HC.4 DNA-schade reparatie en anti-kanker therapie Flashcards
Wat is er bij tumoren vaak mis met betrekking tot DNA-schade?
Vaak defect in DNA schade reparatie mechanismen
Noem drie gevolgen van DNA-schade
- tijdelijke celcyclus blokkade
- apoptose en veroudering: remming transcriptie en replicatie, chromosoom segregatie
- Kanker/erfelijke ziekten: mutaties en chromosoomafwijkingen
Wat is BEP?
Bleomycine, etoposide, en cisplatine als behandeling tegen kanker
Wat is het werkingsmechanisme van Bleomycine?
1.Bleomycine: concentratie van oxidatieve radicalen dicht bij DNA > dubbelstrengs DNA breuken
Wat is het werkingsmechanisme van etoposide?
Het remt/bevriest topoisomerase II op het moment dat het al een knip heeft gemaakt in het DNA en er dus een dubbelstrengsbreuk is met een covalent eiwit gebonden op het uiteinde
Hierdoor kunnen deze uiteinden niet meer aan elkaar worden gezet
Wat is de functie van topoisomerase?
uit elkaar halen van in elkaar gevlochten DNA strengen door het doorknippen van het DNA om een ander stuk erdoorheen te kunnen halen
Wat is het verschil tussen topoisomerase I en II?
I maakt enkelstrengsbreuken
II maakt dubbelstrengsbreuken
Waarom wordt etoposide gegeven bij kanker?
Omdat het zorgt voor een specifiek type DNA breuken die de tumor heel moeilijk kan repareren
Wat doet het medicijn ifosfamide?
Alkylerende stof, maakt DNA schade die door BER gerepareerd moet worden, zorgt voor alkylerende adducten
Wat is het principe van BER?
Bij oxidatieve schade of bij enkelstrengs breuken
AP endonuclease enzym maakt een breuk in de streng
Kapotte nucleotide eruit (glycocylase) geknipt zodat abasische site
Vervangen beschadigde DNA
Wat is nodig voor de reparatie van enkelstrengs breuken?
PARP1 eiwit (= poly ADP ribose polymerase 1)
Wat is het werkingsmechanisme van PARP1?
Het maakt de reparatie van enkelstrengs breuken efficiënter
- Bindt aan enkelstrengs breuken
- Modificeert eiwitten door een poly ADP ribose staart toe te voegen
- Stabilisatie van breuk wat het herstel bevordert
Waar is het PARP1 werkzaam?
Op de splitsing naar de lange of de korte route
Wat zou het gevolg zijn als PARP1 niet kan bijdragen aan het herstel van enkelstrengs breuken?
Het duurt langer
Wat gebeurt er als er tijdens de replicatie tegen een enkelstrengs breuk aangelopen wordt?
Resulteert in een eenzijdige dubbelstrengsbreuk doordat de replicatie wordt gestopt bij het stuiten op de breuk
Wat is het logische gevolg wanneer er een dubbelstrengs DNA breuk is tijdens de replicatie?
NHEI
Wat is het probleem bij NHEI bij dubbelstrengs DNA breuken bij replicatie? Wat is het gevolg hiervan?
Er is geen tweede DNA uiteinde doordat gestopt is met de replicatie door de enkelstrengs breuk. Hierdoor kan hij ook niet ergens aan vast binden
Het is afhankelijk van HR
Wat is belangrijk bij HR?
Het RAD51 eiwit
Wat doet het RAD51 eiwit bij de HR? (als er tijdens de replicatie tegen een enkelstrengs breuk aangelopen wordt waardoor een dubbelstrengsbreuk ontstaat)
RAD51 filamenten binden
Zoeken naar de homologe sequentie van de zuster chromatide
Zorgen voor een replicatievork
Er kan vervolgens doorgegaan worden met de replicatie
Leg uit waarom een PARP-remmer kan helpen als anti-kankertherapie bij BRCA mutatie dragers
Vaak zijn deze mensen heterozygoot
1. Bij een enkelstrengsbreuk zorgt de PARP-remmer ervoor dat er geen herstel plaats kan vinden
2. Hierdoor zal bij replicatie een dubbelstrengsbreuk ontstaan
3. Voor het herstel wordt HR gebruikt waarvoor RAD51 filamenten willen binden aan het DNA
4. Het gedrag van RAD51 wordt beïnvloed door BRCA1 en BRCA 2 eiwitten (zorgen dat RAD51 naar de plek van schade gaat)
6. inactivatie van het gezonde allel (van BRCA-genen) in tumorcellen komt voornamelijk door LOH dus er is een grote kans dat het gezonde allel verloren gaat
7. HR is hierdoor niet meer mogelijk
8. Door de PARP-remmer ontstaan er meer enkelstrengsbreuken en meer dubbelstrengs breuken bij de replicatie
9. a) Bij normale BRCA-proficiente cellen geen probleem want nog een werkend BRCA allel waardoor alsnog HR
b) Tumorcellen hebben geen werkend BRCA-allel meer en zullen dus dood gaan = synthetische lethaliteit
Bij wat voor soort breuken werkt PARP1?
