Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

VZNIK NÁDOROVÉ BUŇKY RNDr. Jan Šrámek 2013 Seminář molekulární a buněčné biologie.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "VZNIK NÁDOROVÉ BUŇKY RNDr. Jan Šrámek 2013 Seminář molekulární a buněčné biologie."— Transkript prezentace:

1 VZNIK NÁDOROVÉ BUŇKY RNDr. Jan Šrámek 2013 Seminář molekulární a buněčné biologie

2 O čem si budeme povídat  Buněčná transformace  Vlastnosti transformovaných buněk  Mechanismy transformace  Kancerogeny  Nádory a jejich rozdělení  Nádorová terapie 2

3 Buněčná transformace  Co je to buněčná transformace? 3

4 Buněčná transformace  Co je to buněčná transformace?  Proces při kterém z normální buňky vzniká buňka nádorová  Nádorová buňka = transformovaná buňka  Ne všechny transformované buňky jsou nádorové buňky (buňky v buněčných kulturách) 4

5 Vlastnosti transformovaných buněk  Jaké jsou typické vlastnosti transformovaných buněk? 5

6 Vlastnosti transformovaných buněk  Jaké jsou typické vlastnosti transformovaných buněk?  Snížená závislost proliferace na cytokinech  Ztráta „anchorage dependence“ 6

7 7

8 Vlastnosti transformovaných buněk  Jaké jsou typické vlastnosti transformovaných buněk?  Snížená závislost proliferace na cytokinech  Ztráta „anchorage dependence“  Schopnost neregulovaného klonálního růstu, ztráta kontaktní inhibice 8

9 9

10 Vlastnosti transformovaných buněk  Jaké jsou typické vlastnosti transformovaných buněk?  Snížená závislost proliferace na cytokinech  Ztráta „anchorage dependence“  Schopnost neregulovaného klonálního růstu, ztráta kontaktní inhibice  Nesmrtelnost (uvolnění ze závislosti „lifespan limit“) a rezistence k apoptóze  Neschopnost diferenciace  Schopnost indukce angiogeneze  Změna v povrchových molekulách a ve stavbě chromozomů (CD44, annexiny, aj.)  Genetická nestabilita 10

11 11

12 Vlastnosti transformovaných buněk  Jaké jsou typické vlastnosti transformovaných buněk?  Snížená závislost proliferace na cytokinech  Ztráta „anchorage dependence“  Schopnost neregulovaného klonálního růstu, ztráta kontaktní inhibice  Nesmrtelnost (uvolnění ze závislosti „lifespan limit“) a rezistence k apoptóze  Neschopnost diferenciace  Změna v povrchových molekulách a ve stavbě chromozomů  Genetická nestabilita Rakovinné buňky se nedělí rychleji nebo jinak než normální buňky, ale množí se pořád (v čase i prostoru) 12

13 Mechanismy transformace 1) Co je podstatou mechanismu buněčné transformace? 2) Co jsou onkogeny a co anti-onkogeny, jmenujte nějaké. 3) Kolik je zhruba potřeba akumulovat genetických změn, aby vznikla nádorová buňka? 4) Jaké jsou nejčastější genetické změny (typy) při procesu buněčné transformace? 5) Jaká je hypotetická pravděpodobnost vzniku nádoru u člověka? 6) Co může pozitivně ovlivnit incidenci rakoviny? 7) Co může negativně ovlivnit incidenci rakoviny? 13

14 Mechanismy transformace Jaké jsou mechanismy transformace?  Několikastupňový proces (incidence koreluje s věkem) 14

15 Několikastupňový proces 1. mutace 2. mutace 3. mutace 4. mutace Nádorová buňka 15 Postupné hromadění genetických změn (4–7 mutací), v rámci desítek různých genů.

