Molekulární biologie
11. Molekulární podstata nádorových onemocnění
Osnova
základní vlastnosti nádorové buňky
onkogeny, protoonkogeny, nádorové supresory
dědičné nádory
Hlavní zdroje:
S. Rosypal, Úvod do molekulární biologie 1-4
Masarykova Universita Brno
ISBN 80-902562
B. Staveley, Principles of Cell Biology
Memorial University of Newfoundland
http://www.mun.ca/biology/desmid/brian/BIOL2060/CBhome.html
Wikipedia
Rakovina - Úvod
Komplexní onemocnění vycházející z poruch buněčného cyklu
Způsobena maligním nádorem
- v civilizovaném světě je šance na vznik rakoviny zhruba u 50% populace
- druhá nejčastější příčina úmrtí po kardiovaskulárních nemocech
- vývoj rakoviny je postupný proces kumulace změn - vyšší riziko s věkem
Nádor (tumor, neoplazma, novotvar)
patologický útvar tvořený v tkáni mnohobuněčného organismu, jehož růst se vymkl kontrole. Dělení
buněk není omezováno žádným regulačním mechanismem
Kancerogeneze = Karcinogeneze
Proces vzniku a vývoje nádoru
www.fis.org
Benigní nádor
- pomalý růst
- podobnost s původní tkání
- ohraničenost
- většinou neohrožují život
- utlačuje okolní tkáň
Maligní nádor
- vysoká proliferace
- změny v morfologii, velikosti a tvaru buněk
- nižší stupeň diferenciace
- tvorba metastáz
Rakovina - Úvod
Adenom/Adenokarcinom: nádor vzniklý z epitelu. Nezhoubný nádor se označuje jako adenom, zhoubný jako adenokarcinom.
Typy
1. (Adeno) Karcinomy
- z epitheliálních buněk
- 90% všech rakovin
- např. kůže, játra, slinivka, štítná žláza, plíce, prsa, prostata, tlusté střevo, vaječníky, ledviny...
2. Sarkomy
- v podpůrných tkáních
- např. kost, chrupavka, sval...
3. Krevní a lymfatické
- nevyskytují se jako pevné útvary
- lymfomy a leukémie
Epitel kryje vnější nebo vnitřní povrchy organizmu a má žlázovou funkci. Fylogeneticky nejstarší typ tkáně. Vzniká ze všech 3
zárodečných listů.
Endotel - jednovrstevný dlaždicový epitel (vrstva buněk) vystýlající vnitřní povrch cév a srdce. Mezodermální původ.
Rakovina - Úvod
Roční úmrtnost na vybrané typy rakoviny
www.clevelandclinicmeded.com
Cigarety a rakovina
Johan Cruyff (24.3.2016)
A long-term smoker of around 20 cigarettes a day. Quit
smoking in 1991.
Rakovina kůže
- vrstva epiteliálních buněk z bazální vrstvy začne přerůstat okolní buňky a tvoří tumor
- defektní mechanizmy kontroly buněčného cyklu
Tumory vznikají nekontrolovaným dělením při ztrátě rovnováhy mezi proliferací a diferenciací
Stádia rakoviny
Rakovina není monogenní onemocnění
• Odhadem 4-7 událostí nezbytných pro nádorovou transformaci buňky
• Desítky možných genů, jejichž mutace povede k podpoře vzniku rakoviny
Klonální expanze transformované buňky
Nádor je komplexní tkáň
1. Nádorové stroma:
• Podpůrné buňky – zejm. Fibroblasty - udržují
tvar, vylučují extracelulární matrix
• Nové cévní zásobení (endotheliální buňky) transport
živin a kyslíku, možnost invaze a
metastází
• Buňky imunitního systému - indukce zánětu
2. Nádorový parenchym:
• Vlastní nádorové buňky
• Heterogenní, k mutacím dochází i během jeho
růstu
Obecné vlastnosti nádorové buňky
1. Soběstačnost v produkci růstových signálů