Enkelstrengs DNA breuken
Waarbij is RAD51 belangrijk?
Dubbelstrengs DNA-breuk herstel door HR
Gaat opzoek naar de complementaire streng
Bij welke reparatiemechanisme speelt PARP1 een rol?
BER
Wat is het klinische effect van PARP1-remmers?
Groei van BRCA-deficiente tumoren wordt geremd
Wat is het overervingspatroon van BRCA mutaties?
Autosomaal dominant
Wat zijn de penetranties van de twee BRCA mutaties? (kans op ontwikkelen kanker)
BRCA1:
80% borstkanker
65% ovariumkanker
BRCA2:
90% borstkanker
37% ovariumkanker
Welke soorten kanker ontstaan vaak bij BRCA-deficientie personen?
Borstkanker
Ovariumkanker
Prostaatkanker
Bij welk soort schade speelt HR een belangrijke rol?
Replicatie geassocieerde eenzijdige dubbelstrengsbreuken
Wat zijn de drie stappen die een medicijn moet doorlopen voordat het in de kliniek terecht komt?
- experimenten met cellijnen
- dierexperimenten
- klinische studies
Waarop heeft PARP1-remmer een gunstig effect?
Op de overleving van ovariumkankerpatienten
Uiteindelijk groeien de tumoren toch doorheen
Wat is het effect van PARP1-remmers bij borstkankerpatienten?
Weinig verschil in groei en geen effect op overal survival
Wat is een manier om radiotherapie beter effect te laten hebben?
Hyperthermie van de tumor tot 41-43 graden gedurende 60-90 minuten
Hoe zorgt hyperthermie van de tumor voor betere werking van de RT?
- Hyperthermie zorgt voor afbraak BRCA-eiwitten
- RAD51 zal zich niet meer ophopen op de DNA-schade
- Hierdoor wordt de HR deficiënt
Wat is een gevolg van radiotherapie op RAD51?
Het hoopt zich juist op op DNA-schade plekken
Waarmee is hyperthermie ook wel te vergelijken (met betrekking tot de tumor)?
Het zorgt als het ware voor een BRCA-mutatie/deficientie
Hoe kan hyperthermie helpen bij een PARP1-remmer?
Het maakt maakt de tumor “gevoeliger” voor de PARP-remmer
Hoe wordt de derde manier van het oplossen van dubbelstrengs breuken genoemd?
THEJ = Theta mediated end joining
In welke situaties wordt THEIJ gebruikt?
Als HR en NHEJ insufficiënt zijn
Wat is het verschil tussen NHEJ en THEJ?
THEJ heeft niet KU70/80 eiwitten nodig
En het kan alleen inwerken op verwijderde DNA-uiteinden
Wat doet polymerase theta (POLQ)?
Hij zorgt voor de DNA-synthese bij de overhangende DNA-strengen (die op elkaar lijken) en vult de gaten in. Hiermee stabiliseert hij de structuur
Waardoor kan POLQ de breuk herstellen?
Micro-homologie
Wat is micro-homologie?
een stukje DNA waar twee strengen complementair aan elkaar zijn
Welk type cellen gebruiken POLQ als reukreparatie en wat is hiervan het gevolg?
BRCA-deficiente cellen
Gevolg: Extra escape mechanisme om dubbelstrengs-DNA breuken te herstellen
Welk genotype zijn er bij BRCA mutaties?
Ze zijn allemaal heterozygoot
Dus 1 normaal allel en 1 gemuteerd allel
Hoe ontstaat van een heterozygoot genotype een BRCA deficiëntie?
De kans is groot dat er ergens in een cel een keer het gezonde allel verloren gaat waardoor die cel kan uitgroeien tot kankercel
