TERAPIJA TUMORA – STANIČNA SMRT

Marko Marjanović

Laboratorij za eksperimentalnu terapiju, Zavod za molekularnu medicinuČOVJEK

(od stanice do organizma)

Najčešdi uzrok malignih oboljenja je genetska nestabilnost izazvananepravovremenim prepoznavanjem i popravkom oštedenja DNA kojinastaju zbog normalnih fizioloških procesa unutar stanice (umnažanjeDNA, metabolizam...), te kao posljedica izlaganja vanjskim štetnimutjecajima (ionizirajude zračenje, mutageni). S druge strane, izazivanjeoštedenja u molekuli DNA putem zračenja ili kemoterapije predstavljanajčešdi oblik terapije tumora i zbog toga je ved dugi niz godina predmetintezivnog proučavanja od strane znanstvene zajednice. Cilj svake terapijetumora jest selektivno izazivanje smrti stanica tumora, a oštedenja u DNAmogu uzrokovati zastoj staničnog ciklusa ili ukoliko je oštedenjepreopsežno, mogu dovesti do raznih oblika stanične smrti kao što suapoptoza, nekroza, autofagija i stanično starenje.

SAŽETAK

NEKROZA APOPTOZA ANOIKISAPOPTOZA

NEOVISNA O KASPAZAMA

AUTOFAGIJAWALERIJSKA

DEGENERACIJAPOBUĐENA TOKSIČNOST

ERITROPOEZANASTANAK

TROMBOCITAOROŽNJAVANJE

NASTANAK LEĆE

Genetski program

Nema Da Da Da Da Da Da Da Da Da Da

Membrana LiziranaNeoštedena, izlaganje PS

Neoštedena, izlaganje PS

Neoštedena, izlaganje PS

Neoštedena, izlaganje PS

Neoštedena Neoštedena Neoštedena Neoštedena Neoštedena

Organeli Lizirani Neoštedeni Neoštedeni NeoštedeniNeoštedeni

Reorganizacija lipida

Neoštedeni Neoštedeni Neoštedeni NeoštedeniUmreženi,

reorganizacija lipida

Mitohondriji

Razbijeni Neoštedeni Neoštedeni Gubitak Gubitak Gubitak

Jezgra

Kondenzacija kromatina,

fragmentacija DNA

Kondenzacija kromatina,

fragmentacija DNA

Kondenzacija kromatina,

fragmentacija DNA

Kondenzacija kromatina,

fragmentacija DNA

Gubitak Gubitak Gubitak Gubitak

Enzimi Nema Kaspaze Kaspaze KalpainiLizosomalni,

beclin1VPR Kalpaini, NCX Kalpaini TG 1,3,5 TG

ReceptoriReceptori

smrt

RegulatoriBcl porodica,

IAPNedostatak

kalcijaGATA2 AP1, kalcij

RAZLIČITI OBLICI STANIČNE SMRTI

TIP TERAPIJE PODTIP NAČIN DJELOVANJA PRIMJER

KirurgijaKirurško odstranjivanje malignog tkiva

KemoterapijaAlkilirajudi agensi

Kovalentno se vežu na funkcionalne skupine bioloških makromolekula (DNA, RNA, proteini...)

Cisplatina, klorambucil...

AntimetabolitiSprječavaju sintezu nukleinskih kiselina, onemogudavaju umnažanje DNA

Analozi baza (5-FU, merka-ptopurin...)

Biljni alkaloidi i terpenoidi

Sprječavaju funkcioniranje mikrotubula i razdvajanje kromo-soma u mitozi, vežu se na DNA i onemuguduju njeno umnažanje

Vinkristin, etopozid, paklitaksel...

Inhibitori topoizomeraza

Sprječavaju odmotavanje DNA potrebno za umnažanje DNA i prepisivanje gena

Kamptotecin, etopozid...

Citotoksični antibiotici

Vezanje na DNA, stvaranje reaktivnih kisikovih radikala, inhibicija staničnih enzima...

Doksorubicin, bleomicin...

ZračenjeZračenje vanjskim izvorom

Zrači se cijeli organizam ili samo dio, dolazi do lomova u DNA što negativno utječe na stanice koje se dijele

Linearni akcelerator, X-zrake, gamma nož...

BrahiterapijaIzvor zračenja se postavlja u blizinu malignog tkiva

MammoSite, TheraSeed...

Terapija radioizotopima

Specifičnim radioizotopima se cilja na pojedini organ

Jod , itrij

Molekularno/ciljano liječenje

Hormonska terapija

Inhibitori sinteza hormona, antagonisti hormonskih receptora...

Tamoksifen...

Monoklonalna antitijela

Specifično označavanje pojedinog tipa stanica i prezentacija istih imnunološkom sustavu

Rituksimab, Trastuzumab

TERAPIJA TUMORA

A B

STANIČNO STARENJE

Slika Bojanje stanica HCT116 na endogenu -galaktozidaznu aktivnost.Stanice su tretirane s IC50 koncentracijama kemoterapeutika, s Ad5-p21 60MOI i u kombinaciji. A) Primjer fotografija stanica bojanih na endogenu -galaktozidaznu aktivnost B) Postotak stanica pozitivnih na endogenu -galaktozidaznu aktivnost prebrojan je pod mikroskopom (minima-lno 200stanica je brojano po uzorku), a predstavlja srednju vrijednost 3 neovisnapokusa.

6h 24h

A

B

C

AUTOFAGIJA

Slika A) i B) Bojanje stanica HCT116 saakridin-oranž. Stanice su tretirane s IC50

koncentracijama kemoterapeutika, s Ad5-p21 60 MOI i u kombinaciji. Pod A) suprikazani grafikoni dobiveni dvoparame-tetrijskom analizom na protočnom cito-metru (prikazan je jedan reprezentativnipokus), FL1-H zelena fluorescencija; FL3-Hcrvena fluorescencija. S desne strane jeprikaz analiziranih dvoparametarskihgrafikona, postotak stanica u gornja dvakvadranata, a predstavlja srednju vrije-dnost 3 neovisna pokusa. Pod B) je repre-zentativni prikaz stanica HCT116 bojanih sakridin-oranž i fotografiran epifluorescenc-ijskim mikroskopom. C) Analiza ekspresijedva markera autofagije (Beclin i LC )analizom po Westernu

MITOTSKA KATASTROFA

Slika Jezgre stanica HCT116 bojane s DAPI nakon48 sati inkubacije. Stanice su tretirane s IC50 konce-ntracijama kemoterapeutika, s Ad5-p21 60 MOI i ukombinaciji. Bijelom strelicom je označena stanica smikronukleusom. Crvenom strelicom je označenastanica u apoptozi

Ovo istraživanje je financiraloMinistarstvo znanosti, obrazovanja išporta kroz projektUloga različitih mehanizama odgo-vora stanica na terapiju oštećenjemDNA (098-0982464-2514)Voditeljica projekta i mentoricaDr. sc. Marijeta Kralj

ZAHVALA

Slika Vezanje aneksin V obilježenog sAlexa fluor 488 na kulturu stanicaHCT116 tretiranih s IC50 koncentra-cijama kemoterapeutika, s Ad5-p21 60MOI i u kombinaciji. B) Postotakaneksin V pozitivnih stanica je mjerenprotočnim citometrom, a predstavljasrednju vrijednost 3 neovisna pokusa.Skala vrijednosti je skradena do 20%zbog bolje razlučivosti. A) primjertočkastog grafikona dobivenogprotočnom citometrijom

A

B