Mechansims
of
Disease
2
Kanker
en
het
genoom
......................................................................................................................................................
2
Repair
Mechansims
............................................................................................................................................................
5
Ontwikkeling
van
kanker
.................................................................................................................................................
8
Behandeling
van
kanker
................................................................................................................................................
10
Homeostase
.........................................................................................................................................................................
13
Endometriumcarcinoom
...............................................................................................................................................
19
Diagnostiek
..........................................................................................................................................................................
19
Behandeling
.........................................................................................................................................................................
20
Erfelijke
afwijkingen
........................................................................................................................................................
20
Cervixcarcinoom
...............................................................................................................................................................
22
Humaan
papillomavirus
(HPV)
..................................................................................................................................
22
Onderzoek
.............................................................................................................................................................................
23
Behandeling
.........................................................................................................................................................................
24
Lymfoma’s
...........................................................................................................................................................................
25
Extranodaal
Maringinale
Zone
Lymfoom
(eMZL)
(MALT)
.............................................................................
26
Diffuus
groot
B-‐cel
lymfoom
(DLBCL)
......................................................................................................................
26
Acute
myeloïde
leukemie
(AML)
.................................................................................................................................
26
Chronische
myeloïde
leukemie
(CML)
......................................................................................................................
28
Acute
lymfatische
leukemie
(ALL)
.............................................................................................................................
28
Chronische
lymfatische
leukemie
(CLL)
..................................................................................................................
28
Borstkanker
........................................................................................................................................................................
30
Diagnose
................................................................................................................................................................................
30
Erfelijke
afwijkingen
........................................................................................................................................................
31
Behandeling
.........................................................................................................................................................................
32
Follow-‐up
..............................................................................................................................................................................
33
Longkanker
.........................................................................................................................................................................
34
Diagnostiek
..........................................................................................................................................................................
34
Erfelijke
afwijkingen
........................................................................................................................................................
34
Typen
longkanker
.............................................................................................................................................................
34
Behandeling
.........................................................................................................................................................................
35
Melanoom
............................................................................................................................................................................
39
Diagnostiek
..........................................................................................................................................................................
39
Behandeling
.........................................................................................................................................................................
39
Follow
up
..............................................................................................................................................................................
40
Erfelijkheid
en
risicofactoren
.......................................................................................................................................
40
Tumormarkers
..................................................................................................................................................................
41
Biomarkers
..........................................................................................................................................................................
42
Specifieke
biomarkers
.....................................................................................................................................................
42
Aspecifieke
biomarkers
...................................................................................................................................................
42
Screeningprogramma’s
..................................................................................................................................................
42
Borstkanker
.........................................................................................................................................................................
42
Baarmoederhalskanker
..................................................................................................................................................
42
Medicatie
..............................................................................................................................................................................
43
Stamceltransplantatie
....................................................................................................................................................
45
Autologe
Stamceltransplantatie
(autoSCT)
..........................................................................................................
45
Allogene
Stamceltransplantatie
(alloSCT)
............................................................................................................
45
Immuunsysteem
...............................................................................................................................................................
46
Palliatieve
zorg
..................................................................................................................................................................
47
Pijnbestrijding
....................................................................................................................................................................
49
,Kanker
en
het
genoom
Chromosoom
mutaties:
• Loss/gain
van
een
chromosoom
• Translocaties
• Multi-‐locus
deleties
Gen
mutaties:
• Deleties/inserties
• Base
paren
substituties
• Frameshifts
Een
proto-‐oncogen
is
een
gen
dat
een
rol
spelen
in
de
celgroei,
celdifferentiatie
en
apoptose.
Ook
bij
signaaltransductie
en
celdeling
zijn
ze
vaak
betrokken.
Er
hoeft
maar
in
een
van
de
genen
een
mutatie
op
te
treden,
want
de
mutatie
heeft
een
dominant
karakter.
Wanneer
deze
proto-‐oncogenen
een
mutatie
ondergaan,
kan
een
oncogen
ontstaan.
Dit
gen
kan
kanker
veroorzaken.
Hier
zijn
verschillende
vormen
van:
• Groeifactoren:
stoffen
die
de
cel
van
G0
naar
de
start
van
de
celcyclus
brengen.
Een
voorbeeld
hiervan
is
v-‐SIS.
• Groeifactorreceptoren:
door
deze
receptoren
te
continu
op
‘aan’
te
hebben,
wordt
er
aan
de
controle
voorbijgegaan.
Een
voorbeeld
van
een
gemuteerde
tyrosine
kinase
is
ERB-‐B.
Dit
komt
meestal
niet
door
translocatie
maar
door
een
puntmutatie.
• Intracellulaire
signaaltransductie
factoren
die
altijd
geactiveerd
zijn:
dit
kunnen
zowel
eiwitten
met
GTPase
activiteit
als
cytoplasmische
serine
threonine
kinases.
• DNA-‐bindende
kerneiwitten:
deze
beïnvloeden
de
genexpressie.
Voorbeelden
zijn
FOS,
JUN
en
ERB-‐A.
MYC
en
MYB
vallen
hier
ook
onder,
zij
brengen
de
cel
van
de
G1
naar
de
S
fase,
waardoor
de
cel
niet
in
de
rustfase
komt.
• Celcyclusfactoren:
door
de
remming
op
de
celcyclus
weg
te
nemen,
komt
de
cel
in
constante
proliferatie.
Bcl-‐2
zorgt
ervoor
dat
er
geen
apoptose
plaatsvindt,
wat
zorgt
voor
accumulatie
van
cellen.
