Geneeskunde 2A1 HC week 4 - 21/9 Flashcards
Welke groeifactoren zijn nodig voor proliferatie van stamcellen?
Zie de afbeelding!
Alles ontstaat uit pluripotente stamcellen in het beenmerg en o.i.v. hematopoëtische groeifactoren kunnen ze prolifereren en uitrijpen naar functionele bloedcellen
Groeifactoren gaan specifieke bindingen met receptoren aan (sooms werken ze als dimeer) en hierdoor vindt activatie in de cellen plaats en dit zorgt voor celdeling vanuit de kern van de cel
Hoe werken enzym gebonden receptoren en welke soorten vallen hieronder?
Enkelvoudige ketens vormen o.i.v. een ligand een dimeer, in 2 categorieën:
- Tyrosine kinase receptoren: hebben een extra-, intra- en transcellulair domein, enzymactiviteit zit in de receptor zelf bij het kinase (intrinsiek)
- NON-RKT: zelfde proces als andere receptoren alleen heeft de receptor zelf geen kinase activiteit, maar zit er enzymactiviteit (JAK tyrosine kinase) gekoppeld aan het intracellulaire domein
Hoe kan AML ontstaan door een mutatie in een receptor?
Gaat over receptor FLT3-ITD; ITD in JM domein veroorzaakt spontane activering van het FLT3 receptoreiwit –> spontane deling van AML cellen
- Mutatie bestaat uit een aantal gedupliceerde eiwitten –> hierdoor geen groeifactor meer nodig
Hoe vindt eiwitfosforylering en defosforylering plaats bij receptoren voor de celdeling?
Receptoren (kinases) zorgen voor fosforylering van een tyrosine op een eiwit (door tyrosine kinases) –> activiteit bevorderd door groeifactoren o.i.v. dimeervorming van 2 receptorketens
- o.i.v. ATP 3 verschillende aminozuren fosforyleren m.b.v. kinases
- kan aan tyrosine, maar ook aan serine en threonine (door serine-threonine kinases)
Hoe werken de JAK tyrosine kinase bij receptoren voor bloedcel groeifactoren?
- Activatie van JAKs in trans, na receptor-dimeervorming en conformatie verandering
- JAKs fosforyleren tyrosines in receptor ketens en signaaleiwitten –> activatie functie signaaleiwitten –> cellulaire responsen (transcriptie, translatie, proliferatie, differentiatie, celoverleving, metabolisme)
–> afwijkingen in receptoreiwitten, JAKs en cytoplasmatische tyrosine kinases zijn betrokken bij bloedziekten en vormen een doelwit voor gerichte therapie
Hoe verloopt de signaaltransductie door G-CSF receptor?
Zolang geen groeifactor bindt, is hij inactief als monomeer
Werking
1. Als G-CSF een groeifactor bindt wordt een homodimeer gevormd waar aan de ketens JAK kinase zit gebonden
2. JAK-kinases kunnen door dimeer vorming (receptor-dimerisatie) elkaar activeren (cross-activering)
3. Signaalmoleculen binden aan deze gefosforyleerde tyrosine in de receptoreiwit met hun SH2-domein (specificiteit) –> signaal wordt doorgegeven
Wat is er aan de hand bij chronische neutrofielen leukemie (CNL)?
Cellen zijn in staat om te differentiëren, alleen het worden er heel erg veel
- Oorzaak: mutatie in G-CSF receptor waardoor de JAKs altijd aan elkaar zitten (spontane dimeervorming) en ze G-CSF onafhankelijke proliferatie hebben
Wat is de rol van eiwitinteractiedomeinen in de signaaltransductie?
Belangrijk is het SH2-domein
1. SH2-domein kan binden (slot-sleutel) aan de receptor zodra tyrosine gefosforyleerd is
2. C-terminaal (onder gefosforyleerde tyrosine) van het SH2-domein zitten nog 3 aminozuren die een unieke code vormen waardoor het signaalmolecuul wel/niet kan binden (verschillende P-Y-A1A2A2 codes) wat zorgt voor specificiteit
Wat is de rol van fosfatases bij het uitzetten van receptorsignalen?
