ONCOGENEZA

1
ONCOGENEZA
2
Definitie boala canceroasa

• Boala canceroasa este caracterizata prin prezenta
  in organism a unei populatii celulare cu origine
  monoclonala care este in expansiune continua prin
  crestere autointretinuta.
• Celulele maligne nu se mai supun controlului
  mecanismelor fiziologice de reglare a
  proliferarii celulare.
• In acest context poate apare cu mare
  probabilitate o subpopulatie capabila de a migra
  si de a se adapta la alte micromedii straine
  generand tumori secundare (metastaze).

3
Modalitati prin care pot rezulta celule
canceroase

• cresterea activitatii de proliferare a unuia sau
  mai multor tipuri celulare
• reducerea potentialului de diferetiere al
  anumitor celule
• impiedicarea apoptozei (moartea celulara
  programata)
• dotarea cu potential invaziv si de colonizare a
  unor teritorii rezervate altor celule
• anularea cerintelor pentru factorii de crestere
  si a raspunsului la factorii inhibitori produsi
  de celule.

4
Caracteristicile celulei canceroase 

• cresterea necontrolata
• proprietatea de imortalitate (celulele maligne se
  multiplica nedefinit in culturile celulare iar
  celulele normale pierd capacitatea de diviziune
  si dupa aproximativ 50 de generatii mor)
• reactivitatea redusa la mecanismele de feedback
  (ce controleaza cresterea normala in vivo si in
  culturi)
• cresterea in gramezi dezordonate (in mod normal
  celulele ce se divid cresc in strat monocelular)
• pierderea proprietatii de inhibitie de contact
• respiratia anaeroba.

5
CANCERUL BOALA GENETICA?

• Studiul cancerului reprezinta o prioritate pe
  plan mondial datorita faptului ca acesta se
  situeaza pe locul al doilea ca mortalitate si
  morbiditate
• Datele obtinute din cercetari efectuate asupra
  etiologiei cancerului sugereaza ca in 50-90 din
  totalul cancerelor umane sunt implicati factorii
  de mediu si din acestia 90 ii reprezinta
  factorii chimici, restul fiind datorat factorilor
  fizici si biologici
• Modificarile produse de acesti factori la nivel
  genomic si transmiterea ereditara sustin ipoteza
  naturii genetice a cancerului

6
CANCERUL BOALA GENETICA?

• La ora actuala este unanim acceptata teoria
  genetica a cancerului
• Ea considera ca numeroase modificari genetice
  acumulate la nivelul unor gene critice existente
  in genomul tuturor celulelor normale conduc la
  alterarea sistemelor de control si reglare ale
  diviziunii celulare
• Consecinta este proliferarea necontrolalata a
  unor celule comparativ cu celulele normale din
  care provin
• Aceasta alterare este transmisibila ereditar.

7
Conditii genetice precursoare ale cancerului

• Sunt reprezentate de
• anomalii cromozomiale sau genetice,
• afectiuni transmise ereditar cu risc de
  cancerizare,
• diverse distrofii si afectiuni benigne(adenoame,
  polipi)
• Transmiterea de oncogene care pot determina
  aparitia unor stari clinice si biologice
  precursoare sau a unor cancere transmiterea
  directa a genei BRCA 2 la barbati produce
  ginecomastie unilaterala cu ectazie canaliculara
  urmata de malignizare.
• Anomalii cromozomiale trisomia 21, sindromul
  Klinefelter( sindrom XXY), sindromul de deletie
  al cromozomului 13. Trisomia 21 se asociaza cu un
  risc mai mare de aparitie a leucemiei acute si a
  tumorilor solide( 10-20 x) . Sindromul de deletie
  a cromozomului 13 se asociaza cu risc mare de
  retinoblastom bilateral.
• Sindroamele polipozice colice ereditare(Turcot,
  Gardner) se asociaza cu un risc foarte mare de
  malignizare.

8
Conditii genetice precursoare ale cancerului

• Sdr. Peutz-Jeghers( predispune la cancer de
  colon, mamar având ca markeri fenotipici pete
  hiperpigmenate punctiforme în regiunea periorala,
  mucoasa bucala, extremitati)
• Xeroderma pigmentosum ( afectiune ereditara rara
  cu transmitere recesiva caracterizata prin defect
  de reparare a ADN-ului) determina cancere
  cutanate multiple în copilarie la persoanele
  expuse la radiatia UV. Initial la nastere
  basicute, mici umflaturi, eritematoase, apoi
  hiper sau hipopigmentate. La 3-4 ani apar tumori
  benigne cutanate care se transforma în
  epitelioame, melanoame, cancere ale pleoapei,
  corneei asociat cu retard psihic, epilepsie.
• Anemia Fanconi( transmitere ereditara, având ca
  markeri fenotipici anemie, microcefalie,
  înaltime mica, rinichi în potcoava, pigmentare
  cutanata, anomalii oculare) predispune la
  leucemii acute mieloide, cancere epidermoide ale
  jonctiunilor cutaneo-mucoase, cancer de ficat.

