GENETYCZNE PODSTAWY CHORÓB NOWOTWOROWYCH

1. Proces transformacji nowotworowej( karcinogenezy):

• genetycznie uwarunkowany

• wieloczynnikowy

• wielostopniowy

2. Nowotwory:

• 5-10% dziedziczne (dziedziczenie Mendelowskie- mutacje pojedynczych genów, pierwsza mutacja w gametach rodzica i jest obecna we wszystkich komórkach organizmu = konstytutywna, dośc niska średnia wieku wystapienia nowotworu, zmiany obustronne i wieloogniskowe, określony typ nowotworu,)

• 15% rodzinne (najprawdopodobniej wieloczynnikowy, nie prosty tor dziedziczenia, akumulacja )

• ~75% sporadyczne (spontaniczne, występujące przypadkowo, brak wystepowania w rodzinie, dość poźno, najczęściej jednostronne, jednoogniskowe)

3. Komórka nowotworowa:

• nieśmiertelna ( fenomen Hayflicka 50-60 cykli podziałowych) - przełamanie fenomenu na skutek aktywności telomerazy, która wydłuża telomery

• brak hamownia kontaktowego (reakcji komórek na bezpośrednie zetknięcie się ze sobą błonami; normalnie podczas kontaktu komórek dochodzi do zahamowania ich podziału; komórki zaczynają się różnicować) - proliferacja nowotworu nie podlega hamowaniu

• utrata kontroli nad cyklem komórkowym, zaburzenia apoptozy(powielanie uszkodzonego DNA gromadzenie mutacji)

• utrata adhezyjności (integryny, receptory laminin, kadheryny) przerzuty nowotworowe

• zaburzenie różnicowania

4.Zmiany

• wrodzone ~ nie każda wada wrodzona jest genetyczna lub dziedziczna

• genetyczne~ nie każda wada genetyczna jest wrodzona lub dziedziczna

• dziedziczne~ KAŻDA zmiana dziedziczna jest zmianą genetyczną

5. Zmiany genetyczne:

• aberracje chromosomowe (liczbowe, strukturalne)

• mutacje genów

• zmiany epigenetyczne ( np.zaburzenia metyzacji promotora)

• utrzymanie długości telomerów (wzrost aktywności telomerazy)

Zjawisko niestabilności genetycznej

→ zachodzi kumulacja zmian, czyli powstawanie coraz to nowych mutacji

→ powoduje dużą heterogenność

• Geny tzw. małego efektu - kodują białka biorące udział w naprawie DNA, kierują indywidualną podatnością organizmu na zmiany nowotworowe

• Geny tzw. dużego efektu - wywołują zmiany nowotworowe, które pojawiają się w wyniku kumulacji wadliwych genów w komórce

W procesie transformacji nowotworowej - kumulacja licznych zmian inf. genetycznej:

-nagromadzenie mutacji w genach podstawowych dla rozwoju nowotworu (protoonkogenach, genach supresorowych i mutatorowych)

-zmiany epigenetyczne w genach kodujących białkach odp. za wzrost,różnicowanie lub regulujących ich aktywność

Konieczne do transformacji nowotworowej jest wystąpienie od 3-6 niezależnych od siebie mutacji .

Zmiana w komórkach somatycznych dotyczy tylko tej linii komórek, które się wywodzą z komórki zmienionej.

W guzach litych występuje 1-3 dominujących klonów proliferacyjnych, inne to komórki ze zmianami wtórnymi, których jest mniej.

5. Etapy Transformacji nowotworowej:

• INICJACJA

- pierwsza, nieodwracalna, genetyczna i krytyczna mutacja

- zmiana zapoczątkowująca proces transformacji nowotworowej(krytyczna),

- zawsze ta zmiana informacji genetycznej jest nieodwracalna

- jest przekazywana do nastepnych generacji komórkowych (utrwalona w linii komórkowej)

- komórki tego klonu cechują się podwyższoną wrażliwością na czynniki mutagenne i mitogenne (są podatne na działanie promotorów i odpowiadającego na nie powieleniem)

- pierwsza inicjatorowa mutacja nie jest wystarczajaca do rozpoczęcia procesu transformacji nowotworowej

• PROMOCJA

- proliferacja komórek klonu obarczonych mutacją inicjatorową

- etap wywołany przez określone substancje

- etap przyspieszonego formowania guza.

- ten proces trwa długo (może trwać do 40 lat, w komórkach krwi do 7 lat),

- dochodzi do zwiekszenia ryzyka progresji zmiany ładodnej w zmianę złośliwą

- warunkuje powstanie zmian przednowotworowych

- etap odwracalny, często przy interwencji chirurgicznej.

• PROGRESJA

- kumulacja kolejnych mutacji w komórkach guza,

- nabycie przez komórki cech nowotworu (nieograniczony wzrost, podział, nieśmiertelność, zaburzenia różnicowania, brak hamowania kontaktowego i inne).

