2A1 Oncologie Flashcards
Wat is de functie van de niche (plek waar hematopoietische stamcellen liggen)?
- Regulatie van de stamceleigenschappen
- Bescherming tegen toxische invloeden
Wat zijn transitie en transversie?
Transitie:
purine naar purine of pyrimidine naar pyrimidine.
Transversie:
purine naar pyrimidine of andersom
Purine: A & G
Pyrimidine: T & C
Wat zijn kleine en wat zijn grote adducten?
Kleine adducten (verstoren dubbele helix niet): spontane hydrolyse, deaminatie, oxidatieve DNA-schade (ssDNA breuken)
Grote adducten: BPDE, CPD, 6-4 fotoproduct
BER vs. NER
BER: herstel van kleine adducten; enkel basenpaar
NER: herstel van grote adducten; stuk DNA
KR: Wanneer denken aan kanker?
- Ongewoon of langer beloop van ‘onschuldige’ aandoeningen
- Aanwezigheid van:
> (Ziektespecifieke) alarmsymptomen
> Risicofactoren
Wat doen PARP-remmers?
Remmen PARP en remmen zo BER.
PARP maakt reparatie van enkelstrengs breuken efficiënter.
DNA-reparatiemechanismen
Enkelstrengs breuk:
- BER
- NER
Dubbelstrengs breuk:
- NHEJ
- HR
(- TMEJ)
MMR: fouten bij DNA-replicatie
Wat doen BRCA1 en BRCA2 eiwitten?
Bij HR: zijn nodig om RAD51 naar dubbelstrengs breuk te brengen.
Bij een BRCA-mutatie is er dus een HR-defect.
Surveillance (screening) adviezen bij Lynch syndroom
Vanaf 25 jaar 1x per 2 jaar colonoscopie
Bij vrouwen van 40-60 ook gynaecologische controle (endometriumcarcinoom)
Met welke testen kun je onderzoeken of er sprake is van Lynch syndroom?
- Immunohistochemisch onderzoek naar MMR (mismatch repair)
- Moleculair MSI (microsattelite instability) onderzoek
Wat is het lifetime risk op CRC bij Lynch syndroom?
Tot 70% (55% endometriumcarcinoom)
3 mechanismen voor nauwkeurigheid van DNA-replicatie
1) Base selectie
2) Proofreading
3) Mismatch reparatie
Lynch syndroom
Mutatie in MLH1, PMS2, MSH2 of MSH6 –> defect MMR
Defect MMR leidt tot MSI.
BER stappen
- Schade-specifieke DNA glycosylase herkent en verwijdert de DNA-schade (de verkeerde base)
- Endonuclease verwijdert AP site (abasische plaats)
- DNA polymerase en ligase herstellen het stuk DNA
GG-NER stappen (tentamenvraag: volgorde)
- Herkenning DNA-beschadiging door XPC/RAD23B complex
- Ontwinden DNA door helicaseactiviteit XPD en XPB
- Aanbrengen enkelstrengs DNA-breuk door ERCC1/XPF complex
- Excisie enkelstrengs DNA-fragment met DNA-beschadiging door XPG
- DNA-synthese
- Ligatie
NHEJ vs. HR
NHEJ:
- Onnauwkeurig herstel
- Direct aan elkaar ligeren v/d 2 uiteinden v/e DNA-breuk
- Gebruikt geen template
- Kan altijd (in de celcyclus) plaatsvinden, want heeft geen zusterchromatide nodig
HR:
- Nauwkeurig herstel
- Uitwisseling van DNA-strengen tussen DNA-moleculen
- Gebruikt vnl. zusterchromatide als template
- Vindt alleen plaats in S- en G2-fase (tijdens/na replicatie)
Complementariteit
A <-> T: 2 H-bruggen (purines)
C <-> G: 3 H-bruggen (pyrimidines)
RNA: A –> U (U i.p.v. T)
VAF
Variant allel frequentie: aantal malen dat een variant op een specifieke positie gevonden is t.o.v. referentie (hoe vaak een andere nucleotide dan de normale is ingebouwd)
Afhankelijk van: gen & tumorcelpercentage
andere/(andere+normale)
Philadelphia chromsome
- Translocatie t(9;22)
- Veroorzaakt CML
- Fusiegen BCR-ABL: BCR ligt op chromosoom 22, ABL op 9
Imatinib/Glivec
Blokkeert functie van BCR-ABL eiwit
Behandeling CML
Tyrosine kinaseremmer (BCR-ABL eiwit is tyrosine kinase: fosforyleert target eiwit)
Past op plek waar ATP gaat zitten —> target eiwit kan niet meer gefosforyleerd worden —> signaal dat aanzet tot delen vindt niet meer plaats.
