Onkogeny a ndorov supresory Historie 1911 Rous penosn

Onkogeny a nádorové supresory

Historie • • • 1911 - Rous – přenosný sarkom u kuřat Etiologické agens – retrovirus (RSV) Retrovirus ü RNA virus ü Reverzní transkriptáza (Temin, Říman) – přepis z RNA do hostitelské DNA ü Inkorporovaný virus – provirus ü Geny viru schopné indukovat nádorovou transformaci – virové onkogeny ü 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 Aktivace ü Bodová mutace ü Amplifikace (zmnožení) genu ü Delece (ztráta části sekvence DNA) genu ü Přestavba chromozomu ü 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 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 ü ü ü 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 ü Intracelulární proteinkináza – aberace vedoucí k vyšší kinázové aktivitě stimulují nádorový růst Abl Erb ü ü erb. A, erb. B c-erb. B-2 identický s HER 2/neu – kóduje receptor podobný EGFR (epidermální růstový faktor)

Amplifikace HER 2/neu (c-erb. B-2) v karcinomu mléčné žlázy

3. Onkogeny kódující růstové faktory Int Sis ü Odvozen od genu pro PDGF (destičkový růstový faktor) ü Silný mitogen mezenchymálních buněk

4. Onkogeny kódující signální transduktory Ras ü Cca 15% nádorů obsahuje mutovaný ras ü Aktivní ras s navázaným GTP ü Neaktivní ras s navázaným GDP (konverze pomocí GTPázy) ü Signální dráha ras-raf-MAP-fos+jun (viz. fólie)

5. Onkogeny inaktivující nádorové supresory E 6, E 7, MDM-2 ü E 6, E 7 – součást onkogenních HPV (lidský papilomavirus) ü Komplexy s p 53 a p. RB a jejich inaktivace – imortalizace buněk – nádorový růst (viz. fólie)

6. Onkogeny blokující apoptózu Rodina BCL-2 ü 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 • • • p 53 p. Rb NF-1 NF-2 APC WT-1 PTEN BRCA 1, 2 p 16 INK 4

p 53 „Guardian of genome“, molekula roku 1992 • Chromozom 17 p 13. 1 • Defekty p 53 v lidských nádorech patří mezi nejčastější (mutace obou alel) • Mutace – somatické buňky i germinální buňky • Nemutovaný p 53 – „wild type“ – kontrolní místo přechodu G 1 -S a G 2 -M (viz. fólie)

Struktura proteinu p 53 (převzato z Cell. Mol. Life Sci. , Vol 55, p 17, 1999)

Funkce p 53 (převzato z Cell. Mol. Life Sci. , Vol 55, p 22, 1999)

Detekce p 53 • • Imunohistochemie Western blotting „wild type“ p 53 nestabilní Mutovaný p 53 – stabilní – možnost detekce

p. RB • Nefosforylovaná forma p. RB – aktivní – blokuje přestup z G 1 do S fáze • Fosforylovaná nebo hyperfosforylovaná forma p. RB – neaktivní – proliferace • Retinoblastom – maligní nádor retiny • Obě alely p. RB mutovány nebo deletovány • 1/3 případů – vrozený defekt jedné alely – k rozvoji nádoru nutný defekt druhé alely (LOH)

NF 1, NF 2 • Defekty NF 1 – neurofibromatóza typu 1 (mnohočetné benigní neurofibromy, hyperpigmentace kůže, abnormality skeletu), jiné nádory (feochromocytom, meningiom) • Defekty NF 2 – 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!

WT 1, PTEN, BRCA 1, 2 • Defekty WT 1 – 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

p 16 INK 4 • Inhibitor CDK 4, 6 • Defekty p 16 ü Maligní melanom ü Karcinom jícnu ü Karcinom pankreatu ü Karcinom žaludku ü Glioblastom, atd.

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