Oncogenen
zijn
bijvoorbeeld:
B-‐RAF
(intracellulaire
signalering;
bij
melanomen),
HER2
(groeifactor
receptor;
bij
borstkanker),
MYC
(transcriptie
factor;
bij
neuroblastoom),
RAS
(intracellulaire
signalering;
bij
colorectale
kanker)
en
VEGF
(angiogenese;
bij
metastatische
colorectale
kanker).
Een
tumorsupressorgen
is
het
tegenovergestelde
van
een
proto-‐oncogen.
Een
tumorsupressorgen
zorgt
er
juist
voor
dat
een
cel
niet
onbeperkt
kan
delen.
Ook
moet
er
in
beide
kopieën
van
het
gen
een
mutatie
optreden,
want
de
mutatie
heeft
een
recessief
karakter.
• Gatekeepers:
controle
in
de
celcyclus
• Caretakers:
DNA
reperatieve
genen
Britt
van
der
Arend
2
,TSG’s
zijn
bijvoorbeeld
APC
(colorectale
kanker),
CDKN2A
(reguleert
celdeling;
bij
melanomen),
RB
(reguleert
celdeling;
bij
retinoblastoom),
TP53
(reguleert
celdeling
en
apoptose;
bij
longkanker)
en
VHL
(reguleert
celdeling
en
angiogenese;
bij
nierkanker).
KRAS
is
verder
vaak
aangedaan
bij
pancreas
kanker,
adenocarcinomen
in
de
longen
en
colorectale
kanker.
Niet
alle
genen
zijn
specifiek
voor
één
type
tumor.
Activatie
van
een
proto-‐oncogen
d.m.v.:
• Deletie
of
puntmutatie
à
hyperactief
proteïne
in
normale
hoeveelheden
• Regulatoire
mutatie
à
normaal
proteïne,
maar
erg
veel
geproduceerd
• Promotor
hypermethylatie
(of
hypomethylatie)
à
verlies
van
transcriptie
(bijv
van
een
tumorsupressorgen)
of
juist
activatie
van
een
oncogen.
Vooral
bij
CpG-‐
sequenties.
Hier
wordt
een
cytosine-‐base
gemethyleerd,
wat
leidt
tot
transcriptioneel
zwijgen.
• Verlies
van
heterogeniteit
(LOH)
à
door
deleties
of
mitotische
recombinatie
• Verlies
van
imprenting
(LOI)
à
kan
ervoor
zorgen
dat
een
normaal
inactief
gen
opeens
toch
gaat
delen.
• Gen
amplificatie
(vermeerdering)
à
normaal
proteïne,
maar
erg
veel
geproduceerd.
Aan
te
tonen
met
behulp
van
HSRs.
§ N-‐Myc
gen:
in
30%
van
alle
neuroblastomen
§ ERBB2
gen:
borst,
ovaria,
maag,
colon,
longkanker
• Chromosoom
herschikking
o Een
gen
wordt
gekoppeld
aan
een
promotor
van
een
ander
gen,
waardoor
het
proteïne
overgeproduceerd
wordt.
o Een
gen
wordt
gekoppeld
aan
een
ander
gen,
waardoor
het
proteïne
overgeproduceerd
wordt.
§ Burkitt
lymfoma:
translocatie
8/14
waardoor
het
MYC
proteïne
overgeproduceerd
wordt.
§ Chronische
myeloide
leukemie
(CML):
translocatie
9/22
waardoor
het
ABL-‐gen
(tyrosine
kinase
proteïne)
fuseert
met
het
BCR-‐gen,
en
het
tyrosine
kinase
proteïne
constant
actief
is.
Men
noemt
dit
ook
wel
het
Philadelphia
chromosoom.
2-‐hit
hypothese
van
Knudson:
Britt
van
der
Arend
3
,Mensen
met
erfelijke
mutaties
hebben
nog
maar
1
mutatie
nodig
om
een
tumor
te
ontwikkelen.
Het
retinoblastoom
eiwit
is
verantwoordelijk
voor
het
inhiberen
van
de
celcyclus.
In
de
G1-‐fase
zorgt
het
voor
restrictie.
Om
hier
uit
te
komen
(en
te
delen)
moet
het
eiwit
gefosforyleerd
worden.
Bij
kankercellen
is
het
eiwit
verzwakt
waardoor
het
de
celdeling
niet
goed
genoeg
inhibeert.
DNA
schade
à
activatie
ATM
en
ATR
kinases
à
verhoogde
productie
p53
à
apoptose
of
stopzetten
van
de
groei
in
G1
fase.
Li-‐Fraumeni
syndroom:
dominante
overdraagbare
mutatie
in
het
p53-‐gen.
Ontwikkeling
van
veel
primaire
tumoren
op
jonge
leeftijd.
Translesie
synthese
polymerase:
repliceert
DNA
ongeacht
schade/mutaties.
Hier
zijn
minstens
vijf
verschillende
vormen
van.
Pol
η
is
vooral
belangrijk
bij
het
repliceren
van
een
base
die
is
aangetast
door
UV-‐straling.
• Xeroderma
Pigmentosa-‐Variant:
gebrek
aan
pol
η
waardoor
er
sneller
mutaties
optreden
in
de
huid
en
er
huidkanker
kan
ontstaan.
Drivers:
verantwoordelijk
voor
de
groei
en
ontwikkeling
van
de
kanker
Passengers:
ontstaan
random,
door
genoom
instabiliteit,
veroorzaken
geen
kanker
Britt
van
der
Arend
4
,Repair
Mechansims
1-‐Direct
repair
A
few
highly
specialized
repair
systems
exist
that
are
capable
of
restoring
the
structure
and
chemistry
of
the
damaged
DNA
to
its
original
state.