AML vs. CML
AML:
- Veel symptomen
- Onrijpe cellen (blasten)
CML:
- Weinig symptomen, algehele malaise, vergrote milt
- Te veel, maar functionele witte bloedcellen
- Philadelphia chromosome
Structurele en numerieke chromosomale afwijkingen
Structurele afwijkingen (ligt altijd dubbelstrengs DNA-breuk aan ten grondslag!):
- Deleties
- Translocaties
- Dicentrische chromosomen
Numerieke afwijkingen:
- Chromosoomverlies
- Chromosoomduplicatie
Aneuploidie
Aanwezigheid van abnormaal aantal (meer/minder) chromosomen in een cel
Defecten in het anafase checkpoint leiden tot aneuploidie.
Redioresistant DNA synthesis (RDS) fenotype
ATM kinase defect: celcyclus wordt bij DNA-schade niet gestopt
Centrale vs. perifere klok
Centrale klok:
- Neuronen in SCN (suprachiasmatische nucleus)
- Gevoelig voor licht
Perifere klokken:
- Alle andere weefsels en cellen
- Gesynchroniseerd door signalen afkomstig van SCN, niet gevoelig voor licht (belangrijkste verschil)
Zelfde moleculaire werking.
Sanger vs. Next Generation Sequencing
Sanger:
- >500 bp DNA-fragmenten
- Beperkt aantal samples
- Kleine DNA-regio’s
- Relatief goedkoop en simpel
NGS:
- <200 bp DNA-fragmenten
- Groot aantal samples/deep sequencen
- Compleet genoom
- Goedkoper voor veel samples / grote DNA-regio’s
Monosomaal karyotype bij AML
- 2 monosomieën (autosomaal, dus geen X of Y) of
- 1 monosomie + een structurele afwijking
Slecht risico en slechte overleving AML
In welke fasen vindt HR plaats?
S- en G2-fase
Fasen van mitose
- Profase
- Metafase
- Anafase
- Telofase
Wat is de functie van cyclines?
Cyclines activeren CDKs
Wat doen CDKs?
Fosforyleren eiwitten die nodig zijn voor celcyclus progressie.
CDKs zijn alleen actief wanneer ze een complex vormen met cyclines.
Multipel myeloom
Woekering van plasmacellen
Polycythemia vera signaaltransductie
Mutatie in JAK2
Door welke cellen wordt Wnt geproduceerd?
Paneth cellen
MPN (myeloproliferatieve neoplasieën)
- Essentiële trombocytose (ET): toename trombocyten
- Polycythemia vera (PV): toename erytrocyten
- Primaire myelofibrose (PMF): toename fibrosering BM
Coverage
Aantal malen dat een base-positie (onafhankelijk) bepaald is
Hoe hoger de coverage, hoe ‘deeper’ gesequenced.
FLT3-ITD
Mutatie in FLT3-receptor (op voorlopercel)
In 20-30% van AML-patiënten
Duplicatie van aminozuren –> receptor heeft geen GF meer nodig –> receptor gaat spontaan signaal geven: spontane celdeling van AML-cellen
JAK2-V617F mutatie
Bij MPN
Mutatie in pseudokinase domein van JAK2 (JH2)
Pseudokinasedomein ≈ controller van kinasedomein: mutatie –> geen remming van kinasedomein JH1 –> overactiviteit van JAK2
BCR-ABL
Translocatie t(9;22) leidt tot fusiegen BCR-ABL (BCR ligt op chromosoom 22, ABL op 9).
BCR-ABL eiwit: fosforyleert target eiwit –> target eiwit gaat naar celkern en zet aan tot DNA-replicatie –> celdeling.
Wat is een ‘checkpoint’ in de celcyclus en welke zijn er?
‘Checkpoints’: specifieke stadia waar verdere voortgang van de celcyclus kan worden gestopt.
- Restrictie-punt: wel/niet delen?
- G1/S: DNA-schade?
