La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

By NA 1 Genetica del cancro Lezione 12. By NA 2 Il tumore come network Carcinoma del colon Esempio di progressione a tappe da tumore benigno a tumore.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "By NA 1 Genetica del cancro Lezione 12. By NA 2 Il tumore come network Carcinoma del colon Esempio di progressione a tappe da tumore benigno a tumore."— Transcript della presentazione:

1 By NA 1 Genetica del cancro Lezione 12

2 By NA 2 Il tumore come network Carcinoma del colon Esempio di progressione a tappe da tumore benigno a tumore maligno Iperplasia Le cellule conservano morfologia Cancro in situ Le cellule perdono il contatto con il tessuto Le cellule mutate iniziano a duplicarsi in modo incontrollato Displasia. Le cellule perdono morfologia Cancro invasivo Le cellule divengono invasive e metastatizzano Processo di vascolarizzazione

3 By NA 3 Un punto di vista diverso La selezione agisce attraverso la fitness di un gruppo di individui: chi si riproduce di piu per effetto di mutazioni favorevoli in quel momento e in quel luogo prendera il sopravvento trasferiamo questo concetto ad un gruppo di cellule : una cellula muta, acquisisce un vantaggio proliferativo sfuggendo anche parzialmente al sistema di controllo, si riprodurra piu rapidamente la cellula nellorganismo e sottoposta ad un controllo a molti livelli e difficilmente potra in breve tempo prendere il sopravvento…… almeno finche i sistemi di controllo sono efficienti

4 By NA 4 Due forze contrastanti Una spinge la cellula mutata a prendere il sopravvento e laltra protegge lorganismo nel suo insieme (apoptosi, meccanismi di riparo) questo fa si che almeno fino al momento in cui un organismo si riproduce il numero di mutazioni somatiche che si accumulano nella cellula non raggiungano il livello di guardia: si pensa 6-7 (con le dovute eccezioni), e soprattutto con la nuova generazione si rincomincia. con il tempo i meccanismi di controllo si attenuano e vengono meno………

5 By NA 5 e allora come mai il cancro? se la possibilita di accumulare in una cellula o in un suo clone e bassa come mai ci sono i tumori cosidetti maligni? sostanzialmente ci sono due meccanismi che permettono la progessione: * mutazioni che aumentano la capacita proliferativa incrementando il numero di individui in cui potrebee manifestarsi una seconda, terza …… mutazione * mutazioni che intaccano la stabilita del genoma aumentando il livello di mutazioni nel loro insieme

6 By NA 6 riarrangiamenti multipli

7 By NA 7 riarrangiamenti multipli

8 By NA 8 percorsi che portano alla cancerogenesi possiamo ridurre a due i percorsi che sviando, portano al tumore: percorsi che controllano la nascita di nuove cellule (geni del ciclo cellulare) e percorsi che portano alla morte (geni che controllano lapoptosi) al primo percorso appartengono quei geni (protoncogeni) che nella forma wt promuovono la proliferazione. Quando leffetto della mutazione provoca un gain of function il risultato e un prodotto inappropriato nella sua attivita o nello spazio o nel tempo.Vista la loro funzione wt basta la mutazione di un allele vi ricordo che non e la mutazione in se, ma leffetto che la mutazione ha sulla funzione. il cancro e un fenotipo come gli altri, viene meno una funzione dellindividuo cellula.

9 By NA 9 percorsi che portano alla cancerogenesi al secondo appartengono quei geni che nella versione wt impediscono la progressione del ciclo cellulare (definiti TS tumor suppressor), stimolano lapoptosi, controllano la stabilita del genoma, garantiscono laccuratezza della replicazione, del riparo e della segregazione. Il fenotipo mutante compare quando tutti e due gli alleli sono mutati nella stessa cellula. Il nostro organismo e come un auto in cui i protooncogeni sono laccelleratore e i TS i freni.

10 By NA 10 Oncogeni Era noto che alcuni tumori animali originassero da infezioni virali, questa informazione derivava da esperimenti in vivo ed in vitro. Nelluomo sono pochi quelli dimostrati ad eziologia esogena

11 By NA 11 Oncogeni Quello che ci interessa e che geni portati da virus possono trasformre le cellule ospite. lo studio di questi geni ha permesso di capire cosa sono gli oncogeni. Test in vitro come il NIH-3T3 hanno permesso di chiarire che in tumori di origine non virale sono presenti oncogeni endogeni attivati

