Jak powstaje
Jak powstaje
rak ?
rak ?
Kinga Budzikur Biotechnologia
Kinga Budzikur Biotechnologia
rok III, gr I
rok III, gr I
Świat Nauki 1996; 11
Świat Nauki 1996; 11
Jak powstaje
Jak powstaje
rak ?
rak ?
Kinga Budzikur Biotechnologia
Kinga Budzikur Biotechnologia
rok III, gr I
rok III, gr I
Świat Nauki 1996; 11
Świat Nauki 1996; 11
Kilka słów o raku
Kilka słów o raku
Termin ten odnosi się do ponad
Termin ten odnosi się do ponad
100 postaci choroby
100 postaci choroby
Każda tkanka może ulec
Każda tkanka może ulec
zezłośliwieniu
zezłośliwieniu
Każdy nowotwór ma złośliwy ma
Każdy nowotwór ma złośliwy ma
unikalne cechy
unikalne cechy
Prawa które rządzą
Prawa które rządzą
rozwojem raka
rozwojem raka
Komórki raka pochodzą od wspólnego
Komórki raka pochodzą od wspólnego
przodka, który w pewnym momencie zwykle
przodka, który w pewnym momencie zwykle
kilkanaście lat przed tym zanim guz stał się
kilkanaście lat przed tym zanim guz stał się
wyczuwalny- zapoczątkował program
wyczuwalny- zapoczątkował program
pogram nie prawidłowego namnażania.
pogram nie prawidłowego namnażania.
Transformacja złośliwa takiej kómórki
Transformacja złośliwa takiej kómórki
polega na akumulacji mutacji w pewnych
polega na akumulacji mutacji w pewnych
klasach genów.
klasach genów.
GENY SĄ KLUCZEM DO ZROZUMIENIA
GENY SĄ KLUCZEM DO ZROZUMIENIA
PROCESÓW POWSTAWANIA RAKA
PROCESÓW POWSTAWANIA RAKA
Rozwój nowotworu i jego
Rozwój nowotworu i jego
stadia
stadia
1
1
.Komórka zmieniona
.Komórka zmieniona
genetycznie
genetycznie
2
2
. Hiperplazja
. Hiperplazja
Genetyczna mutacja,
Genetyczna mutacja,
która zwiększa
która zwiększa
skłonność komórek do
skłonność komórek do
namnażania. Podczas
namnażania. Podczas
gdy normalnie
gdy normalnie
pozostałyby w stanie
pozostałyby w stanie
spoczynku
spoczynku
Zmieniona komórka i jej
Zmieniona komórka i jej
potomne wyglądają
potomne wyglądają
poprawnie ale dzielą się
poprawnie ale dzielą się
nadmiernie (
nadmiernie (
wykazują
wykazują
hiperplazję
hiperplazję
). Po latach
). Po latach
jedna z tych komórek
jedna z tych komórek
ulega kolejnej mutacji
ulega kolejnej mutacji
która rozluźnia kontrolę
która rozluźnia kontrolę
wzrostu komórkowego
wzrostu komórkowego
3
3
. Dysplazja
. Dysplazja
4
4
. Rak
. Rak
przedinwazyjny
przedinwazyjny
5
5
. Rak inwazyjny
. Rak inwazyjny
Oprócz nadmiernej poliferacji
Oprócz nadmiernej poliferacji
potomstwo
tej
komórki
potomstwo
tej
komórki
odbiega
pod
względem
odbiega
pod
względem
kształtu
i
orientacji
od
kształtu
i
orientacji
od
normalnych
komórek..
normalnych
komórek..
Po
Po
pewnym
czasie
zachodzi
pewnym
czasie
zachodzi
ponownie rzadka mutacja
ponownie rzadka mutacja
Komórki
są
coraz
bardziej
Komórki
są
coraz
bardziej
nieprawidłowe pod względem
nieprawidłowe pod względem
wzrostu
i
wyglądu.
Nie
wzrostu
i
wyglądu.