16 Mechanismy transformace Jaké jsou mechanismy transformace?  Několikastupňový proces (incidence koreluje s věkem)  Nevratný proces  Pod selekčním tlakem 16

17 Proces pod selekčním tlakem 17

18 Mechanismy transformace  Několikastupňový proces (incidence koreluje s věkem)  Nevratný proces  Pod selekčním tlakem  Spontánní × indukovaný  Genetické změny (mutace):  Frekvence vzniku nádoru (zahrnuje 4 mutace, frekvence vzniku spontánní mutace 10 -6, počet buněčných dělení )  1 člověk ze 100 milionů × skutečnost.  Působení kancerogenů a následné zvýšení kumulace mutací × imunitní systém 18

19 Mechanismy transformace  Několikastupňový proces (incidence koreluje s věkem)  Nevratný proces  Pod selekčním tlakem  Spontánní × indukovaný  Genetické změny (mutace):  Frekvence vzniku nádoru (zahrnuje 4 mutace, frekvence vzniku spontánní mutace 10 -6, počet buněčných dělení )  1 člověk ze 100 milionů × skutečnost.  Působení kancerogenů a následné zvýšení kumulace mutací × imunitní systém Působení mutagenů Incidence rakoviny Imunitní systém Incidence rakoviny 19

20 Teorie imunitního dozoru Co je podstatou teorie imunitního dozoru? 20

21 Teorie imunitního dozoru Co je podstatou teorie imunitního dozoru?  Většina nádorových buněk organismu je eliminována imunitním systémem (Tc-lymfocyty).  Průměrná délka lidského dříve 35–40 let. Dnes v průmyslově vyspělých zemích výrazně vyšší.  Maximální výkonnost imunitního systému mezi 30–40 lety života.  Incidence rakoviny výrazně vyšší po 40 letech života. 21 Vznik nádorů jako důsledek selhání imunitního systému při eliminaci nádorových buněk

22 Úloha genetických změn  Kumulace genetických změn  Primární úloha onkogenů a antionkogenů (tumor supresorové geny)  Změna funkce a/nebo hladiny exprese onko-/antionkoproteinů prostřednictvím především: Bodových mutací Delecí Chromosomálních translokací Genových amplifikací  Změna kvality × změna kvantity (c-ras)(c-myc, c-myb, N-ras)) (c-abl) 22

23 Translokace Abl proto-onkogenu (tyrosin kináza) za promotor pro Bcr protein. Bcr protein je hojně produkován v lymfocytech, má silný promotor. Fúzovaný protein má abnormální buněčnou lokalizaci a zvýšenou tyrozin-kinázovou aktivitu (chybí regulační doména)  žádná regulace signalizace  výrazná změna kvality. Zároveň výrazně zvýšená exprese díky promotoru genu Bcr  výrazná změna kvantity Zodpovědný za řadu typů leukémií. Filadelfský chromozom Regulační doména Tyrosin-kinázová doména 23

24 Protein s GTPázovou funkcí Signální molekula Mutace proteinu Ras vede k jeho nepřetržité aktivaci  zvýšení exprese proteinů stimulující buněčné dělení  vznik nádoru Bodová mutace genu c-ras Ras 24

25 Kancerogeny 1. Co jsou kancerogeny a jak působí? 2. Jaké tři základní skupiny kancerogenů rozeznáváme? 3. Uveďte příklad každého typu kancerogenu. 4. Jakým mechanismem působí chemické kancerogeny buněčnou transformaci? 5. Co způsobuje ionizující záření? 6. Co způsobuje UV záření? 25

26 Kancerogeny Na základě interakce s DNA způsobují genetické změny (mutace) vedoucí k transformaci buňky Tři základní typy kancerogenů:  Chemické  Fyzikální  Biologické 26

