Onkogeny a nádorové supresory

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

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

Retrovirové onkogeny Akutně transformující viry Pomalu transformující viry (inzerční mutageneze)

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

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

Přestavba chromozomu

Přestavba chromozomu

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 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 (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)

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 (viz. fólie)

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)

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)

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

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 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 (viz. fólie)

Struktura proteinu p53 (převzato z Cell. Mol. Life Sci 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

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

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