Geneeskunde 2A1 HC week 2 - 8/9 Flashcards
Hoe ontstaat DNA-schade door replicatie fouten?
- Translesie synthese: als translesie DNA-polymerase ingeschakeld wordt –> neemt het over van DNA-polymerase (als er een fout zit waardoor hij niet verder kan) –> hierdoor onnauwkeurige inbouw bij de laesie en daarna vervolg van inbouw door DNA-polymerase
- DNA-polymerase proofreading fouten
Hoe vindt de DNA-replicatie in het kort plaats?
- Begin op ‘replication origin’ (bepaalde volgorde van nucleotiden) bij herkenning van ‘initiator proteins’
- Aantrekking van eiwitten –> ontstaan eiwit complexen
- DNA-helicase haalt de dubbele helix uit elkaar, ‘single strand binding protein’ beschermt enkelstrengs DNA
- Sliding clamp zorgt dat DNA-polymerase aan DNA bindt hierin vindt replicatie plaats (in katalytisch centrum)
- Replicatie door DNA-polymerase in replicatiegebieden (replicatievorken) van 5’ –> 3’ (leading strand)
- Streng van 3’ –> 5’ (lagging strand) wordt in kleine stukjes van 5’ –> 3’ gemaakt en aan elkaar gezet door Okazaki-fragmenten, hierdoor is wel een RNA-primer nodig
Welke 3 mechanismen zijn er om ervoor te zorgen dat DNA-replicatie nauwkeurig verloopt?
- Base selectie: m.b.v. katalytisch centrum is DNA-polymerase in staat te bepalen welke nucleotide moet worden ingebouwd, hij wordt eerst gepast voordat het covalent wordt gebonden aan de primer (nauwkeurigheid 1 op 1000)
- Proofreading: heel soms vindt er protonverplaatsing plaats (tautomere vorm) en wilt bijv. de C gaan binden met de A, DNA-polymerase maakt niet genoeg onderscheid hiertussen en bouwt hem in, echter vervalt het tautomeer en is de verkeerde nucleotide ingebouwd –> DNA-polymerase kan niet meer verder en dan is er 3’-5’ exonuclease activiteit (verkeerde base uit de streng knippen) –> DNA-polymerase kan weer doorgaan (nauwkeurigheid 1 op 1000)
- Mismatch reparatie: MSH2, MLH1, MSH6 en PMS2 vinden de mismatch en trekken EXO1 aan, deze ‘eet’ de foute nucleotide en een paar eromheen op en het gat wordt weer gevuld door DNA-polymerase
Hoe kun je een mismatch reparatie defect aantonen?
- Immunohistochemische kleuring: gebruik maken van antilichamen en kijken of eiwitten van het reparatie systeem aanwezig zijn
- Microsatellite instability assay (MSI): om wel aanwezige maar fout functionerende eiwitten te vinden, screening of het mismatch mechanisme werkt op gebieden in genomen (macrosatillite) die (mono-, di-, tri-) nucleotide repeats bevatten –> je krijgt bij replicatie erna of extra inbouw of deletie en dus wijzigt het aantal repeats
Wat is er aan de hand bij het Lynch syndroom (HNPCC)?
Het mismatch reparatiemechanisme werkt niet goed
1. Hogere proliferatieve activiteit van darmepitheel –> meer DNA-replicatie –> hoger foutenpercentage –> ontstaan poliepen
- Lynch syndroom geassocieerde tumoren: CRC, baarmoeder, eierstokken, hogere urinewegen, maag, alvleesklier, galwegen, dunne darm, talgklieren, hersenen
Wat zijn de oorzaken van een coloncarcinoom en wanneer kan er aan een erfelijke belasting (Bethesda-criteria) worden gedacht?
75% sporadisch, 18% familiair belast, 5% Lynch syndroom en 1% IBD
Bethesda-criteria:
- coloncarcinoom <50 jaar
- tweemaal coloncarcinoom of CRC i.c.m. andere Lynch geassocieerde tumor bij 1 patiënt
- coloncarcinoom met MSI <60 jaar
- coloncarcinoom bij patiënt met 1 (<50 jaar) /2 (leeftijd onbelangrijk) eerste/tweedegraads familieleden met een CRC of Lynch syndroom geassocieerde tumor
Wat zijn de risico’s van het Lynch syndroom en wat is de surveillance?
- Lifetime risico op CRC tot 70%: vaak <50 jaar, meestal rechtszijdig (proximaal), in 25% meer dan 1 tumor bij diagnose
- Lifetime risico op endometrium carcinoom tot 55%:
- Lifetimerisico op andere geassocieerde tumoren 1-15%
Daarom surveillance: vanaf 25 jaar 2x per jaar een colonoscopie van de gehele dikke darm, ook jaarlijks het endometrium screenen, ovarium (of andere plekken) screenen is niet zinvol –> frequentie laag, specificiteit en sensitiviteit testen laag en geen klinisch effect
Hoe is de behandeling van een Lynch geassocieerd CRC en wat kun je preventief doen?