27 Chemické kancerogeny Analogy bází: 5-bromuracil (BU) – nahrazuje T  transice bazí Látky modifikující báze: HNO 2 : deaminuje C na U, A na hX, G na X  transice HSO - 3 : deaminuje C na U  transice NH 2 OH H 2 N-O-CH 3 Alkylační látky: alkylsulfáty, N-alkyl-N-nitrózaminy (dusičnany). Alkylují C, T a G  blokují nebo mění párování bází, vytváří mezi- a vnitrořetězcové křížové vazby  blokace replikace a transkripce Psoraleny: interkalární látky, furokumarin, 8-metoxypsoralen Polycyklické uhlovodíky: P-450, benzopyren Prokancerogeny: nutná metabolická aktivace N-acetyl-2-aminofluoren (AAF), Benzopyren, Aflatoxiny, dusičnany a další Způsobují tranzice, transverze a modifikace bazí. 27

28 Fyzikální kancerogeny  Ionizující záření:  dsDNA zlomy → chromozomální translokace  vznik křížových vazeb (kovalentní vazba mezi protilehlými nukleotidy)  modifikace bazí (8-hydroxyguanin, 5-hydroxymetyluracil…)  UV záření: excitace atomů  vznik tyminových dimerů 28

29 Biologické kancerogeny 29 1.Jaký je mechanismus vzniku nádorové buňky v důsledku působení onkogenního viru?

30 30

31 Biologické kancerogeny 31 1.Jaký je mechanismus vzniku nádorové buňky v důsledku působení onkogenního viru? 2.Jaké viry (uveďte příklady) působí jako kancerogeny?

32 Biologické kancerogeny  Viry:  onkogenní RNA viry: retroviry (klasické onkogeny) HIV – zřejmě pouze podpůrná funkce, Kaposiho sarkom… lidský lymfotropní virus typu I a II (HTLV-1, HTLV-2) – T-leukémie, lymfomy HCV – hepatokarcinomy  onkogenní DNA viry: papovaviry (HPV) – anogenitální nádory herpesviry – virus Epstein-Barrové (EBV) – lymfomy (BL, HD), nazofaryngeální karcinomy (NPC); aj. (HCMV; HSV-2; KSHV) hepadnaviry – virus hepatitidy B (HBV) – hepatokarcinomy adenoviry u zvířat 32

33 Biologické kancerogeny  Viry:  onkogenní RNA viry: retroviry (klasické onkogeny) HIV – zřejmě pouze podpůrná funkce, Kaposiho sarkom… lidský lymfotropní virus typu I a II (HTLV-1, HTLV-2) – T-leukémie, lymfomy HCV – hepatokarcinomy  onkogenní DNA viry: papovaviry (HPV) – anogenitální nádory herpesviry – virus Epstein-Barrové (EBV) – lymfomy (BL, HD), nazofaryngeální karcinomy (NPC); aj. (HCMV; HSV-2; KSHV) hepadnaviry – virus hepatitidy B (HBV) – hepatokarcinomy adenoviry u zvířat 33

34 HPV  Genom viru kružnicová dsDNA (8 kb)  Protein E7  inhibice Rb-proteinu  inaktivace p21 Cip a p27 Kip  ruší inhibiční působení TGF-  na růst buněk  způsobuje tvorbu násobných centrozóm  Protein E6  degradace p53 (užitím ubiquitin ligázy E6AP)  interaguje s Bak (inhibice apoptózy)  aktivuje expresi hTERT (aktivace telomerázy)  Genom se integruje do více míst hostitelského genomu  Integrace však specifická vzhledem ke genomu viru – porucha exprese genu pro protein E2 (reguluje expresi E6 a E7) 34

35 Podíl proteinů E6 a E7 papilomavirů na transformaci buňky 35

36 Podíl proteinů E6 a E7 papilomavirů na transformaci buňky 36

37 Biologické kancerogeny  „Infekční“ rakovina:  CTVT u psů (Stickerův sarkom)  nevirová parazitická rakovina Švanových buněk (DFTD) u Ďábla medvědovitého (Sarcophilus harrisii) Histiocyty 37

38 Tumor 1) Co to je a jaká je jeho funkce v organismu? 2) Kolik transformovaných buněk stačí ke vzniku nádoru? 3) Kde v organismu nejčastěji vzniká? 4) Jaký je rozdíl mezi benigním a maligním tumorem? 5) Do jakých základních skupin klasifikujeme tumory? 6) Co je to metastáze a jak vzniká? 38

