Genética y cáncer

GENÉTICA Y CÁNCERGENÉTICA Y CÁNCER

Enrique Lastra ArasEnrique Lastra Aras

Sección de Oncología MédicaSección de Oncología Médica

Unidad de Consejo GenéticoUnidad de Consejo Genético

Hospital General YagüeHospital General Yagüe

CONTENIDOSCONTENIDOS

• El material genético

• El ciclo celular

• Apoptosis

• Genética y cáncer de pulmón

• Genética y cáncer colorrectal

• Genética y cáncer de mama

• Consejo genético en cáncer hereditario

RESUMEN

REPLICACION. El ADN forma copias idénticas.

TRANSCRIPCION. Formación del mARN.

mARNSplicing

NUCLEO

CITOPLASMATRASLACION. La lectura del mARN se realiza en el citoplasma.

El ribosoma lee en sentido 5’ 3’

La proteína es liberada al citoplasma.

ADN

ARN

Proteína

Módulo I 27

REPARACION DEL ADN

Las modificaciones que puede sufrir el ADN por efecto de las mutacionesse conocen como Lesión del ADN (ADN Damage).Las células poseen mecanismos para reparar estas lesiones (ADN repair).Existen distintas causas de lesión que provocan diferentes respuestasen las células que reparan mediante distintos mecanismos de acción.En una situación normal, si la lesión del ADN no puede ser reparadala célula se autodestruye (Apoptosis). En caso que la lesión persista y la célula escape a la Apoptosis, el daño celular se transmite a través de la duplicación del ADN.

MECANISMOSCAUSAS

• Alteraciones químicas espontáneas

en las moléculas del ADN.

• Alteracionesproducidas por factores

ambientales.

RESPUESTAS

• Inversión de la lesión del ADN

(Reversal of DNAdamage).

• Corte de la lesión ADN(Excision of DNA

damage).

• Tolerancia a la lesión (Tolerance of DNA

damage)

• Fotoreactivación del ADN.

• O6MGT

• Base Excision Repair• Nucleotide Excision Repair

• Mismach Repair

• Recombinational repair(HR, RJ)

Módulo I 28

ALTERACIONES QUIMICAS ESPONTANEAS EN LAS MOLECULAS DEL ADN

DEAMINACION DE BASES DEPURINACION

• Pérdida del grupo amino (NH2) en Adenina. Citosina, Guanina y Metil-citosina.

AAdenina

CCitosina

NH2 (Perdida)

NH2(Pérdida)

ConversiónHypo-Xantina

O

GGuanina

NH2 (Perdida)

ConversiónXantina

O

U

O

ConversiónUracilo

NH2(Pérdida)

T

O

ConversiónTimina

CH3

mCMetilCitosina

CH3

o

C 1’ 4’C

3’C C 2’

OHH

H

HH

5’CH2OH

OH

• Pérdida de bases Púricas o Pirimidínicas.

A9Pérdida

La zona sinla base se

conoce comoAPURINICA

(AP).

o

C 1’ 4’C

3’C C 2’

OHH

H

HH

5’CH2OH

OH

AP

Módulo I 29

ALTERACIONES PRODUCIDAS POR FACTORES AMBIENTALES-II

RADIACIONES UV

• La radiación ultravioleta (UV) provoca en la cadena de ADN uniones de Timinas que se conocen con el nombre de anillos de cilobutano o dímeros de timina.

o

C 1’ 4’C

3’C C 2’

OHH

H

HH

5’CH2OH

T

1

o

C 1’ 4’C

3’C C 2’

OHH

H

HH

5’CH2

OH

T

1P

O

OO

O

Los dímeros de Timina distorsionan la

doble hélice de ADN.

Módulo I 30

ALTERACIONES PRODUCIDAS POR FACTORES AMBIENTALES-III

AGENTES ALKILANTES

• Los agentes alkilantes son componentes químicos que transfieren grupos metílicos o etílicos a las bases del ADN, por lo tanto modifican químicamente a las bases.

G

O

6

CH3

La metilación del Carbono 6de la Guanina, produce la

metil-Guanina.

O

6

mG

CH3 O

6

mG

La Metil-Guanina seaparea con la Timina en lugar de la Citosina.

C T GA T G

T A G A C

CH3

TC

Aparece una mutación puntual.

Módulo I 31

ALTERACIONES PRODUCIDAS POR FACTORES AMBIENTALES-III

CROSS-LINKING

PT

Diversos elementos químicos, como mostazas nitogenadas, ácido nitroso, mitomicina ylos derivados del platino, pueden unirse al ADN provocando abultamientos e inestabilidadde la doble hélice.

EL Cis-Platino se une a las G del ADN de formas distintas

G

G

Interstrand cross-linking

Intrastrand cross-linking

G

G

PT

Monoadduct

G

G

PT PT

ADN-Protein cross-linking

G

G

PROTEIN

La unión Intercadenas es la más citotóxica.Módulo I 32

MECANISMOS DE REPARACION DEL ADN

O6MGT

• La enzima O6 METIL-GUANINA-METILTRANSFERASA (O6MGT) es capaz de transferir los grupos metilos de la METIL-GUANINA al residuo de CISTEINA del Enzima.

CH2HS

•O6MGTCH3 O

6mG

METIL-GUANINA

CH3 O

6CH2HSCH3

GUANINA METIL-CISTEINA

La mutación se repara sin corte del ADN.Módulo I 33

A T G A C GC T G

T A C G C T G C


BASE EXCISION REPAIR (BER)

A T G A C GC T G

T A C G C T G C

•ADNBase Mutada

A T G A C GC T G

T A C G C T G C

GLICOLASA

A T G A C GC T G

T A C G C T G C

Zona AP

AP Endonucleasa

A T G A C GC T G

T A C G C T G C

A

La mutación puede estar producida por una deaminación o depurinación.

La enzima GLICOLASA reconoce y eliminala base mutada.

La zona sin la base se conoce como zona AP y esdonde se une la enzima AP ENDONUCLEASA.

La enzima AP ENDONUCLEASA eliminala ribosa y el fósforo, generando un gap.

ADN POLIMERASA+

LIGASA

La ADN POLIMERASA y la LIGASA, restablecen lacadena original.

Módulo I 34

TFIIH

RPAXPA


NUCLEOTIDE EXCISION REPAIR (NER)

Lesión del ADN

XPC-R23

1º- Proteínas específicas detectan la lesión.

RPAXPA

XPC-R23

2º- Desenrollamiento del ADN, cerca de la lesión por el complejo proteíco TFIIH.

TFIIH

RPAXPA

XPC-R23

3º Acción de ENDONUCLEASAS, ERCC1 cortaen 5’ y XPG corta en 3’.

ERCC1

XPG

Son eliminados de 25 a 30 nucleótidoscercanos a la lesión.

4º Polimerasas (Pol d) PCNA y LIGASASsintetizan una nueva cadena.

Pol d

PCNA

LIGS

Módulo I 35

EL CICLO CELULAR

● La capacidad de una célula en transformarse en dos es una propiedad fundamental de los organismos vivos. Con el nombre de Ciclo Celular agrupamos el conjunto de eventos biológicos que permiten la división celular.

● La división celular consta de cuatro fases coordinadas: 1. Crecimiento Celular. 2. Duplicación del ADN. 3. Correcta distribución del ADN a las células hijas. 4. División en dos células hijas (Cytokinesis).

● La progresión en cada una de estas fases está controlada por un complejo conjunto proteico.

Módulo II 1

CICLO CELULAR: FASES

M

4n

G1

S

G2

2n

2n

4n

2n

II G1. Intervalo antes de la fase de síntesis. Hay crecimiento y actividad celular, pero no duplicación del ADN.

La célula es todavía 2n.

I MITOSIS: División celular. Cada célula hija tiene 2n cromosomas.

IV G2. Intervalo antes de la Mitosis. Gran actividad metabólica. Se sintetizan las proteínas para la Mitosis.

III S. Fase de Síntesis. Se duplica el ADN celular. La célula es 4n.

Módulo II 2

CICLO CELULAR: TIEMPOS

M

G1

S

G2

La duración del ciclo celular varía considerablemente según el tipo de tejido. En cultivo, el ciclo celular dura 24 horas.

G2

4h

G1

11h

S

8h

M

1h

M

1h

G1

11h

S

8h

G2

4h

Módulo II 3

CICLO CELULAR: VARIACIONES

La finalidad del ciclo celular es la división de la célula.Las células del organismo pueden dividirse en cuatro grupos en función de sus capacidades de proliferación.

1. Células con alta capacidad proliferativa.

2. Células con nula capacidad proliferativa.

3. Células con capacidad proliferativa ocasional.

4. Células con capacidad proliferativa constante.

El ciclo celular presenta características propias en cada uno deestos grupos.

Módulo II 4


1. Células con alta capacidad proliferativa.

Es característica de células que se dividen a gran velocidad,como sucede en las primeras fases de la embriogénesis yciertos tipos tumorales. El ciclo celular puede durar 30 minutos.No hay fases G1 y G2, la Mitosis (M) alterna con la fase de síntesis (S).

2n

2n

4n4n

2n

2n

4n

2n

2n

4n

M

S

M

SM

SMódulo II 5


2. Células con nula capacidad proliferativaSon grupos celulares altamente diferenciados y que han perdidosu capacidad de división. Por ejemplo, células nerviosas y músculo cardíaco.

M

G1

S

G2

División celularsólo durante laembriogénesis.

Alta diferenciacióncelular. Se pierde la

capacidad de división.

Módulo II 6

Cuando hay lesión o muerte celular, factores externos favorecen la entrada en G1.

CICLO CELULAR: VARIACIONES3. Células con capacidad proliferativa ocasional

Algunos tejidos se caracterizan porque sus células abandonan la fase G1y entran en fase G0, que se caracteriza por tener baja actividad metabólicay nula proliferación (quiescencia). Sin embargo, cuando las condiciones lorequieren, entran de nuevo en G1 y continúan la división celular.

M

G1

S

G2

G0Fibroblastos y células epiteliales de: Hígado,Pulmón, Páncreas,Riñón, Próstata y Mama.Entran en fasequiescente G0.

