Biologie van Kanker HC Uitwerking D1
Inhoudsopgave
HC1: H3 Tumor virus & H4 Cellulair oncogenen (12).......................................................................................2
HC2: H5 GF, receptoren & H6 Cytoplasmatic signaling (8).............................................................................14
HC3: Genomewide screens (7)...................................................................................................................... 22
HC4: H11 Multi-step tumorigenesis, H13 Stroma & H14 Metastase (9)..........................................................29
HC5: Muismodellen voor kankeronderzoek (9)............................................................................................. 38
HC6: H15 Immunology & H16 Immunotherapy & H17 Treatment (11)...........................................................47
HC7: Borstkanker (11).................................................................................................................................. 58
HC8: Single cell multi-omics methode (3)...................................................................................................... 69
Artikel 1 Samenvatting: CRISPR screens (6)................................................................................................... 72
Artikel 2 samenvatting: Muismodellen (4).................................................................................................... 80
Artikel 3 samenvatting: Immunotherapie (8)................................................................................................ 84
1
,HC1: H3 Tumor virus & H4 Cellulair oncogenen (12)
Kleine enquete (ant: ja, nee, soms)
Kanker ontstaat uit eigen lichaamscellen?
o Ja (uitzondering soms kan ook ontstaan door getransplanteerde
cellen/organen, nog grotere uitzondering is een clonale kanker die door bijten
wordt doorgegeven tussen bepaalde dieren waarbij ze kanker cellen
doorgeven die kunnen aanslaan in soortgenoten en dus zo tussen individuen
verspreiden)
Kanker is een infectie ziekte?
o Nee (het is geen/gedraagt zich niet als een infectie ziekte, maar het kan wel
ontstaan door een infectie ziekte, zoals HPV)
Kanker wordt veroorzaakt door een virusinfectie
o Soms (10-15% van humane kankers, zoals HPV)
Kanker wordt erfelijk bepaald?
o Ja/deels (er is zeker een erfelijke component bij bepaalde kankers die in
families veel voorkomen, maar deze zijn zeldzaam. Alleen in alle kankers
speelt je genetische achtergrond een rol, dit kan ook al alleen al door je
immuunsysteem bepaald worden)
Kanker wordt bepaald door genetische veranderingen?
o Ja
H3: Tumor virus (Kankeronderzoek, hoe ontstaat kanker)
Hoe ontstaat kanker? Door blootstelling aan specifieke stoffen?
Vroege observaties: invloed “levenstijl”
o 1761 neuskanker: Gebruik van tabak (snuf)-> zorgde voor neuskanker
o 1775 scrotum carcinoma, huidkanker kinder schoorsteenvegers
o 1915 1ste geinduceerde tumoren. Herhaald behandelen van konijnenoren
met steenkoolteer (door Katsusaburo Yamagiwa)
o 1950 Hoge frequenties longkanker, rokers
Dit laat allemaal duidelijke verbanden zien tussen stoffen/levenstijl en het induceren
van bepaalde kankers
Hoe ontstaat kanker? Is het een infectieziekte?
Vroege observaties: Infectie
o 1910 Peyton Rous: chicken sarcoma als overdraagbare ziekte.
Ook andere onderzoekers/kankers
o 1913 Johannes Grib Fibiger: Maagkanker ratten: door nematode infectie.
Nobelprijs 1926. Incorrect! Geen kanker en niet nematode veroorzaakt.
Abnormale uitgroei darmwand kwam door vitamine A tekort.
In die tijd geen aanwijzing dat humane kanker een infectieziekte is
Chicken sarcoma experiment van Rous is belangrijk gebleken
Goede filtratiemethoden waren eerder al ontwikkeld (Pasteur, Koch) en
werdt dus gebruikt in het experiment van rous om cellen te scheiden van hele kleine
particles zoals virussen en dergelijke. Dus in het filtraat zitten geen cellen meer in
2
, maar als je dit nou infecteert in een kip wat gebeurde er dan. En toe ontstond er dus
kanker (sarcoma) in de kip
Filtraat is waarschijnlijk “celvrij” -> alleen zeer kleine particles, mogelijk virus->
induceert kanker
Virus-geinduceerde kanker?