- Intra S: DNA-schade?
- G2/M: DNA-schade? Replicatie volledig?
- Anafase: chromosomen goed gerangschikt?
Wnt signaling pathway
Afwezigheid van Wnt-signaal:
β-catenine continu afgebroken door destructiecomplex (waar APC in zit) –> transcriptiefactor TcF op DNA zet geen transcriptie aan –> geen proliferatie.
Aanwezigheid van Wnt-signaal:
Destructiecomplex wordt geïnactiveerd –> β-catenine wordt niet meer afgebroken –> hoge concentratie β-catenine in cytoplasma –> β-catenine diffundeert kern in –> β-catenine bindt aan TcF –> TcF-β-cateninecomplex zet transcriptie aan –> celproliferatie.
APC-mutatie
In ~85% van CRC-gevallen
Destructiecomplex werkt niet meer –> β-catenine wordt niet afgebroken –> ↑ [β-catenine] enz.
APC-gen is tumorsuppressorgen.
Typen mutaties
- Nonsense: coderend codon is veranderd in een stop-codon.
- Missense: verandering van ene codon naar het andere (codon codeert nu voor ander aminozuur).
- Synonieme/’stille’/silence: aminozuur verandert niet (bijv. AGA en AGG coderen beide voor aminozuur arginine).
- Deletie en insertie: verlies resp. toevoeging van 1 of meerdere nucleotiden. Insertie of deletie geen veelvoud van 3? –> frameshift.
Philadelphia chromosome/BCR-ABL
Normaal:
BCR op chr. 22, ABL op chr. 9
Philadelphia chromosome:
ABL gaat in zijn geheel van chr. 9 naar chr. 22.
3’ BCR gaat van chr. 22 naar chr. 9, terwijl 5’ BCR op chr. 22 blijft.
Philadelphia chromosome is chr. 22 (de kleine). Het is een gebalanceerde translocatie
Splice site mutaties
Acceptor site mutatie: verlies van exon –> korter RNA
Donor site mutatie: intron in RNA –> langer RNA (–> korter eiwit)
In welke richting vindt DNA-synthese plaats?
Van 5’ naar 3’
Relatieve overleving
De ratio van de OS in een patiëntenpopulatie en de verwachte overleving van een naar leeftijd en geslacht vergelijkbare populatie in de algemene bevolking
Wat zijn de stappen van eiwitidentificatie (met massaspectrometrie)?
Eiwit of eiwitmengsel –> trypsine digestie –> analyse met massaspectrometrie –> data vergelijking (Humane Genoom Project) –> identificatie van het eiwit
Hallmarks of cancer
1) Blijven delen
2) Remming ontwijken
3) Celdood weerstaan
4) Oneindige celdeling
5) Vorming van nieuwe bloedvaten
6) Invasie en metastase
4 extra hallmarks in versie 2:
7) Genoominstabiliteit en mutaties
8) Deregulatie van de energievoorziening (tumor krijgt energie uit glycolyse en niet uit oxidatieve fosforylering; verhoogde activiteit van glycolyse-enzymen)
9) Tumor bevorderende ontsteking
10) Ontsnapping aan het immuunsysteem
NPM1-mutatie
30% van AML-patiënten
Helft heeft naast NPM1-mutatie ook nog FLT3-ITD: veel slechtere overleving dan AML-patiënten met alleen NPM1-mutatie.
Open en gesloten chromatine
Open chromatine = euchromatine:
- Wel transcriptie
- Wel geacetyleerde histonen
- Geen gemethyleerd DNA: genen actief
Gesloten chromatine = heterochromatine
- Geen transcriptie
- Geen geacetyleerde histonen
- Wel gemethyleerd DNA: genen inactief
Gemethyleerd: gen staat uit, niet gemethyleerd: gen staat aan.
Methylering van DNA
Cytosine –> 5-methylcytosine:
H aan C5 wordt vervangen door methylgroep (CH3) door enzym DNMT (m.b.v. cofactor SAM als methyldonor).
Alleen C’s die gevolgd worden door een G (5’-CG-3’).
Maintenance methylering
Eerst: dubbelstrengs DNA met aan beide strengen gemethyleerde C.
DNA-replicatie: gewone C’s worden ingebouwd* –> 2x dubbelstrengs DNA met ene streng wel gemethyleerde C, andere streng gewone C. Enzym maintenance methylase ‘denkt’: ene C is gemethyleerd, laat ik de ander ook methyleren (die op de ‘nieuwe’ streng).
