C7188 Úvod do molekulární medicíny 2/12 Molekulární patologie nádorových onemocnění When good cells go bad RNDr. Ondřej Slabý, Ph.D. Masarykův onkologický ústav Lékařská fakulta Masarykovy univerzity CEITEC © Ondřej Slabý, 2011 • Nejstarší popis rakoviny 1600 p.n.l. pochází z Egypta Papyrus Edwina Smithe popisuje 8 tumorů nebo ulcerací prsu ošetřovaných kauterizací nástrojem označovaným „the fire drill“. Tato nemoc není léčitelná (termín rakovina nebyl použit) • 400 p.n.l. Hippocrates popsal rakovinu jako dlouhé výběžky (podobné krabím nohám) vybíhajícím do zdravých tkání: – řec: karkinos = krab; onkos = masa – lat: cancer = krab, rak (Galen) • popisné (epidemiologické) poznatky: – 1848 - zvýšený výskyt rakoviny prsu u jeptišek (souvislost s bezdětností a nekojením) snížený výskyt nádorů cervixu – 1775 - rakovina šourku u kominíků (souvislost s výskytem škodlivin v sazích; souvislost s hygienickými návyky) – Percival Pott – 1902 - souvislost RTG paprsků a vzniku rakoviny – poč. 20. stol. - rodinný výskyt nádorů „RAKOVINA“ – NE!!!!!!, NADOROVÉ ONEMOCNĚNí - ANO Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 2 © Ondřej Slabý, 2009 Historie Historie molekulární biologie nádorů viz přednáška 1/12 Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 3 © Ondřej Slabý, 2009 Epidemiologie zhoubných nádorů v České republice Systém pro Vizualizaci Onkologických Dat – SVOD verze 7.0 (www.svod.cz) Pracuje s validovanými epidemiologickým daty Národního onkologického registru NOR za období 1977-2005 (databáze obsahující přibližně 1,5 mil. záznamů), spravovaných Ústavem zdravotnických informací a statistiky ČR (ÚZIS ČR) DUŠEK Ladislav, MUŽÍK Jan, KUBÁSEK Miroslav, KOPTÍKOVÁ Jana, ŽALOUDÍK Jan, VYZULA Rostislav. Epidemiologie zhoubných nádorů v České republice [online]. Masarykova univerzita, [2005], [cit. 2009-10-04]. Dostupný z WWW: http://www.svod.cz. Verze 7.0 [2007], ISSN 1802 – 8861. incidence – nová onem/počet obyvatel prevalence – celkový počet onem/počet obyvatel mortalita – počet úmrtí/počet obyvatel letalita – počet zemřelých na onem/počet nem (%) Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 4 © Ondřej Slabý, 2009 40 5 10 15 20 25 30 35 40 % Kouření Výživové faktory 30 % Alkohol Infekční agens Radiace a sluneční záření Pracovní expozice Chemické škodliviny v životním prostředí 35 % 5 % Nízká pohybová aktivita5 % Nádorová onemocnění – etiologie (Atributivní přispění k celk. úmrtnosti na nádory ) Ovlivnitelné zevní faktory působí > 80 % nádorů Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 5 © Ondřej Slabý, 2009 Faktory prostředí: chemické - karcinogeny fyzikální - UV, ionizující záření biologické - DNA nádorové viry RNA nádorové viry - retroviry 5 Genetický základ Rizikové faktory Nedostatek protektivního faktoru = rizikový faktor Protektivní faktory Nádorová onemocnění – etiologie (Atributivní přispění k celk. úmrtnosti na nádory ) © Ondřej Slabý, 2009Strana 6 33 33 50 20 66 33 33 66 33 10 25 10 10 10 25 10 29.3 50 50 75 33 75 50 66 75 50 20 50 20 20 20 33 20 40.6 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Ústa,pharynx,nasopharynx Larynx Jícen Plíce Žaludek Pancreas Játra Colon,rectum Prs Ovarium Endometrium Cervix Prostata Štitná žláza Ledviny Močovýměchýř Celkově Spodníodhad - horní odhad (%) Úvod do molekulární medicíny 2/12 Nádorová