- pierwotnie łagodna zmiana transformuje do złośliwej.

Komórka → zmiana genetyczna → apoptoza

→ reperacja

→ tkwi w tkance prawidłowej→ (łagodna dysplazja) → proliferacja

→ poważna dysplazja → guz inwazyjny słabo zróżnicowany

Niektórzy autorzy wyodrębniają proliferację komórek, jako oddzielne stadium. Wydaje się jednak, że proliferacja, która jest jedną z podstawowych cech biologicznych komórek nowotworowych i zachodzi na wszystkich etapach procesu transformacji, powinna być traktowana jako kluczowa cecha biologiczna, niezbędna dla zmiany ewolucji (ryc.3).

Komórka prawidłowa		Inicjacja		Promocja			Progresja
		↓
		naprawa DNA		Guz łagodny			Guz złośliwy		Przerzuty
		lub			PROLIFERACJA
		apoptoza

Ryc.3. Schemat wielostopniowego procesu transformacji nowotworowej.

6. Geny zaangażowane w proces nowotworzenia:

• Protoonkogeny (onkogeny - stymulują proliferację komórek)

• Geny supresorowe nowotworów („stróże”-zatrzymują podzial komórki przy wykryciu zmian)

• Geny mutatorowe ( naprawa DNA, usuwają źle sparowane zasady w sekwencjach powtórzonych w genomie)

• Inne (np. geny naprawy DNA, enzymy metabolizujące chemiczne związki rakotwórcze)

ONKOGENY (znanych ok. 200)

• tak zwane geny nowotworowe

• są obecne we wszystkich komórkach organizmu w formie nieaktywnej, jako protoonkogeny lub c-onkogeny.

• sekwencje DNA, które nie uległy zmianą ewolucyjnym (takie same sekwencje znaleziono w wirusach, jaki i w komórkach organizmów wyższych, w tym u człowieka).

• są aktywne u człowieka w okresie embriogenez w życiu płodowym, a następnie ulegają inaktywacji (wyciszenieu)

• do dzisiaj nie zostały poznane mechanizmy zapoczątkowujące inaktywację protoonkogenów po okresie embriogenezy, ani mechanizmy biologiczne tej inaktywacji.

• kodują białka odpowiedzialne za proces proliferacji i różnicowania komórek:

• Czynniki wzrostowe

- HST (czynnik wzrostu fibroblastów) → rak żołądka

- SIS (podjednostka czynnika wzrostu z płytek) → glioma

• Receptory czynników wzrostowych

- PDGF (Platelet Derived Growth Factor) → rak mózgu i piersi

- erb-B (receptor for epidermal growth factor) →rak mózgu i piersi

- erb-B₂ (receptor for growth factor) → rak piersi, ślinianek i macicy

- RET (receptor kinazy tyrozynowej) → nowotwór tarczycy

• Wewnątrzkomórkowe czynniki przekształcające sygnały

- H-RAS (GTPaza) → rak okrężnicy, płuc, grasicy

- K-RAS (GTPaza) → czerniak, rak tarczycy, jelita grubego, AML

- Abl (kinaza białkowa) → PML, ALL

• Czynniki transkrypcyjne

- c-myc (aktywuje transkrypcje)→ białaczki, rak piersi, brzucha, płuc

- N-myc (białko wiążące DNA) →nerwiak, rak mózgu, rak płuc

- L-myc (białko wiążące DNA) →rak płuc

- c-jun →rak

• Białka kontrolujące proces replikacji DNA

- Bcl-2 (bialko blokujące smierć komórki) → chłoniak

- Bcl-1 (cyklina D1, stymulująca cykl komórkowy) → rak piersi, szyji, głowy

- MDM2 (antagonista p53) → mięsaki

• jeśli dojdzie do mutacji aktywującej protoonkogen w komórkach po zakończeniu embriogenezy, może on stac się okogenami, którego nieustannie aktywny produkt może doprowadzić do niekontrolowanego wzrostu i różnicowania się komóki

• mutacja taka może być zmianą pierwotną lub jedną z wielu mutacji biorących udział w transformacji nowotworowej.

Aktywacja protoonkogenów:

• Mutacje punktowe np. białka Ras( H-RAS, K-RAS, N-RAS)

• Translokacje chromosomowe np. c-abl/BCR

• Amplifikacja np. myc (N-MYC, L-MYC) →zwielokrotnienie liczny kopii genu i jego produktów białkowych

• protoonkogeny funkcjonują na poziomie komórki jako geny dominujące

• pojedyncza kopia zmutowanego allelu wystarcza do napędzenia nadprodukcji produktu białkowego

• jednak na poziomie organizmu funkcjonują jako geny recesywne

• mutacja pojedynczego genu nie prowadzi do transformacji nowotworowej

• często spotykane w nowotworach sporadycznych (mutacje somatyczne)

• bardzo rzadko ulegają mutacji w liniach zarodkowych , aby spowodować zespoły nowotworów dziedzicznych

GENY SUPRESOROWE („strażnicy genomu”) - znanych ok. 20

• zwane potocznie genami „anty-nowotworowymi”

• spełniają funkcje kontrolujące proces różnicowania i proliferacji komórkowej

• uczestniczą w szlakach regulujących cykl komórkowy

• dzięki działaniu tej grupy genów dochodzi do zwolnienia lub nawet zahamowania cyklu komórkowego komórek obarczonych mutacją, co pozwala na usunięcie zmiany przez systemy naprawcze komórek.