Een grote verscheidenheid aan virussen maakt gebruik van gastcellen (bacterie tot
mens) voor vermenigvuldiging.
Vaak celdood (lytische infectie -> cel lysis), soms lysogeen (virus integreert in
gastheer genoom)
Zo ook Rous Sarcoma Virus (RSV) repliceert en vermenigvuldigt zichzelf in de
kippencellen en de meeste kippencellen gaan dood als je ze daarmee infecteert maar
soms kan er kanker ontstaat
Dan ontstaat de vraag: Waardoor kanker?
RSV kan ook kippen fibroblasten infecteren in kweek (Fig. 3.4)
Wat er gebeurt bij ontstaat van kanker door virus is veel over ontdekt door
het ontstaan van weefselkweek, dus cellen kunnen kweken, in leven kunnen
houden, kunnen uitbreiden in een kweekschaaltje. Dit was dus pas na de tijd van
Rous
Je kan de gekweekte cellen ook infecteren met een RSV filtraat
De geïnfecteerde cellen blijven “oneindig” delen (immortal), produceren virus,
veranderen van vorm en groeien over elkaar tot klompjes (foci): celtransformatie
Er ontstaan dus eigenschappen in weefselkweek die doen denken aan eigenschappen
van kankercellen (vorm veranderd (ronder), ze groeien op elkaar)
Het RSV virus blijft nodig voor celtransformatie (direct verantwoordelijk, geen “hit-and-run”)
Er waren ook RSV virussen gevonden die alleen bij lage tempeartuur cellen kunnen
infecteren of tumoren kunnen induceren
Temperatuur-gevoelige mutant: inactief bij hogere temperatuur, reversibele
verandering cel morfologie
o Dit is een mutant dat vaak een hele kleine verandering is in de eiwitsequentie
die niet essentieel is voor de functie maar wel voor de vouwing/conformatie
beïnvloed, dus als je dan hoge temperatuur hebt dan is er te weinig eiwit in
de juiste conformatie en verliest het eiwit zijn functie
Bij de RSV temperatuur-gevoelige mutant kan het alleen bij de permissive
temperatuur cellen infecteren en als je de geinfecteerde en dus getransformeerde
cellen onderbrengt bij non-permissieve temperatuur (hoger) dan stopt het
getransformeerde fenotype, dus het worden weer normale cellen in uiterlijk en groei
eigenschappen. En als je temperatuur weer zakt krijgen de cellen weer de
getransformeerde morfologie
Er blijft dus iets van dat virus nog wel in de cellen maar de virus is alleen actief als het
bij permissieve temperatuur zit. Het RSV virus blijft dus nodig voor de
celtransformatie en is direct verantwoordelijk en is dus niet een hit-and-run want dan
zouden de cellen niet weer de normale fenotype krijgen als je een non-permissieve
temperatuur hebt en dus virus hebt uitgeschakeld.
3
, RSV is een RNA tumor virus (Fig 3.3)
RSV is een Retrovirus (net zoals HIV)
enkelstrengs-RNA genoom, 2 kopieën van hetzelfde RNA (diploid viral RNA genoom)
Slechts 4 (of 5) eiwitten gecodeerd door virus:
o gag: structurele eiwitten matrix
o pol: reverse transcriptase, integrase (en soms protease – bv HIV)
o env: envelop eiwit
RSV is een RNA tumor virus
Geinfecteerde cellen blijven leven -> geen lytische infectie
Virusdeeltjes assembleren onder celmembraan en worden gesecreteerd via budding
Kunnen daarmee nieuwe cellen infecteren. Dit is niet nodig om aanwezig te blijven in
geinfecteerde cellen.
