Onkogeny a nádorové supresory

Onkogeny a nádorové Onkogeny a nádorové supresorysupresory

HistorieHistorie

• 1911 - Rous – přenosný sarkom u kuřat1911 - Rous – přenosný sarkom u kuřat• Etiologické agens – retrovirus (RSV)Etiologické agens – retrovirus (RSV)• RetrovirusRetrovirus RNA virusRNA virus Reverzní transkriptáza (Temin, Říman) – přepis z RNA do Reverzní transkriptáza (Temin, Říman) – přepis z RNA do

hostitelské DNA hostitelské DNA Inkorporovaný virus – provirusInkorporovaný virus – provirus Geny viru schopné indukovat nádorovou transformaci – Geny viru schopné indukovat nádorovou transformaci –

virové onkogenyvirové onkogeny Virové onkogeny – sekvenčně identické s některými geny u Virové onkogeny – sekvenčně identické s některými geny u

savcůsavců

OnkogenyOnkogeny

• Virové onkogeny (v-onc) Virové onkogeny (v-onc) – geny retrovirů zodpovědné – geny retrovirů zodpovědné

za maligní transformaciza maligní transformaci • Celulární onkogeny (c-onc) Celulární onkogeny (c-onc) – geny vznikající aktivací – geny vznikající aktivací

protoonkogenůprotoonkogenů

Retrovirové onkogenyRetrovirové onkogeny

• Akutně transformující viryAkutně transformující viry• Pomalu transformující viry (inzerční mutageneze)Pomalu transformující viry (inzerční mutageneze)

ProtoonkogenyProtoonkogeny

• Kódují proteiny důležité pro růst a diferenciaci Kódují proteiny důležité pro růst a diferenciaci • V případě jejich abnormální aktivace - chybná V případě jejich abnormální aktivace - chybná

exprese nebo jejich kvalitativní změna - exprese nebo jejich kvalitativní změna - potencionální onkogenypotencionální onkogeny

Protoonkogeny-aktivace-onkogenyProtoonkogeny-aktivace-onkogeny

AktivaceAktivace Bodová mutaceBodová mutace Amplifikace (zmnožení) genuAmplifikace (zmnožení) genu Delece (ztráta části sekvence DNA) genuDelece (ztráta části sekvence DNA) genu Přestavba chromozomuPřestavba chromozomu Inzerční mutagenezeInzerční mutageneze

Přestavba chromozomuPřestavba chromozomu

Přestavba chromozomuPřestavba chromozomu

16

16

16

16

Přestavba chromozomuPřestavba chromozomu

Přehled a lokalizace onkogenů a nádory Přehled a lokalizace onkogenů a nádory suprimujících genůsuprimujících genů

(převzato z R. Hesketh, The Oncogene Facts Book, Academic Press, p 41, 1995)(převzato z R. Hesketh, The Oncogene Facts Book, Academic Press, p 41, 1995)

Funkce celulárních onkogenůFunkce celulárních onkogenů

1.1. Onkogeny kódující transkripční regulační faktoryOnkogeny kódující transkripční regulační faktory

2.2. Onkogeny kódující proteinkinázy (intracelulární a Onkogeny kódující proteinkinázy (intracelulární a transmembránové) a receptory růstových faktorůtransmembránové) a receptory růstových faktorů

3.3. Onkogeny kódující růstové faktoryOnkogeny kódující růstové faktory

4.4. Onkogeny kódující signální transduktoryOnkogeny kódující signální transduktory

5.5. Onkogeny inaktivující nádorové supresoryOnkogeny inaktivující nádorové supresory

6.6. Onkogeny blokující apoptózuOnkogeny blokující apoptózu

1. Onkogeny kódující transkripční 1. Onkogeny kódující transkripční regulační faktoryregulační faktory

Myc Myc Klíčový gen pro kontrolu proliferace a diferenciaceKlíčový gen pro kontrolu proliferace a diferenciace 6 členů6 členů Aberantní exprese c-myc – jeden z hlavních mechanizmů Aberantní exprese c-myc – jeden z hlavních mechanizmů

onkogenního zvratuonkogenního zvratu

Fos, JunFos, Jun

2. Onkogeny kódující proteinkinázy 2. Onkogeny kódující proteinkinázy (intracelulární a transmembránové) a (intracelulární a transmembránové) a

receptory růstových faktorůreceptory růstových faktorů(viz.fólie)(viz.fólie)