9
Conditii genetice precursoare ale cancerului

• Sindrom de ataxie teleangectazie(transmitere
  ereditara, consta în ataxie cerebeloasa
  progresiva, teleangectazii oculare si cutanate,
  deficit imunitar) predispune la aparitia de
  limfoame.
• Neurofibromatoza Recklinghausen( transmitere
  dominant autosomala) neurofibroame, pete
  pigmentare cafenii, molluscum- evolueaza frecvent
  spre sarcoame si predispun la aparitia de glioame
  cerebrale.
• Cancerele ereditare multiple sindromul
  Li-Fraumeni ( defect al p53) se asociaza cu un
  risc crescut de cancere mamar, de colon,
  cerebral, sarcoame, leucemie. Boala Cowden poate
  determina pe lânga hamartoame cutanate, cancer
  mamar( 30-50), tiroidian.
• Boala inflamatorie intestinala(rectocolita
  ulcerohemoragica), boala Crohn prezinta risc
  crescut pentru neoplasmul de colon.
• Gastrita cronica atrofica are risc de
  malignizare

10
CANCERULBOALA GENETICA?

• In 1911 Peyton Rous a descoperit ca injectarea
  unui extract din celulele tumorale de la gaini
  bolnave producea tumori maligne la gaini
  sanatoase.

11
Genele implicate in carcinogeneza

• Sunt de numarul sutelor
• Primul indiciu ca celulele eucariotelor
  superioare pot contine gene specifice care produc
  cancer au rezultat din studiile mecanismelor
  moleculare virale care produc tumori la animale
• La sfarsitul anilor 70 studiul capacitatii
  transformante a virusului care produce sarcomul
  aviar (VSR) de catre Peyton Rous a dus la
  edificarea conceptului de oncogena si intelegerea
  mecanismului procesului malign
• Astfel unele retrovirusuri (si virusuri acut
  transformante) poarta in genomul lor impreuna cu
  genele proprii si o gena care poate transforma
  celulele normale ale gazdei in celule canceroase.
  Ea a fost numita oncogena virala (v-onc).

12
Genele implicate in carcinogeneza

• Principalele tipuri de gene implicate in
  carcinogeneza sunt
• - oncogenele
• - genele supresoare ale cresterii
• tumorale(antioncogene)
• - genele de stabilitate(antimutationale)
• - genele microARN(ARNmi)

13
1.Oncogenele

• Sunt variante mutante ale unor gene normale
  implicate in crestere si diferentiere-protooncogen
  ele.
• Aceste prototoncogene se activeaza prin mutatii
  dominante cu castig de functie care modifica
  comportamentul de multiplicare al celulei.
• Oncogenele pot fi oncogene virale(v-onc) si
  oncogene celulare(c-onc).

14
1a. Oncogenele virale

• Oncogenele virale sunt fragmente de ADN viral
  capabile in anumite conditii sa induca
  transformarea tumorala
• Celulele canceroase pot sa apara in urma actiunii
  virusurilor tumorale specifice
• Virusurile tumorale sunt de doua tipuri
• Cu genom ADN (ex. papilloma si adenovirusurile)
• Cu genom ARN (retrovirusuri).

15
Virusuri ADN tumorale

• Virusuri sADN(genom de 8kb)
• -vs. papilloma-epidermodisplazie veruciforma si
  asociat cancer de col uterin(tulpinile high risk
  16,18, 31, 45)
• Virusuri complexe(genom de 100-200kb)
• EBV(Human herpes virus 4) asociat cu limfom
  Burkitt, limfom Hodgkin
• Virusul HV40-mezotelioame
• HV tip 8-sarcom Kaposi
• HBV virus este vs. ADN dar are comportament
  asemanator cu vs. ARN in ceea ce priveste modul
  de replicare. ADN este transcris in ARN atat
  pentru fabricarea proteinelor virale cat si
  pentru replicare genomica. ARN-ul genomic este
  transcris apoi in ADN genomic reverstranscriptie.
  

 
16
Virusuri ADN tumorale

• Hepatita VHB este o problema de sanatate majora
  datorita corelatiei stranse intre prezenta de
  HBsAg(surface antigen of the hepatitis B virus)
  la purtatorii cronici si a HCC(Hepatocellular
  carcinoma). In Taiwan studii au aratat ca
  purtatorii de AgHBs au un risc de a dezvolta HCC
  de 217 ori mai mare decat nepurtatorii.
• 51 din decesele la puratorii de antigen sunt
  produse de ciroza hepatica si HCC comparativ cu
  decesul prin aceeasi cauza la populatia generala
  care este de 2.  