A.
Photolyase
Several
species
possess
photoreactivating
enzymes
(photolyases)
that
are
capable
of
converting
UV-‐induced
photoproducts
into
their
original
bases
when
stimulated
by
light
with
a
wavelength
of
300
-‐
500
nm.
Both
CPD
as
well
as
(6-‐4)PP-‐specific
photolyases
exist.
Although
they
are
present
in
many
bacteria
and
even
in
some
vertebrates
(i.e.
marsupials),
they
are
absent
in
human
and
other
placental
mammals.
B.
O6-‐Methyl-‐G
DNA
methyltransferase
Some
forms
of
alkylation
damage
are
directly
reversible
by
enzymes
that
transfer
the
alkyl
group
from
the
base
to
their
own
polypeptide
chain.
Mammalian
O6-‐Methyl-‐
guanine-‐DNA
methyltransferase
(MGMT)
is
capable
of
repairing
the
highly
mutagenic
O6-‐Me-‐guanine
and
O4-‐Me-‐
thymine
lesions
from
DNA
by
transferring
the
methyl
group
to
a
cysteine
residue
in
the
protein.
Since
it
thereby
inactivates
itself,
MGMT
is
a
suicide
protein.
2-‐Excision
repair
A.
Base
excision
repair
Most
lesions
that
are
repaired
by
base
excision
repair
(BER)
are
caused
by
spontaneous
hydrolytic
deaminations,
reactive
oxygen
species
or
methylating
agents.
In
the
first
step
of
BER,
damaged
purine
or
pyrimidine
bases
are
excised
from
the
DNA
by
lesion-‐specific
DNA
glycosylases
that
hydrolyse
the
base-‐sugar
bond
resulting
in
an
apurinic/apyrimidinic
(AP)
site.
Although
each
member
of
this
group
of
enzymes
exerts
high
specificity
for
specific
types
of
base
damage,
the
fundamental
mechanism
seems
to
be
universal
for
all
DNA
glycosylases.
The
remaining
AP
site
is
further
processed
by
an
AP
endonuclease
that
cuts
the
sugar
phosphate
backbone
and
creates
a
single
stranded
break.
Polymerase
b
incorporates
the
required
undamaged
nucleotide
and
then
a
dRPase
removes
the
abasic
sugar-‐phosphate
(dRP)
group
before
subsequent
ligation
by
DNA
ligase.
Besides
the
above
described
“short-‐patch”
BER,
also
a
“long-‐patch”
BER
mechanism
exists
which
replaces
6-‐13
nucleotides.
Single-‐strand
breaks
in
the
sugar-‐
phosphate
backbone
of
DNA
caused
for
instance
by
ionizing
radiation
are
following
some
processing
of
the
single
stranded
DNA
ends
also
repaired
by
the
BER
pathway.
B.
Nucleotide
excision
repair
Nucleotide
excision
repair
(NER)
is
a
versatile
repair
pathway
that
can
eliminate
a
broad
variety
of
structurally
unrelated
DNA
lesions
and
is
preferentially
recruited
to
remove
potentially
mutagenic
and
toxic
DNA
lesions
that
locally
destabilise
the
DNA
helix.
Britt
van
der
Arend
5
,Therefore,
it
is
not
the
actual
lesion
that
is
recognised
by
the
NER-‐system,
but
rather
the
damage-‐induced
conformational
change
in
DNA.
Clinically
relevant
NER
substrates
are
PAHs
and
UV-‐induced
CPDs
and
(6-‐4)PPs.
3-‐Double
strand
break
repair
DNA
double-‐strand
breaks
(DSBs)
are
frequently
formed
by
exogenous
and
endogenous
factors
including
ionising
radiation,
oxidative
damage
of
the
DNA
backbone,
mechanical
stress,
cellular
DNA
metabolising
agents
and
through
the
process
of
DNA
replication
itself,
when
the
replication
fork
encounters
single
stranded
nicks
in
the
DNA.
Efficient
repair
of
DSBs
is
necessary
since
replication
and
transcription
are
blocked
at
the
site
of
a
DSB
and
the
exposed
ends
are
susceptible
to
degradation,
possibly
leading
to
the
loss
of
genetic
information.
A
complex
consisting
of
the
MRE11,
hRAD50
and
NBS1
proteins
plays
an
important
role
in
the
recognition
of
DSBs,
their
exonucleolytic
processing
and
the
signalling
to
downstream
repair
pathways.
DSBs
in
the
DNA
are
repaired
via
two
main
pathways.
1. Homologous
recombination
(HR)
In
the
process
of
homologous
recombination,
genetic
information
from
a
highly
homologous
DNA
molecule
(often
the
sister
chromatid)
is
used
as
a
template
for
repair.
Firstly,
the
broken
DNA
strands
are
kept
together
to
allow
efficient
repair.
Then
single
stranded
DNA
regions
are
created
with
3’-‐OH
overhanging
ends
which
are
coated
with
a
recombinase
(Rad51
in
human
cells)
that
can
invade
a
homologous
DNA
molecule.
Recently,
it
has
been
shown
that
the
breast
cancer
susceptibility
gene,
BRCA2,
is
involved
in
the
loading
of
Rad51.
Subsequently,
various
additional
proteins
(e.g.
the
Rad51
paralogs)
are
recruited
which
function
in
the
stabilisation
of
the
complex,
branch
migration,
DNA
synthesis
or
resolution
of
generated
crossover
junctions.
B.
Non-‐homologous
end-‐joining
(NHEJ)
NHEJ
does
not
require
any
sequence
homology
since
the
termini
of
the
DSB
are
joined
and
ligated
independently
of
the
DNA
sequence.