onemocnění – etiologie Míra preventability nádorů výživovými faktory Příklady Japonci přestěhovaní do Ameriky: Japonsko 6-8x vyšší incidence nádorů žaludku, příští generace již srovnatelná incidence. -Adventisté sedmého dne: asi poloviční výskyt nádorů oproti ostatní americké populaci (Ü zákaz kouření, alkoholu, masa). ÞPouze změnou životního stylu by bylo možné snížit výrazně incidenci nádorů Úvod do molekulární medicíny 2/12 © Ondřej Slabý, 2009Strana 7 Nádorová onemocnění – prevence Primární prevence - zábránění vzniku nemoci odstraněním rizik. faktorů Sekundární prevence - časná detekce nemoci (často v preklin. stadiu), kdy je dostupná léčba efektivní Terciární prevence - zabránění rozvoje komplikací při manifestním onemocnění efektivní léčbou Dosud převážně omezena pouze na prevenci sekundární – časný záchyt Karcinom prsu Palpační vyšetření Mamografie, sonografie Nádory děložního čípku Pap test (Papanicolaoův test) Kolorektální karcinom Palpační vyšetření per rectum Test stolice na okultní krvácení Kolonoskopické vyšetření Úvod do molekulární medicíny 2/12 © Ondřej Slabý, 2009Strana 8 8 Evropský kodex proti rakovině 1. Nekuřte 2. Mírněte se v konzumaci alkoholu 3. Vyhýbejte se nadměrnému slunění 4. Dodržujte zdravotní a bezp. pokyny při práci 5. Často jezte zeleninu a ovoce, obiloviny 6. Vyvarujete se vzniku nadváhy 7. Navštivte lékaře, jestliže objevíte…… 8. Navštivte lékaře, jestliže máte přetrv. potíže Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 9 © Ondřej Slabý, 2009 Základní pojmy a klasifikace Hyperplasie – buňky nezměněné, ale zmnožené Metaplasie – přechodná změna fenotypu buněk, buňky lokalizované na nesprávném místě, často v místě, kde se setkávají dva typy epitelu: děložní čípek – děloha; jícen – žaludek - tzv. Barrettův jícen Dysplasie – obsahují již cytologicky abnormální buňky (velikost, tvar, barvitelnost jádra, poměr jádro/cytoplazma, změněná mitotická aktivita) a abnormální poměr buněčných typů Nádor, tumor, neoplazma, novotvar je geneticky podmíněný abnormální přírůstek buněčné tkáňové hmoty klonálního charakteru. Jeho růst není v koordinaci s růstem okolních tkání a rovnovážným stavem organismu. (Rejthar) Klasifikace nádorů I - podle schopnosti infiltrovat se do jiné tkáně Benigní (nezhoubné) nádory zůstávají v místě svého vzniku, jsou ohraničené, neinvadují jiné tkáně, nemigrují a nezakládají metastázy (polypy, lipomy, chondromy, leiomyom, fibrom,…) Maligní (zhoubné) nádory infiltrují a destruují okolní tkáně a prostřednictvím krevního a lymfatického systému se šíří do celého těla, v nových tkáních vyvolávají tvorbu sekundárních nádorů (metastáz) X sekundární nádory (therapy-related) Úvod do molekulární medicíny 2/12 © Ondřej Slabý, 2009Strana 10 Klasifikace nádorů II - podle typu buněk (tkání), ze kterých nádorová buňka vzniká karcinomy – nádory epiteliálních buněk (asi 80-90% lidských nádorů) sarkomy – pevné nádory pojivových tkání – svalů, kostí, chrupavky, tvoří asi 1% nádor, z mezenchymálních buněk leukémie a lymfomy - odvozené od hematopoietických buněk a buněk imunitního systému neuroektodermální - nádory odvozené z nervové tkáně (gliomy, neuroblastomy, medulloblastomy,…) germinální nádory – odvozené z totipotentní zárodečné buňky smíšené nádory Anaplastické nádory, nádory neznámého původu (1 až 2% nádorů) není možné