2n

2n4n

Módulo II 7

CICLO CELULAR: VARIACIONES4. Células con capacidad proliferativa constante.

En los tejidos con alta tasa de proliferación y muerte celular, como tejidoepitelial, tracto digestivo y sangre, existen células con gran capacidad de división, son las células madre, que reemplazan a las células diferenciadas que desaparecen.

4nM

G1

S

G2

Célula madre

2n

Diferenciación celular

2n Célula madre

Algunos tumores se caracterizan por presentar sólo células madre; no hay diferenciación celular.

Módulo II 8

CONTROL DEL CICLO CELULAR

Diversos factores de crecimiento, permiten que las células en G0, entren en el ciclo celular al final de la fase G1. Es el Restriction Point (RP). Existen, además, tres puntos de chequeo “Checkpoints” (ChP). Al final de G1, al final de G2 y al final de M. Los ChP aseguran que el ADN está en perfectas condiciones para seguir a través del ciclo celular.

M

G1

S

G2ChP

ChP

RP

Factores de crecimiento, PDGF,EGF e IGF-I, inducen las célulasen G0, entran en el ciclo celular,superan el Restriction Point (RP) y siguen por la Fase S.

El RP es, además, un punto dechequeo frente a lesionesexternas del ADN. La p53 actúaa este nivel, frena el ciclo e impideque el ADN lesionado entre en Fase S.

Si el ADN no se ha replicado totalmente

en la Fase S, el ciclo se para

en G2, impidiendoel inicio de la Mitosis

hasta que la Replicaciónes completa.

Lesiones en el ADNfrenan el ciclo en G2,hasta su reparación.

Al final de la Mitosis hay un checkpoint queasegura una distribución equitativa de cromosomas

a cada célula hija.

Módulo II 9

Al inicio de G2, Cdk1 se une a la CyB

M

G1

S

G2

MOLÉCULAS QUE REGULAN EL CICLO CELULAR. NIVEL G2/M Actúa la proteína cdc2 (cell division cycle mutant) conocida también comoCdk1(Cyclin-dependent kinase). En la fase G2/M, la Cdk1 se une a una ciclina B(CyB) que se sintetiza durante la fase S. El dímero Cdk1-CyB, permite la Mitosis. . Al complejo Cdk1-CyB también se le conoce como MPF (Maturation PromotingFactor).

CyBSíntesis de CiclinaB durantela fase S. Alcanza un máximoal inicio de G2

CyB

Cdk1

Se fosforilan los aa 167(THR),15(TYR) y 14 (THR) de Cdk1

CyB

Cdk1

P

1515

1414 P

P

161

CyB

Cdk1

P

161

Desfosforilación aa14 y aa15

P

1515

1414 PCyB

Cdk1

P

161

Complejo activador de la MITOSIS

Al final de la Mitosis sedegrada la CyB

CyB

Cdk1

P

161

Módulo II 10

CyD

CyD

CyD

MOLÉCULAS QUE REGULAN EL CICLO CELULAR

M

G1

S

G2

Distintas ciclinas y Cdk actúan a lo largo de las fases G1 y S.

DURANTE G1

Cdk2 Cdk4

Cdk6

AL FINAL DE G1

CyE

Cdk2

Permiten la transición de G1 a S.

PROGRESIÓN ATRAVÉS DE

FASE S.

CyA

Cdk2

Módulo II 11

DIVISIÓN CELULAR: LA MITOSIS

En los mamíferos, durante la mitosis se producen los eventos siguientes:

• El ADN se condensa, se duplica y los cromosomas se hacen visibles al microscopio.

• Se rompe la membrana nuclear.

• El citoesqueleto celular se reorganiza y forma el huso mitótico.

• Los cromosomas se desplazan y se unen a los filamentos del huso mitótico.

• Los cromosomas duplicados se separan y se reparten equitativamente a cada polo celular.

• Aparición de una nueva membrana nuclear que envuelve a los cromosomas.

Módulo II 12

DIVISIÓN CELULAR: FASES DE LA MITOSIS

Todos los eventos anteriormente citados se han dividido en cuatro períodos de tiempo que se conocen como:

● PROFASE

● METAFASE

● ANAFASE

● TELOFASE

Módulo II 13

PROFASE-I

Condensación del ADN.Aparición de los cromosomas.

Cada cromosoma está duplicado: 2 cromátidas.

El centrosoma se duplica y se deplaza hacia los polos.

Los microtúbulos se constituyen a partir de los centrosomas para formar el huso mitótico.

Se degrada la membrana nuclear.

CyB

Cdk1

P

161

Acción del complejo activador de la MITOSIS.

Módulo II 14

PROFASE-II

Los microtúbulos conectan con zonas muy específicas de los cromosomas,denominadas Centrosomas.

Los centrosomas son la zona de unión de lasdos cromátidas.

En los centrosomas se unen proteínas específicas para formarel Kinetocoro.

Los microtúbulosse unen al Kinetocoro.

Los microtúbulos estánformados por unidadesde α y β tubulina.

Módulo II 15

METAFASE

Durante la metafase los microtúbulosse sitúan en el ecuador de la célula

formando el huso mitótico.

Módulo II 16

ANAFASE

Módulo II 17

En la anafase hay una contracción(despolimerización) de los microtúbulos,

que separan las dos cromátidas.

TELOFASE

Contracción de la membrana citoplasmática.

Formación de membranasnucleares.

Descompactación de las cromátidas y distribuciónequitativa de cromosomas en cada núcleo.

Módulo II 18

CyB

Cdk1

P

161

TELOFASEAl final de la Mitosis se degrada la CyB

Aparece un anillo de contracción formado por ACTINA y MIOSINA II,que permite la separación de las dos células hijas: es la CITOKINESIS.

Módulo II 19

MUTACIONES: DEFINICIONES

TÉRMINO DEFINICIÓN

MUTACIÓN: Cambio hereditable en la secuencia genética de un organismo.

MUTANTE: Organismo portador de una o más mutaciones en su genoma.

GENOTIPO: Información genética codificada en el genoma de un organismo.

FENOTIPO: Manifestación externa del genotipo.

MUTÁGENO: Agente que incrementa la frecuencia de mutaciones.

MUTAGÉNESIS: Procesos que conducen a las mutaciones.

Módulo II 20

TA CA C GC T GA T G

3’

5’AT G C T GT A C G A C

ACCATC

TGGTAG

EXÓN 1 Intrón1 EXÓN 2

C G G C C GC G G

G C C G C C G G C

5’

3’

PROMOTOR

T A

A

ADN NO MUTADO

Mutación localizada en exón 1, cambio de C por A en el segundo codón.

MUTACIÓN PUNTUAL: SUSTITUCIÓN DE UNA BASE

TA CA C GT GA T G

3’

5’AT G C T GT A C A C

ACCATC

TGGTAG


C G G C C GC G G

G C C G C C G G C

5’

3’

PROMOTOR

T A

ADN MUTADO

T

Módulo II 21

MUTACION PUNTUAL: SUSTITUCIÓN DE UNA BASEADN MUTADO A por G

U A C C AU G C U GUGGUAG

mARN

C G G C C GC G G

G C C G C C G G C

5’

3’

ZONA PROMOTORA ACTIVADATA CA C GA T GA T G

3’


ACCATC

TGGTAG

AU

Codifica para

MET

m7G

U AU G C U G5’ 3’A G A C

Codifica para

TYR

Codifica para

CYS

No codifica para ningún aminoácido.

STOP

U

A CG

Codifica para

ASP

CODÓN WT

A CU

Codifica para

TYR

CODÓN MUTADO

CAMBIO DE UN SOLO NUCLEÓTIDO SUPONE CAMBIO DE AA

La mutación en el ADN se transmite en el mARN,

Módulo II 22

MUTACIÓN PUNTUAL: TIPOS

TÉRMINO DEFINICIÓN

TRANSICIÓN Cambio (>) de una base Púrica por otra Púrica o Pirimidínica por otra Pirimidínica. G>A, A>G, C>T, T>C

TRANSVERSIÓN Cambio de una base Púrica por otra Pirimidínica o una Pirimidínica por una Púrica. G>T, G>C, A>T, A>C, T>A, T>G,

C>A, C>G

Módulo II 23

MUTACIÓN PUNTUAL: INCORPORACIÓN DE UNA BASE(FRAMESHIFT +)

T

TA CA C GC T GA T G

3’


ACCATC

TGGTAG


C G G C C GC G G

G C C G C C G G C

5’

3’

PROMOTOR

T A

ADN NO MUTADO


TA CA C GC T GA T G

3’


ACCATC

TGGTAG

C G G C C GC G G

G C C G C C G G C

5’

3’

PROMOTOR

T A

ADN MUTADO

INCORPORACIÓN DE UNA TIMINA (T) EN EL SEGUNDO CODÓN DEL EXÓN 1.

Módulo II 24

U G A C AU G C U GA G

mARN WT. Lectura codones en base 3

MUTACIÓN PUNTUAL: INCORPORACIÓN DE UNA BASE (FRAMESHIFT +)

T

U A C G A C AU G C U GUGGUAG

mARN

C G G C C GC G G

G C C G C C G G C

5’

3’

ZONA PROMOTORA ACTIVADATA CA C GC T GA T G

3’


ACCATC

TGGTAG

ADN TEMPLATE CON T INCORPORADA

A

Codifica para

MET

Codifica para

ASP

Codifica para

CYS

No codifica para ningún aminoácido

STOP


Codifica para

MET

A

Codifica para

GLU

Codifica para

LEU LEU

Codifica para

Incorporación de A en el mARN

mARN mutado. Lectura codones en base 3

Secuencia proteína WTLa incorporación de A altera la pauta de lectura.

Secuencia proteína mutada

Proteína distinta

Módulo II 25

CLASIFICACIÓN DE LAS MUTACIONES

TIPO CAUSAS EJEMPLOS

MISSENSE• Mutación

Puntual

• Adición de bases Frameshift +

A CG ASP

CODÓN WT

A CU TYR

CODÓN MUTADO


MET ASP CYS STOP

SECUENCIA WT

PROTEÍNA WT

MET CYS STOPTYR

PROTEÍNA MUTADA

A CG ASP A CA GLU

La incorporación de A altera la pauta de lectura

MET LEU LEUGLU

• Delección de bases Frameshift -

A C ASP THRA C U MET ALATHR

La pérdida de una base (G) altera la pauta de lectura

EFECTOS FENOTÍPICOSPérdida total de la función de la proteína o Pérdida parcial de la función proteica

o Ganancia de función o Alteración de la función.

