Hallmarks of Cancer

De hallmarks van kanker zijn een conceptueel raamwerk dat de verwarrende diversiteit van kankers organiseert in een klein aantal verworven biologische vermogens die gedeeld worden over tumortypes. Eerst gearticuleerd door Douglas Hanahan en Robert Weinberg, stelt het raamwerk dat, ongeacht het specifieke genotype, kankercellen convergeren op dezelfde functionele eigenschappen die samen maligne groei mogelijk maken.

Definition

De hallmarks van kanker zijn een reeks verworven functionele vermogens — zoals het in stand houden van proliferatieve signalering, het ontwijken van groeiremmers, het weerstaan van celdood, het mogelijk maken van replicatieve onsterfelijkheid, het induceren van angiogenese, en het activeren van invasie en metastase — die normale cellen moeten verwerven om maligne te worden, samen met faciliterende kenmerken en opkomende eigenschappen die in latere revisies zijn toegevoegd.

Scope

Het artikel beschrijft het hallmark-raamwerk en de opeenvolgende uitbreidingen ervan: de oorspronkelijke vermogens, de latere toevoeging van faciliterende kenmerken en opkomende hallmarks, en de meest recente nieuwe dimensies. Het behandelt de hallmarks als een organiserend concept voor kankerbiologie, niet als een klinisch stadium- of graderingssysteem.

Core questions

• Welke functionele vermogens moet een normale cel verwerven om kankerachtig te worden?
• Hoe convergeren diverse kankergenotypen op een gedeelde set gedragingen?
• Welke faciliterende kenmerken maken de verwerving van de hallmarks mogelijk?
• Hoe is het raamwerk uitgebreid sinds de oorspronkelijke formulering?

Key concepts

• Het in stand houden van proliferatieve signalering
• Het ontwijken van groeiremmers
• Het weerstaan van celdood
• Het mogelijk maken van replicatieve onsterfelijkheid
• Het induceren van angiogenese
• Het activeren van invasie en metastase
• Het dereguleren van cellulair metabolisme
• Het ontwijken van immuunvernietiging
• Genoominstabiliteit en mutatie (faciliterend kenmerk)
• Tumorbevorderende ontsteking (faciliterend kenmerk)

Key theories

Het hallmark-raamwerk (2000)

Het oorspronkelijke voorstel dat de genotypische diversiteit van kankers reduceert tot zes verworven vermogens: het in stand houden van proliferatieve signalering, het ontwijken van groeiremmers, het weerstaan van celdood, het mogelijk maken van replicatieve onsterfelijkheid, het induceren van angiogenese, en het activeren van invasie en metastase.

De volgende generatie (2011)

Een update die twee opkomende hallmarks — herprogrammering van energiemetabolisme en het ontwijken van immuunvernietiging — en twee faciliterende kenmerken — genoominstabiliteit en mutatie, en tumorbevorderende ontsteking — toevoegt.

Nieuwe dimensies (2022)

Een verdere uitbreiding die aanvullende kandidaat-hallmarks en faciliterende kenmerken voorstelt, waaronder het ontsluiten van fenotypische plasticiteit, niet-mutagene epigenetische herprogrammering, polymorfe microbiomen en senescente cellen.

Mechanisms

Elke hallmark correspondeert met de verstoring van een normale homeostatische controle. Aanhoudende proliferatie ontstaat uit gedereguleerde groeifactor-signalering; ontwijking van groeiremmers uit verlies van tumoronderdrukkende functie; weerstand tegen celdood uit gehandicapte apoptotische programma's; replicatieve onsterfelijkheid uit telomeeronderhoud. Angiogenese voorziet de groeiende tumor van bloedvaten, en invasieve en metastatische vermogens maken verspreiding mogelijk. Hieraan ten grondslag liggend, maken faciliterende kenmerken — genoominstabiliteit die mutatie versnelt, en tumorbevorderende ontsteking die signaalondersteuning levert — de verwerving van de hallmarks mogelijk. Latere revisies voegen metabole herprogrammering, immuunontwijking en fenotypische plasticiteit toe aan de set.

Clinical relevance

Het hallmark-raamwerk biedt een gedeeld vocabulaire voor het relateren van moleculaire veranderingen aan tumorgedrag en voor het organiseren van de rationale achter therapieën gericht op specifieke vermogens. Het is een educatief en conceptueel steiger voor kankerbiologie en schrijft op zichzelf geen diagnostische of behandelbeslissingen voor individuele patiënten voor.

History

Het raamwerk werd geïntroduceerd in een recensie uit 2000 die decennia aan moleculair kankeronderzoek destilleerde tot zes verworven vermogens. Een invloedrijke update uit 2011 breidde het uit met opkomende hallmarks en faciliterende kenmerken, wat de vooruitgang in metabolisme en tumorimmunologie weerspiegelt. Een paper uit 2022 stelde verdere nieuwe dimensies voor, waardoor het raamwerk actueel blijft met ontwikkelingen in epigenetica, plasticiteit en het microbioom.

Debates

Zijn de hallmarks een complete of definitieve lijst?

Het raamwerk is herhaaldelijk herzien, met in de loop van de tijd voorgestelde nieuwe kandidaat-hallmarks en faciliterende kenmerken; of de set vaststaand is of een evoluerende heuristiek, is onderdeel van hoe het concept wordt gebruikt.

Key figures

• Douglas Hanahan
• Robert Weinberg

Seminal works

• hanahan-weinberg-2000
• hanahan-weinberg-2011
• hanahan-2022

Frequently asked questions

Hoeveel hallmarks van kanker zijn er?

Het oorspronkelijke raamwerk uit 2000 beschreef er zes; de update uit 2011 voegde twee opkomende hallmarks en twee faciliterende kenmerken toe, en het paper uit 2022 stelde verdere nieuwe dimensies voor, dus het aantal hangt af van de geraadpleegde versie.

Wat is het verschil tussen een hallmark en een faciliterend kenmerk?

Een hallmark is een verworven functioneel vermogen van kankercellen, terwijl een faciliterend kenmerk — zoals genoominstabiliteit of tumorbevorderende ontsteking — een eigenschap is die de verwerving van die vermogens vergemakkelijkt.