست مشخص میشود.
هایپرپلازی فیبرواَدیپوز (Fibroadipose hyperplasia): رشد بیش از حد بافتهای فیبری و چربی در مناطق مختلف بدن.
اهمیت بالینی: شناسایی جهشهای PIK3CA در تشخیص، پیشآگهی و انتخاب درمانهای هدفمند بسیار مهم است. برای مثال، داروهایی مانند آلپلیسیب (Alpelisib) به طور خاص برای بیمارانی با سرطان سینه پیشرفته و جهش PIK3CA تأیید شدهاند.
سرطان:
آنزیم PI3K و فعالیت کینازی: پروتئین p110α، که توسط ژن PIK3CA ساخته میشود، مسئول اصلی فعالیت کاتالیتیک آنزیم PI3K است. وظیفه اصلی PI3K اضافه کردن گروه فسفات (فسفریلاسیون) به لیپیدهای خاصی به نام فسفواینوزیتیدها در موقعیت 3′ حلقه اینوزیتول است. به طور خاص، این آنزیم فسفاتیدیل اینوزیتول (PtdIns)، فسفاتیدیل اینوزیتول ۴-فسفات (PtdIns4P) و فسفاتیدیل اینوزیتول ۴،۵-بیسفسفات (PtdIns(4,5)P2) را فسفریله کرده و فسفاتیدیل اینوزیتول ۳،۴،۵-تریفسفات (PIP3) را تولید میکند.
نقش PIK3CA در سرطان: جهشها (تغییرات) در ژن PIK3CA میتوانند باعث فعال شدن بیش از حد آنزیم PI3K شوند، که این فعال شدن غیرطبیعی میتواند منجر به رشد کنترلنشده سلولهای سرطانی شود. به همین دلیل، PIK3CA به عنوان یک ژن سرطانزا (انکوزنیک) شناخته میشود. جهشهای PIK3CA در بسیاری از انواع سرطان، از جمله سرطانهای سینه (به خصوص سرطانهای سینه گیرنده استروژن مثبت و HER2 منفی)، ریه، تخمدان، معده، مغز، روده بزرگ و رکتوم، مشاهده شدهاند. این جهشها در حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد سرطانهای سینه وجود دارند و معمولاً در سرطانهای سینه گیرنده استروژن مثبت شایعتر هستند.
نکات مهم:
جهشهای PIK3CA غالباً در اگزونهای ۹ و ۲۰ این ژن یافت میشوند.
تومورهایی که با جهشهای PIK3CA مرتبط هستند، اغلب تهاجمیتر بوده و پیشآگهی کلی بدتری دارند و میزان عود در آنها بالاتر است.
تشخیص جهشهای PIK3CA از طریق آزمایشهای ژنتیکی، معمولاً با نمونهبرداری از بافت تومور یا نمونه خون، میتواند به پزشکان در تصمیمگیریهای درمانی کمک کند. به عنوان مثال، برخی درمانهای هدفمند مانند آلپلیسیب (Piqray) به طور خاص برای بیمارانی که تومورهایشان دارای جهش PIK3CA هستند، تأیید شدهاند.
علاوه بر سرطان، جهشهای PIK3CA در برخی شرایط ژنتیکی مانند سندرم کلیپل-ترونای (Klippel-Trenaunay syndrome) نیز نقش دارند که منجر به رشد غیرطبیعی و ناهنجاریهای عروقی میشود.
ژن PIK3CA و نقش حیاتی دیجیتال پیسیآر (dPCR) در تشخیص آن: یک بررسی جامع
برای درک کامل نقش دیجیتال پیسیآر (dPCR) در تشخیص جهشهای ژن PIK3CA، ابتدا لازم است تا شناختی عمیق از خود این ژن و اهمیت بیولوژیکی آن داشته باشیم.