17
Retrovirusuri

• RSV-tumori aviare
• HTLV-1-leucemia adultilor cu limfocite T
• HTLV-2-leucemia cu celule paroase
• HTLV-3, actual HIV-SIDA
• VHC cancer hepatic

18
Infectarea si transformarea unei celule prin
retrovirus
19
Infectarea si transformarea unei celule prin
retrovirus

• 1. Legarea la un receptor de suprafata specific
• 2. Preluarea prin endocitoza sau prin fuziune
  directa cu membrana plasmatica 
• 3. Catena sens de ARN este copiata de catre
  revers transcriptaza in catena antisens de ADN.
  Aici polimeraza actioneaza ca o ADN polimeraza
  ARN-dependenta.
• Deoarece revers transcriptaza este o ADN
  polimeraza, ea are nevoie de un primer.
• Acesta este un ARNt care este incorporat in
  particula virala de la celula gazda anterioara

20
Infectarea si transformarea unei celule prin
retrovirus

• 4. ARN este inlocuit si degradat de o RNA-za
  virala. Revers-transcriptaza actioneaza ca o
  ADN-polimeraza ADN dependenta si copiaza noul ADN
  intr-o molecula dublu catenara. Aceasta forma de
  ADN a retrovirusului este cunoscuta sub denumirea
  de provirus
• 5. ADN dublu catenar este circularizat si
  integrat in ADN-ul celulei gazda, folosind o
  integraza. Acest ADN va fi copiat de fiecare data
  cand ADN-ul celular este copiat, iar provirusul
  se comporta ca o gena celulara normala
• 6. ARN genomic din catena sens este copiat din
  ADN integrat de catre ARN polimeraza II a celulei
  gazda, care copiaza in mod obisnuit o gena in
  ARNm. ARN genomic este apoi prelucrat la
  extremitati.

21
Structura unui retrovirus

• La fiecare extremitate sunt situate secventele
  repetitive(TR)
• TR nu codifica proteine
• La capatul 5 se gaseste regiunea U5 iar langa
  capatul 3 regiunea U3.
• PBS este primer binding site
• tRNA se ataseaza in acest punct atunci cand
  revers transcriptaza initiaza copierea ARN.
• LTR contin promotori sau stimulatori ai
  transcriptiei.

• Virus ARN matur/ADN proviral al unui retrovirus

22
Structura unui retrovirus

• Genomul unui retrovirus contine 3 gene 
• -gag (codifica miezul viral)
• -pol (codifica revers transcriptaza
• virala)
• -env (codifica proteinele capsulei
• virale si oncogena virala
• v-onc).

23
The Rous Sarcoma Virus (RSV)

• Structura RSV
• gag, codifica proteina capsidei
• pol, codifica revers transcriptaza
• env, codifica proteina de invelis
• (anvelopa)
• v-src, codifica o tirozinkinaza, o enzima ce
  ataseaza grupari fosfat la reziduurile Tir ale
  diferitelor proteine din celulele gazda si pot
  deveni oncogenice.

24
1b. Protooncogenele

• Sunt gene din celulele normale implicate in
  controlul cresterii, proliferarii si
  diferentierii celulare normale prin produsii pe
  care ii codifica
• Ele sunt secvente de ADN ce codifica proteine
  localizate in diferite compartimente celulare si
  care se exprima in diferite stadii ale ciclului
  celular

25
Protooncogenele

• Au introni, ceea ce oncogenele retrovirale nu au
• Au inalt grad de conservare structurala, fapt ce
  evidentiaza rolul lor important in viata celulei
• Au ereditate mendeliana
• Sunt intotdeauna pozitionate in acelasi loc in
  genom
• Nu au secvente LTR, fata de v-onc, care sunt
  intotdeauna inconjurate de secvente LTR

26
1c. Oncogenele celulare

• Oncogenele celulare sunt derivate din genele
  normale celulare protooncogenele
• Accidental, in urma unor modificari care le
  afecteaza structural sau functional, ele se pot
  transforma in oncogene, determinand o proliferare
  celulara intensa si transformarea maligna a
  celulei purtatoare
• Produsul genic al unei oncogene este o
  oncoproteina.

27
Oncogenele celulare-clasificare

• Dupa functia indeplinita si localizarea celulara
  oncoproteinele celulare se clasifica in 7 clase
• 1. factori de crestere sis, hst, int 1, int 2
  
• 2. proteinkinaze cu sau fara functie de receptor
  erb B1, Kit
• 3. receptori fara activitate tirozinkinazicac-mas
  
• 4. proteine G membranareH-ras, K-ras, N-ras
• 5. Serin/treonin kinaze citoplasmaticec-mos,
  c-raf
• 6. reglatori cu localizare citoplasmaticac-crk
• 7. factori de transcriere c-erb.

28
Clase de oncoproteine

• 1. factori de crestere sis, hst, int 1, int 2
• Codifica proteine ce sunt descarcate in
  spatiul extracelular. Oncogenele contribuie la
  malignizare prin activarea permanenta si
  exagerata a receptorilor membranari care
  amorseaza proliferarea sau diferetierea
• 2. proteinkinaze cu sau fara functie de receptor
  
• 30 din oncogenele descrise pina in prezent
  codifica proteine cu activitate kinazica, in
  marea lor majoritate receptori ai factorilor de
  crestere. Moleculele acestor oncoproteine sunt
  capabile sa declanseze, in absenta ligazilor
  specifici, fosforilarea reziduurilor tirozinice
  care furnizeaza permanent si necontrolat semnale
  intracelulare care promoveaza proliferarea
  nelimitata.
• Exemple 
• erb B1 specifica domeniul kinazic al
  receptorului pentru factorul de crestere
  epidermal (EGFR)
• Kit receptorul factorului de crestere al
  macrofagelor (MGFR)

