Slajd 1

Podoe molekularne przykadowych chorb nowotworowych uwarunkowanych rodzinnieFunkcja genw zwizanych z tymi chorobami i charakterystyka ich zmian genomowych, Typy dziedziczenia predyspozycji do rozwoju chorb nowotworowych, Badanie predyspozycji genetycznych.

Marta WitczakManuela WodarczykDziedziczny rak piersi i jajnikatylko 5-10% nowotworw jest wynikiem dziedzicznych mutacji genw podatnoci na raka piersi o wysokim stopniu penetracji, dziedziczonych autosomalnie dominujcomutacjom ulegaj geny: BRCA1, BRCA2, TP53, CHEK2, NOD2predyspozycje ujawniaj si jako:dziedziczny rak piersi specyficzny narzdowo (HBC-ss)dziedziczny rak piersi i jajnika (HBOC)dziedziczny rak jajnika specyficzny narzdowo (HOC)najczstsze przyczyny to mutacje konstytucyjne w genach supresorowych nowotworw BRCA1 i BRCA2 (13q12-q13) dziedziczone autosomalnie dominujco ze zmienn penetracj

Zesp BRCA1gen BRCA1 (17q21) obejmuje 80 kpz DNA i zawiera 24 eksonymutacje BRCA1 predysponuj w 50-80% do rozwoju HBOC i w 40% do HOCbiako BRCA1 skada si z 1863 aminokwaswkontroluje cykl komrkowy, napraw DNA i transkrypcjekspresja genu BRCA1 zmienia si w zalenoci od fazy cyklu komrkowego; szczyt przypada na pn faz G1 i faz Szapobieganie rozwojowi nowotworw jest rol kompleksu BRCA1-BARD1. Usuwa on podwjne pknicia DNA przez rekombinacj homologiczn. rak sabo zrnicowany inwazyjny rdzeniasty, atypowy rdzenia sty lub przewodowy, negatywny pod wzgldem receptorw estrogenowych

wczesny wiek rozwoju (42-45 r..)czciej wystpuje jako rak obustronnyguzy charakteryzuje szybki rozrost czasem wystpuj nowotwory towarzyszce (rak okrnicy, odka, trzonu macicy)szczeglnie czste mutacje: 5382insC (2x wiksze ryzyko), 185delAG ok. 10%rodzaj i lokalizacja mutacji wie si z rnym ryzykiem rozwoju rakaredni wiek diagnozowania rakw piersi tego typu wynosi okoo 42-45 lat, a rakw jajnika okoo 54 lat

Zesp BRCA2biako BRCA2 reguluje napraw DNAmutacja nie pozwala na prawidowe zwizanie si biaka BRCA2 z biakiem RAD51rak wykazuje cechy fenotypowe raka cewkowo-zrazikowegowiek rozwoju pniejszy ni w przypadku BRCA1, ale wczeniejszy ni w postaci sporadycznejczciej wystpuj nowotwory towarzyszcemutacje zwikszaj ryzyko raka piersi u mczyzn (towarzyszy rak prostaty)u nosicielki mutacji BRCA2 ryzyko raka piersi siga 31-56% a raka jajnika 11-27%

Siatkwczak:najczstszy wewntrzgakowynowotwr zoliwyoka u dzieci czsto wystpowania 1:20 000 ywych urodzewczesne objawy: leukokoria, zez

diagnostyka: badanie dna oka, USG, MRI, TK, testy genetyczneleczenie:krioterapiafotokoagulacja laserowaradioterapiatermoterapia lub termochemioterapiamiejscowa chemioterapiaenukleacja

Podstawy molekularneRetinoblastoma jest nowotworem uwarunkowanym genetycznie, zwizanym z mutacj antyonkogenu RB1 znajdujcego si na chromosomie 13 w locus 13q14. Dziedziczy si autosomalnie dominujco z 90-95% penetracj. Do wystpienia choroby konieczna jest mutacja obu alleli, co zostao opisane przez amerykaskiego genetyka Alfreda Knudsona jako tzw. hipoteza dwch uderze (ang. two hits)

Hipoteza 2 uderzeHipoteza Knudsona hipoteza tumaczca proces nowotworzenia, mwica, e nowotwr powstaje na skutek nagromadzenia si mutacji w DNA komrki.