Rodina genů SrcRodina genů Src Intracelulární proteinkináza – aberace vedoucí k vyšší Intracelulární proteinkináza – aberace vedoucí k vyšší

kinázové aktivitě stimulují nádorový růstkinázové aktivitě stimulují nádorový růst

AblAblErbErb erbA, erbB erbA, erbB c-erbB-2 identický s HER2/neu – kóduje receptor podobný c-erbB-2 identický s HER2/neu – kóduje receptor podobný

EGFR (epidermální růstový faktor)EGFR (epidermální růstový faktor)

Amplifikace HER2/neu (c-erbB-2) Amplifikace HER2/neu (c-erbB-2)

v karcinomu mléčné žlázyv karcinomu mléčné žlázy

3. Onkogeny kódující růstové faktory3. Onkogeny kódující růstové faktory

IntInt

SisSis Odvozen od genu pro PDGF (destičkový růstový faktor)Odvozen od genu pro PDGF (destičkový růstový faktor) Silný mitogen mezenchymálních buněkSilný mitogen mezenchymálních buněk

4. Onkogeny kódující signální transduktory4. Onkogeny kódující signální transduktory

RasRas Cca 15% nádorů obsahuje mutovaný rasCca 15% nádorů obsahuje mutovaný ras Aktivní ras s navázaným GTP Aktivní ras s navázaným GTP Neaktivní ras s navázaným GDP (konverze pomocí GTPázy)Neaktivní ras s navázaným GDP (konverze pomocí GTPázy) Signální dráha ras-raf-MAP-fos+jun (viz. fólie)Signální dráha ras-raf-MAP-fos+jun (viz. fólie)

5. Onkogeny inaktivující nádorové supresory5. Onkogeny inaktivující nádorové supresory

E6, E7, MDM-2E6, E7, MDM-2 E6, E7 – součást onkogenních HPV (lidský papilomavirus)E6, E7 – součást onkogenních HPV (lidský papilomavirus) Komplexy s p53 a pRB a jejich inaktivace – imortalizace Komplexy s p53 a pRB a jejich inaktivace – imortalizace

buněk – nádorový růst (viz. fólie)buněk – nádorový růst (viz. fólie)

6. Onkogeny blokující apoptózu6. Onkogeny blokující apoptózu

Rodina BCL-2Rodina BCL-2 Chrání buňky před apoptózou a tím podporují vývoj nádoru Chrání buňky před apoptózou a tím podporují vývoj nádoru

či způsobují selhání terapie:či způsobují selhání terapie:

• Folikulární lymfomyFolikulární lymfomy

• Hormonálně dependentní nádory (karcinomy mléčné žlázy, Hormonálně dependentní nádory (karcinomy mléčné žlázy, prostaty, vaječníku)prostaty, vaječníku)

Rodina proteinů BCL-2 (antiapoptotické)Rodina proteinů BCL-2 (antiapoptotické)(převzato z Science, Vol 281, p 1322, 1998)(převzato z Science, Vol 281, p 1322, 1998)

Nádorové supresoryNádorové supresory

• „„pojistky“ buněčného cyklupojistky“ buněčného cyklu• Zabraňují abnormální proliferaci a přenosu Zabraňují abnormální proliferaci a přenosu

poškozené genetické informacepoškozené genetické informace• Inaktivace nádorového supresoru – ztráta Inaktivace nádorového supresoru – ztráta

kontrolního mechanizmukontrolního mechanizmu• Nádorové supresory mají recesivní charakter – Nádorové supresory mají recesivní charakter –

nutný defekt obou alelnutný defekt obou alel• LOH – „loss of heterozygoty“ LOH – „loss of heterozygoty“

Nádorové supresory - přehledNádorové supresory - přehled

• p53p53• pRbpRb• NF-1NF-1• NF-2NF-2• APCAPC• WT-1WT-1• PTENPTEN• BRCA 1,2BRCA 1,2• p16 p16 INK4INK4

p53p53„Guardian of genome“, molekula roku 1992„Guardian of genome“, molekula roku 1992

• Chromozom 17p13.1Chromozom 17p13.1• Defekty p53 v lidských nádorech patří mezi Defekty p53 v lidských nádorech patří mezi

nejčastější (mutace obou alel)nejčastější (mutace obou alel)• Mutace – somatické buňky i germinální buňkyMutace – somatické buňky i germinální buňky• Nemutovaný p53 – „wild type“ – kontrolní místo Nemutovaný p53 – „wild type“ – kontrolní místo

přechodu G1-S a G2-M (viz. fólie) přechodu G1-S a G2-M (viz. fólie)