The
heterodimer
Ku70/Ku80
binds
to
the
DNA
ends,
and
activates
the
catalytic
subunit
of
DNA-‐PK
(DNA-‐PKcs),
which
brings
the
ends
together.
Possible
additional
damage
to
DNA
bases
close
to
the
DSB
is
removed
by
the
action
of
the
versatile
endonuclease
Artemis.
XRCC4,
XLF
and
DNA
ligase
IV
perform
the
actual
rejoining.
This
process
frequently
leads
to
loss
of
genetic
information.
4-‐Mismatch
repair
(MMR).
DNA
mismatches
loops
arise
not
only
by
deamination
of
(5-‐methyl)cytosine
but
also
by
incorporation
of
inappropriate
nucleotides
during
DNA
synthesis,
and
during
recombination.
In
E.
coli,
the
MMR
(MutHLS)
pathway
that
repairs
replication-‐
associated
mismatches
and
insertion/deletion
loops
has
been
studied
extensively.
The
MutS
protein
recognises
the
mismatch
and
recruits
MutL
to
form
a
MutS/MutL/DNA
complex.
In
bacteria
the
newly
synthesized
strand,
in
which
the
misincorporation
error
Britt
van
der
Arend
6
,was
made,
is
recognized
because
it
transiently
lacks
a
specific
type
of
methylation
of
adenine
bases.
MutH
endonuclease
will
subsequently
induce
a
single-‐stranded
break
at
the
hemi-‐methylated
adenines
at
either
side
of
the
mismatch
on
the
newly
replicated
strand.
The
single
strand
DNA
fragment
is
excised
after
which
a
DNA
polymerase
can
fill
in
the
gap.
The
proteins
in
the
MMR
pathway
of
mammals
have
been
conserved
and
some
components
are
highly
related
to
the
bacterial
MMR
system.
However,
the
complexity
of
the
pathway
has
increased
during
evolution
and
the
mechanism
of
strand
discrimination
in
mammals
is
different.
Here,
the
newly
replicated
DNA
strand
containing
the
replication
error
likely
is
recognized
through
an
interaction
between
replication
factors
and
the
MMR
proteins.
A
5’
→
3’
exonuclease
removes
the
stretch
of
newly
synthesized
DNA
containing
the
mismatch,
after
which
the
replicative
DNA
polymerase
will
resume
replication.
The
mammalian
homologues
of
E.
coli
MMR
genes
act
as
heterodimers;
the
homologue
of
the
MutS
homodimer
is
one
of
the
hMSH2/hMSH6
(MutSα)
or
hMSH2/hMSH3
(MutSβ)
dimers,
hMSH2/6
recognizing
base-‐base
mismatches
and
small
slipped
replication
intermediates
and
hMSH2/3
being
specialized
for
the
repair
of
larger
slipped
replication
intermediates.
The
MutL
homologue
consists
of
hMLH1/hPMS2,
hMLH1/hPMS1
or
hMLH1/hMLH3.
Inborn
mutations
in
the
MMR
genes
hMSH2,
hMLH1,
hPMS1
and
hPMS2
in
humans
are
associated
with
the
hereditary
nonpolyposis
colorectal
cancer
(HNPCC)
syndrome.
Britt
van
der
Arend
7
, Hematocriet:
verhouding
tussen
rode
bloedcellen
en
andere
bloedcellen.
Bij
vrouwen
is
dit
ongeveer
42%
en
bij
een
man
ongeveer
45%.
Hemoglobine
(Hb):
eiwit
dat
in
de
erythrocyten
voorkomt.
Waarde
die
wordt
gemeten
geeft
de
concentratie
hemoglobine
in
het
bloed
aan.
Deze
is
bij
vrouwen
7,5-‐10,0
mmol/L
en
bij
mannen
8,5-‐11,00
mmol/L.
Bloedgroep
A:
extra
N-‐acetylgalactosamine
aan
de
H
Bloedgroep
B:
extra
galactose
aan
de
H
Stamcellen:
1. Commitant:
kan
differentiëren
in
1
type
cel
2. Pluripotential:
kan
differentiëren
in
meer
dan
1
type
cel
3. Totipotential:
kan
differentiëren
in
elk
type
cel
(bijv.
embryonale
cel)
à
Scheiden
CD34
uit.
KSL
cellen
zijn
een
vroege
vorm
van
hematopoietische
stamcellen.
• Kit
(CD117)
is
de
receptor
van
Stem
Cell
Factor.
• Sca-‐1
is
een
hematopoietische
stamcel
antigen
van
een
muis.
• Lin
is
een
reeks
van
lineage
marker
antigenen
die
bloedcellen
van
volwassen
muizen
identificeren.
Als
men
kijkt
in
een
beenmerg
holte,
dan
kunnen
bepaalde
cellen
op
bepaalde
locaties
gevonden
worden:
• De
vroege
myeloïde
voorlopercellen
langs
de
trabeculae.
• Megakaryocyten
bij
de
rand
van
de
bloedsinus.
• Erythroïde
voorlopercellen
liggen
er
in
clusters
tussen.
Ontwikkeling
van
kanker
• Proliferatieve
pool:
tumorcellen
die
aan
het
prolifereren
zijn
en
dochtercellen
produceren,
waar
weer
andere
mutaties
in
kunnen
ontstaan.
• Nonproliferatieve
pool:
tumorcellen
die
rustfase.
Deze
zijn
niet
dood,
maar
wachten
op
een
signaal
om
te
gaan
prolifereren.
