HC.7 - Tumor evolutie: Klinische implicaties van intratumor heterogeniteit

Question 1

Wat zijn drie kenmerken van kankercellen?

Answer 1

• Afwijkingen in het DNA
• onttrekking aan regulatie van groei
• dringen omliggende weefsels binnen (invasie) en metastaseren

Question 2

Welke vier dingen zijn anders in kankercellen tov normale cellen?

Answer 2

1. Genetische afwijkingen in het DNA (mutaties)
2. Veranderingen op transcriptieniveau: mRNA, non-coding RNAs (bvb gezond RNA wegvangen) –> meer of minder expressie
3. Epigenetische veranderingen: DNA methylering, histon modificatie
4. Verandering eiwitten in expressie en activiteit

Question 3

Waarvan is kanker eigenlijk de ziekte?

Answer 3

DNA

Question 4

Wat is het gevolg van mutaties in het DNA?

Answer 4

Genomische instabiliteit

Question 5

wat is een hele belangrijke mutatie in een tumor en wat gebeurt er dan?

Answer 5

Driver mutatie: transformatie van normale cel naar tumorcel of progressie van getransformeerde cel

Question 6

Wat zijn non-specifieke afwijkingen? Noem twee voorbeelden

Answer 6

Hebben niet direct invloed op het ontstaan of de progressie van de tumor
1. Passengers/hitchhikers
2. Age related genomic aberrations (treden op gedurende leven)

Question 7

Welke type mutaties treden ook op in normale cellen? Wat is het gevolg hiervan?

Answer 7

Niet-specifieke mutaties
Als die cel verandert in een tumorcel is die mutatie ook in de tumorcel te vinden

Question 8

Je hebt twee hele belangrijke type genen die gemuteerd (kunnen) zijn in tumoren, welke zijn dit?

Answer 8

1. Tumor supressor genen
2. Proto oncogenen

Question 9

Wat is het doel van een tumor supressor gen?

Answer 9

Voorkomen dat een tumor ontstaat

Question 10

Hoe draagt een mutatie in een tumor supressor gen bij aan het ontstaan van kanker?

Answer 10

Wild type: 1 allel verdwijnt –> blijft normale cel omdat nog andere allel over is
Mutatie in 2e allel –> wel kans om tumor te worden

Question 11

Wat voor soort model hoort er bij mutaties van tumor supressor genen?

Answer 11

Two hit model: twee inactiverende mutaties nodig
- Twee verdwenen allelen
- Twee keer zelfde mutatie
- Twee verschillende mutaties

Question 12

Wat is het gevolg van een mutatie in een Proto-oncogen?

Answer 12

Accelaratie in ontstaan tumor

Question 13

Hoe draagt een mutatie in een Proto-oncogen bij aan het ontstaan van kanker?

Answer 13

Wild type (2 allelen): mutatie in 1 allel kan zorgen dat eiwit uit dit gen zo veranderd dat cel kan veranderen in tumor cel

Question 14

Wat voor model zien we bij Proto-oncogenen en het ontstaan van kanker?

Answer 14

One hit model: 1 activerende mutatie nodig omdat de mutatie dominant is

Question 15

Zijn DNA-afwijkingen in een tumor heterogeen of homogeen?

Answer 15

Een tumor is een clonale proliferatie met subklonen
Doordat er constant nieuwe mutaties (met wel of geen groeivoordeel) optreden zullen sommige DNA afwijkingen niet in alle/maar in een deel van de tumorcellen gevonden worden –> deze nieuwe mutaties worden wel weer doorgegeven waardoor hieruit subklonen ontstaan

Question 16

Een man van 63 jaar met CRC komt langs, welke mutatie is te verwachten bij hem?

Answer 16

TP53 mutatie icm verlies van wildtype allel

Question 17

Wat zou er gevonden moeten worden in het DNA bij een 100% tumorcel? Op welke term slaat dit?