určit z jaké tkáně je nádor odvozen – dediferenciace Transdiferenciace - EMT Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 11 © Ondřej Slabý, 2009 Klasifikace nádorů III - podle postiženého orgánu nebo tkáně karcinom plic, kolorektální karcinom, nádor prsu, akutní myeloidní leukémie… Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 11 © Ondřej Slabý, 2009 Klasifikace nádorů Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 12 © Ondřej Slabý, 2009 Histopatologická klasifikace nádorů STAGING TNM SYSTÉM T - rozsah primárního nádoru N - nepřítomnost či přítomnost a rozsah metastáz v regionálních mízních uzlinách M - nepřítomnost či přítomnost vzdálených metastáz T0, T1, T2, T3, T4; N0, N1, N2, N3; M0, M1 Systém je v podstatě „těsnopisem“ pro popis rozsahu určitého zhoubného nádoru. T1: malý lokalizovaný nádor, T2: větší, ale ohraničený uvnitř orgánu T3: nádor na hranici orgánu, T4: nádor, který se lokálně rozšířil do dalších orgánů Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 13 © Ondřej Slabý, 2009 Histopatologická klasifikace nádorů GRADING Stupeň diferenciace (jak moc se nádorové buňky podobají normálním buňkám) G1: dobře diferencovaný nádor s dobrou prognózou G2: středně diferencovaný nádor s prostřední prognózou G3: málo diferencovaný nádor se špatnou prognózou TYPING – morfologická diagnostika Vychází ze závazných klasifikací, obvykle doporučených WHO. Každá jednotka má přidělen svůj číselný kód ICDO (International Classification of Diseases for Oncology) Např. kód 8850/0 je lipom. Např. kód 8850/6 je metastáza liposarkomu. První číslo za lomítkem označuje biologické vlastnosti: 0: benigní 1: nejisté chování 2: carcinoma in situ 3: maligní 6: metastáza 3,2 miliard jednotek DNA kódu: • 127 knih • 1000 stran na knihu • cca 25000 znaků na stranu Informační obsah lidského genomu Genom (3,2 Gbp) – 127 knih Exom (30-40 Mbp) – 2,5 knihy (23 000 genů, 180 000 exonů) Interindividuální variabilita – 1 kniha (0,1-0,4% genomu) 500-genový panel – 40 stran (kapitola o nádorové biologii) Jeden gen – <1/10 strany Informační obsah lidského genomu Nádory vznikají v důsledku akumulace genetických změn Nádorová transformace buněk je důsledek akumulace změn v sekvenci DNA (mutací) Doprovodné mutace nejsou zapojené do patogeneze nádoru Řídící (driver) mutace jsou zapojeny do patogenze nádoru Počet mutací v nádorovém genomu je ohadován na 10 000 doprovodných mutací 5-10 řídících mutací 1-2 “actionable” (klinicky-relevantních) mutací Stratton, M.R. (2013) EMBO Mol Med. 5(2):169-72. Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 23 © Ondřej Slabý, 2009 PODMIŇUJÍCÍ ZNAK – GENOMOVÁ NESTABILITA • Nádory vznikají postupnou akumulací genetických (a epigenetických) změn genů, které řídí buněčné dělení, buněčnou smrt a další důležité procesy v buňce. • Z výpočtu, který vycházel ze známé mutační rychlosti v somatických buňkách k takové akumulaci mutací nemůže během lidského života dojít. Co umožňuje nádorovou transformaci? • Akumulace všech nutných mutací umožněna genetickou nestabilitou (tzv. „mutator hypothesis“). Nestabilita je záležitost rychlosti, s jakou k mutacím dochází • K akumulaci stačí normální rychlost mutací ve spojení s vlnami klonální expanze, které mohou být způsobeny pozitivní selekcí buněk “prenádorových”. • Většina nádorů je geneticky nestabilních Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 24 © Ondřej Slabý, 2009 Typy genetických změn v nádorech 1. Menší změny v sekvenci DNA - mutace, menší delece a inzerce (např. mutace Kras se vyskytuje u 80% nádorů pankreatu, převážně mutace p53 u téměř poloviny všech nádorů,..) 