Britt
van
der
Arend
8
of
Disease
2
Kanker
en
het
genoom
......................................................................................................................................................
2
Repair
Mechansims
............................................................................................................................................................
5
Ontwikkeling
van
kanker
.................................................................................................................................................
8
Behandeling
van
kanker
................................................................................................................................................
10
Homeostase
.........................................................................................................................................................................
13
Endometriumcarcinoom
...............................................................................................................................................
19
Diagnostiek
..........................................................................................................................................................................
19
Behandeling
.........................................................................................................................................................................
20
Erfelijke
afwijkingen
........................................................................................................................................................
20
Cervixcarcinoom
...............................................................................................................................................................
22
Humaan
papillomavirus
(HPV)
..................................................................................................................................
22
Onderzoek
.............................................................................................................................................................................
23
Behandeling
.........................................................................................................................................................................
24
Lymfoma’s
...........................................................................................................................................................................
25
Extranodaal
Maringinale
Zone
Lymfoom
(eMZL)
(MALT)
.............................................................................
26
Diffuus
groot
B-‐cel
lymfoom
(DLBCL)
......................................................................................................................
26
Acute
myeloïde
leukemie
(AML)
.................................................................................................................................
26
Chronische
myeloïde
leukemie
(CML)
......................................................................................................................
28
Acute
lymfatische
leukemie
(ALL)
.............................................................................................................................
28
Chronische
lymfatische
leukemie
(CLL)
..................................................................................................................
28
Borstkanker
........................................................................................................................................................................
30
Diagnose
................................................................................................................................................................................
30
Erfelijke
afwijkingen
........................................................................................................................................................
31
Behandeling
.........................................................................................................................................................................
32
Follow-‐up
..............................................................................................................................................................................
33
Longkanker
.........................................................................................................................................................................
34
Diagnostiek
..........................................................................................................................................................................
34
Erfelijke
afwijkingen
........................................................................................................................................................
34
Typen
longkanker
.............................................................................................................................................................
34
Behandeling
.........................................................................................................................................................................
35
Melanoom
............................................................................................................................................................................
39
Diagnostiek
..........................................................................................................................................................................
39
Behandeling
.........................................................................................................................................................................
39
Follow
up
..............................................................................................................................................................................
40
Erfelijkheid
en
risicofactoren
.......................................................................................................................................
40
Tumormarkers
..................................................................................................................................................................
41
Biomarkers
..........................................................................................................................................................................
42
Specifieke
biomarkers
.....................................................................................................................................................
42
Aspecifieke
biomarkers
...................................................................................................................................................
42
Screeningprogramma’s
..................................................................................................................................................
42
Borstkanker
.........................................................................................................................................................................
42
Baarmoederhalskanker
..................................................................................................................................................
42
Medicatie
..............................................................................................................................................................................
43
Stamceltransplantatie
....................................................................................................................................................
45
Autologe
Stamceltransplantatie
(autoSCT)
..........................................................................................................
45
Allogene
Stamceltransplantatie
(alloSCT)
............................................................................................................
45
Immuunsysteem
...............................................................................................................................................................
46
Palliatieve
zorg
..................................................................................................................................................................
47
Pijnbestrijding
....................................................................................................................................................................
49
,Kanker
en
het
genoom
Chromosoom
mutaties:
• Loss/gain
van
een
chromosoom
• Translocaties
• Multi-‐locus
deleties
Gen
mutaties:
• Deleties/inserties
• Base
paren
substituties
• Frameshifts
Een
proto-‐oncogen
is
een
gen
dat
een
rol
spelen
in
de
celgroei,
celdifferentiatie
en
apoptose.
Ook
bij
signaaltransductie
en
celdeling
zijn
ze
vaak
betrokken.
Er
hoeft
maar
in
een
van
de
genen
een
mutatie
op
te
treden,
want
de
mutatie
heeft
een
dominant
karakter.
Wanneer
deze
proto-‐oncogenen
een
mutatie
ondergaan,
kan
een
oncogen
ontstaan.
Dit
gen
kan
kanker
veroorzaken.
Hier
zijn
verschillende
vormen
van:
• Groeifactoren:
stoffen
die
de
cel
van
G0
naar
de
start
van
de
celcyclus
brengen.
Een
voorbeeld
hiervan
is
v-‐SIS.
• Groeifactorreceptoren:
door
deze
receptoren
te
continu
op
‘aan’
te
hebben,
wordt
er
aan
de
controle
voorbijgegaan.
Een
voorbeeld
van
een
gemuteerde
tyrosine
kinase
is
ERB-‐B.
Dit
komt
meestal
niet
door
translocatie
maar
door
een
puntmutatie.
• Intracellulaire
signaaltransductie
factoren
die
altijd
geactiveerd
zijn:
dit
kunnen
zowel
eiwitten
met
GTPase
activiteit
als
cytoplasmische
serine
threonine
kinases.
• DNA-‐bindende
kerneiwitten:
deze
beïnvloeden
de
genexpressie.
Voorbeelden
zijn
FOS,
JUN
en
ERB-‐A.
MYC
en
MYB
vallen
hier
ook
onder,
zij
brengen
de
cel
van
de
G1
naar
de
S
fase,
waardoor
de
cel
niet
in
de
rustfase
komt.
• Celcyclusfactoren:
door
de
remming
op
de
celcyclus
weg
te
nemen,
komt
de
cel
in
constante
proliferatie.
Bcl-‐2
zorgt
ervoor
dat
er
geen
apoptose
plaatsvindt,
wat
zorgt
voor
accumulatie
van
cellen.