Gebeurt via tyrosine phosphatasen en serine/threonine phosphatasen
Gefosforyleerde tyrosine in een geactiveerde receptor vormt een interactie met het SH2-domein –> vorming specifieke bindingsplaats voor phosphatase (SHP-1) –> specifieke binding aan het SH2-domein met tyrosine –> ontvouwing phosphatase en fosfatase activiteit deactiveert JAK-kinase
Wat zijn myeloproliferatieve aandoeningen (MPN) en welke 3 subcategorieën zijn hierin?
Verhoogde productie van bloedcellen door een JAK2-V617F mutatie
- Essentiële trombocytose (ET): heel veel bloedplaatjes aanmaak
- Polycytemia Vera (PV): heel veel erytrocyten aanmaak
- Primaire myelofibrose (PMF): overvloedige fibrose in het beenmerg
Hoe werkt nucleotide sequencing m.b.v. Sanger DNA-sequencing?
Je hebt een stuk DNA en je wilt weten waar de mutatie zit;
1. Enkelstrengs DNA maken van dubbelstrengs DNA
2. Primer (20 basenparen) toevoegen die het complement van het eerste stuk enkelstrengs DNA is
3. Toevoegen van dNTPs (dATP, dCTP, dGTP, dTTP) en dezelfde waar een kleurtje aan zit (rood, blauw, groen, roze) en als die worden toegevoegd zal altijd de transcriptie stoppen
4. Hierdoor krijg je telkens een stukje DNA die stopt met op het einde een kleur, deze gaat door een capillair en wordt gescand door een laserstraal
5. Dit wordt door de computer omgerekend en zo komt de DNA-volgorde eruit
6. Stel er zitten ergens ineens 2 kleuren/basenparen dan zit daar dus de mutatie
Hoe werkt Next Generation Sequencing (NGS)?
- DNA knippen in stukjes en aan de uiteinden adaptors ligeren
- Dit leg je op de Flow cell en als de adaptors hun complement op de flow cell hebben zullen ze hier naartoe gaan
- Op een specifieke plek ga je PCR uitvoeren waardoor je het heel vaak dupliceert en het hierdoor wel kan gaan aflezen
- Hierna ga je de hele plaat incuberen met groene T, rode C, blauwe G en paarse A
- Hierna degenereer je het dubbelstrengs DNA weer naar enkelstrengs DNA en wacht je tot het getranscribeerd wordt
- Na elke ingebouwde nucleotide maak je een foto waardoor je precies ziet welke nucleotide waar wordt ingebouwd
Wat is er aan de hand bij een remmende mutatie van het JH2 domein van het JAK2 eiwit?
De JAK2-V617F mutatie zit in het JH2 domein van het JAK2 eiwit
–> mutatie heft de remmende werking van het JH2 domein op de kinase activiteit (van het JH1 domein) op –> over activatie van het JH1 domein (kinase domein) (hypersensitieve en gedeeltelijk groeifactor-onafhankelijke signalering)
Dus EPO/TPO onafhankelijke signaaltransductie, maar het EPO/TPO receptor is wel nog steeds nodig (hiervan niet onafhankelijk)
Wat is een myeloproliferatieve neoplasieën (MPN) en welke vormen zijn er?
MPN: Klonale hematopoietische stamcelziekte van het beenmerg, proliferatie van 1/meer myeloïde cellijnen met min of meer normale uitrijping
- Essentiële trombocytose (ET): toename trombocyten
- Polycythemia Vera (PV): toename erytrocyten en evt. leuco’s en trombocyten bloedplaatjes
- Primaire Myelofibrose (PMF): verbindweefseling van het beenmerg, bloedcelvorming verplaatst zich naar andere organen (bijv. milt) en hierdoor heel erg veel klachten (afvallen, minder eetlust, niet lekker, hoofdpijn), veel meer kans op leukemie
Wat zijn de gemeenschappelijke kenmerken tussen de vormen van MPN?
- Beenmerg hypercellulariteit: celrijk beenmerg
- Megakaryocyten hyperplasie en dysplasie: aanmaak bloedplaatjes afwijkend
- In vitro groeifactor-onafhankelijke koloniegroei
- Spontane transformatie tot AML of beenmergfibrose: vooral berucht bij PMF
–> aandoeningen kunnen in elkaar overgaan en verhoogd risico voor AML
Hoe is de architectuur van de crypten in de darm?