2. Necitlivost k signálům zastavujícím buněčný cyklus
3. Poškození apoptózy
4. Neomezený replikační potenciál
5. Posílení angiogeneze
6. Tvorba metastáz
Byly porušeny překážky buněčné proliferace
→
Neomezené dělení buňky a její „nesmrtelnost“
Speciální vlastnosti nádorové buňky při in vitro kultivaci
1. Nepotřebují ukotvení
- většina zdravých buněk potřebuje podklad a v kultuře tvoří monolayer
- rakovinné buňky dokážou růst v suspenzi
2. Snížená citlivost ke kontaktním signálům (kontaktní inhibice)
- zdravá buňka se přestane dělit, pokud není místo (v kultuře tvoří pouze monolayer)
- rakovinná buňka se dělí dál a utlačuje okolní tkáň (v kultuře přerůstá do více vrstev, 3D útvary)
Angiogeneze
- tvorba vlastního cévního zásobení
- tumor potřebuje cévní zásobení pro výživu, okysličení a odvod živin, v opačném případě roste pouze
max. 1-2 mm
- toto kontroluje vypouštěním směsi angiogenních faktorů (např. VEGF a FGF)
Duhovka (iris) je dobře prokrvená
Cornea - rohovka
Metastáze a invaze
- primární nádory lze odstranit chirurgicky
Invaze
migrace a penetrace rakovinných buněk do
sousední tkáně
Metastáze
migrace rakovinných buněk krevním oběhem
do vzdálených tkání a tvorba sekundárních
ložisek
- změny adheze a produkce proteáz,
degradujících proteiny bazální laminy
Extravasation is the movement of cells from the capillaries to the tissues surrounding them
Metastáze a invaze
- rakovinné buňky mohou v sekundárních ložiscích přetrvávat ve stádiu dormance, těžko odhalitelné
zobrazovacími metodami - relaps onemocnění po letech
Telomery
Opakující se sekvence na konci každé chromatidy
Pro obratlovce: sekvence TTAGGG (opakuje se asi 2500x u lidí)
Při každé replikaci dojde ke zkrácení chromatidy. To může být dorovnáno enzymem telomerázou
U většiny lidských somatických buněk telomeráza není aktivní
Aktivní telomeráza znakem nádorových a kmenových buněk – až 90%
Neomezený replikační potenciál rakovinných buněk
Molekulární podstata rakoviny
Změny v genech, které hrají roli v kontrole buněčného cyklu a opravách DNA
1. Proto-onkogeny
- geny stimulující proliferaci
- při mutacích způsobujících jejich hyperaktivitu je nazýváme onkogeny
- "Gain-of-function" mutace
- často geny signalizační kaskády růstových faktorů
- např. Ras, Myc...
- aktivace je dominantní - stačí porucha v jedné alele pro rozvoj rakoviny
2. Tumor-supresory
- geny zastavující buněčný cyklus
- při rakovině často nefunkční
- "Loss-of-function" mutace
- např. p53, Rb1, BRCA1 a BRCA2...
- aktivace je recesivní - nutný defekt v obou alelách pro vznik rakoviny
CELL CYCLE
CELL CYCLE
Protonkogeny a nádorově supresorové geny kódují proteiny, které se účastní řízení růstu
buněk
1. Růstové faktory
- např. PDGF, EGF...
2. Receptory pro růstové faktory
- např. PDGFR, EGFR...
3. Nitrobuněčné přenašeče
- např. Ras, Src...
4. Transkripční faktory
- např. Myc, Fos...
5. Regulátory apoptózy
- např. proteinové rodina Bcl2
6. Proteiny řídící buněčný cyklus
- např. cykliny a cyklin-dependentní kinázy
7. Proteiny zapojené do oprav DNA
- např. BRCA, ATM, ATR, γH2AX...