Oncogenen
zijn
bijvoorbeeld:
B-‐RAF
(intracellulaire
signalering;
bij
melanomen),
HER2
(groeifactor
receptor;
bij
borstkanker),
MYC
(transcriptie
factor;
bij
neuroblastoom),
RAS
(intracellulaire
signalering;
bij
colorectale
kanker)
en
VEGF
(angiogenese;
bij
metastatische
colorectale
kanker).
Een
tumorsupressorgen
is
het
tegenovergestelde
van
een
proto-‐oncogen.
Een
tumorsupressorgen
zorgt
er
juist
voor
dat
een
cel
niet
onbeperkt
kan
delen.
Ook
moet
er
in
beide
kopieën
van
het
gen
een
mutatie
optreden,
want
de
mutatie
heeft
een
recessief
karakter.
• Gatekeepers:
controle
in
de
celcyclus
• Caretakers:
DNA
reperatieve
genen
Britt
van
der
Arend
2
,TSG’s
zijn
bijvoorbeeld
APC
(colorectale
kanker),
CDKN2A
(reguleert
celdeling;
bij
melanomen),
RB
(reguleert
celdeling;
bij
retinoblastoom),
TP53
(reguleert
celdeling
en
apoptose;
bij
longkanker)
en
VHL
(reguleert
celdeling
en
angiogenese;
bij
nierkanker).
KRAS
is
verder
vaak
aangedaan
bij
pancreas
kanker,
adenocarcinomen
in
de
longen
en
colorectale
kanker.
Niet
alle
genen
zijn
specifiek
voor
één
type
tumor.
Activatie
van
een
proto-‐oncogen
d.m.v.:
• Deletie
of
puntmutatie
à
hyperactief
proteïne
in
normale
hoeveelheden
• Regulatoire
mutatie
à
normaal
proteïne,
maar
erg
veel
geproduceerd
• Promotor
hypermethylatie
(of
hypomethylatie)
à
verlies
van
transcriptie
(bijv
van
een
tumorsupressorgen)
of
juist
activatie
van
een
oncogen.
Vooral
bij
CpG-‐
sequenties.
Hier
wordt
een
cytosine-‐base
gemethyleerd,
wat
leidt
tot
transcriptioneel
zwijgen.
• Verlies
van
heterogeniteit
(LOH)
à
door
deleties
of
mitotische
recombinatie
• Verlies
van
imprenting
(LOI)
à
kan
ervoor
zorgen
dat
een
normaal
inactief
gen
opeens
toch
gaat
delen.
• Gen
amplificatie
(vermeerdering)
à
normaal
proteïne,
maar
erg
veel
geproduceerd.
Aan
te
tonen
met
behulp
van
HSRs.
§ N-‐Myc
gen:
in
30%
van
alle
neuroblastomen
§ ERBB2
gen:
borst,
ovaria,
maag,
colon,
longkanker
• Chromosoom
herschikking
o Een
gen
wordt
gekoppeld
aan
een
promotor
van
een
ander
gen,
waardoor
het
proteïne
overgeproduceerd
wordt.
o Een
gen
wordt
gekoppeld
aan
een
ander
gen,
waardoor
het
proteïne
overgeproduceerd
wordt.
§ Burkitt
lymfoma:
translocatie
8/14
waardoor
het
MYC
proteïne
overgeproduceerd
wordt.
§ Chronische
myeloide
leukemie
(CML):
translocatie
9/22
waardoor
het
ABL-‐gen
(tyrosine
kinase
proteïne)
fuseert
met
het
BCR-‐gen,
en
het
tyrosine
kinase
proteïne
constant
actief
is.
Men
noemt
dit
ook
wel
het
Philadelphia
chromosoom.
2-‐hit
hypothese
van
Knudson:
Britt
van
der
Arend
3
,Mensen
met
erfelijke
mutaties
hebben
nog
maar
1
mutatie
nodig
om
een
tumor
te
ontwikkelen.
Het
retinoblastoom
eiwit
is
verantwoordelijk
voor
het
inhiberen
van
de
celcyclus.
In
de
G1-‐fase
zorgt
het
voor
restrictie.
Om
hier
uit
te
komen
(en
te
delen)
moet
het
eiwit
gefosforyleerd
worden.
Bij
kankercellen
is
het
eiwit
verzwakt
waardoor
het
de
celdeling
niet
goed
genoeg
inhibeert.
DNA
schade
à
activatie
ATM
en
ATR
kinases
à
verhoogde
productie
p53
à
apoptose
of
stopzetten
van
de
groei
in
G1
fase.
Li-‐Fraumeni
syndroom:
dominante
overdraagbare
mutatie
in
het
p53-‐gen.
Ontwikkeling
van
veel
primaire
tumoren
op
jonge
leeftijd.
Translesie
synthese
polymerase:
repliceert
DNA
ongeacht
schade/mutaties.
Hier
zijn
minstens
vijf
verschillende
vormen
van.
Pol
η
is
vooral
belangrijk
bij
het
repliceren
van
een
base
die
is
aangetast
door
UV-‐straling.
• Xeroderma
Pigmentosa-‐Variant:
gebrek
aan
pol
η
waardoor
er
sneller
mutaties
optreden
in
de
huid
en
er
huidkanker
kan
ontstaan.
Drivers:
verantwoordelijk
voor
de
groei
en
ontwikkeling
van
de
kanker
Passengers:
ontstaan
random,
door
genoom
instabiliteit,
veroorzaken
geen
kanker
Britt
van
der
Arend
4
,Repair
Mechansims
1-‐Direct
repair
A
few
highly
specialized
repair
systems
exist
that
are
capable
of
restoring
the
structure
and
chemistry
of
the
damaged
DNA
to
its
original
state.