Meerdere families van virussen met een DNA genoom kunnen ook kanker veroorzaken
Fig 3.7: Structuur SV40 virus (X-ray). Fig 3.8 Genoom SV40 virus (klein, dsDNA, cirkel)
SV40 is een virus die apen kan infecteren en het kan een soort wratten en poliepen
vormen in normale omstandigheden, maar dit kan ook vormen in rattencelen door
speciale lab omstandigheden
RNA en DNA tumor viruses zijn heel verschillend
Virussen die kanker kunnen induceren in (proef)dieren
Er is een breedscala van virussen dat allemaal geassocieerd is met het vormen
van kanker
DNA virussen: HBV (hepatitus B virus), SV40/murine polyomavirus (MPyV), HPV
(human papillomavirus 16), shope papillomavirus (SPV), humaan adenovirus, human
herpesvirus 8 (HHV-8; KSHV), human herpesvirus 4 (HHV-4; EBV), shope fibroma virus
(SFV)
RNA virussen: Human T-cell leukemie virus (HTLV-I), Rous sarcoma virus (RSV),
Hepatitus C virus (HCV)
Sommige veroorzaken ook kanker in de mens (rode pijl):
o DNA-virussen: HBV, HPV, HHV-4 en HHV-8(of HSV-8)
o RNA-virussen: HTLV-I en HCV
Sommige virussen kunnen mensen wel infecteren maar niet kanker induceren
Zowel DNA als RNA tumor virussen kunnen cellen in kweek transformeren (tabel3.2)
Alleen specifieke cellen en diersoorten (bv. hamster, muis, niet mens)
Voor DNA tumorvirussen: wel infectie, geen lysis zoals in permissieve gastheer
Zeldzame cellen getransformeerd door heel verschillende virussen krijgen sterk
overeenkomstige eigenschappen
Eigenschappen van getransformeerde cellen (wss tt vraag):
o Veranderde morfologie (ronde vorm, breekbaar in fase-contrast microscoop)
o Verlies van contact inhibitie
o Vermogen om te groeien zonder binding aan solid substraat (anchorage
independence)
o Vermogen om onbeperkt te prolifereren (immortalisatie/onsterfelijkheid)
o Vermindere noodzaak voor mitogeen groeifactoren
4
Inhoudsopgave
HC1: H3 Tumor virus & H4 Cellulair oncogenen (12).......................................................................................2
HC2: H5 GF, receptoren & H6 Cytoplasmatic signaling (8).............................................................................14
HC3: Genomewide screens (7)...................................................................................................................... 22
HC4: H11 Multi-step tumorigenesis, H13 Stroma & H14 Metastase (9)..........................................................29
HC5: Muismodellen voor kankeronderzoek (9)............................................................................................. 38
HC6: H15 Immunology & H16 Immunotherapy & H17 Treatment (11)...........................................................47
HC7: Borstkanker (11).................................................................................................................................. 58
HC8: Single cell multi-omics methode (3)...................................................................................................... 69
Artikel 1 Samenvatting: CRISPR screens (6)................................................................................................... 72
Artikel 2 samenvatting: Muismodellen (4).................................................................................................... 80
Artikel 3 samenvatting: Immunotherapie (8)................................................................................................ 84
1
,HC1: H3 Tumor virus & H4 Cellulair oncogenen (12)
Kleine enquete (ant: ja, nee, soms)
Kanker ontstaat uit eigen lichaamscellen?
o Ja (uitzondering soms kan ook ontstaan door getransplanteerde
cellen/organen, nog grotere uitzondering is een clonale kanker die door bijten
wordt doorgegeven tussen bepaalde dieren waarbij ze kanker cellen
doorgeven die kunnen aanslaan in soortgenoten en dus zo tussen individuen
verspreiden)
Kanker is een infectie ziekte?
o Nee (het is geen/gedraagt zich niet als een infectie ziekte, maar het kan wel
ontstaan door een infectie ziekte, zoals HPV)
Kanker wordt veroorzaakt door een virusinfectie
o Soms (10-15% van humane kankers, zoals HPV)
Kanker wordt erfelijk bepaald?
o Ja/deels (er is zeker een erfelijke component bij bepaalde kankers die in
families veel voorkomen, maar deze zijn zeldzaam. Alleen in alle kankers
speelt je genetische achtergrond een rol, dit kan ook al alleen al door je
immuunsysteem bepaald worden)
Kanker wordt bepaald door genetische veranderingen?
o Ja
H3: Tumor virus (Kankeronderzoek, hoe ontstaat kanker)
Hoe ontstaat kanker? Door blootstelling aan specifieke stoffen?