TF
CDK
cyclin
Apoptóza
Bax
Bim
Bad
Bcl-2 Bcl-xL
PDGF - Platelet-derived growth factor, EGF - Epidermal growth factor
Patologická aktivace protoonkogenů
Interfáze
G1 fáze - období růstu buňky
postup fází G1 je řízen dvěma kontrolními body:
a) bodem restrikce (kontrola velikosti buňky, vnější signály)
b) kontrolním bodem sledujícím stav DNA
S fáze – replikace DNA
G2 fáze – růst buňky, příprava na mitózu
kontrolní bod G2 sledující poškození DNA - kontrola struktury DNA
Buněčný cyklus
Mitóza
M kontrolní bod
- kontrola sestavení mitotického vřeténka
CDK- cykliny
heterodimerní protein kinázové komplexy zajišťující fosforylaci proteinů
nezbytných pro průběh buněčného cyklu
Cykliny
regulační podjednotky komplexu
zapínají kinázovou (fosforylační) aktivitu CDK
- jejich hladiny se během cyklu pravidelně kolísají
ve specifických fázích cyklu podléhají degradaci
proteolýzou
CDK (Cyklin dependentní kinázy)
- katalytické podjednotky komplexu
aktivovány ve spojení s cykliny
aktivita (nikoli koncentrace) během cyklu kolísá
Inhibitory CDK
Řízení buněčného cyklu
G1/S Checkpoint
G2/M Checkpoint
kontrola DNA
Antiproliferační signálizace (RB inhibuje cyklus v G1 vazbou na E2F)
Typy mutací
a) bodová mutace, b) amplifikace genu, c) chromosomální translokace, d) lokální přestavby DNA, e)
inzerční mutageneze
Oprava DNA
www.publichealthunited.org
Oprava DNA
www.microbiology.columbia.edu
- homologní rekombinace (HR) je přesnější než nehomologní spojování konců (NHEJ), vyžaduje však
přítomnost templátové DNA (řetězec sesterské chromatidy se objeví až v S/G2 fázi; méně často slouží
jako templát druhý chromozom v G1 - nesesterská chromatida)
Tumor-supresor RB
Retinoblastoma protein (pRB) inhibuje přílišné dělení buněk (proliferaci) zastavením buněčného cyklu
HDAC - Histon deacetylázy - potlačují expresi (zabalují chromatin) - HDAC1, HDAC2, HDAC3...
- zabraňuje přechodu do S-fáze buněčného cyklu tím, že váže a
inhibuje transkripční faktory E2F rodiny
- dokud je Rb vázán na E2F, buňka zůstává v časné G1 nebo G0 fázi
- v proliferujících buňkách komplex CycD+CDK4,6 fosforyluje pRB,
čímž uvolňuje E2F → vstup do S-fáze
- komplex Rb-E2F také přitahuje HDAC k chromatinu, které redukují
transkripci faktorů podporujících přechod do S-fáze → suprese
syntézy DNA
V nádorových buňkách pRB často nefunguje a E2F je
stále volný → neregulovaná proliferace
a) mutace v RB genu - neváže se na E2F
b) virový protein E7 vyvazuje pRB
c) overexprese cyklinu D nebo CDK 4,6 nebo
ztráta inhibičního p16 → nadměrná fosforylace RB
nature.com
Dědičné typy rakoviny - mutace RB
- mutace v jedné alele se nachází již v pohlavní buňce → ve všech somatických buňkách potomka
- mutace v druhé alele může nastat během života
- nefunkční RB protein byl poprvé popsán v souvislosti s nádorem oka (retinoblastoma), roli hraje v různých
typech nádorů
Pro vznik nádoru v oku je potřeba
mutace v obou alelách - často u dětí
(two-hit model)
pouze v buňkách oka a ne
ve spermiích a vajíčkách
Two-hit model
Pro vznik retinoblastomu je potřeba dvou genetických změn
- Na základě srovnání dědičné a sporadické formy retinoblastomu definoval roku 1971 Alfred Knudson
"two-hit" teorii
- výzkumníci v oboru rakoviny nejprve této teorii nevěnovali pozornost, jelikož dědičná rakovina je velmi
vzácná
- tato teorie však stála za objevem tumor-supresorových genů ve všech typech rakoviny
Familiální Sporadický
Frekvence 1:1 1:30 000
Počet nádorů mnoho jeden
Postižené oči obě jedno
První detekce brzká pozdní
"Very often we learn fundamental things from unusual cases." (A. Knudson)
http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/19649/title/-Two-Hit--Hypothesis/
- p53 indukuje transkripci p21, který se váže na CDK2 - inhibuje přechod do S fáze
- vazba s Mdm2 inhibuje jeho aktivitu
- HATs (např. p300/CBP, PCAF) mohou v odpovědi na stres acetylovat p53 → zvýšení aktivity
- HDAC1, 2 a 3 mohou snížit aktivitu p53 deacetylací
- 50% nádorů má mutaci nebo deleci p53
- mutace p53 znamená většinou negativnější prognózu
u nádorového onemocnění
Tumor-supresor p53
The guardian of the genome
HDAC - Histon deacetylázy potlačují expresi HDAC1, HDAC2, HDAC3...