29
Clase de oncoproteine

• 3. receptori fara activitate tirozin kinazica
• protooncogena c-mas care codifica
  receptorul angiotensinei
• 4. proteine G membranare
• Familia protooncogenelor ras (H-ras, K-ras,
  N-ras) codifica proteine mici cu greutate
  moleculara de 21 K-daltoni cu proprietatea de a
  lega si hidroliza adenozin trifosfatul (ATP)
• 5. Serin/treonin kinaze citoplasmatice
• Genele c-mos produc reglarea desfasurarii
  meiozei normale
• Genele c-raf stimuleaza mitogeneza

30
Clase de oncoproteine

• 6. reglatori cu localizare citoplasmatica
• c-crk fosforileaza tirozina
• 7. factori de transcriere
• Sunt cunoscuti peste 20 de factori de
  transcriere care sunt alcatuiti din 2 domenii
  funtionale ce produc legarea la ADN si activarea
  trascriptiei. Exemplu  c-erb A codifica proteina
  Erb A care este receptor al hormonilor tiroidieni.

31
2.Gene supresoare ale cresterii tumorale
(antioncogene)

• Sunt gene care prin produsii lor inhiba
  proliferarea celulara
• Mutatiile cu pierderea functiei duc la cresterea
  si prolifererea celulara necontrolata si apoptoza
  ineficienta
• Genele au un caracter recesiv
• Inactivarea ambelor alele ale unei GST schimba
  comportamentul celulei devenind mutant(LOH-lost
  of heterozigosity).

32
3. Gene de stabilitate (antimutationale)

• Sunt gene responsabile de integritatea genomului
  si de fidelitatea transferului de informatie
• Corecteaza leziunile ADN spontane sau induse de
  agenti fizici, chimici sau biologici
• Pierderea functiei ambelor alele (comportament
  recesiv) are ca rezultat esecul repararii
  leziunilor ADN
• Aceasta duce la aparitia unui numar mare (de
  ordinul miilor) de leziuni de ADN stabile,
  transmisibile la descendenti.

33
4.Gene microARN

• Nu codifica proteine
• Codifica secvente de ARN monocatenar cu
  dimensiuni de 21-23 nucleotide
• Acestea sunt implicate in reglarea
  post-transcriptionala a expresiei genice
• Actioneaza in 2 moduri blocarea translatiei ARNm
  in proteine sau prin degradarea ARNm
• Functional actioneaza ca GST(au tinte critice
  anumite oncogene) sau ca oncogene(inhiba expresia
  unor GST)

34
Trasaturile generale ale cancerului

• Caracterul clonal al cancerului
• Cancerul boala genetica
• 1 -Sindroame neoplazice transmise ereditar
• 2- Sindroame ereditare asociate cu risc
  crecut de
• aparitie a cancerului

35
Caracterul clonal al cancerului-Dovezi

• Inactivarea unui cromozom X la femei in cadrul
  procesului de lionizare
• Au fost investigate diferite femei care au
  dezvoltat diferite tumori si care erau
  heterozigote pentru polimorfismul G6PDH
• Aproape invariabil s-a gasit ca tesutul tumoral
  exprima doar una dintre cele doua alele G6PDH
• Acesta este un indiciu ca tumora a luat nastere
  dintr-o singura celula si nu din doua.

36
Caracterul clonal al cancerului-Dovezi

• B. Anomalii citogenetice caracteristice
• -Cromozomul Philadelphia apare in celulele
  maligne ale majoritatii pacientilor cu leucemie
  mieloida cronica (LMC).
• Faptul ca aceasta translocatie apare in toate
  celulele maligne ale unui individ cu LMC sustine
  notiunea de clonalitate a tumorii.

37
Cromozomul Philadelphia
38
Cancerul boala genetica - Dovezi

• Sindroame neoplazice transmise ereditar
• Sunt cunoscute peste o suta de boli monogenice
  ale caror fenotipuri includ diferite forme de
  cancer
• Majoritatea sunt autozomal dominante
• Cancerele conditionate monogenic sunt relativ
  rare si se deosebesc de corespondetele lor
  determinate multifactorial (cancerele comune)
  prin urmatoarele caracterstici 

39
Sindroame neoplazice transmise ereditar -
Caracteristici

• Segrega in familii conform modelului ereditatii
  monogenice
• In familiie mici, ca urmare a penetrantei, cel
  mai adesea incompleta a genei patologice, aceasta
  trasatura poate trece neobservata
• De aceea afirmarea determinismului monogenic este
  posibila numai in urma investigarii unor familii
  numeroase sau prin cumularea datelor obtinute
  prin investigarea mai multor familii
• Varsta la care debuteaza boala este redusa
  (cancere pediatrice), comparativ cu cele comune
• Tumorile primare sunt multiple si multifocale, in
  timp ce neoplasmele comune sunt frecvent
  monocentrice.

40
Cancerul boala genetica - Dovezi

• 2. Sindroame ereditare asociate cu risc crecut de
  aparitie a cancerului
• Aceste sindroame genetice se caracterizeaza
  prin 
• Transmitere autozomal recesiva
• Fragilitate cromozomiala-prin instabilitate
  genetica
• Predispozitie la dezvoltarea unor cancere.

