5. Inimese vähid kus esineb kõrge viirusekspressioon
Pilt: The landscape of viral expression and host gene fusion and adaptation in human cancer
5/34
6. Viiruse integratsioon on seotud märklaudgeenide
ekspressiooni muutustega
Pilt: The landscape of viral expression and host gene fusion and adaptation in human cancer
6/34
7. HPV16/18 põhjustab emakakaela kasvajaid
Bosch FX, Lorincz A, Muñoz N, et al. The causal relation between human papillomavirus and cervical cancer. J Clin Path 2002; 55(4):244-265.
7/34
9. Hüpotees: endogeensed proviirused
Lähtudes retroviiruste elutsüklist, integreeruvad genoomi endogeensete retroviirustena,
satuvad idutee rakkudesse ja muutuvad pärilikuks,
enamasti vaikeolekus, ei transkribeeri oma geene,
juhuslik ning harv aktiveerumine.
·
·
·
·
9/34
10. Endogeensed proviirused hiirtel
BrdU aktiveerib Akr liini hiirtel endogeensed retroviirused (MLV, murine leukemia virus)
Akr liini hiirtel on kaks lookust kuhu on integreerunud replikatsiooni-kompetentne MLV
MLV produktsioon viib leukeemia tekkele.
·
DNA metülatsioon eemaldatakse lookusest ja vaigistamine kaob-
·
·
Pilt: ~5% hiire genoomist sisaldab endogeenseid retroviirus järjestusi. Endogenous Retroviruses and the Development of Cancer
10/34
11. Inimese ERV-d... FUBAR
8% inimese genoomist pärineb retroviirustest, kuid
inimese kasvajatest pole leitud retroviiruseid ega jälgigi nendest (pöörd-transkriptaas),
inimese LTR-i sisaldavad järjestused on pärit vähemalt >5M aasta tagusest ajast,
HERV-K alamperekonnas on lookuseid millel on kõik ORF-id intaktsed, kuid viirust neilt ei
toodeta ja neid pole ka vähkides leitud.
·
·
·
tugevasti muteerunud,
mittefunktsionaalsed,
läbinud geenitriivi ja fikseerunud (populatsioonis on kõigil identne lookus).
-
-
-
·
11/34
12. Kui mitte viirused, siis mis tekitab vähki?
Kartsinogeenid!
Kartsinogeenid toimivad mutageenidena ja nende toime-mehhanismiks on raku
kasvukontrolli geenide muteerimine.
Sellisteks kasvukontrolli geenideks võivad olla normaalsed raku geenid, sarnaselt
retroviirustest leitud proto-onkogeenidega.
·
·
12/34
13. Katsusaburō Yamagiwa
Keemilised kartsinogeenid kutsuvad esile kasvajaid
1915. aastal demonstreeris pigi
kartsinogeense toime
pintseldas küüliku kõrvu igapäevaselt
pigiga,
mitu kuud hiljem moodustus lamerakuline
kartsinoom.
·
·
·
13/34
14. Kartsinogeenid toimivad mutageenidena
Tugevalt mutageensed ühendid on ka tugevalt kartsinogeensed (nt. aflatoksiin B1,
benso(a)püreen).
Füüsilise või keemilise kartsinogeeni poolt transformeerunud rakud kannavad muteerunud
geene e. onkogeene, mis rikuvad normaalse kasvukontrolli.
·
·
14/34
15. DNA transfektsioon võimaldas isoleerida mitte-
viraalsed onkogeenid
Hiire C3HT1/2 rakke transformeeriti 3-
metüülkolantreeni (3-ME, MCA) abil,
transformeerunud rakkudest isoleeriti
genoomne DNA,
eraldatud DNA transformeeriti mitte-
tumorigeensetesse NIH3T3 rakkudesse,
isoleeriti kolooniad mis olid
transformeerunud ja tumorigeensed.
Sama loogika toimib ka inimese
vähirakkudest eraldatud DNA korral.
·
·
·
·
·
Pilt: Sue Weil, Memorial Sloan-Kettering Cancer Center
15/34
16. 1 onkogeen = 1 transformeerunud rakk/koloonia
Kokkuvõte: onkogeenid tekivad ka
viirustest sõltumatult.
Transformeerunud rakkude genoomse DNA fragmentide transfekteerimisel läheb rakku
sisse 0.1% doonor DNA-d.
Tõenäosus, et kaks lingitud geeni satuvad ühte rakku on
·
·
× =10−3
10−3
10−6
“
”
16/34
17. Southern bloti põhimõte
Retroviiruste poolt aktiveeritud onkogeenid on
samad mis mitte-viraalsete kartsinogeenide
aktiveeritud
Harvey roti sarkoomiviiruse H-ras proov hübridiseerub inimese kusepõie kartsinoomi DNA-
ga transfekteeritud NIH3T3 rakkude genoomsele DNA-le (Parada et al., 1982: paremal).
·
17/34
18. Inimese vähkide retroviraalsed onkogeenid
VIIRUS LIIK ONKOGEEN ONKOVALK INIMESE KASVAJA
Rousi sarkoom kana src mitteretseptor TK käärsoole vähk
Abelsoni leukeemia hiir abl mitteretseptor TK CML
Lindude erütroblastoos hiir erbB retseptor TK mao, kopsu ja rinnavähk
McDonough' kassi sarkoom kass fms retseptor TK AML
HardyZuckerman kassi viirus kass kit retseptor TK GI strooma vähk
Hiire sarkoom 3611 hiir raf Ser/Thr kinaas kusepõie kartsinoom
Simian sarcoma ahv sis kasvufaktor (PDGF) erinevad vähid
Harvey' sarkoom hiir/rott Hras väike Gvalk kusepõie kartsinoom
Kirsten'i sarkoom hiir/rott Kras väike Gvalk erinevad vähid
Lindude erütroblastoos E26 kana ets transkriptsioonifaktor leukeemia
Lindude müelotsütoom kana myc transkriptsioonifaktor erinevad vähid
Retikuloendotelioos kalkun rel transkriptsioonifaktor lümfoom
18/34
19. erbB2/neu onkogeeni ampli katsioon
rinnakasvajates
1987. a. kirjeldati, seos erbB2/neu geeni amplifikatsiooni ja rinnavähi elulemuse ning relapsi
vahel.