Bij het vinden direct het hele colon eruit halen
Als patiënt ouder dan 60 is, dan partiële colectomie door doordat overlevingswinst bij een totale gering is
–> als Lynch met MSI is aangetoond dan werkt immunotherapie ook heel erg goed
Preventief: je kunt je preventief laten opereren (colectomie en bijv. ook endometrium/ovarium), maar dit ligt aan de voorkeur van de patiënt –> je kunt je patiënt niet preventief chemo/bestraling geven
Wat is belangrijk om preventief te doen bij een familiair colorectaal carcinoom?
Dus bij geen aangetoond lynch syndroom
Lifetime risk >10% dus vanaf 50 jaar 1x per 5 jaar een colonoscopie
Waardoor wordt DNA schade veroorzaakt, wat zijn de gevolgen en hoe is het te herstellen?
Zie afbeelding voor overzichtelijke samenvatting!
Hoe is de behandeling die afgekort wordt met BEP?
BEP: combinatie van medicatie die breuken in het DNA veroorzaken
- Bleomycine: dubbelstrengs DNA-breuken, concentreert oxidatieve radicalen dichtbij het DNA, bijwerking is verminderde longfunctie (>10%)
- Etoposide: dubbelstrengs DNA-breuken, remt stap 5 van topoisomerase II (zie afbeelding) –> dubbelstrengs breuk met aan uiteinden covalent eiwit wordt niet meer aan elkaar gezet –> chromosomale afwijkingen –> teveel leidt tot apoptose
- Cisplatine: interstrand crosslinks
Wat is synthetische letaliteit?
Het uitschakelen van een reparatie pathway die in tumorcellen en normale cellen zit, dit was voor tumorcellen de enige manier, dus zij overleven dit niet
Gewone cellen hebben nog een ander pathway en zullen zo toch overleven
–> doel is namelijk tumorcellen uitschakelen en normale cellen behouden
Hoe kun je ingrijpen op het base excisie reparatie (BER) proces om tumorcellen te doden?
Er ontstaan enkelstrengs DNA breuken –> het repareren hiervan is te stoppen met een PARP1-remmer (normaal modificeert PARP1 eiwitten met poly ADP ribose) –> hierdoor wordt de breuk niet gerepareerd –> enkelstrengsbreuk resulteert bij replicatie in een eenzijdige dubbelstrengsbreuk –> geen herstel door niet-homologe DNA eindverbinding (NHEJ) en homologe recombinatie (HR) –> in gezonde cellen ligatie en via homologe recombinatie gaat RAD51-eiwitten aan het DNA-molecuul binden –> hierdoor ene streng op zoek naar de complementaire streng en herstel van DNA (nieuwe replicatievork)
Wat gebeurt er bij erfelijke (BRCA geassocieerde) borstkanker m.b.t. het ontstaan van de kanker en de behandeling?
Dragers van BRCA1/-2 mutaties zijn heterozygoot en hebben een verhoogde kans op het ontwikkelen van kanker (borst, ovarium en prostaat)
- Fenotype mutatie erft autosomaal dominant over
Ontstaan: Inactivatie van het gezonde allel in kankercellen (LOH (verlies heterozygositeit)) –> deficiënt in homologe recombinatie
Behandeling: behandeling met PARP1-remmers (efficiënte enkelstrengsbreuken reparatie verminderd) –> bij normale cel alsnog reparatie maar tumorcellen sterven (synthetische letaliteit)
Welke 3 stappen moeten doorlopen worden voordat medicijnen in de kliniek komen?
- Experimenten met cellijnen: bijv. kijken of cellen gevoelig zijn voor behandeling met PARP-remmers
- Experimenten met dieren: in immuundeficiënte muizen menselijke tumoren inbrengen
- Klinische studies: fase 1: onderzoek naar specificiteit, effectiviteit, farmacokinetiek, farmacodynamiek en dosering. Fase 2: met patiënten die uitbehandeld zijn. Fase 3: is het in de populatie ook echt zo
Hoe kunnen dubbelstrengs DNA-breuken gemaakt worden m.b.v. TMEJ?
Afhankelijk van DNA-polymerase Q –> dit enzym kan ervoor zorgen dat een uiteinde gerepareerd wordt en hiervoor gebruikt hij een paar nucleotiden homologie om de uiteinden bij elkaar te krijgen en vult de rest verder in
–> dus een alternatief als uiteindes richting homologe recombinatie gaan, maar dit niet helemaal voor elkaar krijgen
Hoe werkt hyperthermie als anti-kankertherapie?
Doel: tumoren homoloog recombinatie deficiënt maken
Verhitten van een deel van het lichaam tot 42 graden voor 60-90 minuten –> hierdoor remming DNA-schade reparatiemechanismen en radiotherapie effectiever –> gedrag van RAD51 wordt bepaald door BRCA-1/-2, door radiotherapie hoopt RAD51 op maar door hyperthermie (afbraak BRCA) zal RAD51 hier niet meer ophopen –> soort synthetische BRCA-mutatie –> PARP1-remmer nu ook effectief
Wat is de epidemiologie van kanker?
1 op de 3 mensen in NL krijgt kanker
- 105.000 nieuwe patiënten per jaar
- voornamelijk huid, dikke darm, borst (vrouwen), long en prostaatkanker (mannen)
- incidentie bij de huisarts slechts 11 per jaar (6 man, 5 vrouw), prevalentie 24 man en 40 vrouw
