13 BIOTEC GenMol 10_11 cancro II
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Genetica del cancro Lezione 13 1 I geni nei tumori I geni alterati nel cancro sono definiti oncogeni: questo nome deriva dalla scoperta di geni virali responsabili della trasformazione in tumore delle cellule infettate oncosoppressori proto-oncogeni caretaker (addetti alla manutenzione) landscapers (architetti del paesaggio) 2 I proto-oncogeni Già negli anni ‘80 ben venti diversi retrovirus erano risultati portatori di un oncogene: sono indicati con abbreviazioni di tre lettere, solitamente derivanti dal tumore provocato (es. erbB per eritroblastosi) gli oncogeni virali sono omologhi a normali geni eucariotici (es. il gene virale v-src è omologo al gene cellulare c-src) cioe’ nella cellula sono presenti geni che hanno la funzione di stimolare la riproduzione cellulare Questi geni cellulari sono definiti PROTO-ONCOGENI Quando si sovraesprimono diventano oncogeni e trasformano la cellula: quindi il fenotipo tumore in questo caso si puo’ definire dominante... Perche? 3 I proto-oncogeni Perche’ la cellula e’ eterozigote : ha un allele wildtype e uno mutato e per questo non e’ piu’ in grado di svolgere correttamente il controllo sul proprio ciclo cellulare le mutazioni dei proto-oncogeni danno un vantaggio selettivo alla cellula perche’ permettono di crescere indiscriminatamente. i proto-oncogeni sono geni che codificano per molecole che regolano il differenziamento e la proliferazione cellulare: fattori di crescita, recettori, proteine associate alla membrana cellulare per la trasmissione dei segnali, proteine che controllano la trascrizione....... 4 Schema delle classi di proto-oncogeni Es.: c-sys Es.: c-erbB I proto-oncogeni diventano oncogeni quando vengano attivati in maniera difforme dal loro schema fisiologico. 5 Modalita’ di attivazione I Amplificazione genica conseguenza di errori casuali nella replicazione del DNA Esempio: cromosomi double minutes e homogeneously staining regions (HSR) double minutes 6 Modalita’ di attivazione II 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 7 Modalita’ di attivazione III Riarrangiamento cromosomico:linfoma di Burkitt t(8;14) traslocazione 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! 8 Caretakers geni coinvolti nel riparo dei mismatch del DNA (MSH2, MLH1, PMS1, PMS2 e GTBP ) la cui alterazione provoca la cosiddetta “instabilita’ dei microsatelliti” tipica della HNPCC, Hereditary Non Polyposis Colon Cancer e generalmente del riparo di danni al DNA (geni “caretakers”) 9 Il tumore come network Carcinoma del colon 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 Iperplasia Le cellule conservano morfologia Cancro in situ Le cellule perdono il contatto con il tessuto Esempio di progressione a tappe da tumore benigno a tumore maligno 10 Cellule normali e cancerose CELLULE NORMALI CELLULE CANCEROSE INIBIZIONE PERDITA INIBIZIONE DA CONTATTO DA CONTATTO INCAPACI DI CRESCERE IN SOSPENSIONE CRESCONO IN SOSPENSIONE (ECCEZIONE I LINFOCITI) DIPENDENTI DAI FATTORI INDIPENDENTI DA FATTORI DI CRESCITA DI CRESCITA MORTALI IMMORTALI 11 Cromosomi e tumori Le anomalie cromosomiche fanno parte della descrizione classica del fenotipo citologico delle cellule tumorali Inizialmente…….troppo varie per localizzazione e per natura (aneuploidie, inversioni, traslocazioni, inversioni) per poter essere classificate ….con il miglioramento delle tecniche citogenetiche….. INIDIVIDUAZIONE DI RIARRANGIAMENTI NON CASUALI 12 Cromosomi e tumori Lo studio dei riarrangiamenti non casuali è stato riportato essenzialmente nel campo delle emopatie maligne, poiché le cellule ematiche si prestano molto meglio delle cellule dei tumori solidi all’esplorazione citogenetica 13 CML, Leucemia Mieloide Cronica La CML è stata la prima malattia neoplastica dell’uomo in cui una specifica anomalia del cariotipo, il cromosoma Philadelphia (Ph), è stata associata alla generazione della leucemia. 14 CML, Leucemia Mieloide Cronica Nel 95% dei casi di CML ABL ABL/BCR BCR BCR/ABL cromosoma non normale chr Philadelphia (1961) Indagini FISH E MOLECOLARI Traslocazione reciproca braccio lungo chr.9 e il braccio lungo chr.22: t(9;22)(q34;q11). SI FORMANO DUE GENI DI FUSIONE: - ABL-BCR su DER9 (nessuna proteina prodotta) - BCR-ABL su Ph (proteina di fusione coinvolta nella proliferazone cellulare) 15 CML, Leucemia Mieloide Cronica 16 Diagnosi del tumore I approccio citogenetico e citogenetico molecolare (FISH): cromosoma Philadelphia nella leucemia mieloide cronica 17 Diagnosi del tumore II approccio molecolare RT-PCR (geni di fusione o traslocazioni con punto di rottura noto): t(14;18)gene:bcl crom.14 crom.18 gene bcl cat.pesante Ig primer primer nessun prodotto traslocazione 14;18 cat.pesante Ig primer gene bcl primer prodotto di RT-PCR del gene ibrido 18 Linfomi Non Hodgkin TRASLOCAZIONE t(14;18)(q32;q21) 19 Leucemia Acuta Promielocitica (APL) (geni coinvolti PML-RARα) La traslocazione t(15;17)(q22;q21) è associata clinicamente alla leucemia acuta promielocitica (APL) In verde chr17 In rosso chr15 20 Il materiale didattico e’ presente in rete: http://www.biologia.uniba.it/DIGEMI/Didattica.html NON sono dispense, ma un ausilio allo studio sul libro 21
