ONCOGNESIS DIFERENCIAS ENTRE UNA CLULA NORMAL Y UNA

ONCOGÉNESIS

DIFERENCIAS ENTRE UNA CÉLULA NORMAL Y UNA CÉLULA TUMORAL CARACTERISTICAS DEPENDENCIA DEL ANCLAJE EN SUPERFICIE SÓLIDA CÉLULA NORMAL CÉLULA TUMORAL X ü DEPENDENCIA DEL SUERO (FACTORES DE CRECIMIENTO) ü X INHIBICIÓN DEPENDIENTE DE LA DENSIDAD (POR CONTACTO) ü X ORGANIZACIÓN DEL CITOESQUELETO ü X FORMACIÓN DE TUMORES EN ANIMALES DE EXPERIMENTACIÓN X ü

Los epidemiólogos sugirieron que la mejor forma de explicar que la incidencia del cáncer aumente con la edad sería que la tumorigénesis necesitara de la sucesión de una serie de pasos… • 1/106 posibilidades para que un gen esté mutado por cada ciclo celular. • 1016 ciclos celulares/vida. • 3 mutaciones: 1/106 x 1/106 = 1/1018 • Dado que existen 1016 ciclos celulares en vida, 1016/1018 = 1/100 (n° de personas que padecen cáncer).

LOS GENES «INVOLUCRADOS» • PROTO-ONCOGENES • GENES SUPRESORES DE TUMORES • TELOMERASA

LOS TRES «GOLPES» NECESARIOS PARA EL CÁNCER 1) PROTO-ONCOGEN MUTADO 2) GENES SUPRESORES DE TUMORES 3) TELOMERASA ACTIVA GANANCIA DE FUNCION PÉRDIDA DE FUNCIÓN ONCOGEN

SEIS CAUSAS DE ONCOGÉNESIS MUTACION PUNTUAL TRASLOCACION AMPLIFICACION GÉNICA DELECION INSERCIÓN DE UN GENOMA VIRAL EN GENES CELULARES • EXPANSION DE SECUENCIAS REPETITIVAS DE NT POR FALLA EN LA REPARACION DEL ADN • • •

1. PROTO-ONCOGENES • Los proto-oncogenes son genes que codifican proteínas con funciones biológicas fisiológicas. • Un proto-oncogen alterado se llama ONCOGEN, el cual cumple la misma función del proto-oncogen pero en cantidades aumentadas.

Hay estímulo La proteína actúa No Hay estímulo La proteína NO actúa No Hay estímulo La proteína actúa CÁNCER

Los proto-oncogenes codifican componentes de las cascadas de transducción de señales

Los oncogenes virales tienen homólogos celulares

2. GENES SUPRESORES DE TUMORES Superficie celular Gen Función Tumores asociados con mutaciones somáticas Tumores asociados con mutaciones hereditarias Receptor de TGF-β Inhibición del crecimiento Ca. de colon Desconocidos Cadherina-E Adherencia celular Ca. de estómago, mama Ca. gástrico familiar Bajo la membrana citoplasmática Gen Función Tumores asociados con mutaciones somáticas Tumores asociados con mutaciones hereditarias NF-1 Inhibición de la transducción de la señal ras Schwannomas Neurofibromatosis tipo 1 y sarcomas Gen Función Tumores asociados con mutaciones somáticas Tumores asociados con mutaciones hereditarias NF-2 Desconocida Schwannomas y meningiomas Neurofibromatosis tipo 2, meningiomas y schwannomas del acústico Citoesqueleto