RB1Biako RB zapobiega przejciu komrki z uszkodzonym DNA przez faz G1 i jej wejciu w faz S, dziki czemu uszkodzone geny nie s replikowane.RB wie i inhibuje czynniki transkrypcyjne nalece do rodziny E2F.Biako RB moe czynnie hamowa progresj cyklu komrkowego w postaci nieufosforylowanej i nie peni tej funkcji gdy zostaje ufosforylowaneMutacje somatyczne w jednym z alleli genu RB1 poprzedzone mutacj germinaln w drugim allelu przyczyniaj si do rozwoju siatkwczaka. Mutacje somatyczne w genie RB1 przebiegajce z utrat funkcji genu s jednak spotykane w wielu innych, sporadycznych nowotworach: raku sutka, prostaty i odka

Rodzinna polipowato jelita grubego (FAP)przyczyna 1% rakw jelita grubegoczsto wystpowania 1:8000 urodzedziedziczony autosomalnie dominujcoprzyczyn s mutacje germinalne w genie supresorowym APC (5q21-22)charakteryzuje go wystpowanie polipw w bonie luzowej okrnicy i odbytnicy, ktre pojawiaj si w wieku dziecicym lub modzieczym (zwykle przed 40 r.. ulegaj zezoliwieniu)objawy pozajelitowe: gruczolaki odka, dwunastnicy, hipertroficzne polipy dna odka, wrodzony przerost nabonka barwnikowego siatkwki, zmiany skrne, w kocu, wtrobiaki, nowotwory nadnerczy, tarczycy, wkniakowato naciekowa

gen APC zawiera 21 eksonw. Ekson 15 obejmuje ok. 70% sekwencji kodujcejbiako APC skada si z 2843 aminokwasw i wystpuje w cytoplazmie oraz w jdrze komrkowymbierze udzia w regulacji wielu procesw w komrce, obejmujcych podzia, migracj, adhezj i rnicowanie komrek, uczestniczy w kontroli proliferacji komrek luzwki jelita poprzez degradacj -kateninybiako APC oddziauje z wieloma innymi biakamistabilizuje mikrotubule chromosomalna stabilnobrak biaka APC -katenina gromadzi si w cytoplazmie i wie czynniki transkrypcyjne zmiana ekspresji genw biorcych udzia w procesach zachodzcych w komrcezesp charakteryzuje utrata heterozygotycznoci - utrata jednej kopii zdefiniowanego miejsca na chromosomie, na ktrym zlokalizowany jest istotny gen. region podwyszonej czstoci mutacji MCR 23% mutacji

Postacie:

forma agodna FAP (AAPC): agodniejszy przebieg, do 100 paskich polipw w proksymalnej czci jelita, zezoliwienie nastpuje pniej, rzadko objawy pozajelitowezesp Gardnera: liczne objawy pozajelitowe (kostniaki, wkniakowato naciekowa, zmiany w siatkwce, uzbieniu)FAP niezwizana z mutacjami genu APC (10-25% przypadkw) zesp MAP:germinalne mutacje genu MutYH (1p34.3), dziedziczony autosomalnie recesywniegen ten koduje glikozydaz DNA uczestniczc w procesach naprawy uszkodze oksydacyjnych w komrceobjawy podobne jak w AAPC

zesp Peutza-Jeghersa polipy w przewodzie pokarmowym ze zmianami pigmentacji skry i bon luzowych oraz zwikszona predyspozycja do rozwoju nowotworw zoliwych, dziedziczony autosomalnie dominujco.Mutacje genu STK11 (19p13.3) kodujcego kinaz serynowo-treoninowrodzinna polipowato modziecza FJP liczne polipy w odku, jelicie cienkim, okrnicy, odbytnicy, dziedziczona autosomalnie dominujcomutacje w genie DPC4 (18q21.1) kodujcym biako z rodziny Smad, ktre peni kluczow rol w przewodzeniu sygnaw do jdra komrkowegorwnie mutacje w genie BMPR1A (10q22-23), PTEN, ENG.