2. Změny v počtu chromozomů - ztráty případně zisky celých chromozomů (ztráta chromozomu 10 u glioblastomů spojena se ztrátou nádorového supresoru PTEN; získání chromozomu 7 u papilárních renálních karcinomů spojeno s duplikací mutantního onkogenu c-met) 3. Chromozomální translokace - fúze částí odlišných chromozomů nebo normálně nesouvisejících částí téhož chromozomu (na molekulární úrovni může být doprovázeno fúzemi mezi dvěma odlišnými geny) (Philadelphský chromozom a další translokace typické pro řadu leukémií) 4. Amplifikace genů (amplifikace genu N-myc u 30% neuroblastomů) Ke genetické nestabilitě dochází na více úrovních. Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 25 © Ondřej Slabý, 2009 1. Nestabilita v sekvenci DNA – NIN a MIN • Tento typ nestability je u lidských nádorů vzácnější, ale když se vyskytne, má dramatické následky. Zdrojem nepřesností při replikaci DNA jsou chyby vzniklé při DNA polymeraci (tj. kvalita DNA polymeráz a souvisejících „proofreadingových“ procesů) a chyby v systémech oprav DNA. • 1. Nukleotidová excizní oprava („nucleotide-excision repair“ - NER) - s ní spojená nestabilita („NER-associated instability“ - NIN) 2. Oprava špatného párování („mismatch repair“ - MMR) - s ní spojená mikrosatelitová nestabilita (MIN) 2. Nestabilita v počtu chromozomů – CIN Ve srovnání s NIN a MIN jsou ztráty nebo zmnožení celých chromozomů mnohem běžnější a vyskytují se u většiny nádorů – např. 85% kolorektálních nádorů je vysoce aneuploidních. Běžná je ztráta chromozomu související s LOH Þ Ne vždy změny karyotypu souvisejí s CIN! Během buněčného cyklu se vyskytuje několik kontrolních bodů, které monitorují správný postup buněčného dělení. Zatím chybí jednoznačná kriteria k určení genů odpovědných za CIN a k určení jejich „míry zodpovědnosti“. Poruchy na úrovni kontroly dělícího vřetenka. Proces kancerogeneze Kancerogeneze je vícestupňový proces vzniku a vývoje nádoru podstatou kancerogeneze je postupné hromadění genetických (a epigenetických) změn Maligní transformace - je přeměna somatické buňky v buňku nádorovou Nádory sporadické, familiární, hereditární Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 21 © Ondřej Slabý, 2009 KANCEROGENEZE – CHEMICKÁ, FYZIKÁLNÍ, BIOLOGICKÁ-VIROVÁ • CHEMICKÁ • FYZIKÁLNÍ Ultrafialové záření indukuje mutace p53 a nádory kůže Klasická epidemiologie již dávno asociovala sluneční záření z nádory kůže, molekulární epidemiologie identifikovala specifické vlnové délky slunečního záření, které jsou karcinogenní (290-320 nm – UVB) a vedou k mutacím nádorového supresoru p53 • VIROVÁ DNA nádorové viry neobsahují onkogeny, ale kódují proteiny, které interagují s nádorovými supresory (RB, p53, p300/CBP) hostitelské buňky a tak hostitelskou buňku tlačí do S fáze: papilomaviry HPV-16, HPV-18: E6 interaguje s p53, p300/CBP;E7 interaguje s RB Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 21 © Ondřej Slabý, 2009 Onkogenní (nádorové) viry • Retroviry (RNA viry): obsahují ve svém genomu onkogen (akutně transformující viry) nebo aktivují