G

Módulo II 26



SILENTE• Mutación

PuntualA CG ASP

CODÓN WT CODÓN MUTADO


MET ASP CYS STOP

SECUENCIA WT

PROTEÍNA WT

EFECTOS FENOTÍPICOS

No hay cambio de AA. La proteína queda igual. No hay ningún efecto detectable.

U ASPCuando la mutaciónestá en la tercera baseno cambia el AA.

G A

MET ASP CYS STOP No hay cambio proteico.

Módulo II 27



NONSENSE

A CG ASP

CODÓN WT


MET ASP CYS STOP

SECUENCIA WT

PROTEÍNA WT

•Mutación Puntual

• Adición de bases Frameshift +

• Delección de bases Frameshift -

EFECTOS FENOTÍPICOSSe produce una proteína truncada que puede dar lugar a: Pérdida total de la

funcióno Pérdida parcial de la función o Ganancia de función o Alteración de la función.

Se produce siempre que una mutación puntual o un frameshift + ó -, introduce uno de los tres codones de paro.

UAG , UAA , UGA

CODÓN MUTADO

A CGU

Adición de U

A CGU

Cambio pauta lectura

STOP

MET STOPPROTEÍNA MUTADA

Módulo II 28

TA CA C GC T GA T G

3’


ACCATC

TGGTAG


C G G C C GC G G

G C C G C C G G C

5’

3’

PROMOTOR

T A

LOCALIZACIÓN Y EFECTOS DE LAS MUTACIONES

EN ZONAPROMOTORA

EFECTOS

•Aumentoo

Reducción de la expresión

génica.

EN ZONAEXÓNICA

EFECTOS

•Mut. Missense

•Mut. Nonsense

•Mut. Silentes

EN ZONAINTRÓNICA

EFECTOS•Sin efectos

•Excepto si seproducen en

áreas de Splicing.

Módulo II 29

APOPTOSIS

● La apoptosis es un mecanismo de autodestrucción celular.

● Las células poseen en sus membranas celulares unas proteínas que actúan como sensores y que se conocen como “Death Receptors”.

● Los “Death Receptors” se activan por la presencia de señales externas (Ligandos, “Death Ligands”).

● La unión Death Receptors - Death Ligands activa reacciones bioquímicas en el citoplasma celular que conducen a la muerte celular, apoptosis.

● La característica más típica de apoptosis es la fragmentación del ADN.

Módulo III 1

CARACTERÍSTICAS DE LOS “DEATH RECEPTORS” (SENSORES)

MembranaCitoplasmática

Espacio - Extracelular

Espacio - Citoplasmático

1º-Porción extracelularpresenta aminoácidos

ricos en cisteínas (Cysteine-Rich-Domain)

(CRDs).

2º- Porción citoplasmáticase conoce como “Death Domain”

(DD).

3º-Los ligandos “Death Ligands” se unen al CRDs.

4º-Proteínas adaptadorasse unen a los

“Death Domain”.

APOPTOSIS

Módulo III 2

PRINCIPALES “DEATH RECEPTORS” Y “DEATH LIGANDS”

APOPTOSIS

● Cada “DEATH RECEPTOR” tiene su “DEATH LIGAND”.

● Los “DEATH RECEPTORS” y los “DEATH LIGANDS” tienen diferentes nombres:

Módulo III 3

DEATHRECEPTORS SINÓNIMO

DEATHLIGANDS SINÓNIMO

Fas CD95Apo-1

FasL CD95L

TNFR1 P55CD120a

TNF

DR3 Apo3WSL-1

TRAMPLARD

Apo3L TWEAK

DR4/DR5 Apo2TRAIL-R2TRICK2KILLER

Apo2L TRAIL

El acoplamiento delLigando con el

Receptor, induce launión de proteínas

denominadas Fas-Associated Death Domain

(FADD) o Morten la zona

Death Domain (DD)de la proteína receptora.

DEATH RECEPTOR FAS/CD95

DD

FADD

DEATH LIGANDFasL/CD95L

En una zona de la proteínaFADD denominda “ DeathEffector Domain” se une

una proteasa (procaspasa 8)que es transformada en

CASPASA 8.Procaspasa 8

Caspasa 8 queactiva Caspasa 3.

Caspasa 3

ProduceAPOPTOSISpor fragmentacióndel ADN.

Caspasa 3

APOPTOSIS A TRAVÉS DE FAS

Módulo III 4

● La liberación de Citocromo C mitocondrial es el principal factor activador de la apoptosis.

● Existen proteínas que inhiben la liberación de Citocromo C, son las anti-apoptóticas.

● Existen proteínas que activan la liberación de Citocromo C, son las pro-apoptóticas.

PRO-APOPTOSIS

BadBidBaxBim

ANTI-APOPTOSIS

Bcl-2

BcL-XL

CONTROL MITOCONDRIAL DE LA APOPTOSIS

Módulo III 5

GENERALIDADES DE LA PROTEÍNA Bcl-2

Módulo III 6

LOCALIZACIÓN: Cromosoma 18q21.

PROTEÍNA: Consta de 239 aminoácidos.• Presenta zonas hidrofóbicas que permiten su anclaje

a las membranas celulares.• Estas zonas son necesarias para su actividad

anti-apoptosis.• Principalmente se localiza en la cara externa de la

membrana mitocondrial.

FUNCIÓN: Inhibe la liberación del Citocromo C, que es unactivador de las caspasas que activan la apoptosis.

• Bcl-2 es inhibido por las proteínas Bax y Bim.• En los tumores, el gen está hipometilado en la zona

promotora y, por lo tanto, la proteína está sobreexpresada.

GENERALIDADES DE LA PROTEÍNA Bcl-XL

LOCALIZACIÓN: Cromosoma 20q11.1.

PROTEÍNA: Consta de 233 aminoácidos.• Se han descrito mutaciones que afectan a la función

proteica. • Las localizadas en los aa 131, 133, 138 y 148, afectan

a la unión con Bax.• Se localiza en la cara externa de la membrana

mitocondrial.

FUNCIÓN: Inhibe la liberación del Citocromo C, que es un activador de las caspasas que activan la apoptosis.

• Bcl-XL es inhibido por la proteína Bad.

Módulo III 7

GENERALIDADES DE LA PROTEÍNA BAD


PROTEÍNA: Consta de 168 aminoácidos.• Se localiza en la cara externa de la membrana

mitocondrial. • Cuando está fosforilada (en los aa Ser-75, Ser-99 y

Ser-118) se localiza en el citoplasma.

FUNCIÓN: Promueve la apoptosis.• Inhibe la acción de las proteínas anti-apoptosis,

Bcl-2 y Bcl-XL.

Módulo III 8

GENERALIDADES DE LA PROTEÍNA BID


PROTEÍNA: Consta de 195 aminoácidos.• Su localización es predominantemente

citoplasmática.

FUNCIÓN: Promueve la apoptosis.• La caspasa 8 rompe la proteína formando una

subunidad (tBid) que se une a la membrana mitocondrial, favoreciendo la liberación del citocromo.

Módulo III 9

GENERALIDADES DE LA PROTEÍNA BAX

LOCALIZACIÓN: Cromosoma 19q13.3-q13.4.

PROTEÍNA: Consta de 192 aminoácidos.• Variaciones en el aa 11 se asocia al plasmocitoma,

variaciones en el aa 67 a la leucemia linfoblástica aguda y variaciones en el aa 108, con el linfoma de Burkitt.

• Se localiza en la cara externa de la membrana mitocondrial.

FUNCIÓN: Promueve la apoptosis por liberación del Citocromo C mitocondrial.

Módulo III 10

GENERALIDADES DE LA PROTEÍNA BIM


PROTEÍNA: Consta de 198 aminoácidos.• Existen dos isoformas (BimL y BimEL), la

Isoforma BimL presenta variaciones en los aa 42 a 101 y es más potente que la Isoforma BimEL.

• Se localiza en las membranas intra citoplasmáticas.

FUNCIÓN: Promueve la apoptosis, inhibe la acción de Bcl-2.

Módulo III 11

En una zona de la proteínaFADD denominada “ Death

Effector Domain” se uneuna proteasa (procaspasa 8)

que es transformada en CASPASA 8.

DEATH RECEPTOR FAS/CD95

DD

FADD

DEATH LIGANDFasL/CD95L

Procaspasa 8

Caspasa 8

BID

Caspasa 8 Fracciona la proteína

bid.

tBidC

tBid

tBid activa y liberael Citocromo Cmitocondrial queactiva caspasa 9 y 3.

CCaspasa -9

Caspasa -3

APOPTOSIS

APOPTOSIS A TRAVÉS DE BID

Módulo III 12

Diversos factores activan el Citocromo C mitocondrial,que liberado al citoplasma se une alas caspasas activando la apoptosis.

CCaspasa -9

C

Caspasa -3

APOPTOSIS

Bcl-2Bcl-XL

Bcl-2 y Bcl-XL inihen la síntesis de Citocromo C y, en consecuencia,inhiben la apoptosis.

BCL-2 Y BCL-XL

Módulo III 13

Diversos estímulos externospueden activar Bax y Bim.

Bax Bim

Bcl-2 Bcl-2

Bax Bim Bax y Bim se unen a lamembrana mitocondriale inhiben la acción de Bcl-2.

APOPTOSIS A TRAVÉS DE BAX Y BIM

Módulo III 14

CÁNCER DE PULMÓN

• Generalidades.

• Genes y proteínas relacionados con el cáncer de pulmón.

• Mecanismos de acción de los genes y proteínas relacionados con el cáncer de pulmón.

1

GENERALIDADES DEL CÁNCER DE PULMÓN

Histológica y clínicamente el cáncer de pulmón sedivide en SCLC (cáncer de célula pequeña) y NSCLC(cáncer de célula no pequeña).

• SCLC. Características neuroendocrinas.

• NSCLC. Incluye: Adenocarcinoma. Carcinoma escamoso. Carcinoma células grandes.

