Molekularna biologija tumora

5/28/2018 Molekularna biologija tumora

1/48

MOLEKULARNABIOLOGIJA TUMORA


2/48

Karcinom dojke


3/48

Rak zajedniki naziv za preko 100 bolesti

-karakterizirane abnormalnom proliferacijom stanica ili promjenama

diferencijacije

Leukemije - leukociti

limfomi - limfociti

sarkomi - tumori vezivnog tkiva

karcinomi - tumori epitelnog tkiva

benigni

ogranieni, fibrozna kapsula

maligni

invazivni - susjedna tkiva

krvoilni sustav - metastaze

nastaju zbog mutacije u

genima (kromosomima)

ili

epigenetske promjeneTumori bez mutacija:

eksperimentalni teratom,

teratokarcinom


4/48

bazalni sloj

epitela -

stanice koje

proliferiraju

- Hiroshima, Nagasaki - leukemije 5 god nakon bombe

Karcinom cervixa uterusa

pojaana

proliferacija

nediferencirane

stanice koje se

dijele

Struganjem - uzorak Papa test

Stanice prelaze u vezivo,putuju limfom,

u 30-40% sluajeva metastaze


5/48

Metastaze se razvijaju u vie koraka

-stanica se mora odvojiti od tumora -mora ui u krvni ili limfni sustav

-probiti endotel ile -proliferirati u nekom drugom tkivu


6/48

EPITELNO-MEZENHIMSKATRANZICIJA


7/48

Rak se razvija u vie koraka - multistep proces

-progresivna serija promjena u stanicama

( stanice akumuliraju promjene)

veina ih se razvija u starijoj dobi

karcinom kolona

Klonalna selekcija -

bujaju samo one

najinvazivnije

poetnamutacija

adenom(benigni)

metastaze

karcinom


8/48

Regulacija

staninogciklusa


9/48

Onkogeni prvi put identificirani u retrovirusima koji uzrokuju rak

1911.g. Peyton Rous - fibrosarkom pilia - filtrirao tumor kroz vrlo gusti filter

(nisu mogle proi bakterije) - filtrat injicirao piliima - svi razvili sarkom

Uzronik VIRUS - nazvan RSV (Rous sarcoma virus)

RSV transformirafibroblaste u kulturi


10/48

RSV

RSV sadri uz normalne

retroviralne gene i gen odgovoran

za transformacijusrc gen (sarcoma)

LTR engl. long terminal repeats


11/48

- stanice pilia i ostalih ivotinja (ovjek) sadre gen gotovo identian src genu

Retroviralni onkogeni NE sudjeluju u replikaciji virusa, ne trebaju virusu za ivot

Odakle potjeu?

Retroviralni onkogeni potjeu od stanica domaina

Ugrade se u viralni genom

postaju ONKOGENI (v-onc)

Normalni stanini geni od kojih su retroviralni

geni potekli = PROTOONKOGENI (c-onc)

Abnormalno eksprimirani ili mutirani

proto-onkogeni = ONKOGENI ( v-onc)


12/48

Tumorski virusi

Hepatitis B virus

- najmanji genom (3 kb)

- inficira stanice jetre

- infekcija obino zavrava

oteenjem jetre- 5-10% sluajeva - kronina

infekcija - rak

SV40 i polioma virusi

- prirodni domaini virusa mievi i majmuni

- takve stanice permisivne - nema

transformacije nego liza stanice

- ovjek - nepermisivne stanice - virus seugradi u genom - ekspresija viralnih gena

-inaktivacija Rb i p53 proteina - proliferacija


13/48

Proto-onkogeni - vani regulatorni stanini geni - aktiviraju se kao odgovor na djelovanjefaktora rasta


14/48

Nekoliko desetaka protoonkogena pronaeno u ptica i sisavaca - imaju homologne sekvence u ljudskom

genomu - mogu uzrokovati rak u ljudi

Protoonkogen - onkogen

1.Tokasta mutacija - konstitutivna ekspresija proteina - drugaiji protein (ras mutacije,ovjek, takor)

2.Amplifikacija segmenta koji sadri protoonkogen (HSR, double minute) - prekomjernaekspresija normalnog proteina (c-myc, c-myb,c-abl)

3.Insercija retrovirusa- pojaala LTR regija virusa (c-myb, c-fos itd.)

4. Translokacije - prekomjerna ekspresija proteina (kronina mijeloina leukemija 22/9 Philadelphia kromosom- c-abl i bcr- fuzijski protein; Burkittov limfom 8/14)

Mutacija onkogena:

DOMINANTNA

Ras


15/48

Konstitutivna ekspresija

(Yarome i sur, 2011)


16/48

2. Amplifikacija proto-onkogena


17/48


18/48

Burkittov limfom

Epstein-Barr virus

-topli krajevi (Afrika) vrlo est Burkittov limfom u djece

--nazofaringealni karcinom (Kina)