- Onderin de crypten zitten stamcellen en paneth-cellen (productie lysozymen voor antimicrobiële werking voor stamcelnice) die zorgen dat stamcellen dat kunnen blijven d.m.v. WNT. Als stamcellen delen (ook o.i.v. WNT) zal 1 stamcel blijven en 1 volrijpen
- Daarboven liggen transit amplifying cellen (proliferatie) die nog verschillende cellen kunnen worden
- Bovenin vindt differentiatie plaats en liggen gespecialiseerde cellen (intestinale cellen, enterocyten, Goblet cellen en endocriene cellen)
Constant celvernieuwing vanuit de stamcel pool onderin (elke 7 dagen complete vervanging), WNT-gradiënt aanwezig die afneemt richting het darmoppervlak omdat het alleen voor stamcellen belangrijk is
Hoe verloopt het WNT-pathway op moleculair niveau?
Effector: bèta-catenine: functie in de kern (WNT pathway transcriptie regulatie) en functie in cel-celcontact tussen E-cadherines (membraan)
Als WNT niet bindt aan de receptor: bèta-catenine bindt aan cytoplasmatische deel E-cadherine en zorgt voor stabiliteit, ook binding aan APC (samen met axine en GSK) en vormt zo een destructiecomplex wat bèta-catenine afbreekt
Als WNT bindt aan de receptor: axine afbraak –> destructiecomplex inactief –> resterende bèta-catenine komt los en gaat de celkern in –> binding aan transcriptiefactor TcF –> targetgenen die celdeling bevorderen aangezet en meenemen transactiverende domein waardoor gentranscriptie op gang komt –> celproliferatie en onderhouden stamcellen
Hoe zorgt WNT-pathway ervoor dat stamcellen behouden blijven (d.m.v. asymmetrische deling)?
Stamcellen delen asymmetrisch: 1 ontwikkelt zich tot stamcel (dichtste bij Paneth cel), ander verliest het vermogen om WNT target genen tot expressie te brengen en is geen stamcel meer, hij zal opschuiven en door de steeds lagere WNT-factor zal hij uiteindelijk stoppen met delen en volledig differentiëren
- WNT-signaal werkt alleen over korte afstanden: het heeft een lipide groep en bindt daarmee aan het celmembraan (en slecht oplosbaar in water)
Hoe ontwikkelt darmkanker zich?
- Dysplasie: poliep uitgroeiend vanuit bestaand epitheel, nog steeds buizenvormend en niet binnendringend in omliggend weefsel
- Vroeg adenoom: door inactivatie van APC adenoomvorming
- Gemiddeld adenoom: mutatie in het adenoom in het KRAS-gen (ongocen) en uitgroeien
- Laat adenoom: meer mutaties in bijv. p53 en SMAD (tumorsuppressorgenen)
- Carcinoom: 3-5 specifieke mutaties nodig om een tumorcel te maken
Van dysplasie –> maligniteit duurt ong. 17 jaar (afhankelijk van mutatie)
Hoe zorgt het ontbreken van APC voor celproliferatie?
Zie ook de afbeelding!
Als APC ontbreekt zal bèta-catenine niet afgebroken worden en ongecontroleerd TcF stimuleren en zo celproliferatie aansturen –> er zit geen rem meer op dit systeem
–> 85% van de darmtumoren
Wat is er aan de hand als het proto-oncogen bèta-catanine gemuteerd is?
5% van de darmtumoren
Bij intact APC wordt bèta-catanine niet meer gefosforyleerd/afgebroken door het destructieproces, wel is het nog functioneel en kan het dus nog de celkern in –> activering targetgenen en celdeling
Hoe kun je ingrijpen op de WNT-pathway als therapie target?
Met de remming van cyclo-oxygenase-2 (COX-2)
- COX-2 ontstaat door productie van tumorcellen en inflammatie, induceert PGE2 productie en activeert WNT signaling –> hierdoor aanzetten pathway en deling
Bijv. met NSAID’s (aspirine) ingrijpen en hierdoor tumorvorming uitstellen (voorkomen kan helaas niet) en overall survival verbeteren