12 By NA 12 Oncogeni Il primo oncogene virale identificato (1983) e stato v-sis che corrisponde al gene PDGFB fattore di crescita delle piastrine. La sua espressione incontrollata e concordante con lidea che leccesso di un grow factor porti ad uniperproliferazione. Lanalisi di altri oncogeni ha confermato che la loro funzione e indispensabile per la cellula e che la loro alterata espressione e allorigine dei tumori. Grossolanamente possiamo suddividere gli oncogeni in 5 classi: * fattori di crescita secreti * recettori di membrana * componenti dei sistemi di trasduzione del segnale intracellulare * proteine DNA-binding compresi i fattori di trascrizione * componenti del network delle cicline, delle chinasi-ciclino dipendenti e degli inibitori delle kinasi. Tutti componenti che controllano il normale svolgimento del ciclo cellulare

13 By NA 13 Oncogeni

14 By NA 14 Attivazione protoncogeni Un protoncogene diventa oncogene quando la mutazione provoca un aumento di funzione che puo essere : * quantitativo di un prodotto normale * qualitativo: prodotto leggermente mutato che non puo rispondere al suo controllore, prodotto chimerico originato da un riarrangiamento genomico Le mutazioni sono sempre somatiche, ci sono alcune eccezioni, ma la predisposizione alla comparsa di tumori e un aspetto di sindromi polimalformative a trasmissione auosomica dominante (RAS) Anche il protoncogene RET e particolare: le sue mutazioni con attivazione provocano la MEN2A neoplasia delle ghiandole endocrine che si puo presentare come familiare. Si ritiene che questo comportamento derivi dalla ristrettezza dellespressione del prodotto mutato di RET nello spazio e nel tempo. Da notare che mutazioni con perdita di funzione di questo gene provocano una sindrome neonatale:Morbo di Hirschprung. Anche il protoncogene KIT mutato con perdita di funzione provoca una sindrome familiare con depigmentazione il piebaldismo.

15 By NA 15 Attivazione protoncogeni Amplificazione genica conseguenza di errori casuali nella replicazione del DNA Esempio: cromosomi double minutes e homogeneously staining regions (HSR) double minutes

16 By NA 16 Attivazione protoncogeni Mutazione puntiforme Esempio: nel carcinoma della vescica, il gene ras presenta una mutazione nella sostituzione di una singola base che, a sua volta, provoca la sostituzione di un amminoacido. Tali cambiamenti avvengono in punti caratteristici del gene che conducono a trasformazione cellulare

17 By NA 17 Attivazione protoncogeni Riarrangiamento cromosomico: linfoma di Burkitt t(8;14) c-myc gene catena pesante Ig c-myc si viene a trovare sotto il controllo del promotore del Ig che e un promotore forte e nella serie bianca funziona ad un ritmo elevato: il proto-oncogene perde la propria regolazione e assume quella del Ig. La cellula perde il controllo QUESTO AVVIENE SOLO SE LA TRASLOCAZIONE SI VERIFICA NEI LINFOCITI! traslocazione

18 By NA 18 Attivazione protoncogeni cromosoma non normale chr Philadelphia (1961) Nel 95% dei casi di CML Indagini FISH E MOLECOLARI SI FORMANO DUE GENI DI FUSIONE: - ABL-BCR su DER9 (nessuna proteina prodotta) - BCR-ABL su Ph (proteina di fusione coinvolta nella proliferazone cellulare) ABL BCR ABL/BCR BCR/ABL CML, Leucemia Mieloide Cronica Traslocazione reciproca braccio lungo chr.9 e il braccio lungo chr.22: t(9;22)(q34;q11).

19 By NA 19 Attivazione protoncogeni

20 By NA 20 Attivazione protoncogeni

21 By NA 21 Modalita di espressione Gli oncosoppressori vengono definiti recessivi. Perche? / Perche per manifestare il fenotipo e necessario che entrambi gli alleli siano mutati (anche se le mutazioni possono essere diverse) Gli oncosoppressori sono geni la cui funzione normale non e sensibile alla quantita di prodotto: il mancato funzionamento di un allele non ne pregiudica la funzione. Attenzione: in questo caso il fenotipo di cui si parla e quello della cellula non dellindividuo! Il tumore va considerato come un individuo : allinterno dellorganismo ci sono cloni (individui) che non manifestano il fenotipo perche hanno un allele wild-type. Una cellula di questi cloni per caso muta lallele wild-type: perde la funzione e si manifesta il tumore

22 By NA 22 Questi oncosoppressori vengono definiti gatekeepers: (guardiani) perche regolano funzioni cellulari fondamentali come linnesco della proliferazione, del differenziamento e dellapoptosi. La conoscenza del loro meccanismo di azione ha introdotto il concetto di APLOINSUFFICENZA. Oncosoppressori gatekeepers APLOINSUFFICENZA: condizione in cui la mancata funzionalita di un allele non provoca la comparsa del fenotipo, ma mette la cellula in condizioni di debolezza. La cellula e eterozigote e il gene puo ancora svolgere la funzione, ma e una funzione non completamente efficace