۱. ژن PIK3CA: سنگ بنای سیگنالینگ سلولی و نقش آن در بیماریها
ژن PIK3CA (Phosphatidylinositol-4,5-Bisphosphate 3-Kinase Catalytic Subunit Alpha) دستورالعملهای ساخت پروتئین p110α را کدگذاری میکند. این پروتئین، زیرواحد کاتالیتیک اصلی آنزیم فسفاتیدیل اینوزیتول ۳-کیناز (PI3K) است. آنزیم PI3K یکی از مهمترین تنظیمکنندههای مسیرهای سیگنالینگ حیاتی درون سلولی است که تقریباً بر تمام جنبههای عملکرد سلول تأثیر میگذارد.
نقش دیجیتال پیسیآر (dPCR) در تشخیص جهشهای PIK3CA
با توجه به اهمیت بالینی جهشهای PIK3CA در سرطان و سایر بیماریها، نیاز به روشهای تشخیصی بسیار حساس و دقیق برای شناسایی این جهشها بیش از پیش احساس میشود. دیجیتال پیسیآر (dPCR) به عنوان یک فناوری پیشرفته، انقلابی در تشخیص این جهشها ایجاد کرده است.
مکانیسم عمل dPCR:
برخلاف پیسیآر سنتی (qPCR) که نمونه را به صورت یکجا تکثیر میکند، dPCR نمونه DNA را به هزاران یا دهها هزار بخش (قطره یا چاهک) مجزا تقسیم میکند.
سپس، واکنش پیسیآر در هر یک از این بخشهای بسیار کوچک به صورت مستقل انجام میشود.
در نهایت، سیستم تعداد بخشهای حاوی مولکول هدف (مثبت) و بخشهای فاقد آن (منفی) را شمارش میکند. این شمارش مستقیم مولکولها، امکان کمیسازی مطلق را فراهم میآورد.
مزایای کلیدی dPCR در تشخیص جهشهای PIK3CA:
حساسیت فوقالعاده بالا: این مهمترین مزیت dPCR است. dPCR قادر است جهشهایی با فراوانی بسیار پایین، حتی کمتر از ۰.۵٪ یا حتی ۰.۰۰۱٪، را در پسزمینه عظیمی از DNA طبیعی (Wild-Type) شناسایی کند. این ویژگی برای تشخیص جهشهای نادر، جهشهای موجود در زیرجمعیتهای کوچک سلولی تومور، یا در نمونههایی با میزان DNA تومور بسیار کم (مانند بیوپسی مایع) حیاتی است. روشهای سنتیتر مانند توالییابی سنگر اغلب قادر به شناسایی این جهشهای با فراوانی پایین نیستند.
کمیسازی مطلق و دقیق: dPCR تعداد دقیق مولکولهای هدف (جهشیافته) را بدون نیاز به منحنی استاندارد ارائه میدهد. این ویژگی باعث دقت و قابلیت بازتولید بسیار بالا میشود که برای پیگیری تغییرات تعداد جهشها در طول زمان و ارزیابی پاسخ به درمان ضروری است.
کاربرد در بیوپسی مایع (Liquid Biopsy): به دلیل حساسیت بالا، dPCR ابزاری ایدهآل برای تشخیص جهشهای PIK3CA در DNA تومور در گردش (ctDNA) است که از نمونههای غیرتهاجمی مانند خون (پلاسما)، ادرار، مایع مغزی-نخاعی یا خلط استخراج میشود. این امر نیاز به بیوپسیهای تهاجمی بافتی را کاهش میدهد، که بهویژه در تومورهای غیرقابل دسترس یا برای پایشهای مکرر بیمار بسیار مفید است.
پایش درمان و بیماری باقیمانده حداقل (MRD): دقت بالای dPCR امکان پایش تغییرات در فراوانی جهشهای PIK3CA را در طول درمان فراهم میکند. این فناوری میتواند برای ارزیابی پاسخ بیمار به درمان، تشخیص مقاومت دارویی در مراحل اولیه، و همچنین شناسایی بیماری باقیمانده حداقل (MRD) پس از جراحی یا درمان اولیه به کار رود که به پیشبینی عود بیماری کمک میکند.
تحمل بالاتر به بازدارندهها: تقسیم نمونه به بخشهای کوچک باعث میشود که dPCR نسبت به برخی بازدارندههای PCR موجود در نمونههای بالینی، تحمل بیشتری داشته باشد.