• jeśli uszkodzenie materiału genetycznego jest zbyt duże nie może zostać usunięte - geny supresorowe odgrywają ważna rolę w apoptozie - kontrolwanej śmierci komórki zwanej czasem „samobójczą śmiercią komórki”

• kodują białka różniąc się lokalizacją komórkową i funkcją :

• Czynniki transkrypcyjne

- p53 (indukuje zatrzymania cyklu lub apoptoze) → zespół Li-Fraumeni

- APC (interakcje z β-kateniną) → rodzinna polipowatość gruczolakowata

- WT1 (czynnik tpu palca cynkowego) → guz Wilmsa (nerczak płodowy)

- VHL (reguluje elongację procesu transkrypcji) → choroba von Hippla-Lindaua (rak nerki)

• Inhibitory kinaz cyklinozależnych

- NF1 (zmniejsza aktywność bialka ras) → nerwiakowłókniakowatość typu 1(rak

mózgu, nerwow, bialaczka)

- RB1 ( hamuje cykl komórkowy, łaczy się z E2F) →siatkówczak, osteosarcoma

- p16 (inhibitor CDK) →czerniak rodzinny

• Aktywatory GTPazy

• Czynniki biorące udział w połączeniach między białkami szkieletu komórki a błonami komórkowymi

- NF2 (połaczanie) → nerwiakowłókniakowatość typu 2 ,rak mózgu i nerwów

• Czynniki biorące udział w naprawie uszkodzonego DNA

- BRCA1 (interakcja z białkiem naprawczym) →rodzinny rak piersi/jajnika

- BRCA2 (interakcja z białkiem naprawczym) →rodzinny rak piersi

• utrata aktywności genów supresorowych odgrywa bardzo ważną rolę w procesie transformacji nowotworowej

Inaktywacja supresorów:

• Delecja - podstawowy mechanizm

• Mutacje punktowe

• Zablokowanie aktywnego genu aktywnym białkiem wirusa

• Epigenetyczne metody np. metylacja promotora

Teoria dwóch uderzeń

• postawiona na podstawie badań epidemiologicznych

• komórka może zainicjować proces nowotworowy, tylko gdy zawiera 2 uszkodzone allele

• osoba dziedziczącą 1 zmutowany gen supresorowy potrzebuje tylko 1 dodatkowego uderzenia genetycznego , aby rozwinął się klon nowotworowy

• geny supresorowe funkcjonują na poziomie komórki jako geny recesywne,

• komórki heterozygotyczne nie zmieniają się w nowotworowe

• utrata funkcji obu kopii genu supresorowego prowadzi do niekontrolowanej proloferacji

• natomiast na poziomie organizmu zachowują się jak geny dominujące.

• choroba wystepuje zwykle u heterozygot

• jeśli mutacja wystapi w linii komórek rozrodczych to prowadzi do przekazania silnej predyspozycji do powstania nowotworu w sposób dominujący (tzw. pierwsze uderzenie) z 80% ryzykiem rozwoju nowotworu

• często spotykane w nowotworach dziedzicznych ale także sporadycznych

• bardzo często ulegają mutacji w liniach zarodkowych , aby spowodować zespoły nowotworów dziedzicznych

„gatekeepers” - stróże genomu

- hamują proliferację komórkową i/lub pobudzaja śmierć komórki w procesie apoptozy

- w punktach kontrolnych cyklu komórkowego,

- charakterystyczne dla danej tkanki (specyficzne tkankowo)

- ich inaktywacja predestynuje do rozwoju określonego typu nowotworu

- mutacje w tych genach prowadzą do rozwoju zarówno postaci dziedzicznych jak i sporadycznych nowotworów

„caretakers” - opiekunowie genomu,

- aktywują białka odpowiedzialne za naprawę DNA

- ich inaktywacja nie prowadzi w bezpośrednio do transformacji nowotworowej, ale jest przyczyną niestabilności genetycznej powodującej znaczne zwiększenie poziomu nowych mutacji

Zespoły zwiekszonej podatności na nowotwory dziedziczone autosomalnie recesywnie:

• Xeroderma pigmentosum

• Zespół Cockaynea

• Ataksja telangiectasia

• Zespól Blooma

• Anemia Fanconiego

Gen supre- sorowy

Komórka ulegająca transformacji

Protoonkogen komórkowy

^{mutacja `mutacja}

_{inaktywacja aktywująca}

infekcja

i wbudowanie do DNA komórki

Onkogen wirusowy

Ryc.4. Schemat zmiany aktywności protoonkogenów i genów supresorowych prowadzących do transformacji nowotworowej.

