Kreft II: Oncogen/tumor suppressor mekanisme, eksperimentell tilnærming Mutasjoner som forårsaker tap av cellesykluskontroll Onkogener: Cyclin D1 Tumor suppressorer: p16 Rb TGFb-signalisering og cellevekst Mutasjoner som påvirker genom stabilitet p53 DNA reparasjonsmekanismer Telomerase og immortalisering av celler DNA mikroarray i lymphom klassifisering og overlevelsesanalyser

Mutasjoner som forårsaker tap av cellesykluskontroll cellers overgang fra ikke-delende til delende og progresjon gjennom syklus er nøye kontrollert for å sikre DNA replikasjon og koordinering av cellesyklus cellesyklus består av : G1, S, G2 og M, og reguleres av cycliner og cyclin-avhengige kinaser (Cdks) og Rb protein viktig kontrollpunkt overgang G1 til S: restriksjonspunkt extracellulære stimuli regulerer uttrykk av cyclin D1,D2,D3 som assosierer med Cdk4/6 som resulterer i katalytisk aktive kinaser fravær av mitogener fører til akkumulering av p27 eller p16 som hemmer Cdk-aktivitet og fører til G1 arrest

Rb binder E2F transkripsjonsfaktorer og hindrer derved E2F-mediert transkripsjonsaktivering nødvendig for DNA syntese Cdk4-cyclinD fosforylering av Rb frigjør aktiv E2F tap/endring av uttrykk av enten cyclin D1, p16 eller Rb er nok for uhindret progersjon gjennom cellesyklus

Onkogener: Cyclin D1 overuttrykk av cyclin D1 enten som genamplifikasjon eller kromosomal translokasjon fører til cellesyklus progresjon uavhengig av extracellulære stimuli observeres i forskjellige kreftformer, bl.a. brystkreft

Tumor suppressorer: p16 og Rb tap av p16 vil etterligne overuttrykk av cyclin D1 og føre til hyperfosforylering av Rb og frigiving av transkripsjonsfaktoren E2F tap av Rb fører til transformert cellevekst grunnet konstant aktivering av E2F observeres i mange kreftfromer, bl.a. i retinoblastoma hos barn

TGFb-signalisering og cellevekst Tumor derivert vekstfaktor, TGFb skilles ut av de fleste celletyper og har mange biologiske funksjoner TGFb hemmer vekst av bl.a. epitel- og immunsystem-celler tap av TGFb mediert veksthemming karakteriserer mange kreftformer TGFb har to reseptorer, typeI og typeII som dimeriserer ved ligand binding, har intern ser/thr-kinase aktivitet ligand aktivert typeI reseptor fosforylerer ser i Smad proteiner som entrer kjernen og aktiverer transkripsjon av forskjellige protein, inkludert p15 p15 erstatter p27 i Cdk4-cyclin D komplekset, som igjen binder til og hemmer Cdk2-cyclin E komplekset som er nødvendig for inngang i S fasen TGFb indusert uttrykk av p15 arresterer derfor celler i G1

overuttrykk av protooncogenet cyclin D1 eller tap av tumorsuppressorgenene p16 eller Rb kan føre til uregulert passage gjennom cellesyklus restriksjonspunktet seint i G1 TGFb induserer uttrykk av p15 som fører til arrest i G1 og dessuten syntese av extracellulære matrix proteiner tap av TGFb reseptorer eller Smad4 ødelegger TGFb regulert vekstkontroll