HAT - Histon acetyl transferázy aktivují expresi Gcn5, p300/CBP, PCAF, SRC-1, ACTR, ESA1, MOZ...
Tumor-supresor p53
brzda vstupu do S-fáze zástava BC v G1 fázi umožnuje přestávku nutnou k opravám DNA
1) poškozené mutované buňky pokračují v buněčném
cyklu
2) umožní poškozeným buňkám vyhnout se apoptóze
3) vznik genetické instability,umožňující akumulaci
mutací
Li-Fraumeni syndrom
- Dědičné onemocnění
- Mutace nebo delece v 1 alele genu pro p53 způsobuje dědičnou predispozici k rakovině
- V rodině zvýšený výskyt rakoviny různých tkání a v nízkém věku
Koordinace tumor-supresorů RB a p53
- dvě hlavní dráhy zajišťující buněčnou odpověď na potenciální onkogenní stimuly
- signály (např. poškození DNA, aktivace onkogenů):
1. dráha p53
Indukce ARF, které oddělí MDM2 od p53
- aktivní p53 reguluje řadu genů, mj.:
- WAF1 → inhibice CDK → cell-cycle arrest
- BAX → indukce apoptozy
- p21 → inhibice CDK
2. dráha RB
Indukce INK4A → inhibice CDK (4,6) → inhibice
fosforylace RB → komplex RB+E2F zastavuje cyklus
RB se též může vázat na MDM2-p53 a regulovat
aktivitu p53
+ p21
Tumor-supresory BRCA1 a BRCA2
BReast CAncer 1 a 2 geny
- pomáhá opravovat poškození DNA, zejména DSBs (dvojzlomy)
journal.frontiersin.org
Tumor-supresory BRCA1 a BRCA2
- jen 5-10% rakoviny prsu je zapříčiněno mutací v BRCA
- nebezpečná mutace v BRCA zvyšuje vznik rakoviny prsu a vaječníku (ne všechny mutace jsou nebezpečné)
journal.frontiersin.org
Proto-onkogeny - signální dráha Wnt
postupná přeměna zdravé buňky tlustého střeva v nádorovou
1. Ztráta nádorového supresoru APC → stabilizace β-kateninu → tvorba polypa
a) změna transkripce (zvýšená transkripce genů podporujících proliferaci: cyclin D, c-myc...)
b) zvýšení adheze buněk (β-katenin spojuje E-kadherin a α-katenin)
2. "Gain-of-function" mutace Ras → benigní adenom
3. "Loss-of-function" mutace p53 → karcinom
Hoover BA, Journal of Young Investigators 2005
Nádory tlustého střeva:
p53 mutace v 70%
APC mutace v 70%
APC je negativní regulátor β-kateninu
Proto-onkogeny - receptory pro růstové faktory (GFR)
1. Konstitutivní aktivita
- vykazují kinázovou aktivitu i bez přítomnosti ligandu
2. Overexprese
- zmnožení počtu receptorů
EGFR
- karcinom prsu, žaludku, kolorekta
Her2
- karcinom prsu
c-Kit
- role v hematopoéze
- fyziologicky exprimován hl. na nezralých
krevních progenitorech
- rakovina kůže
nature.com
- SCF - stem cell factor; steel factor
- Trastuzumab = Herceptin
- Epidermal growth factor receptor
(EGFR; ErbB-1; HER1)
Léčba protilátkami nebo tyrosinkinázovými
inhibitory
Diagnostika receptorů může predikovat
léčebnou odpověď
členové rodiny EGF proteinů
Přehled faktorů kontrolujících proliferaci
wikipedia
BCL2 proteinová rodina
reguluje propustnost vnější mitochondriální membrány a tím řídí apoptozu
a) pro-apoptotické: Bax, Bim, Bad...
b) anti-apoptotické: Bcl-2, Bcl-xL...