2. GENES SUPRESORES DE TUMORES Citosol Gen Función Tumores asociados con mutaciones somáticas Tumores asociados con mutaciones hereditarias APC Inhibición de la transducción de la señal Ca. de estómago, colon, páncreas, melanoma Poliposis poliadenomatosa familiar; cáncer de colon Gen Función Tumores asociados con mutaciones somáticas Tumores asociados con mutaciones hereditarias Rb Regulación del ciclo celular Retinoblastoma, osteosarcoma, ca. de mama, colón, pulmón Retinoblastoma, osteosarcoma p 53 Regulación del ciclo celular y apoptosis en respuesta a la lesión de DNA Casi todos los cánceres humanos Sdme. De Li-Fraumeni; numerosos carcinomas y sarcomas WT-1 Transcripción nuclear Tumor de Wilms p 16 (INK 4 a) Regulación del ciclo celular por inhibición de las cinasas dependientes de las ciclinas Ca. de páncreas, esófago Melanoma maligno BRCA-1 Reparación del DNA Carcinomas de la mama femenina y del ovario BRCA-2 Reparación del DNA Carcinomas de la mama femenina y masculina Núcleo

2. GENES SUPRESORES DE TUMORES • p 53 (17 p 13) ü Proteína tetramérica ü Guardián del genoma ü Herencia dominante con dominancia negativa ü Síndrome de Li-Fraumeni

p 53 p 21 GADD 45 BAX Detiene el ciclo celular Repara el ADN dañado Apoptosis

2. GENES SUPRESORES DE TUMORES • p. RB (13 q 14) ü Proteína del Retinoblastoma

- Herencia Dominante (Mutación en línea germinal de un alelo) - Expresión Recesiva (Se suma una mutación en célula somática): Pérdida de la Heterocigosis - Hay formas de retinoblastoma no familiar (forma esporádica)

2. GENES SUPRESORES DE TUMORES • GENES REPARADORES DEL ADN ü Herencia recesiva ü Cáncer colorrectal hereditario no polipósico, Sdme. De Bloom, Ataxia telangectasia, Xeroderma pigmentoso, Anemia de Fanconi

MECANISMOS DE REPARACION • Las células disponen de diversos mecanismos de aviso o de emergencia • Alertar sobre la aparición de alteraciones: pueden afectar su funcionalidad e integridad Mecanismos para detectar daños en el genoma y repararlos

IMPORTANCIA CLINICA Origen de las enfermedades neoplásicas Debido a mutaciones en uno a varios genes responsables de la síntesis de proteínas reparadoras Algunos tumores acumulan mutaciones a una velocidad 100 veces mayor que las células normales

CAUSAS DE DAÑO • • RADIACIONES ( rayos X y UV ) Agentes citostáticos Agentes hidrocarbonados Agentes policíclicos Agentes alquilantes Radicales de oxígenos ERRORES EN LA REPLICACIÓN Etc…….

5 MECANISMOS DIFERENTES DE REPARACIÓN DEL ADN • REPARACIÓN POR EXCISIÓN DE BASES • REVERSIÓN DIRECTA DEL DAÑO • REPARACION POR EXCISION DE NUCLEOTIDOS • MISMATCH REPAIR • REPARACIÓN POR RECOMBINACIÓN HOMÓLOGA

A. REPARACIÓN POR EXCISIÓN DE BASES Elimina y reemplaza las bases alteradas del ADN por acción de enzimas glicosiladas

MECANISMO

B. REVERSIÓN DIRECTA DEL DAÑO POR ALQUILACIÓN

• Estas modificaciones pueden generar una base alquilada, por ejemplo , O 6 – metilguanina • Muchas enzimas reconocen a las bases modificadas en los nucleótidos de ADN y las restablecen a su estado original O 6 – metilguanina- ADN metiltransferasa

O 6 – metilguanina – Causa la incorporación de Timina en vez de Citosina durante la duplicación del ADN O 6 – metilguanina - ADN metiltransferasa Transfiere el grupo metilo de esta base modificada a uno de sus residuos de cisteína

IMPORTANCIA CLINICA Los agentes metilantes o alquilantes se utilizan en el tratamiento de muchos tumores Bajo espectro de tumores responden a estos agentes

C. REPARACION POR EXCISION DE NUCLEOTIDOS Cortes en las secuencias alteradas de nucleótidos • Un oligonucleótido que contiene una secuencia lesionada, es cortado del ADN, por una endonucleasa • El hueco es rellenado por la polimerasa • Unido por la ligasa.