GENY MUTATOROWE = GENY MMR(ang. Mismatch Repair System)

• kodują białka, biorące udział w naprawie DNA, które rozpoznają błędnie dobrane zasady, wycinają je i wymieniają na właściwe nukleotydy.

• ten system naprawy DNA został nazwany systemem usuwania błędnie sparowanych zasad (MMR).

• do tej pory zostało rozpoznanych kilka genów :

• MLH1 3p31;

• MSH2 2p21-22;

• MSH6 2p16;

• PMS2 7p22;

• PMS1 2q31-33;

• MLH3 14q24.3

• mutacje mają charakter inaktywujący w genach MMR, powodują utratę lub obniżenie sprawności naprawy błędów powstałych w procesie replikacji DNA.

• w efekcie mutacje zachodzą od 100 do 1000 razy częściej niż w komórkach prawidłowych i dotyczą różnych genów, również krytycznych dla transfomacji nowotworowej.

• zjawisko to jest określane jako niestabilność mikrosatelitarna (ang. Microsatellite Instability; MSI

• wyróżniamy 2 grupy nowotworów, które wykazują podwyższoną częstość występowania MSI:

• Grupa pierwsza - warunkująca autosomalne recesywną predyspozycję do rozwoju nowotworu, głównie skóry i hematologicznych

• Grupa druga - mutacje w genach odpowiedzialnych za naprawę źle sparowanych zasad np. dziedziczny niepolipowaty rak jelita grubego

AUTOSOMALNE, RECESYWNIE UWARUNKOWANE ZESPOŁY DZIEDZICZNEJ SKŁONNOŚCI DO NOWOTWORÓW

Występuja rzadko w populacji, ich wystepowaniu sprzyja zawieranie krewniaczych małżeństw. Ze względu na tor dziedziczenia rzadko można wykazać rodzinne występowanie tych zespołów.

1. XERODERMA PIGMENTOSUM

- rzadki zespół(1:70 000)

-7 XP genów naprawy jest zidentyfikowane(XPA do XPG)

-są one odpowiedzialne za 7 typów XP (7 grup komplementacyjnych)

-po pewnym czasie hodowli in vitro zaczęły się pojawiać heterokarionty

• XPA-dość częsty

• XPE-stosunkowo rzadki

• XPG-ciężki

• XPF-łagodny

- zespół Cockayne - podobna charakterystyka do XP - może występować z XPD, XPB i XPG

- zaburzenia wynikają z zaburzeń NER (nucleotide excision repair) prowadzacych do niedoboru naprawy postreplikacyjnej DNA uszkodzonego przez promieniowanie UV

-NER - proces składający się z usuniecia i wymiany uszkodzonego DNA na nowe DNA

-istnieją 2 typy NER mające znaczenie w rozwoju tej choroby

• CG-NER: globar genome

• TC-NER: transcription coupled- naprawa NER na nici transkrybowanej

-objawy:

• nadwrażliwość na światło słoneczne - zmiany pigmentacji skóry

• postępujące zmiany zwyrodnieniowe skóry i oczu(bliznowacenie rogówki)

• liczne nowotwory skórne w młodym wieku (przyczyny zgonów)

- złośliwe czerniaki

- płaskonabłonkowe raki skóry

• u pacjentów poniżej 20 ryzyko nowotworu skóry wzrasta 1000 razy

• sredni wiek raka skóry u chorego na XP to 8 lat(normalnie dopiero u 60-latka)

• uszkodzenia promieniste (actinic) pojawiaja się miedzy 1 a 2 r.ż.

- diagnostyka

• diagnostyka w specjalistycznych laboratoriach

• test wrażliwości fibroblastów na kofeinę, po uprzedniej ich ekspozycji na promieniowanie UV

• badanie komórkowej nadwrażliwości na promieniowanie UV i łamliwości chromosomów

• badanie komplementacji i sekwencjonowanie genów w celu identyfikacji specyficznych grup komplementacyjnych genów

- w rodzinach z tymi nowotworami - diagnostyka prenatalna (amniocenteza lub badanie kosmówki)

• test kometowy(comet assay) - sprawdzający wydolności procesów naprawy DNA

2. ZESPÓŁ COCKAYNEA

-nie wystepuje tu zwiększona predyspozycja do nowotworów

-bardzo wysoka śmiertelność, (dlatego umieszczony w tej grupie)

-rzadki, heterogenny, polimorficzne zmiany kliniczne

-zidentyfikowano 2 geny, których mutacje są odpowiedziane za ta chorobe

- CSA - chromosom 5

- CBS

-oba geny kodują białka oddziałujące z komponentami transkrypcyjnymi i białkami naprawy DNA