2

PRINCIPALES ALTERACIONES MOLECULARES RELACIONADAS CON EL CÁNCER DE PULMÓN

GENES SUPRESORESTUMORALES (TSG)

p53p16INK4a-CiclinaD1-CDK4-RBFHITRASSF1A

ALTERACIONES DE LAMETILACIÓN

p16INK4a

DAPKGSTP1MGMT

GENES RELACIONADOSCON ACTIVACIÓN DE

SEÑALES

RAS KITEGFR GRPHER2/neu MYC

INESTABILIDADGENÓMICA (MSI)

CROMOSOMAS 3p, 5q, 9p, 11q, 13q, 17p,

18q y 22q

3

GENERALIDADES DEL GEN p53

LOCALIZACIÓN: Cromosoma 17p3.

GEN: Consta de 11 exones.

PROTEÍNA: Consta de 393 aminoácidos. • Posee 3 dominios: uno, en extremo inicial N, activador de la transcripción; uno, central para unirse al ADN, y uno, en extremo C terminal de oligomerización.• p53 es funcional cuando está en forma tetramérica.

MUTACIONES: En el cáncer de pulmón, la mayor parte de las mutaciones están localizadas en los exones 5 y 8.

EFECTOS DEL TABACO: Produce transversiones G-Ty mutaciones en codones 157, 248 y 273.

4


FRECUENCIA MUTACIONES p53

SCLC

75-100%

NSCLC

47%

Adenocarcinomas - 39%Carcinomas escamosos - 51%Carcinomas células grandes - 54%

Tammemagi MC et al. 1999. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 8:625-6345


CARACTERÍSTICAS DE LAS MUTACIONES DE p53

• 70-80% son mutaciones missense que prolongan la vida media de la proteína y pueden ser

detectadas por inmunohistoquímica.

• 20-30% son mutaciones nonsense, delecciones, inserciones o errores de splicing y no son

detectables por inmunohistoquímica.

• Mutaciones de p53 en adenocarcinomas se asocian a un mal pronóstico.

Mitsudomi et al 2000. Clin Cancer Res 6:4055-4063.6

LA PROTEÍNA p53

N

Extremo amino-terminal Parte Central Extremo Carboxiterminal

C

Responsable de activarla transcripción.

Zona de unión al ADN. Responsable de la oligomerización de la proteína.

FORMA LINEAL

FORMA GLOBULARLa forma activa de p53

es globular y tetramérica

7

M

G2G1

CyDCdk4

CyECdk2

CÓMO ACTÚA p531º

1º Una lesión en el ADN estimula la síntesis de p53, su tetramerización y su vida media en el citoplasma celular.

2º

2º p53 se une al ADN para estimular la síntesis de p21.

p53

3º

3º p21 se une a los complejos CyE/Cdk2 y CyD/Cdk4, parando el ciclo celular en G1.

p21

p214º

RPA

TFIIH

XPA

XPC-R23ERCC1

XPG

S

5º

5º Una vez reparada la lesión, continúan las fases de síntesis, G2 y mitosis.

4º Durante la parada del ciclo celular actúan los enzimas que repararán la lesión del ADN.

8

LA PROTEÍNA p53 MUTADAFORMA LINEAL

1º Las mutaciones más frecuentes aparecen en la zona de la proteína que se une al ADN.

FORMA GLOBULARp53 MUTADA

Responsable de activarla transcripción

N

Extremo amino-terminal Parte Central Extremo Carboxiterminal

C

Zona de unión al ADN

Responsable de la oligomerización de la proteína

1º

2º

2º Las mutaciones cambian la estructura de la proteína.

157 245 /248

273 282

9

M

G2G1

CyDCdk4

CyECdk2

CÓMO ACTÚA p53 MUTADA

1º 2º

2º p53 mutada no puede unirse al ADN y, por lo tanto, no hay síntesis de p21.

3º

3º La ausencia de p21 impide la parada del ciclo celular.

p21

4º

S

5º Los errores se acumulan y propagan en las fases de síntesis, G2 y Mitosis.

4º No hay reparación de la lesión del ADN.

1º Una lesión en el ADN estimula la síntesis de p53. Si p53 está mutada hay dificultades en la tetramerización y la vida media de la proteína en el citoplasma celular es muy corta.

5º

6º

6º Las mutaciones pueden conducir a la carcinogénesis.

10

p53 COMO TERAPIA GÉNICA

En tumores accesibles por punción

Se inyecta p53 normal

La finalidad es que p53active la apoptosis tumoral

Con reducción total o parcial del tumor

RESULTADOS CLÍNICOS VARIABLES• En 19 pacientes:

RC 1(5%), RP 11(58%), EE 3(16%), PE 2 (11%), NE 2(11%) (Swisher et al 1999. J Natl Cancer Inst 91:763-771)

• En 25 pacientes:No diferencias entre quimioterapia sola versus quimioterapia + p53

(48% respuestas objetivas versus 58%, respectivamente)(Schuler et al 2001. J Clin Oncol 19:1750-1758)

11

GENERALIDADES DEL COMPLEJO p16INK4a –CiclinaD1-CDK4-RB

El complejo p16INK4a –CiclinaD1-CDK4-RB regula la transición de G1a S en el ciclo celular.

El gen MTS1 da lugar a un mARN llamado INK4a, que codifica para una proteína denominada p16INK4a .

GEN MTS1

mARN INK4a

Proteína p16 INK4a

Proteína p16INK4a inhibe el complejo ciclina D1-CDK4

p16INK4a

12


El gen Rb

El gen Rb (Retinoblastoma) consta de 27 exones y codifica para una proteína de 928 aminoácidos.

La proteína Rb se expresa en todas las células del organismo, y cuando está hipofosforilada se une a las proteínas E2F. El complejo Rb-E2F bloquea el ciclo celular en las fases de G1 a S.

M

G1

S

G2Rb

E2F

Rb

E2F 13


CyD

Cdk4

M

G1

S

G2

Rb

E2F

P

P

P

M

G1

S

G2

E2F

RbP

P

P

El complejo proteico Ciclina D1-CDK4 hiperfosforila a la proteína Rb.

Cuando Rb está hiperfosforilada, Rb se libera de E2F, se desbloquea el ciclo celular y E2F activa la transcripción degenes.

14

M

G1

S

G2

CyD

Cdk4

GENERALIDADES DEL COMPLEJO p16INK4a –Ciclina D1-CDK4-RB

La proteína p16 inhibe la acción del complejo Ciclina D1-CDK4, por lo que no hay hiperfosforilización de Rb.

CyD

Cdk4

M

G1

S

G2

Rb

E2F

P

P

P p16 INK4a

Si p16 está inactivado (por mutación, delección o hipermetilación) no hay inhibición del complejo Ciclina D1-CDK4 y sí fosforilación continua de Rb, con la consecuente progresión del ciclo Celular y transcripción de genes.

E2F

RbP

P

P

15

EL COMPLEJO p16INK4a –Ciclina D1-CDK4-RB y CÁNCER DE PULMÓN

• En NSCLC la hipermetilación en la zona promotora de p16 se ha observado en un 30-70%.

• La inactivación de RB es más frecuente en SCLC (90%) que en NSCLC (15-30%).

• La inactivación simultánea de p16 y Rb no es frecuente en el cáncer de pulmón.

16

GENERALIDADES DEL GEN K-RAS EN CÁNCER DE PULMÓN

LOCALIZACIÓN: Cromosoma 12p12.1.

PROTEÍNA: Consta de 189 aminoácidos. Se une a la cara interna de la membrana citoplásmatica por el aa 186 y al GTP por los aa 10-17, 57-61 y 116-119.

MUTACIONES: Localizadas en los codones 12, 13 y 61. En el cáncer de pulmón la frecuencia de mutaciones es del 15-20%.

• Los adenocarcinomas representan 20-30%.• El 70% de las mutaciones son transversiones G-T. • Las más frecuentes en el codon 12, el wt (wild type) es

GGT (Glicina) y las mutaciones pueden ser TGT (Cisteína) o GTT (Valina).

17

1º Ras debe anclarse en la cara interna de la membrana celular

Ras

La proteína Ras (p21) consta de 121 aa.

Los tres últimos aa de Ras son eliminados por la enzima Farnesil Transferasa (FT).

La FT incorpora un grupo Farnesilo,que permite el anclaje de Ras a la cara

interna de la membrana celular.

Farnesilo

CÓMO ACTÚA Ras NORMAL

2º Si no hay estímulo externo, Ras está inactivo

Ras

Como miembro de la superfamilia de proteínas G, Ras se une

con gran afinidad a GDP o GTP.

PP

GDP

Cuando Ras está unido a GDP, está en forma inactiva.

18

SOS

CÓMO SE ACTIVA Ras NORMAL

P

P

P

P

P

P PPRas

1º

1º Un factor de crecimiento (GF) se une a un receptor de membrana y activa su fosforilación.

G F

2º

2º La proteína Grb2 actúa como puente entre el GF fosforilado y la proteína SOS que fosforila Ras.

P

GTP

3º

Grb2

3º La proteína SOS es una Guanine nucleotide Exchange Factor (GEF), se une a Grb2 y este complejo permite la fosforilación del GDP del Ras, en GTP.

RasPP P

GTP

4º

4º El complejo Ras-GTP es la forma activa de Ras.19

M

G1

S

G2

CyD

Cdk4

GENERALIDADES DEL COMPLEJO p16INK4a –Ciclina D1-CDK4-RB

La proteína p16 inhibe la acción del complejo Ciclina D1-CDK4, por lo que no hay hiperfosforilización de Rb.

CyD

Cdk4

M

G1

S

G2

Rb

E2F

P

P

P p16 INK4a

Si p16 está inactivado (por mutación, delección o hipermetilación) no hay inhibición del complejo Ciclina D1-CDK4 y sí fosforilación continua de Rb, con la consecuente progresión del ciclo Celular y transcripción de genes.

E2F

RbP

P

P

15

Raf

CÓMO ACTÚA Ras NORMAL ACTIVADO

RasPP P

GTP MEK ERKERK

1º

1º Ras activado se une a la proteína Raf-kinasa.

