Genetica del cancro. Lezione 13

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1 Genetica del cancro Lezione 13 1

2 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

3 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

4 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

5 Es.: c-sys Schema delle classi di proto-oncogeni Es.: c-erbb I proto-oncogeni diventano oncogeni quando vengano attivati in maniera difforme dal loro schema fisiologico. 5

6 Amplificazione genica Modalita di attivazione I conseguenza di errori casuali nella replicazione del DNA Esempio: cromosomi double minutes e homogeneously staining regions (HSR) double minutes 6

7 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

8 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

9 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

10 Il tumore come network Le cellule mutate iniziano a duplicarsi in modo incontrollato Carcinoma del colon 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

11 Cellule normali e cancerose CELLULE NORMALI INIBIZIONE DA CONTATTO INCAPACI DI CRESCERE IN SOSPENSIONE CELLULE CANCEROSE PERDITA INIBIZIONE DA CONTATTO CRESCONO IN SOSPENSIONE (ECCEZIONE I LINFOCITI) DIPENDENTI DAI FATTORI DI CRESCITA MORTALI INDIPENDENTI DA FATTORI DI CRESCITA IMMORTALI 11

12 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

13 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

14 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

15 CML, Leucemia Mieloide Cronica Nel 95% dei casi di CML ABL BCR ABL/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

16 CML, Leucemia Mieloide Cronica 16

17 Diagnosi del tumore I approccio citogenetico e citogenetico molecolare (FISH): cromosoma Philadelphia nella leucemia mieloide cronica 17

18 Diagnosi del tumore II RT-PCR (geni di fusione o traslocazioni con punto di rottura noto): t(14;18)gene:bcl approccio molecolare crom.14 cat.pesante Ig primer crom.18 gene bcl primer cat.pesante Ig primer nessun prodotto traslocazione 14;18 gene bcl primer prodotto di RT-PCR del gene ibrido 18

19 Linfomi Non Hodgkin TRASLOCAZIONE t(14;18)(q32;q21) 19

20 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

21 Il materiale didattico e presente in rete: NON sono dispense, ma un ausilio allo studio sul libro 21