-mutacje wpływaja na zaburzenia naprawy DNA

-objawy:

• podskórna atrofia tkanki tłuszczowej→ zapadnięte oczy , przedwczesne starzenie sie

• niski wzrost

• niedobór wagi

• długie kończyny

• przykurcze w stawach,

• duże dłonie i stopy

• zwyrodnienie kręgosłupa - kifoza

• wapnienie nasady policzków

• mikrocefalia

• ptasia twarz - wąski nos, duże uszy

• wrażliwość na światło - zmiany rumieniowate

• hiperpigmentacja, atrofia, poszerzenie naczyń

• osteoporoza, próchnica

• rozsiana demielinizacja OUN - drżenie i ataksja

• zaburzenia okulistyczne - postępująca retinopatia barwnikowa

• upośledzenie umysłowe, głuchota

• hipogonadyzm u 30% u ♂

• zaburzenia miesiączki

CS-I

• Klasyczny

• w dzieciństwie (I dekadzie życia) charakterystyczne zmiany twarzy i somatyczne

• Śmiertelność w II/III dekadzie życia ← postępująca degeneracja neurologiczna

CS-II

• Ostra (ciężka)postać

• od urodzenia widoczne somatyczne zmiany na ciele i twarzy

• Śmierć 6-8 rok ← postępująca degeneracja neurologiczna

-diagnostyka:

• głownie pomocna przy różnicowaniu z innymi zespołami

• RTG, badania endokrynologiczne

• komórki pod wpływem UV obniżają syntezę DNA, RNA

• analiza złamań chromosomowych

3. ATAKSJA-TELEANGIEKTASJA (A-T)

-częstość 1: 40 000

-choroba heterogenna klinicznie i genetycznie

-genetycznie: znane 4 grupy komplementacyjne - A, B, C, D

-gen ATM jest zlokalizowany w chromosomie 11q22-23

-zaburzenia genów biorących udział w naprawie uszkodzonego DNA

-niestabilność chromosomowa konstytucjonalna

-pod wpływem promieniowanie X pojawiają się przypadkowe złamania ale nieprzypadkowe rearanżacje chromosomowe głownie obejmują chromosom 7 i 14:

• chromosom 14q

• perycentryczna inwersja chromosomu 7

• telomeryczne asocjacje (fuzje)

-w obrebie 7 i 14 chromosomu są zlokalizowane geny odpowiedzialne za receptory lim. T i łańcuchy immunoglobulin

-nadwrażliwość fibroblastów i limfocytów na promieniowanie X

-objawy:

• zaburzenia neurologiczne

• postępująca ataksja móżdżkowa 1-3 r.ż.

• degeneracja móżdżkowo rdzeniowa - postępujące objawy zaburzeń funkcji neuronów ruchowych, atrofia mięśniowo-rdzeniowa, neuropatie obwodowe

• różne zespoły niedoborów immunologicznych - większa zapadalność na infekcje zatok i płuc

• zespoły zwiększonej wrażliwości na światło

• nadwrażliwość na promieniowanie X i radiomimetyczne związki chemiczne (nie promieniowanie UV)

• teleangiektazje (poszerzone naczynia włosowate i małe tetniczki) -naczyniaki spojówek, na skórze i twarzy(małżowiny uszne) 6 r.ż.

• zwiększone ryzyko wystąpienia chorób limfoproliferacyjnych (10-20%)→bialaczki i chłoniaki przed 16 r.ż

• zwiekszone ryzyko raków w póżniejszym okresie→ rak sutka u nosicielek genu

• okularowe since wokół oczu

• zaburzenia dojrzewania narządów płciowych

• zespół przedwczesnego starzenia

• zespół nerwowo-skórny (zaliczany do phacomatoses-stwardnienie guzowate) bo zmiany naczyniowo-skórne nie są wrodzone ale rozwijają się w przebiegu choroby

• prawie stałe podwyższenie stężenia alfa-fetoproteiny (białko płodowe) - związana z komórkami wątrobowymi (świadczy o ich różnicowaniu się) prowadzi do ogólnego zaburzenia w różnicowani się komórek

-diagnostyka prenatalna:

• analiza DNA

• wykazanie in vitro spontanicznego zwiększenia pęknięć chromosomów w normalnych warunkach hodowli

4. ZESPÓŁ NIJMEGEN (NIJMEGEN BREAKAGE SYNDROME) NBS

-rzadki

- gen NBS1 jest zlokalizowany w chromosomie 8q21

-produkt genu NBS1 jest nibryna - wchodzi w interakcje z 2 białkami naprawy DNA(hMre11 i Rad50)

-białko bierze udzial w postreplikacyjnym usuwaniu złamań dwuniciowych DNA(DSBs) indukowanych przez promieniowanie IR lub normalne procesy takie jak rekombinacja, VDJ (variable-diversity-joining) rearanżacje w dojrzewających limfocytach