41
STABILITATEA GENETICA CELULARA

• Este mentinuta prin interventia mecanismelor
  care asigura 
• a. pastrarea integritatii structurale si
• functionale a ADN-ului prin 
• - prevenirea erorilor din timpul replicarii si
• recombinarii
• - corectarea erorilor produse accidental sau prin
• actiunea unor agenti din mediul extern sau
• intern
• - protectia fata de actiunea unor produsi de
• metabolism (radicali liberi)
• b. segregarea riguros exacta a
• cromozomilor in cursul diviziunii
• celulare.

42
Instabilitatea cromozomiala

• IC constitutionala - sindroamele de
• 
   rupere
• 
  comozomiala 
• IC dobindita

43
Instabilitatea cromozomiala dobandita

• Instabilitatea dobandita prin agenti
  carcinogeni 
• Celulele tumorale pot fi transformate malign ca
  urmare a expunerii la agentii care lezeaza
  ADN-ul
• Radiatiile cosmice, telurice, ultravioletele au o
  rata de mutageneza de 1/1.000.000 mutatii / gena
  / diviziune celulara. Mutatiile sunt consecinta
  erorilor necorectate ale replicarii si
  recombinarii ADN-ului
• Substantele precarcinogene sunt metabolizate in
  carcinogeni potenti. De exemplu hidrocarburile
  policiclice aromatice (aflatoxina B) prin
  activare cu citocrom P-450 altereaza structura
  ADN-ului.
• Infectii virale

44
Sindroame cu instabilitate cromozomiala

• Fanconi Anaemia (FA)
• Ataxia Telangiectazia (AT)
• Bloom Syndrome (BS)
• Xeroderma pigmentosum (XP)

45
Anemia Fanconi

• Anemia Fanconi(AF) este o boala de instabilitate
  a genomului produsa prin mutatii ale genelor ce
  regleaza replicarea dependenta de inlocuirea
  segmentelor de ADN produsa prin lincajele dintre
  lanturile de ADN
• AF apare prin alterarea unui complex de proteine
  nucleare specializate pe repararea leziunilor
  ADN. Proteinele AF coordoneaza un mecanism
  complex de reparare care cuprinde cele 3 cai
  clasice de reparare
• Recombinarea omoloaga
• Repararea nucleotidelor excizate
• Repararea prin sinteza translezionala

46
Fanconi Anaemia (FA)

• Proteinele codificate de genele AF au roluri
• in
• Raspunsul la stresul oxidativ
• Reglarea ciclului celular
• Repararea ADN
• Stabilitate cromozomiala
• Supresie tumorala

47
Anemia Fanconi

• Cea mai frecventa forma de insuficienta medulara
  ereditara, autozomal recesiva
• caracterizata prin statura mica, anomalii
  scheletale, anemie aplastica,
• incidenta crescuta a leucemiei si tumorilor
  solide
• sensibilitate celulara crescuta la agentii
  toxici pentru ADN.

48
Fanconi Anemia (FA)
49
Fanconi Anemia (FA)
A gaps B breaks C deletion D triradials
E quadriradials F complex figures G
dicentric. Giemsa staining.
50
Ataxia telangiectazia

• Afectiune genetica neurodegenerativa cu o
  incidenta 1/40000 1/100000 si in care frecventa
  heterozigotilor este de aproximativ 1.
• Heterozigotii au o predispozitie la cancer de 3-4
  ori fata de normal(limfom, leucemie) si afectiuni
  ale sistemului imunitar.
• Gena ATM(11q) este clasificata prima in topul
  genelor implicate in etiologia cancerului, chiar
  si inaintea genei BRCA 1 de pe cromozomul 17q
  implicata in cancerul mamar.

51
ATM ataxia telangiectazia mutated

• Roluri
• Furnizeaza informatii necesare producerii unei
  proteine care este localizata in nucleu si care
  controleaza ritmul cresterii si diviziunii
  celulare
• Rol in dezvoltarea normala a sistemului nervos si
  imun
• Recunoaste lanturile de ADN rupte sau avariate si
  le repara prin activarea unor enzime

• Gena ATM este localizata pe 11q

52
Ataxia telangiectazia-Sindromul LouisBar

• Ataxia se refera la coordonarea deficitara,
• Telangiectazia se refera la micile dilatatii ale
  vaselor de sange.

53
Ataxia Telangiectasia (AT)rearrangement in 7p14,
7q35, 14q11, (localisations ofreceptor T genes,
immunoglobulin superfamilly) or 14q32.
54
Mecanismele moleculare ale oncogenezei 

• Activarea unei protooncogene
• Inactivarea GST
• Alterarea genelor de stabilitate.

55
I. Activarea unei protooncogene

• Mecanisme de activare
• Insertia virala
• Amplificarea genica
• Mutatia punctiforma
• Translocatia cromozomiala
• Transpozitia intr-o regiune cromozomiala activa.

