Onkogeny a nádorové supresory
Historie • •
Francis) Peyton Rous (October 5, 1879 – February 16, 1970) He made his seminal observation, that a malignant tumor growing on a domestic chicken could be transferred to another fowl simply by exposing the healthy bird to a cell-free filtrate, in 1911. This finding, that cancer could be transmitted by a virus (now known as the Rous Sarcoma Virus, a retrovirus), was widely discredited by most of the field's experts at that time. Although clearly some influential researchers were impressed enough to nominate him to the Nobel Committee as early as 1926 (and in many subsequent years, until he finally received the award, 55 years later—this may be a record for the time between a discovery and a Nobel Prize).
Historie Retroviry nemají svou dědičnou informaci zapsanou
v DNA, ale v jí příbuzné kyselině ribonukleové (RNA). V napadené buňce se virové geny přepíšou do DNA a začnou buňku ovládat. Profesor Svoboda (1934) přispěl k objevu této takzvané reverzní transkripce procesu, jímž retroviry kopírují svou RNA do DNA. Za objev reverzní transkripce byla v roce 1975 udělena Nobelova cena a laureáti David Baltimore, Renato Dulbecco a Howard Martin Temin uváděli Svobodu jako osobnost, která měla tuto cenu také sdílet. Vzhledem k situaci v komunistickém Československu to prý nebylo možné.
Historie 1911 - Rous – přenosný sarkom u kuřat Etiologické agens – retrovirus (RSV)
Retrovirus RNA virus Reverzní transkriptáza – 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
Onkogeny Virové onkogeny (v-onc) – geny retrovirů zodpovědné za maligní transformaci
Celulární onkogeny (c-onc) – geny vznikající aktivací protoonkogenů
Protoonkogeny Kódují proteiny důležité pro růst a diferenciaci V případě jejich abnormální aktivace - chybná
exprese nebo jejich kvalitativní změna potencionální onkogeny
Protoonkogeny-aktivace-onkogeny Aktivace Bodová mutace
Amplifikace (zmnožení) genu Delece (ztráta části sekvence DNA) genu Přestavba chromozomu
Inzerční mutageneze
Přestavba chromozomu
Přestavba chromozomu
16
16
Přestavba chromozomu
Přehled a lokalizace onkogenů a nádory suprimujících genů (převzato z R. Hesketh, The Oncogene Facts Book, Academic Press, p 41, 1995)
Funkce celulárních onkogenů 1. 2. 3. 4. 5. 6.
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
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
2. Onkogeny kódující proteinkinázy (intracelulární a transmembránové) a receptory růstových faktorů )
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)
Amplifikace HER2/neu (c-erbB-2) v karcinomu mléčné žlázy
3. Onkogeny kódující růstové faktory
Int Sis Odvozen od genu pro PDGF (destičkový růstový
faktor) Silný mitogen mezenchymálních buněk
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
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
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)
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“
Nádorové supresory - přehled p53 pRb
NF-1 NF-2 APC
WT-1 PTEN BRCA 1,2
p16 INK4
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
Struktura proteinu p53
(převzato z Cell. Mol. Life Sci., Vol 55, p 17, 1999)
Funkce p53
(převzato z Cell. Mol. Life Sci., Vol 55, p 22, 1999)
Detekce p53 Imunohistochemie Western blotting „wild type“ p53 nestabilní Mutovaný p53 – stabilní – možnost detekce
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)
NF1, NF2 Defekty NF1 – neurofibromatóza typu 1
(mnohočetné benigní neurofibromy, hyperpigmentace kůže, abnormality skeletu), jiné nádory (feochromocytom, meningiom) Defekty NF2 – neurinom akustiku, gliomy, meningiomy
APC Mutace APC – familiární adenomatózní
polypóza (FAP) tračníku – vysoký potenciál malignizace Tento gen se chová dominantně – k projevům dochází i při mutaci jedné alely!
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
WT1, PTEN, BRCA 1, 2 Inhibitor CDK4, 6 Defekty p16 Maligní melanom Karcinom jícnu Karcinom pankreatu Karcinom žaludku Glioblastom, atd.
