WYKŁAD  02  GENY FUZYJNE W NOWOTWORACH  ZŁOSLIWYCH  - 27.02.06

Chromosomy człowieka – 46, metafaza

Protoonkogen

-          odgrywa kluczową role w komórce, mechanizm wzrostu i różnicowania ( czynnik wzrostu, rec. Czynnika wzrostu)

-          geny konserwatywne ewolucyjnie ( protoonkogen RAS w drożdżach i u człowieka )

Onkogeny :

-          gen prawidłowy ( Protoonkogen) – prawidłowy podział komórki

-          1 mutacja ( onkogen – zaburzony podział komórki ) wystarczy do inicjacji procesu tworzenia nowotworu

Mechanizm aktywacji onkogenów :

1.      mutacja punktowa – delecja, nadaktywnośc

2.      amplifikacja ( kopie protoonkogenu) – produkcja w nadmiarze

3.      zaburzenia chromosomowe ( translacja, geny fuzyjne )

I odczytany gen fuzyjny :

T ( 9; 22 ) ( q 34; g 11 ) – chromosom Philadelphia w komórce przewlekłej białaczki szpikowej

Aktywność onkogenu – translacja :

Przewlekła białaczka szpikowa  - t ( 9; 22)

Gen fuzyjny  : BCR- ABL  ( połączenie ) – tylko w przewlekłej białaczce szpikowej

Amplifikujemy badaniem FISH

Metody molekularne :

1.      badanie tkanki nowotworowej – izolacja DNA  z tkanki nowotworowej

2.      PCR ( żel agarozowy )

3.      sekwencja nukleotydów

4.      LOH

Możliwe miejsca pęknięć genu BCR- ABL :

Przewlekła białaczka szpikowa

Miejsca pęknięć BCR : B3 A2

                                     B2 A2

                                     E1 A2

                                     E19 A2

Gen fuzyjny BCR/ ABL – rola genów w patogenezie CML : 

BCR – ABL

Zaburzenia adhezyjne                     Mitogen                        inhibicja  apoptozy

                                             Złośliwy fenotyp

Aktywacja onkogenu – translokacja :

Chłoniak Burkitta – t ( 8; 14 )

Translokacja C- MYC w okolicach locus Ig H

W okolicy kodującej łańcucha ciężkiego – powoduje nadmierna aktywność u sąsiada.

W rakach brodawkowatych tarczycy geny fuzyjne powstają w wyniku inwersji :

1.      gen BRAF łączy się z genem AKAP9W w wyniku czego powstaje gen fuzyjny wykazujący ekspresje białka

Czy w litych guzach neo występują geny fuzyjne jak w białaczkach i chłoniakach ?  TAK

1)     swoiste abberacje chromosomowe

2)     translokacje, geny fuzyjne

3)     amplifikacja 

Uzyskanie chromosomu z guzów neo :

Chirurg                        badanie diagnostyczna                            badanie hist- pat

Pobranie próbki  ( biopsja)

Cięcie

Kolagenoza ( trawienie )

Hodowla komórkowa in vitro

Techniki cytogenetyczne

Kariotyp

Zmiany w komórkach neo :

1.      zmiany liczbowe

a)     utraty całych/ części fragmentów

b)     dodatkowe chromosomy

2.      zmiany struktury

a)     utraty

b)     dodatkowe kopie

Rodzaje aberracji chromosomowych w komórkach nowotworowych :

a)     pierwotne – związane z patogenem guza  - t ( 9; 22 )

b)     wtórne – związane z progresją guza

Chromosomowe abberacje w guzie neo – technika M- FISH

Cytogenetyczny charakter guzów tkanek miękkich ( I)  :

3 zasadnicze rodzaje abberacji chromosomowych :

1)     translokacje swoiste  dla neo , często  występuje jako 1 zmiana w komórce

2)     powstanie abberacji chromosomowych strukturalnych i liczbowych

3)     złożone abberacje chromosomowe , częściowo powtarzalne, zmieniające się od komórki do komórki w jednym guzie ( progresja )

Tłuszczakomięsak śluzowy i okrągłokomórkowy :

a)     abberacja chromosomowa – t ( 12; 16 ) ( q 13; p 11 )

b)     gen fuzyjny- FUS – DDIT3  ( CHOP ) jak w białaczce

Cytogenetyczny charakter guzów tkanek miękkich   ( II ) :

Translokacja na poziomie molekularnym – pękanie genów w obu zaangażowanych chromosomach i wymiana materiału genetycznego .