23 By NA 23 La perdita del prodotto del gene NF1, mutato nella neurofibromatosi di tipo 1, conduce ad una incontrollata attivita di ras. La perdita di p53 genera la sindrome di Li-Fraumeni, sottraendo le cellule al processo di apoptosi APC, coinvolto nella FAP, regola la trasmissione di un segnale dalla superficie cellulare al nucleo, che porta allespressione di c-MYC Oncosoppressori gatekeepers esempi

24 By NA 24 Altri oncosoppressori

25 By NA 25 famiglia con figlia affetta da retinoblastoma: RFLP dellesterasi D Perdita di eterozigosita LOH Cellule tumorali omozigoteeterozigote LOH

26 By NA 26 Meccanismi di acquisizione della seconda mutazione + + Rb -- + Rb + + x C.O mitotico Non disgiunzione e duplicazione Conversione genica delezione mutazione puntiforme Rb +

27 By NA 27 Perdita di eterozigosi per identifiare un TS

28 By NA 28 Perdita di eterozigosi / instabilita

29 By NA 29 come funzionano i TS

30 By NA 30 controllo dellintegrita del genoma

31 By NA anni, lieve ritardo mentale, difficolta di apprendimento, iperpigmentazione, mixomi al seno e allipofisi Diagnosi clinica: Carney Complex (CNC) de novo

32 By NA 32 Carney Complex (CNC) disease:autosomico dominante, suscettibilita al cancro Mixoma: tumore benigno connettivale quando localizzato nel cuore puo provocare alterazioni cardiache

33 By NA 33 Carney Complex (CNC) disease:autosomico dominante, suscettibilita al cancro PRKAR1A(17q24): gene codificante lunita regolatoria della proteinchinasi A.L80% degli affetti ha mutazioni in questa sequenza La paziente non ha mutazioni nel gene

34 By NA 34 A 10 anni era stato eseguito il cariotipo per il ritardo mentale: presenza di un piccolo marcatore de novo non identificato nel 70% delle metafasi Cariotipo

35 By NA : array-CGH chr1: Mb Log2ratio 1.08 (triplicatione) last norm first trip last trip first norm alla comparsa del fenotipo del Carney Complex e stata eseguita un array-CGH per chiarire se ci fosse relazione con il piccolo marcatore

36 By NA 36 FISH with probe(s) of the unbalanced region confirmed that the triplicated material is located on the marker chromosome FISH La FISH con i BAC della regione triplicata conferma lorigine del piccolo marcatore sovrannumerario e lo sbilanciamento genomico

37 By NA 37 Domanda Il materiale genomico presente nel marker e reponsabile del fenotipo (ritardo mentale e Carney Complex disease della proposita?

38 By NA 38 Domanda From OMIM: urate oxidase is presumably a nonessential enzyme in humans. Lack of this enzyme might contribute to the development of hyperuricemia and gout in adult life No information for increased dosage of the gene According to bioinformatic tools, the marker was not associated with the patients phenotype since the only disease-gene is not involved in the development of the Carney complex disease Is the genetic material contained within the de novo marker chromosome responsible for the phenotype of the proband(mental retardation, Carney complex disease)?? Il materiale genomico presente nel marker e reponsabile del fenotipo (ritardo mentale e Carney Complex disease della proposita?

39 By NA 39 Tubulin tyrosin ligase-like highly expressed in the nervous system Sterile alpha motif domain??? cAMP-dependent protein kinase catalytic subunit The genes in the triplication portion not known as disease-gene From OMIM: urate oxidase is presumably a nonessential enzyme in humans. Lack of this enzyme might contribute to the development of hyperuricemia and gout in adult life No information for increased dosage of the gene According to bioinformatic tools, the marker was not associated with the patients phenotype since the only disease-gene is not involved in the development of the Carney complex disease urate oxidase

40 By NA 40 Triplication of the PRKACB cAMP-dependent protein kinase catalytic subunit Same effect of PRKAR1A mutation?

41 By NA 41 … The net effect of all these changes in CNC cells is an increase in DNA transcription and/or activation of other pathways leading to abnormal growth and proliferation.

42 By NA 42 Normalized to actin Normalized to gapdh PKA Activity Real Time PCR on lymphocytes and fibroblasts from the patient and two controls We know now that the Carney phenotype of our patient is linked to the triplication of the catalytic subunit of the protein kinase A gene

43 By NA 43 Array analysis must be done having in mind the phenotype and not in a blind way Genome-wide array analysis requires noteworthy ability in using public genomic databases a similar case in a prenatal diagnostic setting could have been interpreted as without any clinical consequences since none of the triplicated genes was known to be pathogenic when amplified


Scaricare ppt "By NA 1 Genetica del cancro Lezione 12. By NA 2 Il tumore come network Carcinoma del colon Esempio di progressione a tappe da tumore benigno a tumore."

Presentazioni simili


Annunci Google