2º

2º El complejo Ras-GTP-Raf, activa la proteína MEK (MMAP-kinasa/EERK KKinasa).

3º

3º La proteína MEK activa a proteínas de la familia ERK (Extracellular signal-Regulated Kinase).

4º

4º Las proteínas ERK se unen al ADN y actúan como factores de transcripción.

5º

5º Los factores de transcripción activan la DIVISIÓN CELULAR.

20

Raf

CÓMO SE REGULA Ras NORMAL ACTIVADO

Raf

RasPP P

GTP

GAP

RasPP

MEK ERKERKGDP

1º

1º La actividad de Ras es abolida por la enzima GAP (GTPase Activating Proteins)que produce la hidrólisis de GTP a GDP.

2º

2º El complejo Ras-GDP, es inactivo, no permite la unión a Raf y, en consecuencia, no hay activación de MEK, ERK ni actividad mitótica.

AUSENCIA DE PROLIFERACIÓN CELULAR

21

CÓMO ACTÚA Ras MUTADO

Raf

RasPP P

GTP MEK ERKERK

GAP

Raf

PP P

GTPRas

1º

1º Las mutaciones de Ras en el codón 12 son suficientes para cambiar la estructura de la proteína.

2º

2º Ras mutado impide la actuación de GAP.

3º

3º Al no actuar GAP, Ras está permanentemente en forma activa.

4º

4º Hay proliferación celular constante.

22

OTROS GENES IMPLICADOS EN EL CÁNCER DE PULMÓN

• EGFR• Sobre-expresado en NSCLC (principalmente en carcinoma escamoso) Es raro en SCLC. El fármaco IRESSA® (gefitinib) inhibe el EGFR. Sirotnak et al 2000. Clin Cancer Res 60: 1871-1877.

• HER2/neu• Se expresa en un 30% en NSCLC (adenocarcinoma) y se asocia a una pobre supervivencia. El fármaco monoclonal HERCEPTIN® (trastuzumab) bloquea la actividad de HER2/neu. Agus DB et al 2000. Semin Oncol 27: 53-63.

RECEPTOR -KIT• Actúa como factor autocrino en el desarrollo del SCLC. El fármaco GLIVEC® (imatinib) ha comenzado a ensayarse en el SCLC.

• GASTRIN-RELEASING-PEPTIDE (GRP)• El gen GRP se expresa en un 20-60% en SCLC y es poco frecuente en NSCLC .

23

OTROS GENES IMPLICADOS EN EL CÁNCER DE PULMÓN

La familia MYC consta de 3 miembros: MYC, MYCN y MYCL.

• Amplificaciones de MYCN y MYCL son características de SCLC. MYC se expresa en SCLC y en NSCLC, aunque de forma desigual .

• MYC en NSCLC: 8%• MYC en SCLC: 18%

• FAMILIA MYC

24

Módulo V 1

CÁNCER COLORRECTAL

● Generalidades.

● Genes y proteínas relacionados con el cáncer colorrectal.

● Mecanismos de acción de los genes y proteínas relacionados con el cáncer colorrectal.

GENERALIDADES DEL CÁNCER COLORRECTAL

Entre el 5 y el 10% de los cánceres colorrectales son hereditarios; hay dos formas de presentación:

1- Poliposis Familiar Adenomatosa (FAP). Presenta numerosos Adenomas y mutaciones germinativasen el gen APC.

2- Cáncer Hereditario no Polipósico (HNPCC o Síndrome de Lynch).Presenta mutaciones germinales en los genes que intervienen en la reparación de ADN, principalmente en hMSH2 en cromosoma 2p21 y hMSH1 en cromosoma 3p21.

Módulo V 2

ALTERACIONES MOLECULARES RELACIONADAS CON EL CÁNCER COLORRECTAL

APCp53

K-rasDCC

hMSH2 hMLH1hPMS1hPMS2

GTBP (hMSH6)hMSH3 (DUG)

GENES

17 18

PÉRDIDAS DE

HETEROZIGOCIDAD(LOH)

CROMOSOMAS

50%

25%1q, 4p, 5q, 6p, 6q, 8p, 18p, 22q

Módulo V 3

GENERALIDADES DEL GEN APC(Adenomatous Polyposis Coli, APC)

LOCALIZACIÓN: Cromosoma 5q21.


PROTEÍNA: Formada por 2843 aminoácidos. Su función no está del todo definida, pero se sugiere que regula la unión de la β-catenina con las proteínas del citoesqueleto.

MUTACIONES: Se han descrito mutaciones en el cáncercolorrectal que afectan a los aminoácidos siguientes: 890, 906, 911, 1027, 1307, 1313, 1317 y 1422.

Módulo V 4

CARACTERÍSTICAS MOLECULARES DEL APC

GEN: CONSTA DE 15 EXONES

CODIFICA PARA UNA PROTEÍNA DE 2843 AA

CN AA1 AA2843

Se han detectado mutaciones en el cáncer colorrectal que afectan a los aminoácidos indicados.

171 722 817 890 911 1176 1307 1317 1422 2738

414 784 880 906 1027 1184 1313 1348 1508 2621 2839

Módulo V 5

Localización

FAPFAPFAPFAPC Colorrectal, Sind TurcotC Colorrectal, Sind TurcotC ColorrectalFAP, C ColorrectalC ColorrectalFAPFAPPoblación AshkenaziC ColorrectalC ColorrectalFAPC ColorrectalC Colorrectal, Sind TurcotFAPFAPFAP

CARACTERÍSTICAS DE LAS MUTACIONES-APC

Nº AA

171414722784880890906911102711761184130713131317134814221508262127382839

SerArgSerSerIleValSerGluTyrProAlaIleThrGluArgAspAlaSerIleLeu

AA WT*

IleCysGlyThrThrIleTyrGlyCysLeuProLysAlaGluTrpHisValCysThrPhe

AA Mutado

Módulo V 6

*WT: Wild type.

PROBABLE MECANISMO DE ACCIÓN DE LA PROTEÍNA APC

1º Las caderinas y las cateninas intervienen en las uniones inter-celulares.

2º Las caderinas α β y γ se unen entre sí para formar uniones con los microfilamentos de actina y con las caderinas.

APC

APC APC

APC

3º La APC se une a la β catenina. Mutaciones que afecten a APC pueden alterar las uniones con el citoesqueleto (actina) y las cateninas de unión.

caderinas cateninasFilamentos de

actina

4º El gen APC actúa como un gen tumoral supresor.

Módulo V 7


LOCALIZACIÓN: Cromosoma 17p3, con 11 exones.


PROTEÍNA: Consta de 393 aminoácidos y posee3 dominios: uno en extremo inicial N, activador de la Transcripción; uno central para unirse al ADN, y uno en extremo C terminal de oligomerización .p53 es funcional cuando está en forma tetramérica.

MUTACIONES: La mayor parte de las mutaciones estánlocalizadas en los exones 4, 8 y “hotspots”, en los codones 175, 245, 248 273 y 282.

Módulo V 8

GENERALIDADES DEL GEN K-RAS


PROTEÍNA: Consta de 189 aminoácidos. Se une a la cara interna de la membrana citoplásmatica por el aa 186 y al GTP por los aa 10-17, 57-61 y 116-119.

MUTACIONES: Localizadas en los codones 12, 13 y 61.En el Cáncer Colorrectal los codones 12 y 13 están mutados en el 40% de los casos.

Módulo V 13

GENERALIDADES DEL GEN DCC(Deleted in Colorectal Carcinoma, DCC)


GEN: Contiene 27 exones.

PROTEÍNA: La proteína DCC normal consta de 1447 aa.Es una proteína de membrana celular con dominios extra-celular (aa 1 al 1097), transmembrana (aa 1098 al 1122) ycitoplasmático (aa 1123 al 1447). En condiciones normalesel dominio extra-celular es un receptor para netrin-1, que es una proteína que orienta la dirección de los axones.

ALTERACIONES: El DCC se comporta como un gen supresor tumoral. En el cáncer CR es característica la pérdida de heterozigosidad en el cromosoma 18q.

Módulo V 19

CARACTERÍSTICAS MOLECULARES DE DCC

La proteína DCC consta de 1447 aminoácidos, distribuidos de la siguiente forma:

Del aa 1 al 1097 son extra-celular.

Del aa 1098 al 1122 son trans-membrana.

Del aa 1123 al 1447 son citoplasmáticos.

En condiciones normales DCCes un receptor de netrin-1.

La unión con netrin-1 bloquea la apoptosis y dirige la orientación de los axones.

Módulo V 20

CÁNCER COLORRECTAL Y DCC

En el cáncer colorrectal se pierden los aminoácidos 25 al 1447.

En individuos polimórficos las pérdidas cromosómicas (LOH) del 18q en la zona donde está el gen que codifica para DCC se asocian a un

mal pronóstico en el cáncer colorrectal.

Módulo V 21

PÉRDIDA DE HETEROZIGOZIDAD Y DCC

Marcadores moleculares en el cromosoma 18q.

Las células tumorales pierden una secuencia en uno de los cromosomas.

Las secuencias cromosómicaspueden ser amplificadas por PCR y detectadas en geles

de agarosa.

Como son polimórficas,las secuencias tienendistinto número de basesamplificadas y emigrana distintos niveles.

En las células tumorales sólo seamplifica la secuencia en uno delos cromosomas; en el otro se haperdido (deleccionado).LOH

Módulo V 22

GENERALIDADES DEL GEN hMLH1(human MutantL Homolog, hMLH1)


GEN: Consta de 19 Exones.

PROTEÍNA: Está formada por 756 aminoácidos y se localiza en el núcleo celular, donde actúa como proteínareparadora de las lesiones del ADN.

ALTERACIONES: Mutaciones en este gen se asocian atumores hereditarios como: Cáncer de colon no polipósicohereditario (Síndrome de Lynch), Síndrome de Turcot, Síndrome de Muir-Torre, Tumores gastrointestinales yTumores urogenitales.

Módulo V 23

CARACTERÍSTICAS MOLECULARES DEL GEN hMLH1GEN: CONSTA DE 19 EXONES

Exón 16

Exón 4

Exón 19

Exón 13

Exón 17

Exón 8

Exón 2

Exón 6

Exón 12

Exón 7

CON VARIACIONES EN LOS SIGUIENTES EXONES:

CODIFICA PARA UNA PROTEÍNA DE 756 AMINOÁCIDOS.

