week 3 Flashcards
Wat kan er aan de hand zijn bij een toegenomen aantal witte bloedcellen in bloed?
- Normale reactie van het lichaam op bv een infectie of ontstekingsprocessen
- Leukemie
Wat kunnen de reacties zijn van een cel na DNA schade?
- Aanzetten van DNA herstel-mechanismen
- Incorrect DNA schade herstel: cel gaat dood
- Incorrect DNA schade herstel/cel gaat niet dood: mutaties gevolgd door transformatie
Welke 2 vormen van DNA schade zijn er?
- Waarneembraar met een microscoop: chromosoom afwijkingen: 40% van de leukemieën
- Niet waarneembaar met een microscoop: puntmutaties, microdeleties, microinserties etc
Wat is bij iedere patiënt met CML te zien?
Bij iedere patiënt met CML is te zien dat chromosoom 22 (philadelphia chromosoom) wat korter is geworden en chromosoom 9 wat langer. –> ze ruilen met elkaar, stuk van 22 naar 9, stuk van 9 naar 22
Waar liggen BCR en ABL op en waar vindt de breuk plaats?
BCR ligt op chromosoom 22, ABL ligt op chromosoom 9
De breuk vindt altijd plaats op BCR in chromosoom 22(2 mogelijke plekken) en op ABL in chromosoom 9 (altijd op zelfde intron)
Het gevolg is een fusie gen –> dit leidt tot een fusie-eiwit –> dit eiwit komt tot expressie in cytoplasma en is een enzym die andere eiwitten weer beïnvloedt
Wat doet BCR-ABL?
Enzym dat fosforyleert andere eiwitten en dat gefosforyleerde target eiwit verhuist naar de kern en zorgt dat er een versnelde celdeling optreedt in die getransformeerde cel
Wat doet Imatinib?
Imatinib blokkeert de functie van het BCR-ABL eiwit –> past precies daar waar ATP past (zelfde affiniteit) –> fosforylering kan dan niet plaatsvinden
Wanneer is er imatinib resistentie?
Mutaties in het ABL1 gedeelte van het BCR-ABL fusie eiwit –> imatinib past niet meer
Welke behandelingen kunnen gegeven worden bij CML?
- Imatinib
- Dasatinib, nilotinib, ponatinib (alternatieven voor als imatinib bij mensen niet werkt, T315I)
- Stamceltransplantatie
Beloop in geval TKI niet meer werken: overgang naar acceleratie fase en blasten fase. Blastenfase is moeilijker te behandelen.
Wat zie je bij alle AML patiënten?
Bij alle AML patiënten zie je heel veel blasten, beetje hetzelfde beeld.
AML gedraagt zich bij elke patiënt anders
Waar wordt de prognose van AML op gebaseerd?
De prognose van AML wordt gebaseerd op chromosoomafwijkingen
Wat wordt bij meer dan 95% van de gevallen van CML gezien en waar leidt dit toe?
- Bij CML wordt bij meer dan 95% van de gevallen een translocatie t(9;22) (philadelphia chromosoom) waargenomen.
- Als gevolg van deze translocatie wordt een fusie-gen BCR-ABL gevormd.
Wat is een chromosoom?
DNA, histonen, andere eiwitten
Wat bevat DNA?
genen (ong 2% van het totale DNA), centromeer, telomeren
Hoe is het DNA verpakt?
Elke cel bevat ongeveer 2 meter DNA, ingepakt in een kern van ong 10 micrometer doorsnede
Het DNA zit om histonen gewikkeld, die ook weer ingepakt zitten, we zien dit als chromosomen (alleen tijdens mitose, celdeling)
Wat zijn de fasen van de celcyclus?
G1: celgroei
S: verdubbeling van het DNA
G2: klaarmaken voor mitose
M: uitverdeling van de chromosomen over de dochtercellen
Wat zijn de fasen van de mitose?
- Profase
- Prometafase
- Metafase
- Anafase
- Telofase
- Cytokinese
Hoe worden de chromosomen uit elkaar getrokken?
- De centrosoom wordt verdubbeld in de S fase
- In de mitose gaan beide centrosomen uit elkaar
- Spoeldraden (microtubule) komen uit het centrosoom en worden aan het chromosoom vastgemaakt (kinetochoor)
- Als alles vast zit begint de anafase
Welke technieken zijn er om chromosomen te kunnen zien?
- Alle chromosomen aankleuren (bv R bandering)
- In situ hybridisatie (FISH)
- Chromosoom specifieke probes (FISH)
- Speciale karyotypering (SKY)
Welke structurele chromosomale afwijkingen kunnen er zijn?