Neurofibromatoza typu Izwizana z mutacjami genu NF1 (17p), kodujcego neurofibromin, ktra jest gwnym regulatorem genu Ras w komrkach Schwanna, ktre peni rol komrek podporowych w obwodowym ukadzie nerwowym mutacja NF1 prowadzi do przerostu osonek nerwowych z powodu aktywacji genu Ras schorzenie postpujce, o rnym stopniu nasilenia zmian, wystpuje z czstoci 1/3000 urodze mutacja w genie moe by odziedziczona lub nabyta, dzieci rodzicw bdcy nosicielami zmiany maj 50% prawdopodobiestwo jej odziedziczenia.

NF1objawy: plamy na skrze (cafe-au-lait), piegowate nakrapiania rednicy 23 mm i przebarwienia skrne (70%) w okolicach pachowych i pachwinowych (objaw Crowe'a), pojawiaj si najczciej w okresie dojrzewania; liczne nerwiakowkniaki, glejaki drg wzrokowych, zmiany barwnikowe siatkwki (guzki Lischa)brak leczenia przyczynowego, gwnym celem jest monitorowanie chorych co 6-12 miesicy, ewentualne chirurgiczne usuwanie nerwiakowkniakw, ktre mog by due i bolesne, co zmniejsza ryzyko transformacji nowotworowej

Dziedziczny niepolipowaty rak jelita grubego (HNPCC) zesp Lyncha6-10% rakw jelita grubego1:2001000 urodzedziedziczony autosomalnie dominujcospowodowany jest mutacj jednego z szeciu genw odpowiedzialnych za napraw DNAmutacje germinalne w jednym z genw MMR geny uczestniczce w naprawie DNA MSH2, MLH1. Ich produkty biakowe tworz kompleks o waciwociach naprawczych bdnie sparowanych zasad (porwnuj stopie metyzacji adeniny w sekwencjach GATC)w konsekwencji niestabilno mikrosatelitarnego DNAbrak polipw, lecz wystpuje zwikszone ryzyko rozwoju zoliwiejcych polipw kosmkowych w modym wieku

3 postacie:zesp Lyncha 1 jelito grube; zesp Lyncha 2 zmiany w jelicie grubym + inne nowotwory (rak bony luzowej macicy, rak jajnika, jelita cienkiego, odka); zesp Muir-Torre zmiany typowe dla zespou Lyncha 2 i nowotworw skrycechy kliniczne: zoliwy nowotwr jelita grubego we wczesnym okresie ycia (do 44 r..), czsto w ktnicy i okrnicy poprzecznej, wystpowanie nowotworw pozajelitowych (rak trzonu macicy, jajnika, pcherza moczowego, odka, drg ciowych, trzustki), pionowy tor dziedziczenia w rodowodzie, nisko zrnicowane guzy, szybko rosnce z niewielk tendencj do przerzutw

Choroba von Hippla-LindauaPierwsze dwa opisy choroby przypisuje si niemieckiemu oftalmologowi Eugenowi von Hipplowi (1867-1939) i szwedzkiemu patologowi Arvidowi Vilhelmowi Lindauowi (1892-1958).Choroba von Hippel-Lindau'a (VHL) jest rzadkim, genetycznie uwarunkowanym zespoem zwikszonej predyspozycji do powstawania nowotworw w organizmie.U osb z rodzin w ktrych zdiagnozowano HLS rozpoznanie mona postawi gdy jest obecna przynajmniej jedna z nastpujcych zmian: naczyniak zarodkowy mdku, naczyniak zarodkowy siatkwki, guz chromochonny, mnogie torbiele trzustki, mnogie torbiele nerek, brodawczak najdrza, rak jasnokomrkowy nerki.U osb z ujemnym wywiadem rodzinnym w kierunku HLS rozpoznanie mona postawi gdy s obecne przynajmniej dwa naczyniaki zarodkowe mdku, albo dwa naczyniaki zarodkowe siatkwki, albo pojedynczy naczyniak zarodkowy w poczeniu z inn zmian narzdow spektrum HLS