-przypisany objawami do grupy komplementacyjnej V₁ i V₂ (brak ataksji )

-niestabilność chromosomowa

-10-60% wystepuja spontaniczne aberracje chromosomowe obejmujące gł. chromosomy 7 i 14 (są to chromosomy krytyczne) z punktami złamań : 14q11-12, 14q32, 7q35, 7p14 (jak w A-T)

• inv(7)(p13q35)

• translokacje 7/14

• translokacje 14/14

• acentryczne fragmenty

-praktycznie nierozpoznawalny

-objawy:

• niski wzrost

• mikrocephalia

• niedobory immunologiczne

• wrażliwość na promieniowanie IR

• środkowa część twarzy jest wysunięta do przodu, wydłużona trzewioczaszka (nos)

• zaburzenia narządów rozrodczych

• ma znaczenie w raku piersi

• bardzo silna predyspozycja do nowotworów układy krwiotwórczego

-diagnostyka cytogenetyczna-trudna ze względu na słabą odpowiedz limfocytów T na mitogeny

• metoda pcr

• krytyczna jedna mutacja w genie NBS1

• wykazanie in vitro spontanicznego zwiększenia pęknięć i rearanżacji chromosomów w normalnych warunkach hodowli

5. ZESPÓŁ BLOOMA

- wysoka częstotliwość u nosicieli wśród Żydzów Aszkenazyjskich

- gen BLM jest zlokalizowany w chromosomie 15q26.1

- normalnie ma aktywność helikazy - DNA-zależna ATPaza - replikacja i naprawa (stabilność genomu)

-konstytucjonalna niestabilności chromosomów

• wzrost częstości występowania złamań chromosomowych i wymian siostrzanych chromatyd SCE (10-12 x wieksza niż normalnie)

• fragmenty akrocentryczne nie są przekazywane następnym pokoleniom

• przerwy achromatyczne

-objawy:

• mała masa urodzeniowa

• karłowatość z zachowaniem proporcji ciala

• opóźnienie rozwoju fizycznego

• obszary hipo- i hiperpigmentacji

• zmiany na skórze i twarzy w postaci rozszerzonych naczyń włosowatych

• wrażliwy na światło rumień o kształcie motyla na twarzy

• cechy dysmorficzne twarzy (wąska z wystającym nosem)

• wysoki, piskliwy głos

• wrażliwość na infekcje układy oddechowego

• cukrzyca

• niepłodność u mężczyzn

• czasem upośledzenie umysłowe

• zwiększenie ryzyka wystąpienia nowotworu (ok.. 20%) →ostra białaczka i choroby limfoproliferacyjne w 25 r.ż., w dalszych latach raki w róznych miejscach ciała

-diagnostyka:

• barwienie SCE (pozwala na odróżnienie 2 siostrzanych chromatyd chromosomów i określenie częstości wymian miedzy nimi) w hodowli limfocytów

6. ANEMIA FANCONIEGO

- 8 komplementacyjnych grup( FA-A doFA-H)

-najczęstsze to FA-A I FA-C:

-geny dla 3 grup komplementacyjnych:

• FANC A 16q24.3

• FANC C 9q22.3

• FANC G 9p13

-inne loci:

• FANC D (3p26-p22)

• FANC E (6p22-p21)

- defekt w naprawie DNA

- ekstremalna ukryta,konstytucjonalna niestabilność chromosomowa

• przerwy i złamania chromatynowe

• figury radialne

• translokacje

• dicentryki

-duża zmienność ekspresji objawów klinicznych - może nie być żadnych

- objawy:

• małe oczy - fałd na powiece górnej, nisko osadzone oczy

• 70% opóźnienie wzrostu niski wzrost

• 80% przebarwienia skory na tułowiu lub plamki cafe au lait

• 60% zaburzenia kostne - gł. nieprawidłowości kości promieniowych i kciuka

• niedokrwistość aplastyczna postępująca miedzy 5 a 10 r.ż.

• postępująca niewydolność szpiku kostnego z postępującą anemią→ predyspozycja do białaczek(30%) → konieczny przeszczep

• zwiększenie ryzyka wystąpienia ostrej białaczki limfoblastycznej (5-10%), raka wątroby i raków płaskonabłonkowych

• nie ma niedoborów immunologicznych

• 10-30% wady serca i nerek, układu żołądkowo-jelitowego

• cukrzyca

• hipogonadyzm

• wady C.U.N →upośledzenie umysłowe

• nadwrażliwość DNA na związki chemiczne tworzące wiązania krzyżowe z DNA - mitomycyna C

• wzmożona łamliwość chromosomów in vitro pod wpływem DEB

• średnia długość życia 16 lat

-diagnostyka:

• może być zdiagnozowana prenatalnie w grupach ryzyka przez badanie kosmówki lub amniocnteze