- Deleties
- Translocaties
- Dicentrische chromosomen
Hoe ontstaan structurele chromosomale afwijkingen?
Breuken in het DNA (door de hele celcyclus)
* Translocaties
* Deleties
* Dicentrische chromosomen
* Etc.
Wat gebeurt er met een dicentrisch chromosoom?
- Chromosomen worden in de metafase uit elkaar getrokken
- Dit gaat in ongeveer 50% van de gevallen fout bij dicentrische chromosomen –> beide centrosomen gaan een andere kant op –> wordt hard aan getrokken –> breekt uiteindelijk –> gebroken chromosoom –> er kan opnieuw translocatie optreden in volgende cel
- Dus de dicentrische chromosomen geven veel chromosomale instabiliteit, maar blijven niet lang behouden (na uit elkaar trekken, zijn ze weg)
Hoe ontstaan numerieke afwijkingen?
- Chromosoomverlies
- Chromosoomduplicatie
- In de metafase worden alle chromosomen vastgemaakt
- Als een chromosoom niet vast zit voordat de uitverdeling begint, dan kan er een chromosoom te veel of te weinig in de dochtercel komen (non-disjunctie)
Hoe ontdek je numeriek afwijkingen?
- In het karyogram
- Analyse van (CA)n repeats (microsatellieten zijn stukken (sequenties) in het DNA waarbij een flink aantal repeats achter elkaar liggen, de repeats verschillen tussen mensen, kijken welk stuk van de chromosoom afwezig of aanwezig is in de tumor)
- Bij NGS: verlies van Single Nucleotide Polymorphisms
Hoe ontstaat een deletie?
- Eerst een dubbelstrengs breuk in het DNA
- Dan mitose
- Het stukje chromosoom zonder centromeer wordt niet goed uitverdeeld
- Dan krijg je een heel chromosoom of een stuk chromosoom dat in het midden blijft liggen –> er wordt een micronucleus gemaakt, een stuk kern wat loszit van de echte kern (bevat niet het DNA uit het midden) –> is heel instabiel en wordt snel afgebroken
- Er ontstaat een cel die een (stuk) chromosoomarm mist
Wat is chromothripsis?
- Chromosomen kunnen in kleine stukjes breken en weer aan elkaar gezet worden: chromothripsis –> worden op een hele gekke manier weer aan elkaar gezet (stukjes kunnen verloren gaan etc)
- Dit kan gebeuren met 1 chromosoom of met meerdere
- Vaak in laat stadium tumoren
Hoe gaat de regulatie van replicatie?
- Het hele chromosoom moet precies één keer per celcyclus verdubbeld worden
- Replicatie gebeurt vanag ‘origin of replication’
- Elke origin moet maar 1 keer per S-fase starten met verdubbeling
- Er kan genamplificatie zijn: vaker hetzelfde stukje DNA verdubbelen
Wat is genamplificatie?
- Het hele chromosoom moet precies één keer per celcyclus verdubbeld worden
- Als dat niet gebeurt, komen er meerdere kopieën van een deel van het chromosoom (een of enkele genen)
- Dit kun je zien als homogeen kleurende gebieden of ‘dubbel minute’ chromosomen
Wat is tumorigenese?
- Activering van oncogenen door:
→ Translocatie
→ Verdubbeling van chromosoom
→ Genamplificatie
· Inactivering van tumor suppressor genen door:
→ Deletie
→ Verlies van chromosoom
Wat zijn telomeren en wat kan ermee misgaan?
· 6 nucleotide repeat aan het uiteinde
· Zorgt ervoor dat het uiteinde (T-loop) weer in zichzelf terugkomt –> beschermt tegen allerlei soorten van afbraak en dat het niet herkent wordt als breuk
· Stabiele structuur aan het eind van het chromosoom
· Zonder de beschermende werking van telomeren zijn DNA uiteinden ‘zichtbaar’ voor de cel
· Het gevolg hiervan is dat het wordt herkend als dubbelstrengs breuk en die telomeren aan elkaar worden gezet (aan elkaar verbinding uiteinden, koppeling 2 chromosomen aan elkaar) en je dus dicentrische chromosomen krijgt, dit wordt gedaan door niet-homologe end joining
· T-loop is dus nodig om te voorkomen dat telomeer als breuk wordt herkend door NHEJ
· Telomeren worden elke celdeling ietsje korter –> goed anti-kanker mechanisme, want deling beperkt
Wat kunnen stamcellen met hun telomeren?
· Stamcellen raken hun telomeren elke celdeling kwijt, maar gebruikt telomerase om de telomeren weer langer te maken
Wat is alternatieve telomeerverlenging?