CN AA1 AA756

LAS VARIACIONES EN LOS EXONES AFECTAN A LOS AA SIGUIENTES:

616 618117 716497107 406 659 71422662

67 322 596487

Módulo V 24

CARACTERÍSTICAS DE LAS VARIACIONES DEL GEN–hMLH1

EXON

2244678121313161616171919

CAMBIONUCLEÓTIDO

184. C-T199. G-A320. T-G350. C-T965. G-A1216. C-T676. C-T1786-ATT Delet1459. C-T1490. C Insert1852. AA.GG1846. AAG Dele3,5 kilobase delet1975. C-T2141. G-A2146. G-A

Nº AA.AAWT*- MUT

62. Gln-Stop67. Gly-Arg107. Ile-Arg117. Thr-Met322. Gly-Asp406. Arg-Stop226. Arg-Stop596. Delet Asp487. Arg-Stop497. Frameshif618. Lys-Ala616. Delet Lys3,5. Delet kb659. Arg-Stop714. Trp-Stop716. Val-Met

Módulo V 25

*WT: Wild type.

ALTERACIONES CROMOSÓMICAS Y CÁNCER COLORRECTAL

• Existe una gran variabilidad de secuencias genéticas entre los individuos y muchas de estas variaciones se localizan en zonas no codificantes del ADN (zonas intrónicas). Estas regiones no codificantes se utilizan para crear finger-prints genéticos. • Estas regiones son unidades repetitivas de ADN, que se clasifican en función de su tamaño de repetición.

TIPOS DE ADN FINGER-PRINTS

• SATÉLITES

• MINISATÉLITES

• MICROSATÉLITES

Módulo V 26

CARACTERÍSTICAS DE LOS FINGER-PRINTS

TIPO

Satélite

Minisatélites

Microsatélites

TAMAÑOEN PB*

5-200

9-70

1-4

TAMAÑO EN KB(Cromosoma)

Megabases

1-20 kb

menos de 1kb

CARACTERÍSTICAS

Se localiza en heterocromatina y

centrómeros.

Se localiza a lo largo de todo el genoma y de forma

especial en los telómeros.

Son monounidades de Adeninas o dinucleótidos de

CA/CG a lo largo del genoma.

Módulo V 27

*Pares de bases

INESTABILIDAD DE MICROSATÉLITES DEL GEN hMLH1

• En el cáncer de colon no polipósico hereditario es característica la presencia de alteraciones en el ADN del gen hMLH1, que se conocen como Inestabilidad de Microsatélites (Microsatellite Instability, MSI).

• El gen hMLH1 tiene la función de codificar para una proteína (hMLH1) que reconoce y repara las lesiones del ADN.

•Los microsatélites son secuencias altamente polimórficas entre la población sana.

Alelo 1 Alelo 2CACACACACACACACACACA

Secuencia CA repetida 10 veces.

CACACACACACASecuencia CA repetida 6 veces.

Previa amplificación porPCR. Las secuencias(CA)n en un gel migrana distintos niveles.

Módulo V 28

INESTABILIDAD DE MICROSATÉLITES DEL GEN hMLH1

Células normales queson heterozigotas parael microsatélite (CA)n en el cromosoma 18q.

Las células tumorales pierden CA en uno de los alelos.

Las secuencias de microsatélitespueden ser amplificadas por PCR y detectadas en geles

de agarosa.

Como son polimórficas,las secuencias tienendistinto número de basesamplificadas y emigrana distintos niveles.

En las células tumorales que hanperdido secuencias CA, emigrana distinto nivel.

MSIMódulo V 29

CÁNCER DE MAMA

● Genes y Proteínas relacionados con el cáncer de mama.

● Mecanismos de acción de los Genes y Proteínas relacionados con el cáncer de mama.

Módulo IV 1

GENES, PROTEÍNAS Y HORMONAS RELACIONADAS CON EL CÁNCER DE MAMA

K-ras p21 p53 p21ERBB2 ERBB2BRCA1 BRCA1BRCA2 BRCA2

GEN PROTEÍNA

GEN HORMONA ESTEROIDEA

Estradiol Estradiol

Módulo IV 2

GENERALIDADES DEL GEN K-RAS

LOCALIZACIÓN: Cromosoma 12p12.1

PROTEÍNA: Consta de 189 aminoácidos.● Se une a la cara interna de la membrana citoplasmática

por el aa 186 y al GTP por los aa 10-17, 57-61 y 116-119.

MUTACIONES: Localizadas en los codones 12, 13 y 61.● En el cáncer de mama las mutaciones de k-Ras son muy

bajas (<10%).

Módulo IV 3


LOCALIZACIÓN: Cromosoma 17p3, con 11 exones.

PROTEÍNA: Consta de 393 aminoácidos.● Posee 3 dominios: uno en extremo inicial N, activador de

la transcripción; uno central para unirse al ADN y uno en extremo C terminal de oligomerización.

● p53 es funcional cuando está en forma tetramérica.

MUTACIONES: 20-25% en cáncer de mama.● El 90% de las mutaciones están localizadas entre los

exones 5 al 9.● Las mutaciones más frecuentes están en los codones

175, 248 y 273.● Las mutaciones relacionadas con peor pronóstico están

en los codones 165-185 y 235-252.

Módulo IV 9

GENERALIDADES DEL ERBB2 (HER2 /NEU)

LOCALIZACIÓN: Cromosoma 17q 21.1.

PROTEÍNA: Consta de 1.225 aminoácidos.● Presenta tres dominios: uno extracelular para unión a

factores de crecimiento; uno transmembrana y uno citoplasmático con actividad tirosin-kinasa.

VARIACIONES: El gen ERBB2 está amplificado y sobreexpresado en un 20-25% en el cáncer de mama.

● Los tumores con sobreexpresión de ERBB2 suelenasociarse a receptores de estrógenos negativos y sondel tipo ductal invasivo.

● Niveles altos de ERBB2 se relacionan con mal pronóstico.● ERBB2 está permanentemente activado cuando hay una

delección de la zona extracelular de la proteína.

Módulo IV 14

EGFCÓMO ACTÚA ERBB2 NORMAL

1º

1º ERBB2 presenta tres dominios: extracelular, transmembrana y citoplasmático.

2º

2º Diversos ligandos, como EGF o TGFα , se pueden unir a ERBB2.

P P

3º

3º La unión del ligando con ERBB2 supone la fosforilación de la parte citoplasmática de la proteína y en consecuencia su activación.

MEK ERKERK

4º

4º La activación de ERBB2 activa la vía de la MAPkinasa y, por lo tanto, la proliferación celular.

Módulo IV 15

Módulo IV 16

4º

CÓMO ACTÚA ERBB2 AMPLIFICADO

P P P P P P

MEK ERKERK

EGFEGF EGF

En condiciones anormales, ERBB2 puede estar amplificado. Ello supone que con poco ligando habrá fosforilación y activación de MAP-Kinasa, con proliferación celular constante.

Módulo IV 17

CÓMO ACTÚA ERBB2 DELECCIONADO

P PMEK ERK

ERK

En condiciones anormales la parte extracelular de la proteína puede estar deleccionada.Este fenómemo supone que ERBB2 permanece fosforilado constantemente, activando MAPKinasa y la proliferación celular.

GENERALIDADES BRCA1 (BReast CAncer)

LOCALIZACIÓN: Cromosoma 17q 21.

PROTEÍNA: Está formada por 1863 aa y con dominios de unión a ADN, ARN, p53, BRCA2 y zinc.

● Presenta funciones diversas: reparación de ADN, control ciclo celular y activación transcripción (gen supresor tumoral).

VARIACIONES: Las mutaciones del gen BRCA1 están asociadas al cáncer de mama hereditario (15-20%).

● Las mutaciones pueden estar dispersas por todo el genoma. Las más significativas son las localizadas en las posiciones 185 (delección de AG), 5382 (inserción de C) y en aa 61 y 64.

GEN: Consta de 22 exones.● El exón 11 representa el 50% de toda la secuencia

codificante (5592 nucleótidos).

Módulo IV 18

Hay otros dominios de unión para p53 y proteínas nucleares (NSL).

24 EXONES

POSICIÓN 185. DELECCIÓN AG POSICIÓN 5382. INSERCIÓN C

BRCA1

El gen de BRCA1 consta de 24 exones. Se han detectado unas 500 mutaciones que están muy dispersas en el genoma. En posiciones 185 y 5382 están localizadas las

mutaciones de la población Judia Ashkenazy.

N C

1 1863 aaPROTEÍNA

El gen BRCA1 codifica para una proteína de 1863 aa, que en zona aminoterminal presenta dominios RING Finger Motif (RFM).

RFM

61 64

Mutaciones en esta posición y en los aa 61 y 64, están relacionadas con el cáncer de mama familiar.

p53 NSL

En zona carboxi terminal presenta uniones para BRCA2 y ARN pol II.

BRCA2 ARN Pol

Zona de unión para ATM, que fosforila las Serinas (Ph.S) de BRCA1 en respuesta al daño celular.

Ph.S

Módulo IV 19

GENERALIDADES BRCA2 (BReast CAncer)

LOCALIZACIÓN: Cromosoma 13q 12-13.

PROTEÍNA: Está formada por 3418 aa.● No se conocen con exactitud sus zonas de unión,

tan sólo se sabe que se une a BRCA1 y Rad21. ● Presenta funciones diversas: reparación de ADN,

control ciclo celular y activación transcripción (gen supresor tumoral).

VARIACIONES: Las mutaciones del gen BRCA2 estánasociadas al cáncer de mama hereditario y en especial en el varón.

● Las mutaciones más características se han encontrado en las posiciones 6174 (delección de T), 999 (delección 5 bases) y 6503 (delección de TT).

GEN: Consta de 26 exones.● Los exones 10, 11 y 27 son los más largos.● El gen consta de 10254 nucleótidos.

Módulo IV 20

Módulo IV 21

26 EXONES

BRCA2

El gen BRCA2 consta de 26 exones. Se han detectado unas 300 mutaciones que están muy dispersas en el genoma. En posiciones 999, 6174 y 6503 están localizadas las mutaciones más relacionadas con el cáncer hereditario.

