1. NEOPLASIES
Bases moleculars de les neoplàsies
Introducció
Gens implicats en la carcinogènesi
Oncogens
Antioncogens
Gens reguladors de l’apoptosi
Gens reguladors de la reparació del DNA
Telòmers i creixement neoplàsic

2. Bases mol·leculars de les neoplàsies
Introducció
A pesar de les grans diferències macroscòpiques i
microscòpiques les neoplàsies comparteixen
certes característiques que els hi confereixen
un creixement i comportament típic
1. Lesió genètica no letal
mutació, translocació, amplificació....
2. Origen monoclonal
3. Procés multifactorial
4. Múltiples passos progressió tumoral

3. 4. Múltiples passos
Progressió tumoral
??

4. Bases moleculars de les neoplàsies
Gens implicats en la carcinogènesi
Hi ha uns grups de gens que són els que els que amb més freqüència es
veuen lesionats en la majoria de les neoplàsies
1. Protooncogens ONCOGENS
2. Gens inhibidors del creixement cel·lular o gens
supressors de tumors ANTIONCOGENS
3. Gens reguladors de l’apoptosi
4. Gens reguladors de la reparació del DNA
En general son gens que codifiquen proteïnes relacionades amb
el cicle cel·lular - proliferació, inhibició, diferenciació...-
* gen cursiva, minúscula, v- onc, c- onc *proteïna no cursiva, 1ra majúscula, p devant
Ex: ras, Rb, p53 Ras o p21, pRb, p53

5. Gens implicats en la carcinogènesi
Codifiquen proteïnes que participen en el
control del cicle cel·lular - Proliferació cel·lular
1. Factor de creixement GF
2. Receptor del GF
3. Proteïnes transmissores de senyal situades a la
part interna de la membrana plasmàtica i
segons missatgers
4. Proteïnes que actuen com reguladors nuclears
e inicien la transcripció del ADN
5. Proteïnes que fan que la cèl·lula entri al cicle i
progressió de cicle – divisió cel·lular
Resultat final de tots els estímuls promotors del
creixement que les cèl·lules en repòs entrin al cicle

6. Proteïnes que participen en el control del cicle cel·lular
Factor de creixement - GF
Receptor de GF
Membrana
Citoplasma Efector intracel·lular
Transmissió
DNA
Nucli Reparadors
Transcripció
DNA
RNA
CDK-Ciclina Reguladors
Divisió cel·lular
apoptosi
El resultat final de tots els estímuls promotors del
creixement és que les cèl·lules en repòs entrin al cicle

7. 1. PROTONCOGENS ONCOGENS
El primers gens implicats en la carcinogènesi que es varen
descriure
Es van descobrir investigant mecanismes d’oncogènesi vírica
els virus portaven en el seu genoma un gen que era el
responsable de la transformació neoplàsica per això se’ls va
dir ONCOGENS
R U5 U3 R Poly A
5’ 3’
gag pol env
R U5 U3 R Poly A
5’ 3’
gag pol env src
Després es va comprovar que els mateixos gens estaven a les
cèl·lules eucariotes i se’ls va dir PROTONCOGENS

8. 1971 – Howard Temin proposa que els oncogens els poden haver
adquirit els virus de les cèl·lules
1972 – Huebner i Todaro, els proto-oncogens es poden convertir en
oncogens i ser causa de neoplàsies per transducció vírica o per acció
de carginògens
Transducció
retrovírica Oncogen víric
v- oncogen
Protoncogen
Oncogen cel.lular
Lesió genètica
c- oncogen
Químics,
radiació,
virus

9. 1. PROTONCOGENS ONCOGENS
Protoncogens
A la cèl·lula normal codifiquen proteïnes relacionades amb la
proliferació i diferenciació cel·lular
Són imprescindibles en períodes embrionaris, regeneració i
renovació tissular, cicatrització....
Oncogens
A les cèl·lules neoplàsiques la seva funció està incrementada
estimulen el creixement i divisió cel·lular
Tipus d’oncogens segons el tipus de proteïna que codifiquen
en el control del cicle cel.lular

10. Gens - Proteïnes que participen
en el control del cicle cel·lular ONCOPROTEÏNES - oncogens -
GF PDGF-B sis
Receptor GF EGFreceptor erb
Efector
intracel·lular
Ras (p21) ras
Transmissió
DNA
Transcripció Myc myc
RNA
Ciclines cyclin D
Divisió cel·lular CDK CDK Y