Answer 17

100% mutant tumor supressorgen DNA (p53)
Wildtype is niet meer aanwezig

Variant allel frequentie: bij 100% van de tumorcellen verwacht je de mutatie

Question 18

Wat is realistisch qua verdeling hoeveelheid normale cel vs tumorcel?

Answer 18

80% tumorcellen en 20% normaal
Nooit 100% pure tumorcel populatie

Question 19

Bereken de VAF als 80% tumorcel is 20% normale cel bij een als een van de alleen verloren is gegaan in de tumor in 100 cellen

Answer 19

Normale cel: 2 allelen per cel = 40 goede allelen
Tumor: 1 allel verloren en 1 mutant allel = 80 allelen

VAF = 80 / (40+ 80) = 67% (= VAF)

Question 20

Wat is de coverage bij sequencing? Wat is de relatie met deep sequencing?

Answer 20

Aantal keer dat een base-positie onafhankelijk bepaald is

Hoe hoger de coverage hoe dieper gesequenced

Question 21

Wat nemen we in de praktijk nog mee in VAF buiten het aantal allelen?

Answer 21

De coverage

Question 22

Hoe kunnen we clonaliteit onderzoeken/aantonen?

Answer 22

Immune histchemische kleuring voor P53
Clonaal: homogeen beeld wat betreft deze mutatie = alle tumorcellen brengen het (hoog) tot expressie

Question 23

Naast een homogeen beeld kan er ook een heterogeen beeld optreden in tumoren (wat betreft mutaties), noem aan voorbeeld hiervan en leg dit verder uit

Answer 23

ERBB2 gen mutatie (amplificatie) –> HER2/NEU eiwit –> niet in alle tumorcellen aanwezig –> niet clonaal
Bekijken via in situ hybridisatie voor het gen (DNA) of het eiwit (RNA)

Question 24

Kan een heterogeen en een homogeen beeld in dezelfde tumor voorkomen?

Answer 24

Ja dit kan
Zo kan er homogeen een P53 mutatie zijn (in alle cellen) en heterogeen een ERBB2 amplificatie (in een deel van de cellen)

Question 25

Een vrouw van 69 presenteert zich met NSCLC, welke specifieke marker is aanwezig waarschijnlijk en hoe vinden we dit?

Answer 25

TTF1 –> sterke aankleuring bij immunohistochemie

Question 26

Waarvoor kan de TTF1 gebruikt worden? Wat is de sensitiviteit en specificiteit hiervan?

Answer 26

Het kan gebruikt worden om te kunnen differentierentussen het primaire long carcinoom en metastasen afkomstig van buiten de long.
TTF1 wordt als marker gebruikt voor long adenocarcinomen en neuroendocriene long tumoren, inclusief het kleincellig carcinoom. De specificiteit is hoog en de sensitiviteit is vrij goed.

Question 27

Waar komt TTF1 tot expressie?

Answer 27

Epithelial cellen van:
- Hersenen
- Schildklier: folliculaire en C-cellen
- Long: pneumocyten type II en clubcellen

Question 28

Wat voor soort gen is het EGFR-gen?

Answer 28

Oncogen –> heeft dus 1 afwijking nodig

Question 29

Welke behandeling kan worden gegeven bij EFGR-mutatie? In welke exonen komt dit voor?

Answer 29

TKI targeted therapy met erlotinib
18, 19, 20, 21

Question 30

Stel je hebt 100% tumorcellen (in 100 cellen) wat is de VAF van de mutatie bij een oncogen?

Answer 30

Betekent 200 allelen in totaal
met 100 mutatie in 100 het wildtype
= 50%

Question 31

Stel je hebt 100% tumorcellen (in 100 cellen) wat is de VAF van de mutatie bij een tumor supressor gen?