·
Slamon DJ, Clark GM, Wong SG, Levin WJ, Ullrich A, McGuire WLHuman breast cancer: correlation of relapse and survival with amplification of the HER-2/neu
oncogene. Science 235: 177-182.
19/34
21. Valguekspressiooni mõjutavad muutused
Normaalsetes rakkudes on proto-onkogeeni ekspressioon kas alla või ülesse reguleeritud
omaenda promootori poolt vastusena füsioloogilistele signaalidele
Retroviirusega seotud onkogeenide puhul läheb geen raku kontrolli alt viiruse kontrolli alla
·
·
c-myc ekspressioon on füsioloogilistes tingimustes kasvufaktorite kontrolli all
AMV (Avian Myeoloblastosis Virus) genoomis hakatakse aga v-myc järjestust
konstitutiivselt kõrgelt ekspresseerima, sõltumata füsioloogilistest signaalidest mis seda
geeni varem reguleerisid.
-
-
21/34
22. Valgu struktuuri mõjutavad muutused
H-ras isoleeriti inimese kusepõie
kartsinoomist,
H-ras ei olnud amplifitseerunud!,
sekveneerimine näitas somaatilist G->T
punktmutatsiooni, mis oli täiesti piisav et
H-ras onkogeeniks muuta
Vähides esinev mutatsioon koodonites 12
või 61 (G12V) muudab Ras-i konstitutiivselt
aktiivseks rikkudes Ras-i GTPasse
aktiivsuse
·
·
·
·
CLIFFORD J. TABIN, SCOTT M. BRADLEY, CORNELIA I. BARGMANN, ROBERT A. WEINBERG, ALEX G. PAPAGEORGE, EDWARD M. SCOLNICK, RAVI DHAR, DOUGLAS
R. LOWY & ESTHER H. CHANG. Mechanism of activation of a human oncogene. Nature 300, 143 - 149 (11 November 1982); doi:10.1038/300143a0
22/34
25. c-MYC aktivatsiooni mehhanismid
Kolm mehhanismi, kõik regulatoorsed:
proviiruse integratsioon (linnud)
geeni amplifikatsioon (inimene)
kromosomaalsed translokatsioonid
·
·
·
25/34
26. Kahte tüüpi amplifikatsioone HSR ja double minutes (nooled)
N-MYC ampli katsioon pärilikes neuroblastoomides
HSR, homogeenselt värvuvad piirkonnad
DM, double minutes: kromosoomi välised
partiklid
amplifikatsioonid on bimodaalsed 10-30
koopiat ja 100-150 koopiat
lisaks neuroblastoomidele ka teistes
neuroektodermaal kasvajates,
astrotsütoomid, glioomid, ka väikse-
rakulises kopsukasvajas.
·
·
·
·
26/34
27. Top 10 korduvad koopiaarvu muutused
(SCNA):
GEEN FUNKTSIOON
CCND1 G1 tsükliin
EGFR TK retseptor
MYC transkripts. faktor
ERBB2 TK retseptor
CCNE1 G1 tsükliin
MCL1 antiapoptootiline valk
MDM2 p53 E3 ubikvitiini ligaas
Sagedamini ampli tseerunud genoomipiirkonnad
Pan-cancer patterns of somatic copy number alteration. Travis I Zack, Steven E Schumacher, Scott L Carter, Andrew D Cherniack, Gordon Saksena, Barbara
Tabak, Michael S Lawrence, Cheng-Zhong Zhang, Jeremiah Wala, Craig H Mermel, Carrie Sougnez, Stacey B Gabriel, Bryan Hernandez, Hui Shen, Peter W Laird,
Gad Getz, Matthew Meyerson & Rameen Beroukhim Nature Genetics 45, 1134–1140 (2013) doi:10.1038/ng.2760
27/34
28. TRANSLOKATSIOON FUUSION SAGEDUS
t(8;14)(q24;q32) IGH/MYC 80%
t(2;8)(p12;q24) IGK/MYC 10%
t(8;22)(q24;q11) IGL/MYC 10 %
MYC translokatsioon Burkitti lümfoomides
MYC aktivatsioon translokatsioonilise mehhanismi teel
c-myc geene translokeeritakse
immunoglobuliini lookusesse kõigis BL.
Immunoglobulin raske ahel IgH 80%, või
kerge ahel, kumbagi 10%.
·
· κ
λ
28/34
31. Kokkuvõte
Onkogeen on geen mis võib potentsiaalselt vähki tekitada ja vähkides on nad muteerunud
või ekspresseeritud ebanormaalselt kõrgel tasemel.
Proto-onkogeen on normaalne geen mis võib muutuda onkogeeniks.
·
·
31/34
32. Refs
Natalie Teich, Douglas R. Lowy, Janet W. Hartley, Wallace P. Rowe, Studies of the mechanism
of induction of infectious murine leukemia virus from AKR mouse embryo cell lines by 5-
iododeoxyuridine and 5-bromodeoxyuridine, Virology, Volume 51, Issue 1, January 1973,
Pages 163-173, ISSN 0042-6822, http://dx.doi.org/10.1016/0042-6822(73)90376-0.
·
32/34