11. 1. ONCOGENS
1. a. Factors de Creixement (Growth Factors- GF)
GF - proteïnes que estimulen la proliferació de les cèl·lules
Fan que les cèl·lules surtin de Go e inicien el cicle
sis PDGF -ß
Oncogen - sis codifica la cadena -ß del factor de creixement
derivat de les plaquetes
Es va identificar com a v –sis (simian sarcoma) i després es
va descobrir que moltes neoplàsies produeixen PDGF -ß
astrocitoma, osteosarcoma
Es un gen que té efecte autocrí i també produeix el seu
receptor

12. 1. ONCOGENS
1. b. Receptors de Factors de Creixement
Receptors GF – complexes oligomèrics de transmembrana
domini extern glicosilad, regió de transmembrana hidrofòbica i
domini citoplasmàtic amb activitat tirosina cinasa que s'activa
transitòriament
erb B receptors EGF
erb A receptors d’hormones esteroides
Oncogens – de la família erb B codifiquen receptor dels factor
de creixement epidèrmic EGF i
- de la família erb A receptors d’ hormones esteroides
Es va identificar com v –erb (eritroblastosis aviar)
erb B Carcinomes escatosos pulmó, bufeta, digestiu...
erb A mama, ovari, pulmó, estómac....

13. 1. ONCOGENS
1. c. Transmissors de Senyal
Proteïnes situades a la cara interna de la membrana on
reben estímuls que transmeten al Nucli
Tipus - Proteïnes intercanviadores de GTP
Proteïnes tirosina cinasa no intercanviadores de GTP N
ras Ras ( p21 )
Oncogen Ras es una proteïna intercanviadora de GTP
Es va identificar com v – ras (rat sarcoma)
Posteriorment va ser la primera família d'oncogens que es
va identificar en neoplàsies humanes
En el home es descriuen mutacions de ras en més d’un 30%
de les neoplàsies, especialment colon, pàncreas, tiroides....

14. 1. ONCOGENS
1. c. Transmissors de Senyal
ras Ras ( p21 )
Proteïna intercanviadora de GTP – guanosin triphosphate-
GF
GFR
Membrana
Ras inactiu Ras actiu
Citoplasma
GAP
GTPasa
GDP GTP Activating
Protein
Ras mutat Nucli

15. 1. ONCOGENS
1. c. Transmissors de Senyal ras Ras ( p21 )
Ras està inactiva unida a GDP
Ras s’activa transitòriament per intercanvi de GDP per GTP
Ras s’inactiva per hidròlisi de GTP a GDP per activitat GTP asa
intrínseca
L’activitat GTP asa de Ras está potenciada per l’acció de GAP
(GTPasa Activating Proteïn)
Ras inactiu Ras actiu
Ras mutat
GAP activitat GTPasa
GTP No s’hidrolitza GTP
GDP
Nucli

16. 1. ONCOGENS
1. d. Reguladors de la Transcripció nuclear
Proteïnes que inicien la transcripció del DNA i finalment
la divisió cel·lular
c - myc Myc (p 62)
Oncogen c - myc codifica p62 que es una proteïna
reguladora nuclear, que actua com factor de transcripció
per permetre la síntesi de proteïnes necessàries per a la
replicació i síntesi del DNA
En les cèl.lules en repòs, a Go myc queda inactiu
Es va identificar com a myc (mielocitomatosi aviar)
Tipus – Neoplàsies c - myc linfoma de Burkitt
N - myc neuroblastoma
L - myc caricnoma de pulmó

17. CDK-cyclin B CDK-cyclin
M
1. ONCOGENS G0
1. e. Reguladors del cicle celular G2 G1
CDK - Cyclin S
CDK-cyclin A CDK-cyclin D
El resultat final de tots els estímuls promotors del
creixement és que les cèl·lules en repòs entrin al cicle
El pas ordenat per les diferents fases del cicle està
coordinat per les CDK
CDK - cinases dependents de ciclina- són una una família de
proteïnes, que s' activen per un altra família, les Ciclines
Ciclines es diuen així perquè es produeixen i degraden de forma
cíclica un cop han fet la funció
Les CDK fosfori-la proteïnes que durant el cicle cel·lular
s’expressen de forma constitutiva –inactives- ex. pRb
En moltes neoplàsies es descriuen mutacions o
sobrepressions de CDK o Cyclin