• analiza DNA

• test diepoksybutenowy - indukowanie łamliwości chromosomów

• u chorych z FA obserwuje się

%am > 80%

b/c> 5.6

figury radialne stanowią 30-100% obserwowanych aberracji

Kryterium	Anemia Fanconiego
liczonych komórek	100
% uszkodzonych komórek (am%)	>80%
liczba złamań na komórkę (b/c)	>5,6
liczba aberracji na uszkodzoną komórkę	więcej niż jedna komórka ma więcej niż 10 złamań
% figur radialnych	30-100%

WYKŁAD 3

AUTOSOMALNIE DOMINUJĄCO UWARUNKOWANE ZESPOŁY DZIEDZICZNEJ SKŁONNOŚCI DO NOWOTWORÓW

1. Kryteria Amsterdamskie -- do dziedzicznego raka każdego typu

I Nie mniej niż 3 członków ze zdiagnozowanym nowotworem, jedna z nich musi być w bliskich pokrewieństwie (1-szego stopnia)

II Minimum dwie generacje są ujęte

III Przynajmniej jeden nowotwór został zdiagnozowany u pacjenta poniżej 50 roku życia

Retinoblastoma

Li-Fraumeni

Familia adenomatosus polyposis

William's tumour

Rak piersi i jajnika

Stwardnienie rozsiane

1. RETINOSBLASTOMA - Siatkówczak

• Z komórek siatkówki

• Częstość występowania - 11 przypadków na 1mln dzieci poniżej 5 roku życia

• Postać sporadyczna lub rodzinna

• Genetycznie - na chromosomie 13 i białko RB

- jeżeli inaktywacja jednego genu RB nic się nie dzieje → na poziomie komórki charakter recesywny

- spontaniczna - rzadko, jednostronnie, unifikalnie (nie ma takich innych)

- dziedziczna - nie ma prawidłowych komórek z RB - pacjenci mają zwykle dwustronną, a jeżeli po jednej stronie (czyli w jednym oku) to i tak się rozwinie w drugim, zazwyczaj występuje wieloogniskowy nowotwór (multifocalny) - kilka miejsc w siatkówce; osoby te mają zwiększone prawdopodobieństwo wystąpienia innego nowotworu gł. kości

Białko GB - policjant naszego organizmu

- aktywna postać (ufosforylowana przez cykliny) tego białka hamuje wejście komórki do cyklu podziałowego

- brak aktywności RB - swobodna proliferacja komórki

• Dzieci z obustronnym mają dużo wcześniejszą diagnozę niż dzieci z jednostronnym nowotworem siatkówki

• - czasami zdarza się być zdiagnozowanym w 20 i w późniejszym wieku - przezywa 86- 92%

2. WILM'S TUOMUR - Fefroblastoma

• Genetycznie:

- jeden z najwcześniejszych genów u dzieci

- inaktywacja genu supresorowego WT w chromosomie 11p13

- 20% genów WT zaangażowanych w zespół

- dziedziczny w 5-10%

= w spontanicznych prawie nie ma prawdopodobieństwa powtórzenia się u dzieci

= w dziedzicznych - 50%

- skomplikowana etiologia

• Dzieci z zespołem WAGR tez mają Wiliamsa

3. LI-FRAUMENI SYNDROME

• Zwiększona predyspozycja do wystąpienia licznych, pierwotnych nowotworów związanych z wiekiem: : !! nowotwory tkanek miękkich, białaczek, jelita grubego, trzustki, kory nadnerczej, piersi, osteosarkoma, neuroza, mózgu

• Mutacja genu p53

• Kryteria:

- sarkoma przed 45 rokiem życia

- krewny z jakimkolwiek nowotworem przed 45 rokiem życia

- mają krewnego z jakimkolwiek nowotworem przed 45 rokiem życia i z jakąkolwiek sarkomą w jakimkolwiek wieku

Probant = index case

Inne kryteria:

• Probant ma jakikolwiek nowotwór wieku dziecięcego albo sarkomę, nowotwór mózgu lub kory nadnerczy zdiagnozowany przed 45 rokiem życia

• Jakiegokolwiek krewnego 1-szego lub drugiego stopnia pokrewieństwa z nowotworem typowym dla tego zespołu

• Jakiegokolwiek krewnego 1-szego lub drugiego stopnia pokrewieństwa z nowotworem zdiagnozowanym przed 60 rokiem życia

• Tylko 50% pacjentów zdiagnozowanych ma 17p13.1 po rozpoznaniu klinicznym

- 95% rozpoznawane po sekwenjonowaniu

- potomstwo - 50% ryzyka odziedziczenia

Gen p53

- dużo ról w komórce

- ekspresja genu dzikiego typu - wysoki poziom wpływa na zatrzymanie cyklu komórkowego lub apoptozy - działa jak „hamulec bezpieczeństwa”