Translokacja zrównoważona prowadzi do powstania genu fuzyjnego. 

Maziówczak złośliwy  - t ( X; 18 ) ( p 11; q 11)

a)     lokalizacja – stawy , przerzuty-  układ krwionośny

b)     leczenie – operacja

c)      translokacja swoista (  nie występuje nigdzie w przyrodzie poza maziówczakiem )

d)     w 100% guzów rearanżacja ( X : 19)

e)     wykrywana w jądrach interfazowych – dwukolorowy FISH

f)        gen fuzyjny SYT / SSX1 lub 2 ( różne fragmenty genów zaangażowane w translokacje )

Gen fuzyjny SYT/ SSX- tragiczne rokowanie.

Charakterystyka cytogenetyczna guzów tkanki miękkiej :

Cechy charakterystyczne genów fuzyjnych :

1)     zbudowane z części 5’ jednego genu i części 3’ drugiego genu – geny produkujące chimeryczne białko

Dlaczego w określonych tkankach tylko niektóre chromosomy wykazują predylekcję do translokacji ?

a)     chromosomy 12, 14, 15 w jądrze interfazowym są blisko siebie zlokalizowane ; specyficzne komórkowe ułożenie chromosomów, tworzą pakiety

b)     w jądrach interfazowych chromosomów T 12 i T14 preferencyjnie układają się obok siebie ; łatwa translokacja ( podobnie w chłoniaku Burkitta )

Neuroblastoma : genetyczne czynniki ryzyka :

1.      ploidia

2.      amplifikacja N- MYC ( złe rokowanie)

3.      delecja chromosomu 1p

4.      częściowa trisomia chromosomu 17 q- nie zależny czynnik rokowniczy ( złe rokowanie )

5.      u dzieci – rzadko, w Polsce 60-70 przypadków/ rok

Amplifikacja onkogenu :

1.      FISH – amplifikacja HER – 2 / NEU w rakach piersi

2.      stwierdzenie amplifikacji w komórkach neo

Najczęstsze amplikony będące kandydatami do celowanej terapii w guzach tkanek miękkich :

Amplifikacja genu i leczenie neo :

1.      HERCEPTIN- hamuje ekspresję ERBB2 ( HER- 2) leczenie raka piersi ( ok. 20 % guzów wykazuje amplifikacje )

2.      DOXORUBICYNA – hamuje ekspresję TOP2A ( różne raki )

3.      IRESA ( 2D 1839) hamuje ekspresję EGFR  rak płuc

4.      IMATINIB ( GLIVEC) – hamuje ekspresję CKIT ( przewlekła białaczka szpikowa ) ; guzy stromalne przewodu pokarmowego – GIST ; hamuje wybiórczo aktywność kinazy tyrozynowej

Geny fuzyjne i ich produkty białkowe mogą być celem wybiórczych leków hamujących wzrost komórek

Znaczenie badań :

1.      rokowanie

2.      diagnostyka

3.      leczenie

Auplikon – odcinek , który się powtarza; najczęstsze auplikony będące konglomeratami

Znaczenie prognostyczne :

1.      utrata ramion p chromosomu 1 w guzie Edwinga – złe rokowanie

2.      utrata ramion q chromosomu 13- wysokie ryzyko przerzutów w chrzęstniakomięsaku

3.      wzrost ryzyka przerzutów w mięsakomięsaku w przypadku pęknięć w chromosomie 1p1, 1q4, 14q1, 17q2, dodatkowe kopie 6p...