39 Tumor  Útvar tvořený rakovinnými a pojivovými buňkami, které jsou pod kontrolou rakovinných buněk (stroma a buňky krevních cév).  Nemá v organismu fyziologickou funkci  Jeho růst není v koordinaci s růstem okolních tkání a rovnovážným stavem organismu.  V organismu vzniká zejména na místech s vysokou proliferační aktivitou, která jsou současně nejvíce vystavena působení kancerogenů, tj. zejména epitely (kůže, plíce, trávicí trakt, ale i prsní žláza)  Ke vzniku nádoru stačí jediná transformovaná buňka! (klonální charakter) 39

40 Podle schopnosti infiltrovat do jiné tkáně:  Benigní (nezhoubné): pevný ohraničený útvar, lokalizován v jednom místě, pomalu proliferující, symtomy lokálního charakteru.  Maligní (zhoubné): pronikají do okolních tkání a prostřednictvím krevního a lymfatického systému do celého těla, v nových tkáních vyvolávají tvorbu sekundárních nádorů (metastází)  Z tohoto pohledu lze klasifikovat nádory na primární a sekundární. Klasifikace nádorů I 40

41 Podle zdrojového typu buněk (tkání):  Karcinomy – nádory epiteliálních buněk (asi 89 % lidských nádorů)  Sarkomy – pevné nádory vzniklé z podpůrných či pojivových buněk (tkání) – svalů, kostí, chrupavky (asi 2 % lidských nádorů)  Leukémie a lymfomy – odvozené od hematopoetických buněk a buněk imunitního systému (asi 8 % lidských nádorů)  Gliomy – nádory odvozené z nervové tkáně (asi 1 % lidských nádorů) Klasifikace nádorů II 41

42 Podle postiženého orgánu (tkáně):  karcinom plic  kolorektální karcinom  nádor prsu  nádor těla děložního  nádor prostaty  nádor žaludku  nádor vaječníků  akutní myeloidní leukémie  a mnoho dalších Klasifikace nádorů III 42

43 Vznik metastáze Primární nádor Sekundární nádor - metastáze 43

44 Nádorová terapie 1. Jaké jsou základní přístupy při nádorové terapii? 2. Jaká chemoterapeutika znáte a jaký je obecný mechanismus jejich působený? 3. Jaké další preparáty se používají? 4. Co je to genová terapie? 44

45 Nádorová terapie Klasické přístupy: Místní terapie - chirurgický zásah, lokální ozařování (  záření) Systémový přístup k terapii (v kombinaci s chirurgickým zásahem a ozařováním) - Chemoterapie Chemoterapie: Cytotoxické látky: Cyklofosfamid, cisplatina, metotrexát, doxorubicin (interakce s DNA) Cytostatika: Vinca alkaloidy (vinblastin, vinkristin), taxany Použití cytokinů v terapii: Inhibitory buněčné proliferace a induktory apoptózy: Interferony, TNF Podpůrné působení cytokinů: IL-2, GM-CSF Biologická léčba (cílená léčba [Genová terapie]): “Antisense” oligonukleotidy: proti příslušným onkogenům Transfekce: funkční anti-onkogeny …. 45

46 Biologická léčba (cílená léčba) Využívá obranyschopnost organismu a cílená léčiva (modifikátory imunitní odpovědi) se specifickým účinkem  zastavuje, napravuje nebo omezuje procesy umožňující nádorový růst  označuje nádorové buňky  zlepšuje schopnost některých buněk imunitního systému (T-lymfocyty, makrofágy) ničit nežádoucí buňky  mění růstové schopnosti nádorových buněk  blokuje či napravuje procesy, které ze zdravé buňky dělají buňku nádorovou  zlepšuje schopnost organismu opravovat a nahrazovat buňky poškozené jinými typy protinádorové léčby  zabraňuje šíření nádorových buněk 46