· 85-90% van alle tumoren brengt telomerase tot expressie –> telomeren weer verlengen –> meer delingen
· Waarom niet 100%?
· Er zijn ook nog andere mechanismen om telomeren te verlengern: ALT mechanisme
· Hiervan is niet (precies) bekend hoe het werkt
Waarom is het belangrijk om chromosomale afwijkingen te achterhalen bij leukemie?
- Relevant voor diagnose
- Bepalend voor prognose
- Gerelateerd aan respons op chemotherapie
- Nieuwe genen identificeren die informatie geven over hoe leukemie ontstaat, hoe hematopoiese werkt, dit kan helpen voor nieuwe behandelingen ontwikkelen
Hoe kan je chromosomale afwijkingen detecteren?
- Klassieke cytogenetica (banderings technieken)
- Moleculaire cytogenetica: FISH en SNP array
- Moleculaire diagnostiek
Wat is een terminale deletie?
Een deletie aan het einde van een chromosoom
Wat is een interstitiele deletie?
Een deletie middenin het chromosoom
Wanneer heeft AML een slecht risico?
- Rond 1990: slecht risico bij complex karyotype (meer dan 3 verschillende chromosoomafwijkingen in tumorcellen) en enkele andere afwijkingen
- Rond 2008: nieuwe risico groep: monosomaal karyotype
→ Twee monosomieën (geen X of Y)
OF
→ 1 monosomie en een structurele afwijking
→ Zeer slecht risico, overall survival 7%
→ Later bevestigd in 4 grote studies met OS tussen 4 en 10%
→ Slechte overleving ondanks behandeling met allogene transplantatie
- Rond 2008: nieuwe risico groep: monosomaal karyotype
Wat is FISH?
· Fluorescence in situ hybridization
· Probe selectie –> fluorescerend labeltje
· Probe wordt gedenaturiseerd –> vindt complementaire stuk in patienten chromosoom –> stuk dna onder probe zichtbaar maken
Waar gebruiken we FISH voor?
· Microdeleties detecteren
· Breukpunten verder definiëren
· Detectie van cryptische translocaties en complexe genoom veranderingen
· Snelle diagnostische detectie op interfase nuclei/kernen
· Klein aantal afwijkende cellen aantonen
Wat zijn de nadelen van FISH?
· Beperkte sensitiviteit
· Alleen antwoorden op gestelde vragen
· Niet veel doelen/targets op hetzelfde moment
Wat zijn de problemen met multipele myelomen?
· Multipel myeloom zijn maligniteiten van de plasmacellen
· Moeizaam chromosoom onderzoek
· Laag (0,1-10%) percentage afwijkende cellen in beenmergaspiraat
· Afwijkende cellen delen niet of nauwelijks onder lab condities
· Resultaat: vaak een normaal karyotype, met afwijjkende FISH op interfase kernen
· Aantal afwijkingen zijn chromosomaal niet zichtbaar (cryptisch)
· Oplossing: hoger percentage plasmacellen nodig –> zuivering van de plasmacellen
Hoe kunnen plasmacellen gezuiverd worden?
· Rode bloedcellen verwijderen met rode bloedcel lysis
· Zuivering met anti-CD138 kit (stem cell technologies) –> CD138 komt voor op plasmacellen
Resolutie ongebalanceerde chromosoomafwijkingen is hoger
Wat is SNPs?
· Single nucleotide polymorphism
· Plek in genoom waarbij je op 1 basepositie zowel de ene als een andere base kan hebben zonder dat dat tot klinische gevolgen leidt
Welke afwijking kan je met een SNP array wel zien en met FISH niet?
LOH
Welke afwijking kan je met FISH wel zien en met SNP array niet?
translocatie
Wat is de G1 fase?
- Fysieke groei van de cel
- Restrictiepunt: besluit om replicatie te starten
Wat is de S fase?
Duplicatie van de chromosomen
Wat is de G2 fase?
Voorbereiding op celdeling
Wat is de M fase?
Celdeling
Welke 3 soorten genen zijn betrokken bij de celcyclus regulatie?
- Cyclines
- Cycline afhankelijke kinases (CDKs)
- Cycline afhankelijke kinase remmers (CKIs)
Wanneer is cycline D betrokken?
Bij de activatie van de celcyclus in G1 (na groeisignaal)
Wanneer is cycline E betrokken?
Op de overgang naar, en voortgang van S-fase
Wanneer is cycline A betrokken?
Progressie door S-fase
Wanneer is cycline B betrokken?
Overgang naar M-fase