Hlavní pro-růstové dráhy
- Ras - MEK - ERK
- PI3K - AKT
- JAK - STAT
- CDK + cykliny
Hlavní proti-růstové
mechanismy
- Fas ligand + receptor
- Kaspázy
- Cytochrom C
- p53 a p21
- Retinoblastoma
- APC
e.g., EGFR, Her2
1. Fyzikální karcinogeny
Zvýšený výskyt karcinomů a leukemií u:
- přeživších po výbuchu atomové elektrárny v Černobylu
- přeživších po útocích atomovou bombou na Hiroshimu a
Nagasaki
- horníků uranových dolů
vliv UV záření na vznik nádorů kůže
- UV paprsky excitují pyrimidinové báze DNA, které pak reagují navzájem a vytváří pyrimidinové dimery
- faktor podporující vznik a vývoj nádorů -defekty genů jejichž produkty působí jako nádorové
supresory, např nefunkční p53
Karcinogeny
Faktory, které způsobují nebo napomáhají karcinogenezi
2. Chemické karcinogeny
Anorganické karcinogeny:
azbest, chrom (6+)
Organické karcinogeny:
- Polychlorované bifenyly (barvy/laky)
- Dioxiny (produkty spalování organických látek)
- Benzen (rozpouštědla, motorové splodiny)
Léčiva:
- Chemoterapeutika
- Imunosupresiva
- Antibiotika (např. Chloramphenicol je
potencionální karcinogen)
Heterocyklické aminy
- tvoří se v mase jeho dlouhou tepelnou úpravou při vysoké teplotě
- karcinom žaludku a střev
Nitrosaminy
- vznikají v těle z aminů a dusičnanů
- do uzenin se přidávají dusičnany aby zadržovaly vodu v mase
- obsaženy též v pivu
- karcinom žaludku
2. Chemické karcinogeny - v potravě
a) Retroviry (RNA viry):
Jednořetězcová RNA – využívá reverzní transkripce
- obsahují ve svém genomu onkogen (akutně transformující viry)
- nebo aktivují protoonkogen, vedle kterého se integrovaly (pomalu transformující)
3. Biologické karcinogeny: onkogenní (nádorové) viry
Oncoviry
lidský lymfotropní virus typu I (HTLV-1)
- T-leukemie (lymfom) dospělých (ATTL), doba latence asi 30 let
- vysoká proliferační aktivita napadených buněk, větší pravděpodobnost mutací
Lentiviry
viry HIV-1 a HIV-2
nádory spojené s jejich infekcí - lymfomy a sarkomy
b) DNA nádorové viry
- neobsahují onkogeny, ale kódují proteiny, které interagují s tumor-supresory hostitelské buňky
- tlačí hostitelskou buňku do S fáze → zrychlení buněčného cyklu
Inaktivace p53 patří ke klíčovým událostem při transformaci buňky DNA viry
3. Biologické karcinogeny: onkogenní (nádorové) viry
Virus hepatitidy B (HBV)
- chronická infekce - integrace do chromozomu
- hepatocelulární karcinom (HCC) – až 20-30 let po infekci
Herpes viry - EB (Epstein Barrové virus)
- v jádře buňky v epizomálním stavu (extrachromosomální)
- Lymfomy a karcinomy
Papilomaviry (HPV xx)
- způsobuje rakovinu děložního čípku
- v benigních nádorech – ve formě episomů, v maligních integrace do genomu
- popsáno asi 100 odlišných typů papilomavirů - dělí se na „high-risk“ a „low-risk“ typy podle prognózy
Lidský papiloma virus ovlivňuje RB a p53
- virus produkuje proteiny,
které inhibují tumorsupresory:
- E6 → p53
- E7 → RB
Amesův test
Základní test na stanovení mutagenního potenciálu chemických sloučenin
- rakovina bývá spjata s mutacemi, proto látky způsobující mutace jsou pravděpodobně
též karcinogenní
- testování na myších je časově náročné (2-3 roky) a nákladné
- roku 1970 vynalezl Bruce Ames jednoduchý test na určení mutagenicity Bruce Ames
- bakterie Salmonella typhimurium
- auxotrofní mutant
- vyžadují histidin pro růst, ale
neumí jej syntetizovat kvůli mutaci
v genu pro jeho syntézu