N C

1 3418 aaPROTEÍNA

El gen BRCA2 codifica para una proteína de 3418 aa. No se conocen con exactitud sus zonas de unión, tan sólo se sabe que se une a BRCA1 y Rad21.

Mutaciones en posiciones

999 - 6174 -6503. Se relacionan con el cáncer

de mama hereditario.

BRCA1 Rad 21

GENERALIDADES ESTRÓGENOSY SUS RECEPTORES

En condiciones fisiológicas, la principal fuente de estrógenos en la mujer sana pre-menopáusica es el ovario y, en menor cantidad, los tejidos periféricos como adiposo, muscular, piel y estroma mamario normal.

En la mujer post-menopáusica, tan sólo los tejidos periféricos sintetizanestrógenos. En ambas situaciones los estrógenos se producen a expensas de los andrógenos

(Androstenodiona y Testosterona), que mediante la enzima aromatasa transforma los andrógenos en estrona (E1) y estradiol (E2).

El estradiol penetra en el citoplasma de la célula y se une a su receptor. La unión estradiol-receptor se une al ADN y activa la transcripción de genes que estimulan la síntesis proteica.

RECEPTOR DE ESTRÓGENOS

LOCALIZACIÓN DEL GEN. Cromosoma 6q25.1.

PROTEÍNA. Formada por 595 aa, con zonas de unión para el estradiol y el ADN.

Módulo IV 22

Módulo IV 23

CÓMO ACTÚAN LOS ESTRÓGENOS EN CONDICIONES NORMALES

1º Los Andrógenos atraviesan la membrana citoplasmática.

Andrógenos1º

A

2º

2º La Enzima Aromatasa (A) transforma los Andrógenos en estradiol (E2).

E2

3º El E2 se une a su receptor (ER). Los aa 311 y 551 son los que se unen a E2.

ER

3º

4º El complejo E2+ER se une al ADN por los aa 185 a 250.

ER

4º

5º El complejo E2+ER activa la transcripción de genes que estimulan la síntesis proteica normal.

5ºSÍNTESIS DE PROTEÍNAS

MECANISMOS CARCINOGÉNICOS DE LOS ESTRÓGENOS

Los Estrógenos pueden transformar las células mamarias en células neoplásicas por dos mecanismos distintos:

ESTRÓGENO-RECEPTOR Y PROLIFERACIÓN CELULAR.

ESTRÓGENO-METABOLITO YLESIÓN DEL ADN.

Módulo IV 24

Módulo IV 25

ESTRÓGENO-RECEPTOR Y PROLIFERACIÓN CELULAR

ER

1º El complejo E2+ER se une al ADN activando de forma anormal la transcripción de genes que estimulan el crecimiento celular.

E2

ER

1

2º Entre los genes que se sobreexpresan destaca el gen myc, que estáamplificado entre un 30-40% en el cáncer de mama. También hayrelación entre amplificación de myc y afectación ganglionar.

2myc

PROLIFERACIÓNCELULAR

Módulo IV 26

ESTRÓGENO-METABOLITO Y LESIÓN ADN

E21

4-OHE2

1º El Estradiol puede ser metabolizado a 4-hidroxi estradiol (4-OHE2).

E2.3-4Q

2

2º El 4-OHE2 puede metabolizarse a 3,4 estradiol quinona (E2 3-4Q).

G A G A

3

3º La quinona tiene una gran apetencia para las G y A del ADN, formando uniones muy estables.

4º Errores en la reparación del complejo quinona G/A pueden producir mutaciones oncogénicas.

4

Errores de reparaciónpueden provocar

mutaciones oncogénicas.

CONSEJO GENÉTICO EN CÁNCER CONSEJO GENÉTICO EN CÁNCER HEREDITARIO HEREDITARIO

¿QUÉ ES EL ¿QUÉ ES EL CONSEJO GENÉTICO CONSEJO GENÉTICO

EN ONCOLOGÍA?EN ONCOLOGÍA?

Factores que influyen en la penetrancia

Factores Factores hormonales/rehormonales/reproductivosproductivos

Genes Genes modificadoresmodificadores

CarcinógenosCarcinógenos

Respuesta al daño Respuesta al daño en el ADNen el ADN

No todas las personas con un gen alterado desarrollan No todas las personas con un gen alterado desarrollan cáncercáncer

¿ QUÉ ES EL CONSEJO ¿ QUÉ ES EL CONSEJO GENÉTICO EN ONCOLOGÍA?GENÉTICO EN ONCOLOGÍA?

““Proceso por el cual seProceso por el cual se INFORMAINFORMA a laa la persona delpersona del riesgoriesgo de padecer cáncer, dede padecer cáncer, de

las posibilidades delas posibilidades de transmitirlotransmitirlo a lasa las siguientes generaciones así como de lassiguientes generaciones así como de las

opciones deopciones de manejomanejo que tiene estaque tiene esta situación tanto médica como situación tanto médica como

psicológicamente”psicológicamente”

Identificación de pacientes en situación de riesgo

Pruebas genéticas

Asesoramiento previo a la prueba genética

Solicitud de consentimiento informado

Discusión de los resultados genéticos

Asesoramiento y seguimiento de las familiasAsesoramiento y seguimiento de las familias

CONSEJO

GENETICO

Clínica de cáncer familiar

• Determinar riesgo de cáncer en una familia• Identificar patrones familiares hereditarios• Indicación de estudio genético• Informar diagnóstico precoz y prevención• Aplicar, seguir y controlar estas medidas• Soporte psicológico• Confidencialidad de los datos• Investigación clínica y genética • Registros de cáncer/programas poblacionalesprogramas poblacionales

Clínica de cáncer familiar

• Unidad de consejo

genético y familiar:

– Facultativo genetista

– Laboratorio genética

– Enfermera especializada

– Psiquiatra

– Secretaria

• Profesionales colaboradores:– Oncólogos– Ginecólogos– Gastroenterólogos– Internistas– M. Atención primaria– Cirujanos gen/plásticos– Radiólogos– C. Orientación familiar– ...

MODELO DE UNIDAD DE MODELO DE UNIDAD DE CONSEJO GENÉTICO EN CONSEJO GENÉTICO EN

ONCOLOGÍAONCOLOGÍALABORATORIO ONCOLOGÍA MOLECULAR

REGISTRO DE CÁNCER

HEREDITARIO

CONSULTA DE CONSEJO GENÉTICO

UNIDAD DE

CONSEJO GENÉTICO

LEON

PALENCIA BURGOS

VALLADOLID SORIA

AVILA

ZAMORA

SALAMANCA

SEGOVIA

575 personas

nuevas al año

presentan un

síndrome hereditario

asociado a cáncer

Síndromes Gen Neoplasias Incidencia Nº Casos CyL2.508.496habitantes

1.238.129 hombres1.270.367 mujeres

Nº Casos CyL(BURGOS)1.261.468habitantes

625.581 hombres635.887 mujeres

PoliposisAdenomatosaFamiliar

APC (AD) Colon 1%CCR

12 6

Gardner APC (AD) Colon, desmoide 1/8.000-12.000 209-313 105-157

CCRNo Polipósico

hMSH2,hMLH1,hPMS1,hPMS2(AD)

Colon,endometrio,ovario, uréter,estómago,páncreas, víabiliar, piel, laringe

7%CCR

81 40

Cáncer mama yovario familiar

BRCA-1,BRCA-2(AD)

Mama, ovario,colon, próstata

10%Cáncer mama

114 57

*: prevalencia. AD: autosómico dominante. AR: autosómico recesivo. CCR: cáncer de colon-recto.

InformaciónValoración

(cumple criterios)

InformaciónValoración

(cumple criterios)

ATENCIÓN PRIMARIA ATENCIÓN ESPECIALIZADA

NO SÍ SÍ NO

Gerencia Gerencia

UNIDAD de CONSEJO GENÉTICOLABORATORIO IBGM

ESTUDIO GENÉTICO

caso POSITIVO

caso NEGATIVO

ESTUDIO FAMILIA

Positivo Negativo SEGUIMIENTO:PrevenciónDiagnóstico precoz

Caso / Familiar

¿QUÉ ES EL ¿QUÉ ES EL CÁNCER DE CÁNCER DE

MAMA Y OVARIO MAMA Y OVARIO HEREDITARIO?HEREDITARIO?

CÁNCER DE MAMA Y SDRS. CÁNCER DE MAMA Y SDRS. HEREDITARIOSHEREDITARIOS

SíndromeSíndrome Gen alteradoGen alteradoMama-ovarioMama-ovario BRCA1 / 2BRCA1 / 2

CowdenCowden PTENPTEN

Ataxia-telangiectasiaAtaxia-telangiectasia ATMATM

Peutz-JeghersPeutz-Jeghers LKB1/STK11LKB1/STK11

Muir-TorreMuir-Torre MMRMMR

Li-FraumeniLi-Fraumeni P53P53

Mama-colonMama-colon CHEK2CHEK2

BRCA1 Y BRCA1 Y BRCA2BRCA2

CÁLCULO DEL RIESGO DE SER CÁLCULO DEL RIESGO DE SER PORTADORA DE MUTACIONES EN PORTADORA DE MUTACIONES EN

BRCA 1/2BRCA 1/2

A)A) Modelos teóricosModelos teóricos

1.- BRCAPRO1.- BRCAPRO

2.- De la Hoya et al (modelo español)2.- De la Hoya et al (modelo español)

3.- Otros (Myriad I y II, etc)3.- Otros (Myriad I y II, etc)

B) Modelos “prácticos”B) Modelos “prácticos”

1.- BRCAPRO > 10% ó De la Hoya > 7%1.- BRCAPRO > 10% ó De la Hoya > 7%

2.- “Ojo clínico”2.- “Ojo clínico”

• Edad precoz de début (<45 años)

• Cáncer de mama bilateral (o más de un primario en la misma mama)

• Exceso de familiares afectados a cualquier edad

• Verificar historia familiarVerificar historia familiar

CANDIDATOS A ESTUDIO GENÉTICO EN NUESTRO

PROGRAMA

• Único casoÚnico caso:

– Cáncer de mama bilateral o 2 primarios

ipsilaterales.