- czynniki zaburzające powodują wzrost białka produkowanego przez p53

- niezbędny na przeżywanie w stresie gerantotoksycznym

- komórki bez tego genu wykazują niestabilność genetyczną

- łączy się z genami - aktywatorami transkrypcyjnymi

- onkogeny wirusowe mogą zmieniać ekspresję genu p53

MDM₂ - hamuje gen p53 i jest jego produktem

- obszary konserwatywne ewolucyjnie

- gen trudny do diagnostyki - bo bardzo duży, bez hot spotów

CHEK 2 - czasem są mutacje tego genu zamiast p53

WYKŁAD 4

1. NEUROFIBROMATOSIS type I - autosomalne dominujący

• Gen supresorowe jest umiejscowiony na długim ramieniu chromosomu 17 - 17q11.2

• 50% chorych ma NF1 jako wynik spontanicznej mutacji, 1 przypadek na 3000osób

• Analiza kliniczna - rozpoznanie!:

- cafe Au lait - plamki kawa z mlekiem

- brodawki w okolicy pach i pachwin

- neurofibranty - dyskretne

- guzki Lischa - na powiece

- zmiany w nieomal we wszystkich narządach - w każdym okresie życia, ale rzadko przed okresem dojrzewania są neurofibranty, a wcześniej występują guzki Lischsa i plamki „kawy z mlekiem”

- liczba i nasilenie są indywidualnym problemem; mogą się nasilić podczas ciąży

- prawidłowa inteligencja, ale u 50% dzieci zauważa się problemy w nauce - zaburzenia w skupieniu uwagi

- niezwykle duża zmienność objawów klinicznych, także w obrębie tej samej rodziny

Kliniczna diagnoza:

• 6 lub więcej plam kawy z mlekiem - przed dojrzewaniem największy wymiar powyżej 5mm, po okresie dojrzewania 15mm

• 2 lub więcej zmian o charakterze neurofibromy albo nerwowłóknikowate sploty

• Brodawki w okolicy pach i pachwin

• 2 lub więcej guzki Lischa

• Występowanie objawów u krewnych chorego

• Penetracja mutacji jest właściwie 100%, a ekspresja choroby zmienna

• Nie wystarczy się zapytać o rodziców i rodzeństwo, trzeba zbadać rodzinę z poradą okulistyczną

• Rzadko może wystąpić mozaika genu w komórkach terminalnych

2. NEUROFIBROMATOSIS type II

• Rzadsze

• Mutacja genu NF2 na chromosomie 22 - autosomalnie dominująca

• Klinicznie:

- obustronne zmiany nerwu słuchowego - utrata słuchu, dzwonienie w uszach

- guzy mózgu i rdzenia - bóle głowy

- zaburzenia widzenia, katarakta

- problemy z równowagą

- osłabienie mięśni twarzy

- plamki kawy z mlekiem na skórze

• Czynnikiem zagrażającym jest występowanie NF1

3. MEN 1

• Mutacja genu na chromosomie 11

• Nowotwory w układzie endokrynnym

4. MEN 2

• Mutacja genu na chromosomie 10 (RET gen)

• Rak tarczycy i nadnerczy

Antycypacja- przyspieszone pojawianie się objawów chorobach (wiekowo)

5. RAK JELITA GRUBEGO POLIPOWATY - FAP

• Autosomalnie dominujący - typowy wygląd, rozpoznawany we wczesnym dorosłym życiu na podstawie licznych polipów jelita grubego. Polipy również mogą być w innych odcinkach przewodu pokarmowego a nawet polipy tarczycy i mózgu

• Częstość 1/6850 - 31 250 przypadków

• Rozpoznanie:

- wrodzona hipertrofia pigmentowa siatkówki!

- cysty żuchwy

-cysty łojowe - zmiany skórne

- zmiany w kościach

• Gen APC - 5q21- kluczowy i krytyczny

Gen APC

- gen supresorowy ulega mutacji - otwiera drogę do formowania polipów ← policjant genowy

- bierze udział w regulacji proliferacji białek, czynnik transkrypcyjny

- reguluje zjawiska adhezyjności

• Średnia wiekowa 39lat

• Polipowatość często nie daje objawów

FAP, Gardener Syndrome

• Kliniczne rozpoznanie:

- więcej niż 100 polipów lub mniej, ale istniejący krewni z rozpoznaniem tego zespołu

- inne cechy

- raki poza jelitem grubym

• Sigmoidoskopia - bardzo ważne częste monitorowanie

Colonoskopia co 3-6 miesięcy

Esopfagoskopia

Duodenoskopia

Utrata genu APC hamuje apoptozę i stymuluje wzrost poprzez beta-kateniny

- wolna beta-katenina- jeżeli nie powstają kompleksy, jest ona gromadzona w komórkach i pobudza aktywność transkrypcyjną onkogenów

- komórka traci przyczepność i zaczyna krążyć - droga do przerzutów

---