56
(No Transcript)
57
1. Insertia virala

• Reprezinta procesul de intergrare a genomului
  viral sub forma de provirus in genomul celulei
  gazda.
• In functie de tipul de virus inserat avem 3
  cazuri 
• 1. Retrovirusuri sunt ribovirusuri(ARN) ce
  contin in genomul lor oncogene pe care le-au
  achizitionat din genomul celulelor parazitate.
  Dupa insertia lor in genomul celulei gazda (ca
  provirusuri), genomul retroviral este copiat cu
  ajutorul reverstranscriptazei virale si sunt
  copiate si oncogenele virale care sunt apoi
  traduse in oncoproteine ce vor interfera
  programele vitale ale celulei gazda.

58
(No Transcript)
59
1. Insertia virala

• 2. Retrovirusuri acut transformante - pot
  transforma rapid in cateva zile celulele in
  cultura si induc formarea tumorilor la gazde
  potrivite in aproximativ 2-8 saptamini.
• Replicarea este defectiva, necesita un virus
  helper
• Genomul unui retrovirus tipic are trei gene 
  gag, pol, env care asigura infectivitatea si
  capacitatea replicativa.
• Genomul unui retrovirus acut trasformant are pe
  langa cele trei gene clasice si o gena aditionala
  v-onc.

60
(No Transcript)
61
1. Insertia virala

• 3. Virusuri ADN sau ARN nepurtatoare de
  oncogene care intervin in cancerogeneza prin
  mecanismul de mutatie prin insertie
• Aceste oncogene nu au corespondenti celulari
• Provirusul se insera in acest caz in interiorul
  unei protooncogene pe care o activeaza , nu
  produce el insusi oncoproteine

62
2. Amplificarea genica

• Este procesul prin care o protooncogena normala
  structural este amplificata intr-un numar foarte
  mare de copii (zeci-sute) astfel incat se va
  sintetiza o cantitate mare de oncoproteina
• Exemple de activare prin amplificare genica 
  trei familii de gene myc, erb B, ras
• In neuroblastom gena c-myc este amplificata in
  50 din cazuri
• iar in cancerul de san sunt amplificate erb B si
  c-myc in 20 din cazuri

63
3. Mutatia punctiforma

• Este reprezentata de
• substitutia unei singure baze azotate cu o alta
  baza azotata sau
• deletia unei baze din structura unei
  protooncogene. Ea duce la sinteza unor proteine
  anormale sau trunchiate
• Mutatiile punctiforme pot fi localizate in
  regiunile structurale si duc la modificari
  calitative ale produsilor genici sau pot fi
  localizate in regiunile reglatoare si duc la
  modificari cantitative ale proteinelor

64
3. Mutatia punctiforma

• Exemple de mutatii punctiforme ce pot activa o
  protooncogena
• familia ras (H-ras, K-ras, N-ras) si apar
  frecvent in
• cancerele de colon, pulmonar si vezica
  urinara
• Genele ret in neoplaziile endocrine multiple.
• p-53 - rol in control ciclu celular (inhibitie)
  produce tranzitie perioada G?S
• - mutatii punctiforme in exonii 5 si 10 gt 50
  din cazurile de
• -cancer de colon, san, vezica urinara si
  plaman
• -cancerul hepatic - mutatia G-249-T

65
4.Translocatii cromozomiale (rearanjari)

• Sub influenta factorilor mutageni pot apare
  modificari structurale de tipul translocatiilor
  ducand la modificarea pozitiei genelor pe
  cromozom.
• Cel mai cunoscut rearanjament cromozomial
  specific neoplazic este cromozomul Philadelphia
  (Ph1) un cromozom mic, acrocentric observat la
  90 din pacientii cu LMC. El este produs prin
  translocatie reciproca , balansata intre
  segmentele bratelor lungi ale cromozomului 9 uman
  si cromozomul 22(t 9 22).
• Punctul de ruptura de pe cromozomul 9 este
  situat intr-un intron al protooncogenei (c-abl)
  spre capatul bratului q si care este translocat
  de pe cromozomul 9 pe cromozomul 22.
• Are loc fuzionarea unei portiuni a protooncogenei
  cu o portiune a genei de pe cromozomul 22 (bcr)
  si se formeaza o gena hibrida (bcr/abl) care va
  duce la sinteza unei proteine hibride (Bcr/Abl)
  cu activitate tirozinkinazica crescuta.

66
4. Translocatii cromozomiale (rearanjari)

• gena himera functionala (bcr/abl)
• ? proteina himera(Bcr/Abl) ? activitate
  tirozin-kinazica ? transformare celulara

67
5.Transpozitia intr-o regiune cromozomiala activa

• Limfomul Burkitt este o tumora frecventa in
  copilarie si se intalneste relativ frecvent in
  regiunile cu malarie din Africa Centrala si Noua
  Guinee.
• Un rol important in etiologie il au tintarii si
  virusul Ebstein Barr dar evenimentul central il
  constituie activarea unei protooncogene. S-a
  descoperit o translocatie caracteristica,
  reciproca intre cromozomul 8 si cromozomul 14 (t
  8 14) in 90 din cazuri.

