Onkogeny a nádorové supresory

1. Onkogeny a nádorové supresory

2. Historie • 1911 - Rous – přenosný sarkom u kuřat • Etiologické agens – retrovirus (RSV) • Retrovirus • RNA virus • Reverzní transkriptáza (Temin, Říman) – přepis z RNA do hostitelské DNA • Inkorporovaný virus – provirus • Geny viru schopné indukovat nádorovou transformaci – virové onkogeny • Virové onkogeny – sekvenčně identické s některými geny u savců

3. Onkogeny • Virové onkogeny (v-onc) – geny retrovirů zodpovědné za maligní transformaci • Celulární onkogeny (c-onc) – geny vznikající aktivací protoonkogenů

4. Retrovirové onkogeny • Akutně transformující viry • Pomalu transformující viry (inzerční mutageneze)

5. Protoonkogeny • Kódují proteiny důležité pro růst a diferenciaci • V případě jejich abnormální aktivace - chybná exprese nebo jejich kvalitativní změna - potencionální onkogeny

6. Protoonkogeny-aktivace-onkogeny Aktivace • Bodová mutace • Amplifikace (zmnožení) genu • Delece (ztráta části sekvence DNA) genu • Přestavba chromozomu • Inzerční mutageneze

7. Přestavba chromozomu

8. Přestavba chromozomu

9. Přestavba chromozomu

10. Přehled a lokalizace onkogenů a nádory suprimujících genů(převzato z R. Hesketh, The Oncogene Facts Book, Academic Press, p 41, 1995)

11. Funkce celulárních onkogenů • Onkogeny kódující transkripční regulační faktory • Onkogeny kódující proteinkinázy (intracelulární a transmembránové) a receptory růstových faktorů • Onkogeny kódující růstové faktory • Onkogeny kódující signální transduktory • Onkogeny inaktivující nádorové supresory • Onkogeny blokující apoptózu

12. 1. Onkogeny kódující transkripční regulační faktory Myc • Klíčový gen pro kontrolu proliferace a diferenciace • 6 členů • Aberantní exprese c-myc – jeden z hlavních mechanizmů onkogenního zvratu Fos, Jun

13. 2. Onkogeny kódující proteinkinázy (intracelulární a transmembránové) a receptory růstových faktorů(viz.fólie) Rodina genů Src • Intracelulární proteinkináza – aberace vedoucí k vyšší kinázové aktivitě stimulují nádorový růst Abl Erb • erbA, erbB • c-erbB-2 identický s HER2/neu – kóduje receptor podobný EGFR (epidermální růstový faktor)

14. Amplifikace HER2/neu (c-erbB-2) v karcinomu mléčné žlázy

15. 3. Onkogeny kódující růstové faktory Int Sis • Odvozen od genu pro PDGF (destičkový růstový faktor) • Silný mitogen mezenchymálních buněk

16. 4. Onkogeny kódující signální transduktory Ras • Cca 15% nádorů obsahuje mutovaný ras • Aktivní ras s navázaným GTP • Neaktivní ras s navázaným GDP (konverze pomocí GTPázy) • Signální dráha ras-raf-MAP-fos+jun (viz. fólie)

17. 5. Onkogeny inaktivující nádorové supresory E6, E7, MDM-2 • E6, E7 – součást onkogenních HPV (lidský papilomavirus) • Komplexy s p53 a pRB a jejich inaktivace – imortalizace buněk – nádorový růst (viz. fólie)

18. 6. Onkogeny blokující apoptózu Rodina BCL-2 • Chrání buňky před apoptózou a tím podporují vývoj nádoru či způsobují selhání terapie: • Folikulární lymfomy • Hormonálně dependentní nádory (karcinomy mléčné žlázy, prostaty, vaječníku)

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

20. Nádorové supresory • „pojistky“ buněčného cyklu • Zabraňují abnormální proliferaci a přenosu poškozené genetické informace • Inaktivace nádorového supresoru – ztráta kontrolního mechanizmu • Nádorové supresory mají recesivní charakter – nutný defekt obou alel • LOH – „loss of heterozygoty“

21. Nádorové supresory - přehled • p53 • pRb • NF-1 • NF-2 • APC • WT-1 • PTEN • BRCA 1,2 • p16 INK4

22. p53„Guardian of genome“, molekula roku 1992 • Chromozom 17p13.1 • Defekty p53 v lidských nádorech patří mezi nejčastější (mutace obou alel) • Mutace – somatické buňky i germinální buňky • Nemutovaný p53 – „wild type“ – kontrolní místo přechodu G1-S a G2-M (viz. fólie)

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

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

25. Detekce p53 • Imunohistochemie • Western blotting • „wild type“ p53 nestabilní • Mutovaný p53 – stabilní – možnost detekce

26. pRB • Nefosforylovaná forma pRB – aktivní – blokuje přestup z G1 do S fáze • Fosforylovaná nebo hyperfosforylovaná forma pRB – neaktivní – proliferace • Retinoblastom – maligní nádor retiny • Obě alely pRB mutovány nebo deletovány • 1/3 případů – vrozený defekt jedné alely – k rozvoji nádoru nutný defekt druhé alely (LOH)

27. NF1, NF2 • Defekty NF1 – neurofibromatóza typu 1 (mnohočetné benigní neurofibromy, hyperpigmentace kůže, abnormality skeletu), jiné nádory (feochromocytom, meningiom) • Defekty NF2 – neurinom akustiku, gliomy, meningiomy

28. APC • Mutace APC – familiární adenomatózní polypóza (FAP) tračníku – vysoký potenciál malignizace • Tento gen se chová dominantně – k projevům dochází i při mutaci jedné alely!

29. WT1, PTEN, BRCA 1, 2 • Defekty WT1 – Wilmsův nádor ledviny • Defekty PTEN – četné nádory v pokročilých stádiích vývoje (glioblastomy, melanoblastomy, atd.) • Defekty BRCA 1 – predispozice a familiární výskyt karcinomů mléčné žlázy, ovaria a pravděpodobně prostaty a tlustého střeva • Defekty BRCA 2 – navíc predispozice ke karcinomu pankreatu a hrtanu

30. p16INK4 • Inhibitor CDK4, 6 • Defekty p16 • Maligní melanom • Karcinom jícnu • Karcinom pankreatu • Karcinom žaludku • Glioblastom, atd.

31. Literatura • Z. Kolář – Základy molekulární patologie • Z. Kolář a kol. – Molekulární patologie nádorů