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. Onkogeny kódující transkripční regulační faktory 2. Onkogeny kódující proteinkinázy (intracelulární a transmembránové) a receptory růstových faktorů 3. Onkogeny kódující růstové faktory 4. Onkogeny kódující signální transduktory 5. Onkogeny inaktivující nádorové supresory 6. 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.