Nie
naruszył
granic
między
naruszył
granic
między
tkankami . Nowotwór może
tkankami . Nowotwór może
pozostać długo w takim stanie
pozostać długo w takim stanie
z czasem mogą jednak zajść
z czasem mogą jednak zajść
dodatkowe mutacje
dodatkowe mutacje
Gdy
zmiany
genetyczne
Gdy
zmiany
genetyczne
umożliwią inwazję na tkankę
umożliwią inwazję na tkankę
znajdująca się w pobliżu i
znajdująca się w pobliżu i
rozsiewanie
komórek
rozsiewanie
komórek
nowotwór jest w pełni złośliwy
nowotwór jest w pełni złośliwy
Zakłócenia sygnalizacji
Zakłócenia sygnalizacji
Protoonkogeny
Protoonkogeny
stymulują wzrost komórki,
stymulują wzrost komórki,
gdy ulegną mutacji stają się kancerogenami
gdy ulegną mutacji stają się kancerogenami
Geny supresorowe
Geny supresorowe
hamują podziały w
hamują podziały w
komórce
komórce
Niektóre onkogeny zmuszają komórki do
Niektóre onkogeny zmuszają komórki do
nadprodukcji
czynników
wzrostowych
nadprodukcji
czynników
wzrostowych
(mięsaki i glejaki). Uwalniają one wtedy
(mięsaki i glejaki). Uwalniają one wtedy
nadmierne
ilości:
-
-
nadmierne
ilości:
-
-
PDGF
–
PDGF
–
płytkopochodny czynnik wzrostu
płytkopochodny czynnik wzrostu
- TGF
- TGF
α
α
Czynniki te powodują nadmierną poliferację
Czynniki te powodują nadmierną poliferację
Onkogeny zakłócające przesyłanie
Onkogeny zakłócające przesyłanie
sygnałów w cytoplaźmie
sygnałów w cytoplaźmie
należą do
należą do
rodziny
rodziny
ras
ras
. Białka kodowane przez
. Białka kodowane przez
prawidłowe geny ras
prawidłowe geny ras
- przekazują sygnały stymulujące do
- przekazują sygnały stymulujące do
receptorów czynnika wzrostu.
receptorów czynnika wzrostu.
-
-
zmutowane wersje tych białek
zmutowane wersje tych białek
ciągle napędzają podziały
ciągle napędzają podziały
Onkogeny
Onkogeny
rodziny
rodziny
myc
myc
aktywność
czynników
aktywność
czynników
transkrypcyjnych
transkrypcyjnych
w jądrze.
w jądrze.
Hamowanie genów
Hamowanie genów
supresorowych
supresorowych
Informacje hamujące odbierane przez
Informacje hamujące odbierane przez
normalną komórkę docierają do jądra, w
normalną komórkę docierają do jądra, w
komórkach nowotworowych szlaki te mogą
komórkach nowotworowych szlaki te mogą
być zniszczone. Dzieki temu
być zniszczone. Dzieki temu
komórki rakowe
komórki rakowe
są niewrażliwe na silne sygnały hamujące.
są niewrażliwe na silne sygnały hamujące.
Wzrost różnych rodzajów komórek hamuje
Wzrost różnych rodzajów komórek hamuje
TGF-
TGF-
β
β
jednak niektóre
jednak niektóre
komórki
komórki
nowotworowe nie mają receptora dla tego
nowotworowe nie mają receptora dla tego
czynnika wskutek inaktywacji genu.
czynnika wskutek inaktywacji genu.
Liczne komórki nowotworowe pozbawione
Liczne komórki nowotworowe pozbawione
są genu
są genu
p13
p13
kodującego białko, które w
kodującego białko, które w
odpowiedzi na TGF-
odpowiedzi na TGF-
β
β
wyłacza cykl życiowy
wyłacza cykl życiowy
komórki
komórki
Szlaki sygnalizacyjne w prawidłowej
Szlaki sygnalizacyjne w prawidłowej
komórkowe
komórkowe
Komórki rakowe namnażają się nadmiernie ponieważ z
powodu mutacji genetycznych szlaki stymulujące (
zielony
)
wysyłają zbyt dużo sygnałów start, albo szlaki hamujące
(
czerwone
) nie mogą przekazać sygnałów stop.
Zegar cyklu
Zegar cyklu
komórkowego
komórkowego
Wczesna G1
R
Późna G1
S
G2
M
Cykl komórkowy
Cykl komórkowy
Sa dwa podstawowe składniki zegara :
Sa dwa podstawowe składniki zegara :
cykliny i cyklinozależne kinazy
cykliny i cyklinozależne kinazy
asocjują ze
asocjują ze
sobą i inicjują wejście w poszczególne fazy
sobą i inicjują wejście w poszczególne fazy
cyklu komórkowego
cyklu komórkowego
Zdolność do przejścia całego cyklu mogą
Zdolność do przejścia całego cyklu mogą
ograniczać różne białka hamujące np.:
ograniczać różne białka hamujące np.:
p13.
p13.