protoonkogen, vedle kterého se integrovaly (pomalu transformující=inzerční mutageneze) v-onc (virový onkogen)= gen akutně transformujícího retroviru c-onc (celulární onkogen)= gen vznikající aktivací protoonkogenu, genu normálních buněk eukaryontů myc - v. ptačí myelocytomatózy, Ki-Ras – Kirstenův myší sark. v. erbA – v. ptačí erytroblastózy, kit – kočičí sarkomový v. • DNA nádorové viry používají jinou strategii transformace: neobsahují onkogeny, ale kódují proteiny, které interagují s nádorovými supresory (RB, p53, p300/CBP) hostitelské buňky a tak hostitelskou buňku tlačí do S fáze: SV40: velký T antigen různými doménami interaguje s p53, RB, p300/CBP (objev p53) adenoviry (EBV, HBV): E1A interaguje s RB a p300/CBP; E1B interaguje s p53 papilomaviry HPV-16, HPV-18: E6 interaguje s p53, p300/CBP; E7 interaguje s RB Objevení p53 Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 20 © Ondřej Slabý, 2009 Mutace protoonkogenů jsou: - aktivující - dominantní -vyskytují se v somatických buňkách a jen výjimečně v zárodečných buňkách NÁDOROVÉ GENY - ONKOGENY Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 21 © Ondřej Slabý, 2009 TUMOROVÉ SUPRESOROVÉ GENY (= ANTIONKOGENY) (účastní se na přenosu signálu mezi buňkami a kontrolují programovaný zánik buněk) inaktivace ß ¬mutace,amplifikace ß RB p53 DCC APC MCC NF-1 WT-1 Produkty genů pro nádorové supresory (antionkogeny) v normálních buňkách nevyvolávají proliferaci, ale naopak ji potlačují a udržují buňky ve stadiu klidu (G0). Jejich ztráta se projevuje neregulovanou proliferací. Knudsonova „two hits hypothesis“ (RB) Mutace nádorových supresorů jsou: - inaktivující - recesivní (spojeno s LOH) („recesivní onkogeny“) - vyskytují se v somatických a také v zárodečných buňkách NÁDOROVÉ GENY – NÁDOROVÉ SUPRESORY Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 15 © Ondřej Slabý, 2009 Klonální model vývoje nádoru: selekce, klonální expanze ROKY Jsou nádory monoklonální nebo polyklonální? Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 17 © Ondřej Slabý, 2009 HISTOLOGICKÁ SKLADBA NÁDORU – NÁDOR JE KOMPLEXNÍ TKÁŇ Nádorové stroma • mezenchymální tkáňové složky: cévní komponenty, podpůrné mezenchymální tkáně, lymfocyty, makrofágy,.. • slouží hlavně k výživě parenchymu a jako kostra pro uspořádání parenchymu • transportní úloha (přenos signálů, rezervoár růstových faktorů…) • klíčová úloha při nádorové angiogenezi a metastázování Nádorový parenchym • vlastní nádorově transformovaný parenchym Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 16 © Ondřej Slabý, 2009 Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 22 © Ondřej Slabý, 2009 VOGELSTEINUV SEKVENČNÍ MODEL VZNIKU NÁDORŮ TLUSTÉHO STŘEVA FAP – mutace APC Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 18 © Ondřej Slabý, 2009 Úvod do biologie nádorové buňky Šest získaných vlastností maligního nádoru (Robert A. Weinberg 2000) Soběstačnost v produkci růstových signálů aktivace K-ras Necitlivost k signálům zastavujícím b.c. ztráta RB, p53 Poškození apoptózy produkce IGF, p53 Neomezený replikační potenciál aktivace telomerázy Posílení angiogeneze produkce VEGF Tvorba metastáz inaktivace E-kadherinu získaná schopnost příklad Nestabilita genomu jako podmínka akumulace všech nutných změn. Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 19 © Ondřej Slabý, 2009 Kancerogeneze má individuální průběh Individuální je - pořadí zásahů - počet zásahů - konkrétní zasažené geny 1. NEZÁVISLOST NA PRODUKCI RŮSTOVÝCH SIGNÁLŮ např. aktivace receptoru pro epidermální růstový faktor (EGFR) EGFR signalizace a důsledky její inhibice Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 26 © Ondřej Slabý, 2009 2. PORUCHY REGULACE BUNĚČNÉHO CYKLU M - kopie DNA jsou separovány; kondenzované chromozomy G1 - obsah DNA: 2N S - replikace DNA; inkorporace značených nukleotidů G2 - obsah DNA: 4N G0 - stárnoucí nebo dlouhodobě se nedělící buňky Ztráta regulace buněčného cyklu je kritická součást transformace Každá fáze cyklu je katalyzovaná specifickými komplexy cyklin-dependentní kinázy a cyklinu. cyklin-dependentní kinázy (CDK, CDC) – aktivita je závislá na vazbě cyklinu cykliny - jejich hladina kolísá v závislosti na fázi buněčného cyklu RB- retinoblastomový gen, nefosforylovaná forma pRB blokuje přestup z G1 do S fáze (E2F) Fosforylovaná nebo hyperfosforylovaná forma pRB – neaktivní – proliferace Retinoblastom – maligní nádor retiny, obě alely pRB mutovány nebo deletovány bod restrikce: klíčový regulační / rozhodovací bod buněčného cyklu CDK4/6, cykliny D, CDK2-cyklin E Inhibitory CDK Kontrolní bod G2 CDK1-cyklin A,B p16 p16 P21,27 Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 28 © Ondřej Slabý, 2009 3. NARUŠENÁ APOPTÓZA Nekróza: týká se skupiny postižených buněk vyvolána nefyziologickým poškozením (virová infekce, hypotermie, hypoxie, metabolické jedy, ..) fagocytóza makrofágy významná zánětlivá reakce Apoptóza – programovaná buněčná smrt: postihuje jednotlivé buňky indukována fyziologickými stimuly (nedostatek růstových faktorů, změny hormonálních hladin, ..) fagocytóza okolních buněk nebo makrofágy žádná zánětlivá reakce na rozdíl od nekrózy je popsáno mnoho příkladů fyziologické apoptózy. Zvýšená apoptóza syndrom získané imunodeficience AIDS (CD4+ T-buňky), neurodegenerativní nemoci (Alzheimerova, Parkinsonova nemoc) myelodysplastický syndrom (hypercelulární dřeň, periferní cytopenie) některé autoimunitní nemoci Suprese apoptózy Nádory, některá autoimunitní onemocnění, virové infekce Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 29 © Ondřej Slabý, 2009 Regulace a průběh apoptózy Vnější cesta receptorová: vazbou ligandu na příslušný receptor smrti vzniká proapoptotický signál. Ten vede k aktivaci domény smrti za kooperace dalších proteinů. Cílem je aktivace prokaspázy 8. Vnitřní cesta: signalizací např. přes p53 je zahájen apoptotický děj, jehož složkou je systém Bcl-2/Bax, signalizace přes mitochondrie, tvorba komplexu nazývaného apoptozóm a cílem je aktivace prokaspázy 9. 3 geny Ced3,4,9 kontrolující apoptózu u C. elegans 13 kaspáz homologů Ced3 Apaf1 homolog Ced4 Bcl2 rodina-17homologů Ced9 supresory apoptózy brání uvolnění cyt-c z mitochondriíExekutorové kaspázy, substráty smrti Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 30 © Ondřej Slabý, 2009 Regulace a průběh apoptózy Signalizace ATM, p53 ATM = Ataxia telangiectasia mutated Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 31 © Ondřej Slabý, 2009 Anti-apoptotické strategie nádorů Nádory používají nejrůznější strategie, jak zmenšit šanci na vstup do apoptózy. Buď snižují hladinu/aktivitu proapoptotických (modře) proteinů, nebo zvyšují hladinu/aktivitu antiapoptotických (červenohnědě) proteinů. Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 32 © Ondřej Slabý, 2009 4. NÁDORY A „NESMRTELNOST“ BUNĚK, NEOMEZENÝ REPLIKAČNÍ POTENCIÁL Opakované dělení buněk je limitováno zkracováním telomer Telomery jsou stabilizačním faktorem terminální části chromosomů a ukotvují je k nukleární matrix. Telomery mají opakující se sekvence nukleotidů TTAGGG telos = konec (end), meros = část (part) Délka telomer se zkracuje (1 dělení = 1 telomerická sekvence) a destabilizuje tak chromosomy Obnovování telomerických sekvencí umožňuje enzym telomeráza. 85 až 90% nádorů má aktivní telomerázu. K aktivaci telomerázy dochází v pozdních stadiích kancerogeneze. Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 33 © Ondřej Slabý, 2009 5. VÝZNAM ANGIOGENEZE V ROZVOJI NÁDOROVÉHO ONEMOCNĚNÍ Angiogeneze má klíčový význam pro nádorový růst Rostoucí nádorové ložisko může bez cévního zásobení dosáhnout pouze velikosti 1-2 mm3 Neoangiogenezi indukuje vzniklá hypoxie Nerovnováha mezi proangiogenními a antiangiogenními faktory = „angiogenní switch“ Cílená antiangiogenní léčba Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 34 © Ondřej Slabý, 2009 Úvod do molekulární medicíny 2/12 • Zvýšení motility (invazivita) (průnik do stromatu a přes cévní stěnu) • Vytváření mikrotrombu v cirkulaci • Adherence ke stěně cévy, extravazace • Průnik do parenchymu • Vytvoření metastázy (kolonizace, proliferace v místě, angiogeneze, odpověď na mikroprostředí) • Metastázy metastáz • Nádorová generalizace 6. METASTAZOVÁNÍ Strana 35 © Ondřej Slabý, 2009 Hallmarks of Cancer: The Next Generation Douglas Hanahan and Robert A. Weinberg (Cell, 2011) Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 19 © Ondřej Slabý, 2011 Podmiňující vlastnost – genomová nestabilita a mutace Podmiňující vlastnost – nádorem vyvolaný zánět Objevovaná vlastnost – deregulace buněčné energetiky (Warburguv ef.) Objevovaná vlastnost – ochrana před imunitním systémem Moderní metodické přístupy v molekulární medicíně I – příprava biologického materiálu (tkáň, krev, stolice, FFPE) a izolace nukleových kyselin (kontrola kvality), genomika (RealTime qPCR, DNA čipy, SNP čipy, CGH čipy, mikroRNA čipy, Real-Time PCR Arrays – srovnání technologických principů a přehled nejpoužívanějších technologií), využití genomiky pro molekulární klasifikaci nádorových onemocnění, jak navrhovat studie a jak číst publikace – výhody a limitace genomických metod Náplň příští přednášky Take home 1) Epidemiologie zhoubných nádorů v České republice 2) Etiologie nádorových onemocnění a prevence, příklady 3) Základní pojmy a klasifikace nádorových onemocnění 4) Histopatologická klasifikace nádorů 5) Proces kancerogeneze, klonalita 6) Histologická skladba nádoru – nádor je komplexní tkáň 7) Šest získaných vlastností maligního nádoru 8) Onkogeny a nádorové supresory 9) Genetická nestabilita nádorů 10) Poruchy regulace buněčného cyklu 11) Regulace a průběh apoptózy, antiapoptotické strategie nádorů 12) Telomery -neomezený replikační potenciál nádorové buňky 13) Význam angiogeneze v rozvoji nádorového onemocnění 14) Metastatická kaskáda 15) Metastasis-related genes Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 36 © Ondřej Slabý, 2009 Úvod do molekulární medicíny 2/12 Strana 37 © Ondřej Slabý, 2009 Dotazy?