Daño por luz UV

MECANISMO

ALTERACION DE ESTE MECANISMO: XERODERMA PIGMENTOSO La enfermedad autosómica recesiva del Xeroderma pigmentosum xero = seca - derma= piel Se debe a la falta de poder reparador de la piel de las lesiones causadas por la luz UV

D. MISMATCH REPAIR Corrige los errores ocasionales de replicación • RER+ • RERReparación de errrores de replicacion

Los pacientes con alteraciones en el missmatch repair tiene elevada predisposición al cáncer colorrectal y a otros tipos de tumores.

ALTERACION DE ESTE MECANISMO: CÁNCER COLORRECTAL HEREDITARIO NO POLIPÓSICO (SDME. DE LYNCH) • Cáncer de colon derecho en asociación a tumores en páncreas, ovario, endometrio, útero, conducto biliar. • Causas: 60% mutación de MSH 2, 30% mutación de MLH 1 y 10% desconocido • 90% de los individuos con mutación detectada desarrollarán el cáncer.

E. REPARACIÓN POR RECOMBINACIÓN HOMÓLOGA (HRR)

ALTERACION DE ESTE MECANISMO: SDME. DE BLOOM

ALTERACIÓN DE ESTE MECANISMO: ANEMIA DE FANCONI

ALTERACIÓN DE ESTE MECANISMO: ATAXIA TELANGIACTASIA

INHIBICION DE ADN-PK • Agentes quimioterapeúticos provocan la ruptura de la doble cadena de ADN DSB -doble strand break- La ADN proteína quinasa o DNA-PK repara los DSB Inactivación de ADN-PK para potenciar el efecto quimio

3. TELOMERASA • Los telómeros son secuencias nucleotídicas repetitivas (TTAGGG) en los extremos de los cromosomas de los organismos eucariotas. • La mayoría de los procariotas no tienen telómeros.

Los telómeros tiene forma de rulo «t-loop y d-loop» protegidos por 2 proteínas TRF 1 y TRF 2 (Factor de unión a la repetición telomérica 1 y 2) que mantiene la estabilidad del cromosoma.

EL TELÓMERO CONSISTE EN UNA SECUENCIA NUCLEOTÍDICA REPETITIVA CON UNA SECUENCIA DE CADENA SIMPLE CON UN EXTREMO 3’ LIBRE ¿PORQUÉ? CON CADA REPLICACIÓN, EL ADN SE VA ACORTANDO

EL PROBLEMA DE LA REPLICACION El primer de RNA cerca del extremo del cromosoma en la hebra retrasada no puede ser reemplazado por ADN ya que la ADN polimerasa polimeriza sólo a partir de un cebador.

LA SOLUCIÓN… LA TELOMERASA SE TRATA DE UNA RIBONUCLEOPROTEÍNA CON DOS SUBUNIDADES: UNA TRANSCRIPTASA REVERSA (h. TERT) Y UNA SECUENCIA CEBADORA DE ARN (h. TR) COMPLEMENTARIA AL TELÓMERO.

REPLICACIÓN DEL ADN TELOMÉRICO CON CADA REPLICACIÓN, EL ADN SE VA ACORTANDO - RIBONUCLEOPROTEÍNA - TRANSCRIPTASA INVERSA - POSEE CEBADOR DE ARN

ACCIÓN DE LA TELOMERASA ACTIVA EN CÉLULAS MADRE, CÉLULAS GERMINALES, LINFOCITOS ACTIVADOS, CÉLULAS ENDOMETRIALES DURANTE EL CICLO MENSTRUAL Y CÁNCER

REGULACION DE LA TELOMERASA • Regulación transcripcional del h. TERT - Inhibición de la expresión génica por unión de factores de transcripción al promotor: Mad/Max, p 53, p. RB/E 2 F, WT 1, MZF-2 - Activación de la expresión génica por unión de factores de transcripción al promotor: c-Myc/Max, Sp 1, HPV E 6 y hormonas esteroideas. • Regulación funcional del h. TERT - Inhibición: TRF 1 - Estimulación: TANKYRASA