توانایی چندگانه (Multiplexing): پلتفرمهای dPCR مدرن قابلیت تشخیص همزمان چندین جهش PIK3CA یا حتی جهشهای ژنهای مختلف را در یک واکنش واحد دارند که کارایی و سرعت آزمایش را افزایش میدهد.
در مجموع، دیجیتال پیسیآر با ارائه حساسیت، دقت و قابلیت کمیسازی بینظیر، ابزاری قدرتمند و تحولآفرین برای تشخیص، پایش و مدیریت بالینی بیماران با جهشهای ژن PIK3CA، بهویژه در حوزه انکولوژی و تشخیصهای غیرتهاجمی، محسوب میشود.
کیت غربالگری جهش چندگانه PIK3CA
این کیت یک دستگاه پزشکی تشخیصی آزمایشگاهی (CE IVD) است که برای کمیسازی و غربالگری همزمان چندین جهش در ژن PIK3CA طراحی شده است.
کاربرد و خلاصه آزمایش: هدف اصلی این کیت، تشخیص حساس و دقیق جهشهای PIK3CA در نمونهها است. این کیت قادر است تا ۴۰ مکان جهش احتمالی را در یک چاهک واحد شناسایی کند و حساسیت بالایی تا ۰.۵٪ را ارائه میدهد. این ویژگی امکان غربالگری نمونههای متعدد را به روشی سریع و مقرون به صرفه فراهم میکند.
ژن PIK3CA یک ژن انکوژنیک (سرطانزا) است که در بسیاری از عملکردهای سلولی از جمله تکثیر و بقا نقش دارد و یکی از شایعترین ژنهای جهشیافته در سرطان سینه و سایر انواع سرطان (مانند سرطان معده) محسوب میشود. این ژن دارای دو نقطه داغ اصلی برای جهشهای فعالکننده در نواحی ۵۴۲/۵۴۵ (دامنه هلیکال) و ۱۰۴۷ (دامنه کیناز) است.
پوشش جهش: این کیت جهشهای مختلفی را در ژن PIK3CA پوشش میدهد، از جمله:
اجزای کیت و نگهداری: کیت شامل مخلوط پرایمر PIK3CA (PI-PM)، کنترل منفی PIK3CA (PI-NC) و دستورالعمل استفاده است. تمام اجزای کیت باید برای نگهداری طولانی مدت در فریزر ۲۰- درجه سانتیگراد نگهداری شوند و تا ۶ چرخه انجماد-ذوب برای هر جزء مجاز است.
تجهیزات و مواد مورد نیاز (تأمین نشده توسط کیت): برای انجام آزمایش، به آب بدون نوکلئاز، لولهها و ابزارهای پیپتکشی، سوپرمیکسها و روغنهای خاص برای تولید قطرات و خوانش (مانند محصولاتی از Bio-Rad و QIAGEN)، ترموسایکلر، سیستمهای دیجیتال PCR (مانند QX200 Droplet Digital PCR System یا QIAcuity Digital PCR System) و کیتهای استخراج و خالصسازی cfDNA نیاز است.
روش آزمایش: فرآیند آزمایش شامل مراحل دقیق زیر است:
محدودیتها و ویژگیهای عملکرد:
در ادامه مقاله ای مبنی بر تشخیص ژن PIK3CA به روش دیجیتال PCR آورده شده است:
این مطالعه بر روی کاربرد تکنیک دیجیتال پیسیآر مبتنی بر تراشه به عنوان یک روش کمی برای تشخیص جهشهای ژن PIK3CA در بیماران مبتلا به سرطان سینه تمرکز دارد. مقاله به بررسی چگونگی استفاده از این تکنیک پیشرفته برای شناسایی دقیق و کمیسازی جهشهای PIK3CA، که اغلب با فراوانیهای آللی پایین در نمونههای بالینی (به ویژه در بیوپسیهای مایع) ظاهر میشوند، میپردازد. حساسیت بالای dPCR به آن اجازه میدهد تا این جهشهای کمیاب را شناسایی کند و اطلاعات ارزشمندی برای تشخیص، نظارت بر درمان و پیشآگهی بیماری ارائه دهد.