Vroege observaties: invloed “levenstijl”
o 1761 neuskanker: Gebruik van tabak (snuf)-> zorgde voor neuskanker
o 1775 scrotum carcinoma, huidkanker kinder schoorsteenvegers
o 1915 1ste geinduceerde tumoren. Herhaald behandelen van konijnenoren
met steenkoolteer (door Katsusaburo Yamagiwa)
o 1950 Hoge frequenties longkanker, rokers
Dit laat allemaal duidelijke verbanden zien tussen stoffen/levenstijl en het induceren
van bepaalde kankers
Hoe ontstaat kanker? Is het een infectieziekte?
Vroege observaties: Infectie
o 1910 Peyton Rous: chicken sarcoma als overdraagbare ziekte.
Ook andere onderzoekers/kankers
o 1913 Johannes Grib Fibiger: Maagkanker ratten: door nematode infectie.
Nobelprijs 1926. Incorrect! Geen kanker en niet nematode veroorzaakt.
Abnormale uitgroei darmwand kwam door vitamine A tekort.
In die tijd geen aanwijzing dat humane kanker een infectieziekte is
Chicken sarcoma experiment van Rous is belangrijk gebleken
Goede filtratiemethoden waren eerder al ontwikkeld (Pasteur, Koch) en
werdt dus gebruikt in het experiment van rous om cellen te scheiden van hele kleine
particles zoals virussen en dergelijke. Dus in het filtraat zitten geen cellen meer in
2
, maar als je dit nou infecteert in een kip wat gebeurde er dan. En toe ontstond er dus
kanker (sarcoma) in de kip
Filtraat is waarschijnlijk “celvrij” -> alleen zeer kleine particles, mogelijk virus->
induceert kanker
Virus-geinduceerde kanker?
Een grote verscheidenheid aan virussen maakt gebruik van gastcellen (bacterie tot
mens) voor vermenigvuldiging.
Vaak celdood (lytische infectie -> cel lysis), soms lysogeen (virus integreert in
gastheer genoom)
Zo ook Rous Sarcoma Virus (RSV) repliceert en vermenigvuldigt zichzelf in de
kippencellen en de meeste kippencellen gaan dood als je ze daarmee infecteert maar
soms kan er kanker ontstaat
Dan ontstaat de vraag: Waardoor kanker?
RSV kan ook kippen fibroblasten infecteren in kweek (Fig. 3.4)
Wat er gebeurt bij ontstaat van kanker door virus is veel over ontdekt door
het ontstaan van weefselkweek, dus cellen kunnen kweken, in leven kunnen
houden, kunnen uitbreiden in een kweekschaaltje. Dit was dus pas na de tijd van
Rous
Je kan de gekweekte cellen ook infecteren met een RSV filtraat
De geïnfecteerde cellen blijven “oneindig” delen (immortal), produceren virus,
veranderen van vorm en groeien over elkaar tot klompjes (foci): celtransformatie
Er ontstaan dus eigenschappen in weefselkweek die doen denken aan eigenschappen
van kankercellen (vorm veranderd (ronder), ze groeien op elkaar)
Het RSV virus blijft nodig voor celtransformatie (direct verantwoordelijk, geen “hit-and-run”)
Er waren ook RSV virussen gevonden die alleen bij lage tempeartuur cellen kunnen
infecteren of tumoren kunnen induceren
Temperatuur-gevoelige mutant: inactief bij hogere temperatuur, reversibele
verandering cel morfologie
o Dit is een mutant dat vaak een hele kleine verandering is in de eiwitsequentie
die niet essentieel is voor de functie maar wel voor de vouwing/conformatie
beïnvloed, dus als je dan hoge temperatuur hebt dan is er te weinig eiwit in
de juiste conformatie en verliest het eiwit zijn functie
Bij de RSV temperatuur-gevoelige mutant kan het alleen bij de permissive
temperatuur cellen infecteren en als je de geinfecteerde en dus getransformeerde
cellen onderbrengt bij non-permissieve temperatuur (hoger) dan stopt het
getransformeerde fenotype, dus het worden weer normale cellen in uiterlijk en groei
eigenschappen. En als je temperatuur weer zakt krijgen de cellen weer de
getransformeerde morfologie
Er blijft dus iets van dat virus nog wel in de cellen maar de virus is alleen actief als het
bij permissieve temperatuur zit. Het RSV virus blijft dus nodig voor de
celtransformatie en is direct verantwoordelijk en is dus niet een hit-and-run want dan
zouden de cellen niet weer de normale fenotype krijgen als je een non-permissieve
temperatuur hebt en dus virus hebt uitgeschakeld.