47 Biologická léčba Preparáty:  Monoklonální protilátky  Diferenciační léčba  Inhibitory proteasomu, tyrosinkináz  Antiangiogenní léčba  Antisense oligonukleotidy Vysoké ceny specifických preparátu Využívá se v přesně definovaných situacích a vzhledem k extrémní finanční náročnosti pouze po splnění daných kritérií:  vhodný podtyp nádoru  vyčerpání jiných možností léčby  dosažení nežádoucích účinků předchozí léčby 47

48 Monoklonální protilátky 48

49 Biologická léčba Preparáty:  Monoklonální protilátky  Diferenciační léčba  Inhibitory proteasomu, tyrosinkináz  Antiangiogenní léčba  Antisense oligonukleotidy Vysoké ceny specifických preparátu Využívá se v přesně definovaných situacích a vzhledem k extrémní finanční náročnosti pouze po splnění daných kritérií:  vhodný podtyp nádoru  vyčerpání jiných možností léčby  dosažení nežádoucích účinků předchozí léčby 49

50 Diferenciační terapie Nádorová buňka Specifický preparát Diferenciovaná buňka Progenitorová buňka Mutace Diferenciovaná buňka Vývojová řada 50

51 Biologická léčba Preparáty:  Monoklonální protilátky  Diferenciační léčba  Inhibitory proteasomu, tyrosinkináz  Antiangiogenní léčba  Antisense oligonukleotidy Vysoké ceny specifických preparátu Využívá se v přesně definovaných situacích a vzhledem k extrémní finanční náročnosti pouze po splnění daných kritérií:  vhodný podtyp nádoru  vyčerpání jiných možností léčby  dosažení nežádoucích účinků předchozí léčby 51

52 52

53 53

54 Biologická léčba Preparáty:  Monoklonální protilátky  Diferenciační léčba  Inhibitory proteasomu, tyrosinkináz,  Antiangiogenní léčba  Antisense oligonukleotidy Vysoké ceny specifických preparátu Využívá se v přesně definovaných situacích a vzhledem k extrémní finanční náročnosti pouze po splnění daných kritérií:  vhodný podtyp nádoru  vyčerpání jiných možností léčby  dosažení nežádoucích účinků předchozí léčby 54

55 Anti-angiogenní terapie 55

56 Biologická léčba Preparáty:  Monoklonální protilátky  Diferenciační léčba  Inhibitory proteasomu, tyrosinkináz,  Antiangiogenní léčba  Antisense oligonukleotidy Vysoké ceny specifických preparátu Využívá se v přesně definovaných situacích a vzhledem k extrémní finanční náročnosti pouze po splnění daných kritérií:  vhodný podtyp nádoru  vyčerpání jiných možností léčby  dosažení nežádoucích účinků předchozí léčby 56

57 Antisense oligonukleotidy 57

58 Biologická léčba Preparáty:  Monoklonální protilátky  Diferenciační léčba  Inhibitory proteasomu, tyrosinkináz,  Antiangiogenní léčba  Antisense oligonukleotidy Vysoké ceny specifických preparátu Využívá se v přesně definovaných situacích a vzhledem k extrémní finanční náročnosti pouze po splnění daných kritérií:  vhodný podtyp nádoru  vyčerpání jiných možností léčby  dosažení nežádoucích účinků předchozí léčby 58

59 Biologická léčba Typy nádorů u kterých připadá biologická léčba v úvahu:  nádory ledvin  nádory prostaty  nádory tlustého střeva  nádory plic  nádory prsu  nádory ženských pohlavních orgánů  melanom  Kaposiho sarkom 59

60 Děkuji za pozornost  Navazující seminář: Mechanismy působení onkogenů a tumor-supresorových genů (č. 130) 60


Stáhnout ppt "VZNIK NÁDOROVÉ BUŇKY RNDr. Jan Šrámek 2013 Seminář molekulární a buněčné biologie."

Podobné prezentace


Reklamy Google