Struktura proteinu p53Struktura proteinu p53(převzato z  Cell. Mol. Life Sci., Vol 55, p 17, 1999)(převzato z  Cell. Mol. Life Sci., Vol 55, p 17, 1999)

Funkce p53Funkce p53(převzato z  Cell. Mol. Life Sci., Vol 55, p 22, 1999)(převzato z  Cell. Mol. Life Sci., Vol 55, p 22, 1999)

Detekce p53Detekce p53

• ImunohistochemieImunohistochemie• Western blottingWestern blotting• „„wild type“ p53 nestabilníwild type“ p53 nestabilní• Mutovaný p53 – stabilní – možnost detekceMutovaný p53 – stabilní – možnost detekce

pRBpRB

• Nefosforylovaná forma pRB – aktivní – blokuje Nefosforylovaná forma pRB – aktivní – blokuje přestup z G1 do S fázepřestup z G1 do S fáze

• Fosforylovaná nebo hyperfosforylovaná forma Fosforylovaná nebo hyperfosforylovaná forma pRB – neaktivní – proliferace pRB – neaktivní – proliferace

• Retinoblastom – maligní nádor retinyRetinoblastom – maligní nádor retiny• Obě alely pRB mutovány nebo deletoványObě alely pRB mutovány nebo deletovány• 1/3 případů – vrozený defekt jedné alely – k 1/3 případů – vrozený defekt jedné alely – k

rozvoji nádoru nutný defekt druhé alely (LOH)rozvoji nádoru nutný defekt druhé alely (LOH)

NF1, NF2NF1, NF2

• Defekty NF1 – neurofibromatóza typu 1 Defekty NF1 – neurofibromatóza typu 1 (mnohočetné benigní neurofibromy, (mnohočetné benigní neurofibromy, hyperpigmentace kůže, abnormality skeletu), jiné hyperpigmentace kůže, abnormality skeletu), jiné nádory (feochromocytom, meningiom)nádory (feochromocytom, meningiom)

• Defekty NF2 – neurinom akustiku, gliomy, Defekty NF2 – neurinom akustiku, gliomy,

meningiomymeningiomy

APCAPC

• Mutace APC – familiární adenomatózní polypóza Mutace APC – familiární adenomatózní polypóza (FAP) tračníku – vysoký potenciál malignizace(FAP) tračníku – vysoký potenciál malignizace

• Tento gen se chová dominantně – k projevům Tento gen se chová dominantně – k projevům dochází i při mutaci jedné alely!dochází i při mutaci jedné alely!

WT1, PTEN, BRCA 1, 2WT1, PTEN, BRCA 1, 2

• Defekty WT1 – Wilmsův nádor ledvinyDefekty WT1 – Wilmsův nádor ledviny• Defekty PTEN – četné nádory v pokročilých Defekty PTEN – četné nádory v pokročilých

stádiích vývoje (glioblastomy, melanoblastomy, stádiích vývoje (glioblastomy, melanoblastomy, atd.)atd.)

• Defekty BRCA 1 – predispozice a familiární Defekty BRCA 1 – predispozice a familiární výskyt karcinomů mléčné žlázy, ovaria a výskyt karcinomů mléčné žlázy, ovaria a pravděpodobně prostaty a tlustého střevapravděpodobně prostaty a tlustého střeva

• Defekty BRCA 2 – navíc predispozice ke Defekty BRCA 2 – navíc predispozice ke karcinomu pankreatu a hrtanu karcinomu pankreatu a hrtanu

p16p16INK4INK4

• Inhibitor CDK4, 6Inhibitor CDK4, 6• Defekty p16Defekty p16 Maligní melanomMaligní melanom Karcinom jícnuKarcinom jícnu Karcinom pankreatuKarcinom pankreatu Karcinom žaludkuKarcinom žaludku Glioblastom, atd.Glioblastom, atd.

LiteraturaLiteratura

• Z. Kolář – Základy molekulární patologieZ. Kolář – Základy molekulární patologie• Z. Kolář a kol. – Molekulární patologie nádorůZ. Kolář a kol. – Molekulární patologie nádorů