choroba dziedziczy si autosomalnie dominujcoPodstaw leczenia jest chirurgiczne usuwanie guzwZa chorob von Hippel-Lindau'a odpowiada mutacja w obydwuallelachgenuVHL, z ktrych jedna jest dziedziczna a druga nastpuje spontanicznie.gen VHL, znajduje si na krtkim ramieniu chromosomu 3 (3p25-26). Sekwencja kodujca tego genu zawarta jest w 3 eksonach i koduje biako o dugoci 213 aminokwasw, wystpuje te izoforma o dugoci 160 aminokwasw.Gen VHL zosta odkryty w 1993r. i ma za zadanie chroni zdrow komrk przed niekontrolowanym wzrostem i podziaem

Zesp Li-Fraumeni (LFS)dziedziczony autosomalnie dominujcomutacje germinalne genu TP53 (17p13.1) gen supresorowy, stranik integralnoci genomuzmiany nowotworowe pojawiaj si wczenie u wielu czonkw rodzinyzwizany z wystpowaniem rnych typw nowotworw: misaki, przedmenopauzalny rak piersi, guz mzgu, ostra biaaczka, raki kory nadnerczy

produkt genu biako p53 uczestniczce w naprawie DNA, regulacji transkrypcji genw, cyklu komrkowego (faza G1 zatrzymanie cyklu w przypadku uszkodzenia DNA apoptoza)zawiera siedem domen, ktre speniajc swe funkcje decyduj o yciu i mierci komrki biako p53 w prawidowej komrce jest nieaktywne zwizane z biakiem MDM2, ktre promuje ubikwitynacj p53 i jego degradacj w proteasomachuatwia formowanie kompleksu preinicjacyjnego oraz bezporednio stymuluje transkrypcj poprzez rekrutacj gwnych czynnikw transkrypcyjnych, takich jak TFIIA i TFIIDmoe oddziaywa z innymi biakami komrkowymi (prowadzi to m.in. do inhibicji i aktywacji biaka p53)

Zasady dziedziczenia predyspozycji do nowotworwNowotwory zoliwe powstaj w wyniku genetycznie uwarunkowanej predyspozycji oraz wpywu czynnikw rodowiskowychok. 30% wszystkich nowotworw jest wynikiem wysokiej genetycznie uwarunkowanej predyspozycjijednogenowa predyspozycja do nowotworw:gwna przyczyna zachorowania to mutacja germinalna w pojedynczym geniezachorowania wystpuj w kadym pokoleniu (transmisja pionowa)choruj mczyni i kobietyzachorowania wystpuj u ok. 50% krewnych

cech charakterystycznych dla dziedziczenia jednogenowego dominujcego nie stwierdza si w przypadku:mutacji germinalnych de novo mutacji mozaikowychmutacji o niskiej penetracjimutacji skutkujcych zachorowaniem tylko u jednej pciw rodzinach z niewielk liczb osb

wielogenowa predyspozycja do nowotworw:moe by zwizana z wysokim lub umiarkowanie zwikszonym ryzykiem zachorowaniachoruje zwykle jeden czonek rodzinyuszkodzenia DNA umiarkowanie zmieniajce ryzyko zachorowania odpowiadaj gwnie za mao nasilone rodzinne agregacje zachorowa

Testy genetyczneMetodaRozpoznawane mutacjeFISHSubmikroskopowe delecje i translokacjeBadanie LOHSubmikroskopowe delecje i translokacjeMLPASubmikroskopowe delecje, insercje i rearanacjeqmPCRDelecje, insercjeMutation scanningSubstytucje pojedynczych zasad, mutacje maej dugociSekwencjonowanieSubstytucje pojedynczych zasad, mutacje maej dugociTargeted mutation analysisSpecyficzne, odziedziczone mutacje punktoweMethylation analysisHipermetylacja regionu promotorowegoBadanie RNAMutacje miejsca splicingowego, due rearanacje