- přirozeně se vyskytnou mutace a
vyskočí kolonie s funkčním genem
pro histidin
- čím karcinogennější látka - tím
více mutací - více kolonií
- extrakt z jater se přidává pro
zachycení mutagenicity metabolitů
testované látky
- např. benzo[a]pyren, není sám o
sobě mutagenní ale metabolity ano
Léčba rakoviny
1. Konvenční chemoterapeutika
cíl proliferující buňky, nespecifická, vždy stejné % proliferujících buněk
Cíle:
- poškodit DNA nádoru
- zástava proliferace
- apoptóza indukcí p53 nebo masivní damage (p53 nezávislé)
nádor více náchylný na obecné pro-apoptotické stimuly (genotox. látky, mitot. jedy, antimetabolity)
Nevýhody: ohromné vedlejší účinky (likvidace zdravých tkání - může vést až ke vzniku sekundární rakoviny)
2. Cílená terapie
selektivní pro nádorové buňky (specifické pro určitý buněčný proces), nízká toxicita k zdravým b.
Nevýhody:
- není 100% specifická pro danou molekulu
- cílová molekula větš. plní i fyziologickou funkci (část. výjimka fúzní gen)
- nutná identifikace molekulární podstaty - individualizovaná medicína (tailored medicine)
V onkologii cytostatická chemoterapie = podávání léků s cytotoxickým účinkem (syntetické či z
rostlin/plísní)
cytostatikum: látka tlumící růst a rozmnožování buněk zejm. nádorových tkání
Mechanismy působení konvenčních cytostatik
1. Alkylační látky
- atakují negativní náboj DNA a způsobují zlomy v DNA - zabraňují replikaci
- mohou indukovat vznik sekundárních leukemií
- Chlorambucil (lymfomy, CLL)
- Cyklofosfamid - nejpoužívanější
- Busulfan - předtransplantační myeloablace, CML
- Cisplatina - DNA damage, interkalace, aktivní intracelulárně, nefrotoxicita
2. Antimetabolity
- zasahují do syntézy nukleových kyselin
- cílí hlavně na proliferující buňky
- Metotrexát - blok syntézy purinu inhibicí dihydrofolátreduktázy (osteosarkom)
- Fludarabin - blok purinů - substituce adenosinu - fragmentace DNA, (AML, CLL)
- 5-fluoruracil - integrace do RNA
- Hydroxyurea - blok ribonukleotidreduktázy, inhibice pyrimidinu, CML
Mechanismy působení konvenčních cytostatik
3. Protinádorová antibiotika*
- Doxorubicin
- interkaluje mezi řetězce DNA
- indukuje vznik volných radikálů
- blokuje topoizomerázu II
4. Rostlinné alkaloidy
blokují tvorbu vřeténka vazbou na mikrotubuly
- Vinca alkaloidy (z Vinca rosea) - depolymerizace mikrotubulů - rozpad vřeténka, Kamptotecin blok
topoizomerázy I
- Taxány - (jehličí tisu), Paklitaxel - blok depolymerizace mikrotubulů (karcinom prsu, vaječníku)
*protinádorová antibiotika v tomto kontextu neoznačují antibaktriální látky
topoizomeráza: rozmotává DNA při replikaci
Cílená terapie - příklady
Monoklonální protilátky
- specifické protilátky (Ab) proti vybraným antigenům na povrchu buněk
a) Naked: po navázání mohou blokovat daný receptor, nebo aktivovat buňky imunitního
systému
b) Konjugované: s toxinem, radioizotopem, cytokinem
MAb - monoclonal
antibody
ADCC - antibodydependent
cell-mediated
cytotoxicity
CDC - complementdependent
cytotoxicity
Cílená terapie - příklady
Monoklonální protilátky
- Herceptin - anti-HER-2 (rak prsu 30% amplifikace genu pro receptor HER-2)
- Rituximab - anti-CD20, maligní B-lymfomy, B-lymf. CLL, folikulární lymfom
- Gemtuzimab - anti-CD33 (na větš. leuk. b.), AML, konjugace s ATB colcheamicinem
- Cetuximab - anti-EGFR, konjugace s toxinem, internalizace do buňky, kolorektalní karc.