68
Limfomul Burkitt - citogenetica
69
Limfomul Burkitt alte aspecte

• Mai pot apare translocatii (t 2 8) in 5 din
  cazuri si t (8 22) in 5 din cazuri.

70
5. Transpozitia intr-o regiune cromozomiala
activa

• Fiecare din cele trei apropie protooncogena c-myc
  de una din genele pentru imunoglobuline ca
  urmare a noilor relatii spatiale c-myc este
  activata dobandind proprietati oncogenice
• In limfomul Burkitt nu apar gene himerice dar
  protooncogena este adusa intr-un mediu
  cromatinian de transcriptie activa.

71
II. Inactivarea genelor de supresie tumorala

• GST codifica semnale antiproliferative si
  proteine care inhiba mitoza si cresterea
  celulara, avand ca rezultat apoptoza.

72
II. Inactivarea genelor de supresie tumorala

• GST inhiba formarea tumorilor prin 2 mecanisme
• - prin proteinele produse inhiba mitoza sau
• - prin mentinerea starii de heterozigotie a
  alelei normale
• Alterarea GST contribuie la malignizare doar
  atunci cand ambele alele ale sale sunt inactivate
  secvential sau se pierd.
• Prin utilizarea sondelor de ADN s-a demonstrat ca
  progresia majoritatii tumorilor solide se
  coreleaza cu pierderea heterozigotiei
• Un exemplu de pierdere a starii de heterozigotie
  il constituie retinoblastomul care este o tumora
  rara (1/20000 de nasteri) a celulelor retiniene,
  care se manifesta in primii ani de viata. Exista
  doua forme maligne forma ereditara si forma
  sporadica

73
Inactivarea genelor de supresie
tumorala-Retinoblastomul

• Forma ereditara are transmitere autozomal
  dominanta. Copiii cu retinoblastom au risc mare
  sa dezvolte in adolescenta sau la varsta adulta
  alte neoplazii. Ei sunt purtatorii unei mutatii
  in celulele germinale ale unuia dintre parinti
• Gena este localizata pe cromozomul 13q14 si se
  noteaza cu Rb. Celulele normale ale copiilor cu
  Rb ereditar sunt heterozigote pentru markerii ADN
  (au o alela normala)
• In celulele tumorale starea de heterozigotie
  este pierduta datorita deletiei alelei normale.

74
Mecanisme ale heterozigozitatii in retinoblastom
75
Retinoblastomul

• Gena RB 1 codifica o proteina RB cu rol in
  controlul ciclului celular si in controlul
  apoptozei.
• Proteina RB fosforilata interactioneaza cu un
  factor de transcriptie, proteina E2F1 care
  actioneaza in faza G1ca promotor al transcriptiei

76
BRCA1si BRCA2-cancer de san
77
BRCA1si BRCA2-cancer de san

• Sunt GST care impreuna sunt raspunzatoare de
  producerea a 2-3 dintre cancerele de san si de
  ovar
• Sunt gene autozomal dominante reprezentate de
  mutatii germinale
• Riscul aparitiei cancerelor la femeile purtatoare
  este de 85-90 pe parcursul intregii vieti si de
  50 pana la 50 de ani.
• Proteinele BRCA au rol in repararea ADN dar si in
  reglarea transcriptiei

78
Inactivarea genelor de supresie tumorala-Proteina
p53

• Produsul proteic este o proteina de 53
  kilodaltoni
• Este localizata pe 17p13
• Este un factor de transcriptie cu nivel redus de
  expresie in conditii normale
• Blocheza multiplicarea celulara daca
• -celula are ADN afectat sau
• -daca exista alte tipuri de afectare celulara
  prin apoptoza.

79
Exemple de GST

• gena APC (Adenomatosus Poliposis Coli) CR5.
  mutatii ale acestei gene produc polipoza
  adenomatoasa familiala cu transmitere autozomal
  dominanta.
• Clinic se manifesta prin aparitia a sute de mici
  polipi adenomatosi, asimptomatici cu risc de a se
  transforma malign.
• gena DCC ( Deleted in Colorectal Carcinoma)
  situata pe cr.18. Pierderea heterozigotiei apare
  in 70 din cancerele colorecatale si in 40 din
  adenoamele de colon.
• Alterari ale DCC apar si in cancerul de pancreas,
  tumori cerebrale.
• gena MCC (Mutated in Colorectal Cancer) pe cr.5
• mutatii ale MCC apar in 40 din cancerele
  sporadice colorectale dar si in formele familiale
• gena WT1 (Tumora Wilms 1) pe cr. 11 si se exprima
  in rinichi, aparat genital si splina
• gena Rb (Retinoblastom) cr. 13
• gena NF1 (Neurofibromatoza 1) pe cr. 17 si
  raspunde de aparitia neurofibromatozei von
  Recklinghausen, un sindrom neoplazic familial
• gena NF2 pe cr.22 este responsabila de forma
  acustica a bolii
• gena BRCA 1 (Breast Cancer 1) pe cr.17 si produce
  modificari in cancerul de san ereditar.
• gena p53 (Protein 53 kDalton) pe cr.17 este una
  dintre cele mai importante gene cu rol in
  inhibarea cresterii si proliferarii anarhice si
  impiedicarea aparitiei tumorilor.