Mutasjoner som påvirker genom stabilitet: p53 og DNA reparasjonsmekanismer DNA i kreftceller inneholder insersjoner, delesjoner og punktmutasjoner i sentrale vekst- og cellesyklus-kontrollerende gener de fleste kreftceller mangler dessuten ett eller flere DNA-reparasjonssystemer, noe som tillater mutasjonsakkumulering kreftceller er ofte defekte i sentrale kontrollmekanismer for deteksjon av ødelagt DNA, som normalt hindrer deling av celler eller induserer apoptose

p53-proteinet er essensielt for kontroll og cellesyklus arrest av celler med ødelagt DNA i G1 mutasjon i p53 sees i mer enn 50 % av humane krefttilfeller p53-proteinet er uttrykt i lave konsentrasjoner i celler fordi det er ekstremt ustabilt og hurtig nedbrytbart mus som mangler p53 utvikles normalt, men er predisponert for å utvikle flere former tumorer p53 aktiveres under stressede betingelser (varme, UV-lys etc) ved fosforylering p53 har mange funksjoner, hvor transkripsjonsaktivering er mest relevant som tumor suppressor

alle p53-mutasjoner hindrer proteinets DNA-binding p53 induserer cyclin kinase-hemmeren p21 som binder og og hemmer mammalske G1Cdk-cyclin-komplekser, noe som fører til at celler med ødelagt DNA blir arrestert i G1 inntil skadene er reparert hvis p53 akkumulerer, dvs at skaden ikke repareres, induseres proteiner som fører til apoptose p53 er også viktig for overgangen G2 til M, men detaljert mekanisme enda uviss den aktive formen av p53 er tetramer og mutasjon i ett allel nok til å ødelegge all p53-aktivitet, dvs. dominant negativ mutasjon

Proteiner kodet i DNA virus kan hemme p53 aktivitet HPV er istand til å indusere stabil transformasjon og forbigående vekststimulering av kultiverte celler HPV protein E7 binder og hemmer Rb, mens E6 hemmer p53 HPV E6/7 er tilstrekkelig for å transformere en celle i fravær av mutasjon i regulatoriske proteiner SV40, lite transformerende papovavirus fra ape danner to tidlige protein, Large T og small t antigen, som translokerer til kjernen og binder p53 og Rb, noe som fører til funksjonshemming

Defekter i DNA reparasjonssystemer forsterker mutasjoner og er assosiert med visse kreftformer kobling mellom carcinogenese og mangel av DNA-reparasjon er foreslått da individ med nedarvede defekter i spesielle reparasjonssystemer har en dramatisk økt risiko for utvikling av visse krefttyper Xeroderma pigmentosum er en autosomal recessiv sykdom og individ med denne sykdommen utvikler hudkreft av typen melanom og squamos cell carcinomas ved eksponering til UV-stråler i sollys årsaken er mangel på reparasjon av UV-skader (bl.a.TT-dimer) eller mangel til å fjerne store substutuerende grupper på DNA-baser andre eksempler på mangel på DNA reparasjon og kreft i mennesket, se tabell 24-1.

Telomerase og immortalisering av celler telomere sekvenser er fysiske endestykker i lineære kromosom og består av multiple repetisjoner av TTAGGG funksjon av telomere sekvenser er å hindre ufullstendig replikasjon av endestykket i ”lagging” tråd i DNA kjønnsceller og normalt hurtig delende somatiske celler, så som stamceller har egen telomerase som forlenger DNA-tråden, mens mesteparten av humane somatsike celler ikke har telomeraseaktivitet normale telomere sekvenser tillater et visst antall celledelinger 30-40, mens tap fører til kromosomfusjoner og celledød tumorceller har overkommet telomerproblemet ved å uttrykke egen telomerase aktuell cancerterapi er hemmere mot telomerase

DNA mikroarray i lymphom klassifisering og overlevelsesanalyser Genuttrykksanalyser ved hjelp av DNA mikroarray kan skjelne mellom patologisk like tumorer systematiske analyser av genuttrykk i ”diffuse large B-cell lymphomas” (DLBCLs) den mest vanlige typen av non-Hodgkins Lymphoma indikerer at disse tumortypene kan deles inn i to subtyper -germinalt senterlike B celler -in vitro activerte B celler klassifisering av tumorer inn i de enkelte grupper kan utnyttes prognostisk, til å forutsi høyere/lavere risk for spredning