Cílená terapie - příklady
Tyrozin kinázové inhibitory (TKIs)
- obsazení ATP vazebného místa
- vysoká strukturní variabilita umožňuje specifickou vazbu
- nevedou k úplnému vyléčení :(
- Gefitinib - karc. plic, ledvin, solidní tumory
- Erlotinib - karc. vaječníku
- Imatinib, Dasatinib, Nilotinib - léčba CML
Farnezyltransferázové inhibitory (FTIs)
inhibice funkce Ras (trvale zapnutý v nádorech)
- Lonafarnib, Tipifarnib, BMS-214662
Cílená terapie Chronické Myeloidní Leukemie (CML)
Over-exprese tyrozinkinázy Bcr-Abl v CML způsobuje:
• cytokin-independentní přežití a růst buňky, prokázána onkogenní adikce
• chrání buňku před apoptozou v odpovědi na růstové faktory nebo poškození DNA *
Evans et al. Cancer Res 1993; Druker, Blood 112, 2008, p 4810
TKI cílené na Bcr-Abl
inhibice MEK
FTI
X
Cílená terapie CML
F. Pellicano and T. Holyoake, Cancer Biomarkers 2007
Quiescentní kmenová buňka zodpovědná za relaps
Indukce vstupu quiescentní kmenové buňky do b. cyklu
V kombinaci s konvenční chemoterapií
Oxid arsenitý (As2O3, arsenic trioxide, 1865 Fowler solution)
- reversibilně snižuje expresi PML proteinu (growth arrest skrze represi mTOR) → indukuje LIC
buňky ke vstupu do cell cycle, bez vyvolání apoptózy
- léčba PML a CML
TIC
konvenční
chemo, TKIs
relaps
quiescence
cycling
konvenční
chemo, TKIs
regrese
Ito et al., Nature 2008
cílení na quiescentní leukemické buňky může být užitečnější než na proliferující b.
Vybrané mutace v nádorových onemocněních:
Ras - 25% všech nádorů
aktiv telomeráza - 90% nádorů
K-Ras - 80% karcinom pankreasu
p53 - nejčastěji inaktivovaný v nádorech - různé nádory, Li-Fraumeni
p16 - melanom
Rb - retinoblastom
t(8;14) aktiv Myc - B-cell CLL, ALL, Burkittův lymfom
N-Myc amplif. - 30% neuroblastom
β-katenin (WNT) - kolorektální karcinom (mutovaný katenin necitlivý k APC, transkripce genů cc)
TGF-β, SMAD4 - rezistence k antiprolif signálům
Fas receptor - nádor
Bax - nádory trávícího traktu a leukemie
Bcl-2 translokace - folikulární lymfom
loss chr10, inakt PTEN- glioblastom
zisk chr7, dupl MET - karcinom ledvin
t(9;22) Bcr-Abl - CML, ALL (30%), vzácně AML
transl. RAR - akutní PML
autocrinní TGF - sarkom
autocrinní PDGF - glioblastom
overexpr EGFR/ERBB - karcinom prsu, žaludku, kolorekta
overepr HER2 - karcinom prsu (predikce - herceptin Ab proti receptoru HER2)
PML/RARA - váže histondeacetylázy, které znemožní transkripci ATRA cílových genů
Markery: CD20, CD30, CD33, CD52, CD90