A.
Photolyase
Several
species
possess
photoreactivating
enzymes
(photolyases)
that
are
capable
of
converting
UV-‐induced
photoproducts
into
their
original
bases
when
stimulated
by
light
with
a
wavelength
of
300
-‐
500
nm.
Both
CPD
as
well
as
(6-‐4)PP-‐specific
photolyases
exist.
Although
they
are
present
in
many
bacteria
and
even
in
some
vertebrates
(i.e.
marsupials),
they
are
absent
in
human
and
other
placental
mammals.
B.
O6-‐Methyl-‐G
DNA
methyltransferase
Some
forms
of
alkylation
damage
are
directly
reversible
by
enzymes
that
transfer
the
alkyl
group
from
the
base
to
their
own
polypeptide
chain.
Mammalian
O6-‐Methyl-‐
guanine-‐DNA
methyltransferase
(MGMT)
is
capable
of
repairing
the
highly
mutagenic
O6-‐Me-‐guanine
and
O4-‐Me-‐
thymine
lesions
from
DNA
by
transferring
the
methyl
group
to
a
cysteine
residue
in
the
protein.
Since
it
thereby
inactivates
itself,
MGMT
is
a
suicide
protein.
2-‐Excision
repair
A.
Base
excision
repair
Most
lesions
that
are
repaired
by
base
excision
repair
(BER)
are
caused
by
spontaneous
hydrolytic
deaminations,
reactive
oxygen
species
or
methylating
agents.
In
the
first
step
of
BER,
damaged
purine
or
pyrimidine
bases
are
excised
from
the
DNA
by
lesion-‐specific
DNA
glycosylases
that
hydrolyse
the
base-‐sugar
bond
resulting
in
an
apurinic/apyrimidinic
(AP)
site.
Although
each
member
of
this
group
of
enzymes
exerts
high
specificity
for
specific
types
of
base
damage,
the
fundamental
mechanism
seems
to
be
universal
for
all
DNA
glycosylases.
The
remaining
AP
site
is
further
processed
by
an
AP
endonuclease
that
cuts
the
sugar
phosphate
backbone
and
creates
a
single
stranded
break.
Polymerase
b
incorporates
the
required
undamaged
nucleotide
and
then
a
dRPase
removes
the
abasic
sugar-‐phosphate
(dRP)
group
before
subsequent
ligation
by
DNA
ligase.
Besides
the
above
described
“short-‐patch”
BER,
also
a
“long-‐patch”
BER
mechanism
exists
which
replaces
6-‐13
nucleotides.
Single-‐strand
breaks
in
the
sugar-‐
phosphate
backbone
of
DNA
caused
for
instance
by
ionizing
radiation
are
following
some
processing
of
the
single
stranded
DNA
ends
also
repaired
by
the
BER
pathway.
B.
Nucleotide
excision
repair
Nucleotide
excision
repair
(NER)
is
a
versatile
repair
pathway
that
can
eliminate
a
broad
variety
of
structurally
unrelated
DNA
lesions
and
is
preferentially
recruited
to
remove
potentially
mutagenic
and
toxic
DNA
lesions
that
locally
destabilise
the
DNA
helix.
Britt
van
der
Arend
5
,Therefore,
it
is
not
the
actual
lesion
that
is
recognised
by
the
NER-‐system,
but
rather
the
damage-‐induced
conformational
change
in
DNA.
Clinically
relevant
NER
substrates
are
PAHs
and
UV-‐induced
CPDs
and
(6-‐4)PPs.
3-‐Double
strand
break
repair
DNA
double-‐strand
breaks
(DSBs)
are
frequently
formed
by
exogenous
and
endogenous
factors
including
ionising
radiation,
oxidative
damage
of
the
DNA
backbone,
mechanical
stress,
cellular
DNA
metabolising
agents
and
through
the
process
of
DNA
replication
itself,
when
the
replication
fork
encounters
single
stranded
nicks
in
the
DNA.
Efficient
repair
of
DSBs
is
necessary
since
replication
and
transcription
are
blocked
at
the
site
of
a
DSB
and
the
exposed
ends
are
susceptible
to
degradation,
possibly
leading
to
the
loss
of
genetic
information.
A
complex
consisting
of
the
MRE11,
hRAD50
and
NBS1
proteins
plays
an
important
role
in
the
recognition
of
DSBs,
their
exonucleolytic
processing
and
the
signalling
to
downstream
repair
pathways.
DSBs
in
the
DNA
are
repaired
via
two
main
pathways.
1. Homologous
recombination
(HR)
In
the
process
of
homologous
recombination,
genetic
information
from
a
highly
homologous
DNA
molecule
(often
the
sister
chromatid)
is
used
as
a
template
for
repair.
Firstly,
the
broken
DNA
strands
are
kept
together
to
allow
efficient
repair.
Then
single
stranded
DNA
regions
are
created
with
3’-‐OH
overhanging
ends
which
are
coated
with
a
recombinase
(Rad51
in
human
cells)
that
can
invade
a
homologous
DNA
molecule.
Recently,
it
has
been
shown
that
the
breast
cancer
susceptibility
gene,
BRCA2,
is
involved
in
the
loading
of
Rad51.
Subsequently,
various
additional
proteins
(e.g.
the
Rad51
paralogs)
are
recruited
which
function
in
the
stabilisation
of
the
complex,
branch
migration,
DNA
synthesis
or
resolution
of
generated
crossover
junctions.
B.
Non-‐homologous
end-‐joining
(NHEJ)
NHEJ
does
not
require
any
sequence
homology
since
the
termini
of
the
DSB
are
joined
and
ligated
independently
of
the
DNA
sequence.