Answer 31

200 allelen in totaal
All allelen gemuteerd zijn dus VAF = 100%

Question 32

Als je uitgaat van een normale verdeling tussen tumorcellen en normale cellen, wat is dan de VAF bij een oncogen? 100 cellen

Answer 32

80 cellen zijn tumor –> 1 normaal en 1 gemuteerd allel = 80 gemuteerd en 80 normaal
20 cellen hebben 2 normale allelen = 40

80 / (80 + 80 + 40) = 40%

Question 33

Hoe bereken je de mutant allel frequentie?

Answer 33

Gemuteerde allelen / totale allelen

Question 34

Waar kan het MAF ook voor gebruikt worden?

Answer 34

Percentage wordt gebruikt om te achterhalen of het een tumorsupressor gen is of een oncogen

Question 35

Wat is een veel voorkomende mutatie in het EGFR-gen? Wat is het gevolg?

Answer 35

Deletie in het EGFR-gen
Hierdoor eiwit non stop actief –> groeisignalen cel in

Question 36

Wat wordt er gedaan als de behandeling met erlotinib niet meer werkt?

Answer 36

Nieuwe NGS analyse –> mutatie (p. T790M) in EGFR-eiwit kan ervoor zorgen dat erlotinib niet meer werkt = resistentie
Ander medicijn geven

Question 37

De VAF is 37% bij analyse van EGFR-gen. Wat voor conclusie kunnen we hieruit trekken?

Answer 37

40% is de VAF als alle tumorcellen (in verhouding 80:20 cellen) de afwijking hebben
37 ligt dicht bij de 40% dus zeer waarschijnlijk hebben alle cellen de mutatie (en het is een oncogen)–> behandelen met erlotinib

Question 38

Wat gebeurt er na 1,5 jaar met tumoren die worden behandeld met erlotinib?

Answer 38

Worden bijna allemaal resistent door nieuwe tweede mutatie in driver gen –> activerende mutatie

Question 39

Er wordt naar aanleiding van resistentie tegen erlotinib een nieuwe analyse gedaan. De VAF is 38%. Wat betekent dit?

Answer 39

Dit is de mutatie die eerst ook aanwezig was en ook gevonden was in biopt 1

Question 40

Er wordt naast een VAF van 38% voor EGFR nog een resistentie mutatie gevonden P. T790M met een VAF van 16%. Hoeveel cellen hebben deze mutatie?

Answer 40

Ongeveer de helft van de cellen

Question 41

Als er langer gewacht wordt bij de tumor waar nu ook de p. t790M mutatie is gevonden in een deel van de cellen. Wat zal er uiteindelijk gebeuren?

Answer 41

Mutatie zou worden teruggevonden in alle cellen

Question 42

Kan in een tumor in een gen zowel homogene als heterogene mutaties hebben?

Answer 42

Ja
Clonale (homogene) deletie in EGFR-gen
Niet-clonale (heterogene) resistentie mutatie in EGFR-gen

Question 43

Hebben tumorsupressor genen (TSG) of oncogenen (OG) een hoger mutatie %?

Answer 43

TSG: hoger mutatie %
OG: lager mutatie %

Question 44

Waarvoor is homogeniteit van een mutatie een aanwijzing? En wat is het niet?

Answer 44

Voor causale betrokkenheid bij maligne transformatie
(age-related en passenger/hitchhiker mutaties in dominante cloon: geven geen groeivoordeel aan tumor dus vaak weer verdwijnen)
Het is GEEN bewijs

Question 45

Waarvoor kan heterogeniteit van mutaties gebruikt worden?

Answer 45

Voor progressie, metastasering en resistentie

Question 46

Wat zijn tumoren als je kijkt naar clones?

Answer 46

Clonale proliferaties met intra-tumor heterogeniteit

Question 47

Waarbij speelt Clonale proliferaties met intra-tumor heterogeniteit een rol?

Answer 47

Bij het biologisch gedrag van een tumor:
progressie, metastasering en resistentie