18. Multiples senyals
activen el cicle
CDK-cyclin B CDK-cyclin
M
G0
G2
- cicle cel·lular -
G1
CDK-cyclin A pRb
S CDK-cyclin D

19. 2. Gens inhibidors del creixement cel.lular
gens supressors de tumors
ANTIONCOGENS
En la cèl·lular normal la seva funció es inhibir el creixement
cel.lular, es a dir són supressors de tumors
Es van descobrir estudiant el retinoblastoma, una neoplasia
que afecte a nens de forma esporádica o familiar
En alguns antioncogens es coneix la seva acció en el cicle
cel·lular normal i en altres sols s’ha descrit la seva activat
en situacions anormals
A les cel·lules neoplàsiques la seva funció está disminuïda o
alterada NO Inhibeixen en el creixement
Tipus d’antioncogens segons el tipus de proteïna que codifiquen
en el control del cicle cel.lular

20. Gens - Proteïnes que participen
en el control del cicle cel.lular Antioncogens
GF
Receptor GF TGF receptor
Efector
intracel·lular APC
Transmissió NF-1
DNA Rb
Reguladors p53
Nuclears p16
RNA
BRCA-1,2
Divisió cel·lular

21. 2. ANTIONCOGENS
1. a. 1. Reguladors del cicle celular
rb – pRb
El gen del retinoblastoma Rb codifica la proteïna pRb
Primer antioncogen identificat en una neoplasia humana
pRb es una fofoproteïna nuclear que s’expressa en tots el
tipus de cèl·lules estudiades on es troba com
hipofosforilada pRb ACTIVA en cèl·lules en repòs G0
frena el pas del cicle cel·lular de G1 a S
hiperfosforilada pRb INACTIVA
activa el pas del cicle cel·lular de G1 a S
quan la cèl·lula entre en fase M les fosfatases separen els grups
fosfats i pRb hipofosforilada s’activa
Pot estar mutat pRb o els gens que la fosforilen

22. Gens activadors del
creixement – GF -
Acció de pRb
G0
pRb ACTIVA
hipofosforilada Gens E2F
fase S
M G1
E2F
Bloqueig de la
transciripció
CDK-cyclin D Frena G1 S
pRb INACTIVA
hiperfosforilada
G2 S E2F
Gens
fase S
Activació de la
Gens inhibidors
E2F transciripció
del creixement Activa G1 S

23. ONCOGENS – CDK Cyclin - ANTIONCOGENS
CDK - Cyclin ------- pRb

24. 2. ANTIONCOGENS
1. a. 2. Reguladors del cicle celular
p53 – p53 TP53 – TP53
p53 - fofoproteïna nuclear de 53 Kd que té una
vida mitja molt curta 20”
La seva funció és la vigilància de la integritat del
genoma s’anomena “guardià del genoma” o
“policia molecular”
Antioncogen mutat en un 70% de neoplàsies
humanes

25. 2. ANTIONCOGENS
1. a. 2. Reguladors del cicle celular
p53 – p53 (TP53)
Si hi ha una lesió del DNA (radiacions, químics...)
En la cèl·lula NORMAL s’indueix un acúmul de p53
- atura el cicle a G1
- permet la reparació del DNA abans de la replicació
- si el DNA NO es pot reparar l’acúmul de p53 indueix l’apoptosi
En una cèl·lula amb lesions al gen p53
- NO s’atura el cicle
- NO es repara el DNA
- NO s’ indueix apoptosi

26. Acció de p53 – p53
p21 Parada a G1
Lesió DNA inhibidorCDK
p53
DNA
activa gens GADD 45 Reparat
Cèl·lula normal
reparador DNA
P53 normal
Bax
apoptosi APOPTOSI
Lesió DNA
p53 NO para el cicle
Lesió DNA
NO activa NO es repara DNA
gens
Cèl·lula amb mutació NEOPLASIA
o pèrdua de P53

27. 2. ANTIONCOGENS
1. a. Reguladors del cicle celular
rb – pRb
TP53 – TP53
BRCA- 1 i BRCA-2 carcinomes de mama
1. b. Reguladors de la transmissió de senyal
APC – Adenomatous Polyposis Coli
NF-1 – Neutofribromatosis tipus –1
1. c. Receptors de superfície
Receptor inhibidors de GF TGF- ß
TGF- ß a cèls. epitelials, endotelials i hematopoètiques és un potent inhibidor
de la proliferació, deté les cèls. a G1 100% pàncrees i 85% colón
Proteïnes d’adhessió cel·lular cadherines
Molècules d’adhesió gen DCC (gen deleccionat en Cancer de Colon)