Zo blijft methylering behouden.
*Bij DNA-synthese worden alleen ongemethyleerde cytosine basen ingebouwd!
Verschillen tussen necrose en apoptose
Necrose:
Cel zwelt op en ‘explodeert’ –> celorganellen komen vrij en worden herkend door immuunsysteem –> immuunrespons.
Treedt op als gevolg van externe beschadiging.
Apoptose:
Cel krimpt en niets komt vrij (membraan blijft intact).
Treedt op als gevolg van fysiologische signalen.
Geen immuunrespons.
Tentamenvraag: geen verschil in afbraak van DNA.
Verschil tussen hallmarks ‘Blijven delen’ en ‘Oneindige celdeling’ (tentamenvraag)
‘Blijven delen’ heeft te maken met het activeren van de celcyclus (groeifactoren), terwijl ‘Oneindige celdeling’ gaat over het max. aantal delingen dat mogelijk is (telomerase).
Uit welk typen weefsel ontstaan adenoom, carcinoom en sarcoom?
- Adenoom: klierweefsel
- Carcinoom: epitheliale cellen
- Sarcoom: mesenchymale cellen (bindweefsel, vetweefsel, bloedvaten, bot, spierweefsel, kraakbeen etc.)
Epitheel: vagina en cervix
Vagina: niet-verhoornend, plat plaveiselepitheel
Ectocervix: ‘’ (–> plaveiselcelcarcinoom)
Endocervix: cilindrisch epitheel (–> adenocarcinoom)
Vaak ontstaan laesies bij overgang van ecto- naar endocervix (transformatiezone). In transformatiezone kunnen plaveiselcelcarcinomen, adenocarcinomen en adenosquameuze carcinomen (squameus = plaveisel) ontstaan.
Hoe kan LOH (loss of heterozygosity) ontstaan?
Wanneer HR het homologe chromosoom als template gebruikt.
BCL2 en BAX
Intrinsieke apoptose pathway:
- BCL2 remt apoptose
- BAX induceert apoptose
Mitochondriale apoptose pathway
Cel moet in apoptose –> hoeveelheid BAX stijgt –> cytochroom C komt vrij –> caspases geactiveerd –> apoptose.
t(14,18) folliculair B-cel lymfoom (en Burkitt lymfoom)
Gevolg van t(14;18):
BCL-2-gen (op chr. 18) komt in nabijheid v/d enhancer v/h IgH-gen (op chr. 14), dat codeert voor de zware ketens van immunoglobulinen, te liggen.
De expressie v/h BCL-2-gen komt onder controle v/d IgH-enhancer, die transcriptie v/h IgH-gen stimuleert (in B-lymfocyten is dit gen zeer actief). Zo wordt ook de transcriptie v/h BCL-2-gen sterk gestimuleerd.
Hoeveelheid BCL-2 omhoog —> remming apoptose.
Translocatie zorgt voor een verhoogde expressie van BCL-2.
Burkitt lymfoom:
Expressie van c-MYC-gen komt onder controle van IgH-enhancer –> verhoogde expressie van c-MYC in B-cellen.
Positieve effecten van senescence
Weefselhomeostase, tumoronderdrukking, paracriene senescence (cellen rondom senescent cel worden ook senescent)
Domeinen van p53
- Transcriptie activerend domein (TAD)
- DNA-bindend domein
- Tetramerisatiedomein
p53
Transcriptiefactor die door DNA-schade wordt geactiveerd.
Stopt celcyclus tijdelijk, zodat DNA-herstel plaats kan vinden. Bij het falen van DNA-herstel induceert het senescence/apoptose.
TP53: tumorsuppressorgen
G1/S checkpoint
DNA-schade –> hoeveelheid p53 stijgt –> p21 gen (CKI) wordt afgeschreven –> cycline E / CDK2 wordt geremd –> G1/S arrest
Concentratie van p53 eiwit wordt gereguleerd door MDM2: MDM2 bindt aan p53 eiwit (en bindt ubiquitinemoleculen aan p53) en zorgt voor snelle afbraak ervan.