80
III. Alterarea genelor de stabilitate
(antimutationale)

• Integritatea moleculelor de ADN este mentinuta de
  sisteme enzimatice multiple care corecteaza
  leziunile ADN aparute spontan sau induse de
  agenti fizici sau chimici
• Genele de stabilitate sunt implicate in
  integritatea structurala a moleculelor de ADN si
  conservarea informatiei genetice
• Mutatiile genelor ce codifica acest sistem de
  corectare a leziunilor ADN duce la instabilitate
  genomica
• Aceasta se coreleaza cu riscul crescut de
  dezvoltare a cancerului
• Mecanismele genelor antimutationale pot fi
  clasificate in primare, care actioneaza asupa
  leziunilor de ADN si secundare care previn
  acumularea unui numar critic de leziuni in genom

81
III. Alterarea genelor de stabilitate
(antimutationale)

• In 1993 a fost descrisa prima gena de
  susceptibilitate la cancerul de colon
  non-polipozic hMSH 2 de pe cz. 2
• In 1994 a fost descrisa o alta gena de
  susceptibilitate pentru cancerul familial de
  colon hMLH 1 de pe cz. 2 si genele hPMS 1 (cz.
  2) si hPMS 29 (cz. 7) implicate in
  susceptibilitatea la cancerul de colon
• Pierderea stabilitatii genomului poate fi
  considerata o stare precanceroasa. Ea poate fi
  constitutionala si se transmite ereditar.

82
Sfatul genetic in procesele maligne

• Indivizii sunt considerati candidati pentru
  protocoalele de evaluare a factorilor de risc
  pentru cancer daca au un istoric personal si/sau
  familial(pe linie materna sau paterna) de
  trasaturi sugestive pentru cancerele ereditare.

83
Sfatul genetic in procesele maligne

• Urmatoarele aspecte sunt sugestive pentru
  cancerele ereditare
• Varsta precoce a debutului ( cancerul de san in
  premenopauza)
• Cancere primare multiple la acelasi individ(
  cancerul colorectal si endometrial)
• Cancer bilateral in organe pereche, sau cancere
  multifocale(cancer de san bilateral sau cancer
  renal multifocal)
• Aparitia aceluiasi tip de cancer la rude
  apropiate( mama, fiica si surorile cu cancer de
  san)
• Cancere aparute in mai multe generatii ale unei
  familii( transmitere autozomal dominanta)

84
Sfatul genetic in procesele maligne

• Aparitia unor tumori rare( retinoblastom, melanom
  ocular, cancer duodenal)
• Aparitia cancerului in organe neobisnuite( cancer
  mamar la barbati)
• Histologie tumorala neobisnuita( carcinom
  tiroidian de medulara)
• Tumori rare asociate cu defecte congenitale( T.
  Wilms si anomalii genitourinare)
• Grupuri etnice cunoscute a fi la risc pentru
  cancere ereditare(ereditatea ashkenazilor este
  asociata cu mutatii ale genelor BRCA1/BRCA2

85
Perspective noi in diagnosticul si tratamentul
proceselor maligne

• Metode de depistare precoce
• Markeri tumorali specifici
• PSA antigen specific prostatic
• CA 125 cancer ovarian, uterin
• CA 15-3 cancer mamar
• CA 19-9 cancer colon, VB
• CA 195 cancer pancreatic
• Translocatii cromozomiale-crz. Philadelphia
• Dozarea nivelului de exprimare al receptorilor
  estro-progesteronici in cancerul mamar-predictia
  raspunsului la tratamentul hormonal

86
Tratament specific cancer

• Tratamentul cu anticorpi monoclonali
• Ac monoclonali fata de Ag CD20 in limfoamele
  non-Hodgkin-Zevalin
• Ac mono fata de Ag CD52 de pe suprafata
  limfocitelor T din LLC-Campath
• Ac monocl fata de AG CD33 in LMA-Mylotarg
• Ac monocl fata de proteinele ERB B2 amplificata
  in cancerul de san-Herceptin
• AC impotriva EGFR(epidermal) in CCR-Erbitux
• AC impotriva VEGF(vascular) in CCR si
  pulmonar-Avastin

87
Tratament specific cancer

• Tratamentul cu molecule mici impotriva
  proteinelor oncogenetice
• Gleevec-inhiba activitatea proteinei himerice
  BCR-ABL din LMC dar si PDGFR(fact crestere
  plachetar) si KIT in tumorile stromale
  gastrointestinale
• Iressa si Tarceva inhiba specific EGFR in
  cancerele pulmonare
• Terapia genica
• Distrugere specifica a celulelor canceroase prin
  insertia unor virusuri oncolitice
• Insertia unor GST
• Inactivarea oncogenelor prin inhibarea selectiva
  a transcriptiei acestora

88
Urmarea

• In 1956, la 55 de ani dupa epocala sa
  descoperire, Peyton Rous a fost rasplatit cu
  premiul Nobel . Rous avea 87 de ani si din
  fericire a trait suficient pentru a fi onorat,
  deoarece premiul se acorda numai savantilor care
  sunt in viata