28. 3. Gens reguladors de l’APOPTOSI
En una neoplàsia l’increment de la cel·lularitat pot ser per:
Activació d’oncogens que estimulen creixement cel·lular
Inactivació de antioncogens que inhibeixen el creixement
Mutació de gens que regulen l’apoptosi,
estimulen o inhibeixen la supervivència cel·lular
bcl-2 Bcl-2
Tot i que en una cèl·lula neoplàsica hi ha múltiples vies per
les que es pot veure alterada l’apoptosi, les lesions del gen
bcl-2 és una de les més freqüents i estudiades
Famílies de proteïnes pro - apoptòtiques - bax i bad
anti - apoptòtiques - bcl -2

29. Regulació de l’apoptosi
bcl-2 bax
bcl-2
bax
bcl-2
bax
NEOPLASIA APOPTOSI
Cèl·lula
normal

30. 3. Gens reguladors de l’APOPTOSI
bcl-2 Bcl-2
Bcl-2 codifica la proteïna que inhibeix l’apoptosi, protegeix
les cèl·lules en front de l‘apoptosi
Els limfòcits de memòria empren bcl-2 per assegurar la seva
supervivència la sobrexpresió de bcl-2 és suficient per
immortalitzar els limfòcits, però s’ha d’acompanyar d’altres
mutacions per fer la transformació neoplàsica
El 85% dels limfomes fol·liculars sobrexpressen bcl-2
Gens relacionats amb l’apoptosi que intractuen amb bcl-2
P53 activat incrementa la síntesi de Bax i contrarresta l’acció
antiapoptòtica bcl-2 p53 és proapoptòtic
c-myc promou el creixement sobreexpressió de c-myc
antiapoptòtic

31. Relació p53 bax
bcl-2
bax
Lesió DNA NEOPLASIA
Cèl·lula
P53
normal
upregula bax
Lesió DNA
APOPTOSI
bcl-2
bax

32. 4. Gens que regulen la reparació del DNA
Les cèl·lules normals tenen gran capacitat per reparar el
DNA lesionat i previndre mutacions en gens que regulen el
creixement cel·lular
Es sap que l’origen i acumulació de mutacions que donen lloc
a una neoplàsia es per defectes en la reparació del DNA
S’han identificat diferents gens implicats en la reparació del
DNA i els individus que hereten mutacions en aquest gens
tenen gran risc de desenvolupar una neoplàsia
Els gens reparadors del DNA per ells sols no són oncogènics
però afavoreixen les mutacions d’altres gens implicats en el
procés de divisió cel·lular.
Malalties hereditàries amb defectes d'aquests gnes:
CCNPH Carcinoma de colon no polipòsic hereditari
Xeroderma pigmentosa
BRCA – neoplàsies de mama

33. TELÒMERS en les neoplàsies
• Telòmer
Seqüència lineal de DNA situada a l’extrem d’un
cromosoma que s’escurça en cada divisió cel.lular
• Telomerassa
Enzim que periòdicament en algunes cèl·lules
amplifica els telòmers
Gràcies als telòmers la majoria de les cèl·lules es poden
multiplicar entre 60 o 70 vegades i perden la capacitat de
divisió i la cèl·lula mort
A les cèl·lules germinals l’escurçament del telòmer s'evita
per l’enzim telomerassa

34. TELÒMERS
Potencial de divisió il·limitat
Gràcies als telòmers la majoria de les cèl·lules es poden multiplicar
entre 60 o70 vegades i perden la capacitat de divisió
A cada divisió els telòmers situats als extrem cromosòmics s'escurcen,
i a partir de cert punt la pèrdua dels telòmers porta a l’aparició de
anomalies cromosòmiques i la cèl·lula mort
A les cèl·lules germinals l’escurçament del telòmer s'evita per l’enzim
telomerassa
Les cèl·lules neoplàsiques poden utilitzar alguna via per evitar
l’escurçament del telòmer
85-95% de les neoplàsies és per activació de la telomerassa

35. TELÒMERS en les neoplàsies
Les cèl·lules neoplàsiques poden utilitzar alguna via
per evitar l’escurçament del telòmer
85-95% de les neoplàsies és per activació de la
telomerassa
Activació de la TELOMERASSA
Potencial de divisió il·limitat