Genetica del cancro
Lezione 13
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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)
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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?
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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.......
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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.
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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
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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
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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!
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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”)
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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
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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
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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
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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
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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.
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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)
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CML, Leucemia Mieloide Cronica
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Diagnosi del tumore I
approccio citogenetico e citogenetico molecolare
(FISH): cromosoma Philadelphia nella leucemia
mieloide cronica
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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
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Linfomi Non Hodgkin
TRASLOCAZIONE t(14;18)(q32;q21)
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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
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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
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