Blokują one aktywność kinaz zależnych od
Blokują one aktywność kinaz zależnych od
cykliny D i w ten sposób uniemozliwiają
cykliny D i w ten sposób uniemozliwiają
podział komórki
podział komórki
W raku szyjki macicy indukowanym przez
W raku szyjki macicy indukowanym przez
infekcję komórek wirusem brodawczaka
infekcję komórek wirusem brodawczaka
ludzkiego –
ludzkiego –
białko p53
białko p53
jest unieczynnione ,
jest unieczynnione ,
co eliminuje ograniczenia cyklu
co eliminuje ograniczenia cyklu
komórkowego
komórkowego
Uszkodzenie
Uszkodzenie
zabezpieczeń
zabezpieczeń
W przypadku
W przypadku
uszkodzenia podstawowych
uszkodzenia podstawowych
komponentów zegara lub rozregulowania
komponentów zegara lub rozregulowania
systemów kontrolnych a także uaktywnienie
systemów kontrolnych a także uaktywnienie
onkogenu lub unieczynnienie genu
onkogenu lub unieczynnienie genu
supresorowego
supresorowego
komórka powinna ulec apaptozie.
komórka powinna ulec apaptozie.
Komórki rakowe wynalazły kilka sposobów
Komórki rakowe wynalazły kilka sposobów
uniknięcia apoptozy:
uniknięcia apoptozy:
-inaktywacja białka p53
-inaktywacja białka p53
-nadmierne ilości Bcl-2
-nadmierne ilości Bcl-2
Komórki zdolne uniknąć apoptozy będą mniej
Komórki zdolne uniknąć apoptozy będą mniej
podatne na leczenie przywrócenie tej zdolności
podatne na leczenie przywrócenie tej zdolności
podniosłoby efektywność leczenia
podniosłoby efektywność leczenia
Nieśmiertelność
Nieśmiertelność
komórek
komórek
W większości komórek
W większości komórek
nowotworowych zostaje
nowotworowych zostaje
aktywowany gen kodujący
aktywowany gen kodujący
enzym
enzym
telomerazę
telomerazę
.
.
Dzięki temu komórki mogą
Dzięki temu komórki mogą
dzielić się w nieskończoność
dzielić się w nieskończoność
czyli stają się
czyli stają się
nieśmiertelne
nieśmiertelne
Gdyby można było
zablokować
telomerazę w
komórkach
rakowych,
doprowadziło by to
do ich śmierci.
Dlaczego nowotwory
Dlaczego nowotwory
pojawiają się wcześniej ?
pojawiają się wcześniej ?
Dziedziczenie zmutowanego genu od
Dziedziczenie zmutowanego genu od
jednego z rodziców:
jednego z rodziców:
- zespół Li-Fraumeni zmutowana wersja
- zespół Li-Fraumeni zmutowana wersja
genu p53
genu p53
-
-
Xeroderma pigmentosum
Xeroderma pigmentosum
-
-
BRCA1 i BRCA2; Wiadomo, że
BRCA1 i BRCA2; Wiadomo, że
kontrolują one dzielenie się komórek
kontrolują one dzielenie się komórek
nabłonka gruczołowego sutka, który
nabłonka gruczołowego sutka, który
wyściela przewody mleczne (w jajniku
wyściela przewody mleczne (w jajniku
komórki nabłonka pokrywającego
komórki nabłonka pokrywającego
powierzchnię jajnika).
powierzchnię jajnika).
Podsumowanie
Podsumowanie
Mimo dobrej wiedzy na temat procesu
Mimo dobrej wiedzy na temat procesu
nowotworowego nowe podejścia lecznicze są
nowotworowego nowe podejścia lecznicze są
wciąż zawodne. Jedną z przyczyn jest fakt ze
wciąż zawodne. Jedną z przyczyn jest fakt ze
komórki rakowe tylko nieznacznie różnią się od
komórki rakowe tylko nieznacznie różnią się od
prawidłowych. Tak więc sprzymierzeniec i
prawidłowych. Tak więc sprzymierzeniec i
przeciwnik są zbudowani podobnie i każdy atak
przeciwnik są zbudowani podobnie i każdy atak
skierowany przeciwko nowotworowi może
skierowany przeciwko nowotworowi może
uszkodzić normalne tkanki.
uszkodzić normalne tkanki.
Jednak istnieją subtelne różnice, unikalne cechy
Jednak istnieją subtelne różnice, unikalne cechy
nowotworów które stanowią obiekt zainteresowań
nowotworów które stanowią obiekt zainteresowań
lekarzy, genetyków a także koncerny
lekarzy, genetyków a także koncerny
farmaceutyczne
farmaceutyczne
Dziękuje za uwagę
Dziękuje za uwagę