3
, RSV is een RNA tumor virus (Fig 3.3)
RSV is een Retrovirus (net zoals HIV)
enkelstrengs-RNA genoom, 2 kopieën van hetzelfde RNA (diploid viral RNA genoom)
Slechts 4 (of 5) eiwitten gecodeerd door virus:
o gag: structurele eiwitten matrix
o pol: reverse transcriptase, integrase (en soms protease – bv HIV)
o env: envelop eiwit
RSV is een RNA tumor virus
Geinfecteerde cellen blijven leven -> geen lytische infectie
Virusdeeltjes assembleren onder celmembraan en worden gesecreteerd via budding
Kunnen daarmee nieuwe cellen infecteren. Dit is niet nodig om aanwezig te blijven in
geinfecteerde cellen.
Meerdere families van virussen met een DNA genoom kunnen ook kanker veroorzaken
Fig 3.7: Structuur SV40 virus (X-ray). Fig 3.8 Genoom SV40 virus (klein, dsDNA, cirkel)
SV40 is een virus die apen kan infecteren en het kan een soort wratten en poliepen
vormen in normale omstandigheden, maar dit kan ook vormen in rattencelen door
speciale lab omstandigheden
RNA en DNA tumor viruses zijn heel verschillend
Virussen die kanker kunnen induceren in (proef)dieren
Er is een breedscala van virussen dat allemaal geassocieerd is met het vormen
van kanker
DNA virussen: HBV (hepatitus B virus), SV40/murine polyomavirus (MPyV), HPV
(human papillomavirus 16), shope papillomavirus (SPV), humaan adenovirus, human
herpesvirus 8 (HHV-8; KSHV), human herpesvirus 4 (HHV-4; EBV), shope fibroma virus
(SFV)
RNA virussen: Human T-cell leukemie virus (HTLV-I), Rous sarcoma virus (RSV),
Hepatitus C virus (HCV)
Sommige veroorzaken ook kanker in de mens (rode pijl):
o DNA-virussen: HBV, HPV, HHV-4 en HHV-8(of HSV-8)
o RNA-virussen: HTLV-I en HCV
Sommige virussen kunnen mensen wel infecteren maar niet kanker induceren
Zowel DNA als RNA tumor virussen kunnen cellen in kweek transformeren (tabel3.2)
Alleen specifieke cellen en diersoorten (bv. hamster, muis, niet mens)
Voor DNA tumorvirussen: wel infectie, geen lysis zoals in permissieve gastheer
Zeldzame cellen getransformeerd door heel verschillende virussen krijgen sterk
overeenkomstige eigenschappen
Eigenschappen van getransformeerde cellen (wss tt vraag):
o Veranderde morfologie (ronde vorm, breekbaar in fase-contrast microscoop)
o Verlies van contact inhibitie
o Vermogen om te groeien zonder binding aan solid substraat (anchorage
independence)
o Vermogen om onbeperkt te prolifereren (immortalisatie/onsterfelijkheid)
o Vermindere noodzaak voor mitogeen groeifactoren
4