- razvijenije zemlje - mononukleoza

Burkittov limfom - virus uzrokujepucanje kromosoma 8, premjetanje

proto-onkogena c-myc u blizinu

enhancera imunoglobulinskog gena

(IgM) na kromosom 14 - pretjerana

ekspresija - rak


19/48

Filadelfija kromosom - CML


20/48

Gleevec lijek za CML

Gleevec blokira abnormalni bcr-abl protein


21/48

Prototip: Rb gen - kromosom 13q14

Gubitak funkcije (Loss of function) :

tumor retinoblastom

Terapija: zraenje, krioterapija, enukleacija (ponekad oba oka)

Geni supresori tumora- normalni stanini geni

Harris i Klein- heterokarioni malignih i benignih stanica (mi i ovjek)- supresija

malignog fenotipa

gubitak normalnih gena- reverzija malignog fenotipa


22/48

Autosomno dominantno

nasljeivanje bolesti

PARADOKS: mutiraniRb=recesivni gen , autosomnodominantno nasljeivanje

Knudson - za razvitak retinoblastoma

potrebne mutacije na oba alela (two hit

hypothesis)


23/48


24/48


25/48

- retinoblastomski protein (pRB)

- intranuklearna lokalizacija

-fosforilirana i nefosforiliranaforma

Regulacija staninog ciklusa

cdk


26/48


27/48

Aktivnost E2F transkripcijskog faktora


28/48


29/48


30/48

Papilloma virusi

- mali DNA virusi (8 kb)

- uzrokuju benigne i maligne

tumore u ljudi i ostalih vrsta

- oko 60 vrsta - svi inficiraju

epitelne stanice

- inaktiviraju Rb protein

- razgrauju p53 protein

benigni

bradavice

maligni

karcinom cerviksa uterusa

Adenovirusi

- vei virusi (35 kb)

-litiki u stanicama prirodnog

domaina (kraljenjaci)

- interakcija sa p53 i Rb


31/48


32/48

Rb knock-out nul mutante:

- anemija,malformacije mozga -intrauterina smrt

TRANSGENINI MI

-heterozigoti: tumor hipofize


33/48

p53 - inaktivan u 50% ljudskih tumora

U sluaju oteenjaDNA zaustavljaciklus preko p21 ilivodi u apoptozu

Razliiti geni supresori tumorainaktivni u brojnim tumorima ljudi


34/48

Razvitak tumora:- aktivacija onkogena- inaktivacija tumor-supresor gena

Karcinom kolona

(Vogelstein) - estemutacije u Ras onkogenu- inaktivni ili deletiranitumor-supresor geni APC,DCC, p53

Kirurkim zahvatimadostupni razliiti stadijirazvitka karcinoma kolona -u svakom stadiju drugaijemutacije

Inaktivacija tumor -

supresor gena

Inaktivacija p53 -karcinom

Mutacija proto-onkogena


35/48

Rak se razvija u vie koraka- multistep proces

- progresivna serija promjena u stanicama ( stanice akumuliraju promjene)

veina ih se razvija u starijojivotnoj dobi


36/48


37/48


38/48


39/48

Xeroderma pigmentosum-

nemogunost popravka

DNA nakon UV zraenja

Kako metilacija DNA doprinosi kancerogenezi ?


40/48

Kako metilacija DNA doprinosi kancerogenezi ?

dodavanje metilne skupinena peti C atom citozina

nova baza5 metilcitozin

5mC pronaen samo

u CpG sekvencama

METILACIJA - glavni regulator transkripcije u kraljenjaka

Mehanizam metilacije - postreplikacijski

DNA metiltransferaza (DNMT) metilira CpG sekvence

unutar genoma nakupine CpG sekvenci -uvijek nemetilirane, esto unutar promotora

CpG otoci

Stanice raka u usporedbi sa normalnim stanicama:


41/48

p

- smanjen ukupan stupanj metilacije- poveana metilacija CpG otoka- poveana aktivnost DNMT

Inaktivacija tumor-supresorgena (p16,BRCA1) Inaktivacija gena za popravakDNA

hipermetilacija CpG otoka

normalna metilacija DNA

globalna hipometilacija

nestabilnost

kromosoma

aktivacija

onkogena


42/48

Th l i


43/48

The normal versus cancer epigenome.

Ting A H et al. Genes Dev. 2006;20:3215-3231

2006 by Cold Spring Harbor Laboratory Press

Hi til ij C G t k i kti ij t


44/48

Hipermetilacija CpG otoka - inaktivacija tumor-supresor gena

-poveana aktivnost DNMT(DNA metiltransferaza)

samo hipermetilacija

samo mutacija

mutacija i hipermetilacija

Rb gen -prvi otkriven

p16 - inhibitor CdK, zaustavlja ciklus G1/Skontrolna toka

p15 - inhibitor CdK, inaktivan u hematopoetskimneoplazmama (akutna mijeloina leukemija,

mijelodisplastina leukemija)

skoro svaka lokacija

prikazanih gena je esto

deletirana u raku ljudi

S i t li t hi tili ih k


45/48

Sve vie raste lista gena hipermetiliranih u raku


46/48

Onkolitiki virusi


47/48


48/48

Documents

Molekularna biologija tumora