The
heterodimer
Ku70/Ku80
binds
to
the
DNA
ends,
and
activates
the
catalytic
subunit
of
DNA-‐PK
(DNA-‐PKcs),
which
brings
the
ends
together.
Possible
additional
damage
to
DNA
bases
close
to
the
DSB
is
removed
by
the
action
of
the
versatile
endonuclease
Artemis.
XRCC4,
XLF
and
DNA
ligase
IV
perform
the
actual
rejoining.
This
process
frequently
leads
to
loss
of
genetic
information.
4-‐Mismatch
repair
(MMR).
DNA
mismatches
loops
arise
not
only
by
deamination
of
(5-‐methyl)cytosine
but
also
by
incorporation
of
inappropriate
nucleotides
during
DNA
synthesis,
and
during
recombination.
In
E.
coli,
the
MMR
(MutHLS)
pathway
that
repairs
replication-‐
associated
mismatches
and
insertion/deletion
loops
has
been
studied
extensively.
The
MutS
protein
recognises
the
mismatch
and
recruits
MutL
to
form
a
MutS/MutL/DNA
complex.
In
bacteria
the
newly
synthesized
strand,
in
which
the
misincorporation
error
Britt
van
der
Arend
6
,was
made,
is
recognized
because
it
transiently
lacks
a
specific
type
of
methylation
of
adenine
bases.
MutH
endonuclease
will
subsequently
induce
a
single-‐stranded
break
at
the
hemi-‐methylated
adenines
at
either
side
of
the
mismatch
on
the
newly
replicated
strand.
The
single
strand
DNA
fragment
is
excised
after
which
a
DNA
polymerase
can
fill
in
the
gap.
The
proteins
in
the
MMR
pathway
of
mammals
have
been
conserved
and
some
components
are
highly
related
to
the
bacterial
MMR
system.
However,
the
complexity
of
the
pathway
has
increased
during
evolution
and
the
mechanism
of
strand
discrimination
in
mammals
is
different.
Here,
the
newly
replicated
DNA
strand
containing
the
replication
error
likely
is
recognized
through
an
interaction
between
replication
factors
and
the
MMR
proteins.
A
5’
→
3’
exonuclease
removes
the
stretch
of
newly
synthesized
DNA
containing
the
mismatch,
after
which
the
replicative
DNA
polymerase
will
resume
replication.
The
mammalian
homologues
of
E.
coli
MMR
genes
act
as
heterodimers;
the
homologue
of
the
MutS
homodimer
is
one
of
the
hMSH2/hMSH6
(MutSα)
or
hMSH2/hMSH3
(MutSβ)
dimers,
hMSH2/6
recognizing
base-‐base
mismatches
and
small
slipped
replication
intermediates
and
hMSH2/3
being
specialized
for
the
repair
of
larger
slipped
replication
intermediates.
The
MutL
homologue
consists
of
hMLH1/hPMS2,
hMLH1/hPMS1
or
hMLH1/hMLH3.
Inborn
mutations
in
the
MMR
genes
hMSH2,
hMLH1,
hPMS1
and
hPMS2
in
humans
are
associated
with
the
hereditary
nonpolyposis
colorectal
cancer
(HNPCC)
syndrome.
Britt
van
der
Arend
7
, Hematocriet:
verhouding
tussen
rode
bloedcellen
en
andere
bloedcellen.
Bij
vrouwen
is
dit
ongeveer
42%
en
bij
een
man
ongeveer
45%.
Hemoglobine
(Hb):
eiwit
dat
in
de
erythrocyten
voorkomt.
Waarde
die
wordt
gemeten
geeft
de
concentratie
hemoglobine
in
het
bloed
aan.
Deze
is
bij
vrouwen
7,5-‐10,0
mmol/L
en
bij
mannen
8,5-‐11,00
mmol/L.
Bloedgroep
A:
extra
N-‐acetylgalactosamine
aan
de
H
Bloedgroep
B:
extra
galactose
aan
de
H
Stamcellen:
1. Commitant:
kan
differentiëren
in
1
type
cel
2. Pluripotential:
kan
differentiëren
in
meer
dan
1
type
cel
3. Totipotential:
kan
differentiëren
in
elk
type
cel
(bijv.
embryonale
cel)
à
Scheiden
CD34
uit.
KSL
cellen
zijn
een
vroege
vorm
van
hematopoietische
stamcellen.
• Kit
(CD117)
is
de
receptor
van
Stem
Cell
Factor.
• Sca-‐1
is
een
hematopoietische
stamcel
antigen
van
een
muis.
• Lin
is
een
reeks
van
lineage
marker
antigenen
die
bloedcellen
van
volwassen
muizen
identificeren.
Als
men
kijkt
in
een
beenmerg
holte,
dan
kunnen
bepaalde
cellen
op
bepaalde
locaties
gevonden
worden:
• De
vroege
myeloïde
voorlopercellen
langs
de
trabeculae.
• Megakaryocyten
bij
de
rand
van
de
bloedsinus.
• Erythroïde
voorlopercellen
liggen
er
in
clusters
tussen.
Ontwikkeling
van
kanker
• Proliferatieve
pool:
tumorcellen
die
aan
het
prolifereren
zijn
en
dochtercellen
produceren,
waar
weer
andere
mutaties
in
kunnen
ontstaan.
• Nonproliferatieve
pool:
tumorcellen
die
rustfase.
Deze
zijn
niet
dood,
maar
wachten
op
een
signaal
om
te
gaan
prolifereren.
Britt
van
der
Arend
8