Nadelen van PDTX (Patient-Derived Tumor Xenograft; muismodel)
- Werkt niet voor alle soorten tumoren
- Mist de anti- en pro-tumoractiviteit v/e functioneel immuunsysteem
Transgene, knock-out en knock-in muismodellen
Transgeen:
- Gen toevoegen –> normaal + mutant gen actief
- Onderzoek naar oncogenen
Knock-out:
- Gen uitschakelen –> geen actief gen aanwezig
- Onderzoek naar tumorsuppressorgenen
Knock-in:
- Gen vervangen of muteren –> alleen mutant gen actief
- Onderzoek naar puntmutaties
3 Rs/V’s dierproeven
- Replacement/vervanging
- Reduction/vermindering
- Refinement/verfijning
5 vrijheden van Brambell
Dieren hebben het recht vrij te zijn …
- van dorst en honger
- van fysiek ongerief
- van pijn, verwondingen en ziekten
- van angst en stress
- om hun natuurlijke gedrag te vertonen
TNM-classificatie (tumor, node, metastasis)
- T: tumorstadium (grootte en invasie)
- N (‘nodes’): lymfeklieren
- M: metastasen
Wat is NADIR?
Minste tumorload op een bepaald tijdstip; punt waarop tumor beste heeft gereageerd
Criteria respons RECIST 1.1
Complete respons (CR):
- Verdwijnen alle target laesies
- Pathologische lymfeklieren (non-target/target) < 10 mm
Partiële respons (PR): minstens 30% afname som diameters targetlaesies
Progressive disease (PD): nieuwe laesie betekent altijd progressie!
- >20% toename som diameters targetlaesies (referentie: kleinste som van alle onderzoeken)
- Absolute toename van 5 mm
Stable disease (SD):
Formaline
Oplossing van formaldehyde in water
Stopt autolyse (omdat eiwitten worden gecrosslinkt) en inwerking van microben
Wat zorgt voor binding van epitheelcellen aan de basaalmembraan?
Hemidesmosomen
E-cadherine en kanker
Verlies van e-cadherine is marker voor metastase: verlies zorgt voor bewegingsvrijheid van cellen
(Epitheelcellen ‘moeten’ de adhesiefunctie van e-cadherine kwijtraken om invasief te kunnen worden.)
Cel-cel en cel-matrix verbindingen en bijbehorende adhesiemoleculen
- Tight junctions: actine + eiwit (CAR/JAM/claudin/occludin)
- Adherent junctions/belt desmosomen: actine + e-cadherine
- Desmosomen: intermediair filament/keratine + e-cadherine
- Hemidesmosmen: integrine + intermediair filament/keratine
Adherens junction –> Actine.
β-catenine in desmosomen
Verbinding tussen e-cadherine en intermediair filament/keratine
Verschil tussen desmosomen en hemidesmosomen
- Desmosomen: cel-celverbinding, e-cadherine & homotypische adhesie
- Hemidesmosomen: cel-matrixverbinding, integrine & heterotypische adhesie
Integrine
In hemidesmosomen
Dimeer; bindt aan basaalmembraan aan ene kant (heterotypische adhesie), keratine aan andere kant (in de cel)
Tentamenvraag: integrine receptor is hoofdverantwoordelijk voor de beweeglijkheid van cellen i/d ECM.
Waaruit bestaat de extracellulaire matrix (ECM)?
- Basaalmembraan/basement membrane/basal lamina
- Interstitiële matrix
Wat zijn de belangrijkste componenten van de basaalmembraan?
Collageen type IV & laminine
Effecten van curatieve vs. palliatieve chirurgie
Curatief: effect op totale en ziektevrije overleving
Palliatief: effect op (lokale) klachten, geen effect op totale overleving
Verschillen tussen inductie en neoadjuvant
Neoadjuvant:
- Operatie volgt per definitie
- Vaststaand aantal kuren, respons is niet nodig
- Primair resectabel
Inductie:
- Operatie is niet zeker, afhankelijk van respons
- Zoveel als mogelijk, tot max. respons
- Primair niet resectabel
Tentamenvraag:
Bij neodjuvante doelstelling zal de systemische behandeling altijd worden gevolgd door een in opzet curatieve vervolgstap (vaak zal dat een operatie zijn), bij inductiebehandeling hoeft dat niet altijd. Een respons v/d primaire tumor op neoadjuvante behandeling is niet per se nodig, bij inductiebehandeling wel.