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

1. utraty całych/ części fragmentów

2. dodatkowe chromosomy

2. zmiany struktury

1. utraty

2. dodatkowe kopie

Rodzaje aberracji chromosomowych w komórkach nowotworowych :

1. pierwotne - związane z patogenem guza - t ( 9; 22 )

2. 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 :

1. abberacja chromosomowa - t ( 12; 16 ) ( q 13; p 11 )

2. 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)

1. lokalizacja - stawy , przerzuty- układ krwionośny

2. leczenie - operacja

3. translokacja swoista ( nie występuje nigdzie w przyrodzie poza maziówczakiem )

4. w 100% guzów rearanżacja ( X : 19)

5. wykrywana w jądrach interfazowych - dwukolorowy FISH

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

Gen fuzyjny SYT/ SSX- tragiczne rokowanie.

Rodzaj neo	Abberacja chromosomowa	Gen fuzyjny
Myxoid / rouncellular	T ( 12; 16) ( q 13.3; p 11.2)	FUS/ CHOP
Ewing PNET	T ( 11; 22) ( q 24; q 12) T ( 21; 22 ) ( q 22; q12 ) T ( 7; 22 ) (q 22; g 12)	EWS / FL/ 1 EWS/ ERG EWS/ ET/ 1
Alveolar rabdomyosarcoma	T ( 2; 13) ( q 35-37; q 14) T ( 1; 13) ( q 36; q 14)	FKR/ PAX 3 FKR/ PAX 7
Synovial sarcoma	T ( X; 18 ) ( p 11.2; q 11)
Desmoplastic small round cell tumour		EWG/ WT 1

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 ?

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

2. 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 :

GEN	amplikon
MYC	8q 23- 24	Złe rokowanie
W trakcie bad.	17 p	Odpowiedz na leczenie

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

Najnowsze wyniki badań molekularnych - sugeruje większe ich znaczenie w rokowaniu niż aberacji chromosomalnych :

1. Maziówczak złosliwy- chory z guzami, z genem fuzujnym 5518/ SSX2 mają dłuższe czasy przeżycia niż z guzami 5518/ SSX1

2. guz Ewinga

Znaczenie guzów fuzyjnych w mięsakach :

( + ) diagnostyka róznicowa

wczesne wykrycie wznowy

wykrywa się podklasy mięsaków różniących się patologia i kliniką

(-) niektóre geny fuzyjne mogą być ukryte wśród licznych abberacji chromosomowych ( szczególnie w rakach)

mogą to być zmiany submikroskopowe

Badanie molekularne genów fuzyjnych 5518/ SSX1 ( SSX2) w maziówczaku złośliwym jest złożone i kosztowne , pomimo narządów prognostycznych nie jest stosowane w praktyce.

W świetle czynników najnowszych terapii skierowanych przeciwko produktom genów fuzyjnych , poszukiwana jest ich obecność w rakach.

---