– Cáncer de mama diagnosticado antes de los 40

años.

– Cáncer de mama en un varón.


PROGRAMA• Tres casos (2 familiares de primer grado):Tres casos (2 familiares de primer grado):

– 3 o más casos de cáncer de mama y/o de ovario

diagnosticados a cualquier edad en la misma familia.

• Otras agregaciones familiares que no cumplen Otras agregaciones familiares que no cumplen

los criterios actuales:los criterios actuales:

– Consultar UCG.


PROGRAMA• Dos casos (familiares de primer grado):Dos casos (familiares de primer grado):

– 2 cáncer de mama diagnosticados antes de los 50 años.

– Un cáncer de mama y uno de ovario diagnosticados a

cualquier edad en la misma familia o en la misma

persona.

– Dos casos de cáncer de ovario diagnosticados a

cualquier edad en la misma familia.

Distribución de las 19 mutaciones patogénicas en los genes BRCA1 y BRCA2 según los criterios de selección de las familias

Criterio de selección N.o de familias Mutaciones en BRCA1 Mutaciones en BRCA2 Total

I 66 3 (4,54%) 4 (6,06%) 7 (10,6%) II 21 0 0 0 III 45 4 (8,9%) 6 (13,33%) 10 (22,22%) IV 6 1 (16,66%) 1 (16,66%) 2 (33,33%) V 4 0 0 0 Sin historia 11 0 0 0 TotalTotal 153 153 8 (5,23%) 8 (5,23%) 11 (7,19%) 11 (7,19%) 19 (12,42%)19 (12,42%)

E. Velasco (IBGM) Med Clin (Barc) 2002;119(12):441-5 443

Nota: En un16% más de familias se detectaron mutaciones de significado incierto

Historia Familiar de CáncerHistoria Familiar de Cáncer

Información sobre al menos 3 generaciones

Preguntar por TODOS los individuos de la familia y anotar:

• Edad, tipo de cáncer y edad al diagnóstico,

• Edad y causa de la muerte.

• Cáncer primario o metastásico

• Lesiones precursoras, bilateralidad, etc.

Factores de riesgo

Cmama d. 75

Ca. mama d. 31 59Ca. ovario.

dx 59 a

42 aCa. mama d. 40

40 a

16 a 14 a

30 a

BRCA 1

• Gen supresor del cromosoma 17 • Transmisión autosómica dominante• Proteína con función en la estabilidad genómica• ~500 mutaciones diferentes descritas

Breast Cancer Information CoreBreast Cancer Information Core

Nonsense Nonsense MissenseMissense Splice-siteSplice-site

BRCA 2

• Gen supresor del cromosoma 13 • Transmisión autosómica dominante• Proteína con función en la estabilidad genómica• ~500 mutaciones diferentes descritas

Breast Cancer Information CoreBreast Cancer Information Core

Nonsense Nonsense MissenseMissense Splice-siteSplice-site

Test

DNA sequencing

Heteroduplex analysis, SSCP, CSGE

Protein truncation assay

ASO assay

ComentarioComentario� Detecta mutaciones en reg. codificanteDetecta mutaciones en reg. codificante

� Determinadas variantes deben seguirseDeterminadas variantes deben seguirse

de secuenciaciónde secuenciación

� Detecta proteína truncadaDetecta proteína truncada

� Puede detectar mutaciones conocidas Puede detectar mutaciones conocidas

Técnicas de estudio genético

Todas pueden perder grandes Todas pueden perder grandes delecciones o mutaciones intrónicasdelecciones o mutaciones intrónicas

Tipos de mutaciones BRCA1/2

•60%………………….Proteina Truncada

•Deleciones/inserciones (Frameshift)

•Sustitución de un aminoácido por un codón STOP (Nonsense)

•35%………………….Missense

• 5%…………………..Otras(RNA-Splicing)

Mutaciones recurrentes

C A G A T C C A G T T G G A A A T T A G G A A K G C C A T G G A A T C T G C T G A A C A ABases95 100 105 110 115 120 125 130 135

Ile -- Gln – Leu – Glu – Ile -- Arg -- Lys – Ala – Met – Glu -- Ser – Ala -- Glu --

SECUENCIA DE UN GEN CAUSANTE DE CANCER DE MAMA

•Mutación: cambio del nucleótido Guanina por Timina.

•Como consecuencia da lugar a un cambio de aminoácido en esa posición:

•AAG⇒AAT

•Lys ⇒Asn

BUSQUEDA DE MUTACIONES: ANALISIS DE HETERODUPLEX

*

Beneficios, Riesgos y Limitaciones Test de BRCA

Beneficios

• Identificar personas de alto riesgo

• Identificar no-Identificar no-portadores en familias portadores en familias con mutación conocidacon mutación conocida

• Detección precoz y prevención

• Alivio de incertidumbre

Riesgos y LimitacionesRiesgos y Limitaciones� No detecta todas la No detecta todas la

mutacionesmutaciones

� Igual riesgo de cáncer Igual riesgo de cáncer esporádico esporádico

� No eficacia probada de los No eficacia probada de los

recomendacionesrecomendaciones� Impacto psicosocial y Impacto psicosocial y

económico negativoseconómico negativos

¿ UN TEST NEGATIVO ES SIEMPRE ¿ UN TEST NEGATIVO ES SIEMPRE ALGO POSITIVO?ALGO POSITIVO?

¡¡NO!¡¡NO!!!

1.- Mala elección del probando1.- Mala elección del probando

2.- Fallo de la técnica 2.- Fallo de la técnica molecularmolecular

3.- Otros genes implicados3.- Otros genes implicados

4.- Fenocopia4.- Fenocopia

Medidas de seguimiento (diagnóstico precoz)

• Autoexploración mamaria postmenstrual• Exploración mamaria por facultativo/6m-1a• Mamografía/RMN anual (a partir 25a)• Exploración pélvica ginecológica/6m-1a (35a)• Ecografía ovárica transvaginal anual (35a)• Determinación Ca 125 anual (35a)

EFICACIA NO DEMOSTRADA (exigible alta sensibilidad y VPN)

*NIH Consensus Conference, *NIH Consensus Conference, JAMAJAMA 273:491, 1995 273:491, 1995

Modificado de: Cancer Genetics Studies Consortium Consensus StatementModificado de: Cancer Genetics Studies Consortium Consensus StatementBurke W et al. Burke W et al. JAMAJAMA 277:997, 1997 277:997, 1997

Medidas de seguimientoMedidas de seguimiento (diagnóstico precoz)(diagnóstico precoz)

• Autoexploración mamaria postmenstrual

• Exploración mamaria por facultativo/6m-1a

• Mamografía/RMN anual (a partir 25a)

Medidas de seguimientoMedidas de seguimiento (diagnóstico precoz)(diagnóstico precoz)

• Mamografía anual (a partir 25a o 5a antes del diagnóstico familiar más joven)

Medidas de prevención

• Mastectomía bilateral profiláctica

• Salpingooforectomía bilateral profiláctica (soobp)

• Quimioprofilaxis

NEJM, vol. 345: 159-164 (Julio, 2001)

NEJM, vol. 346: 1616-1622 (Mayo, 2002)

NEJM, vol. 346: 1609-1615 (Mayo, 2002)

RiesgosRiesgos

� No reduce riesgo de cáncer de No reduce riesgo de cáncer de ovario, ¿spv?ovario, ¿spv?

� Quirófano/momento de la CxQuirófano/momento de la Cx

� Estética (tipos de mastectomía)Estética (tipos de mastectomía)

� Lactancia maternaLactancia materna

� Impacto psicológico Impacto psicológico (sentimiento de amputación, (sentimiento de amputación, pérdida de feminidad)pérdida de feminidad)

Beneficios• Reducción relativa de

riesgo>90%• Eliminación de células

con mutación y riesgo (a diferencia de cx conservadora de ca mama –elimina enf.-)

RiesgosRiesgos

� ¿supervivencia/calidad de vida?¿supervivencia/calidad de vida?

� Laparoscopia (baja morbilidad)Laparoscopia (baja morbilidad)

� Menopausia precoz Menopausia precoz (osteoporosis, enf cardiovasc)(osteoporosis, enf cardiovasc)

� ¿Tto. de la menopausia?¿Tto. de la menopausia?

� DescendenciaDescendencia

Beneficios• Reducción relativa de

riesgo ca ovario 85-96% y ca mama 53-68%

Quimioprevención

• Por definir el papel profiláctico en portadoras (¿efecto protector sólo en BRCA2 positivo predisponente a RRHH positivos?, ¿selección de tumores más agresivos RRHH-?

• Participación en ensayos clínicos

TamoxifenTamoxifen

Reducción del 45% de riesgo de ca mama en Reducción del 45% de riesgo de ca mama en mujeres de alto riesg mujeres de alto riesg

Quimioprevención ca ovario

• En portadoras BRCA, estudios preliminares encuentran mayor riesgo de ca mama y no clara protección frente a ca ovario (Modan, NEJM 2001)

• Ensayos clínicos en marcha (¿previos con ACO antiguos?)

Anticonceptivos oralesAnticonceptivos orales

CASH study. CASH study. N Engl J MedN Engl J Med 316:650, 1987.Rosenberg L et al. 316:650, 1987.Rosenberg L et al. Am J EpidemiolAm J Epidemiol 139:654, 1994 139:654, 1994Ursin G et al. Ursin G et al. Cancer ResCancer Res 57:3678, 1997 57:3678, 1997

En la población general reducen el riesgo de En la población general reducen el riesgo de ca ovario en 40-50% tras 3 a. de consumoca ovario en 40-50% tras 3 a. de consumo

Tratamiento hormonal sustitutorio

Beneficios

• Reduce riesgo cardiovascular y osteoporosis

• Mejora sofocos y atrofia urogenital

• Raloxifeno: Raloxifeno: quimioprevenciónquimioprevención

RiesgosRiesgos

� Incrementa ligeramente riesgo Incrementa ligeramente riesgo de ca mama en población de ca mama en población general (>5a.)general (>5a.)

� ¿Efectos en mujeres portadoras?¿Efectos en mujeres portadoras?

CÁNCER COLORRECTAL HEREDITARIO NO

POLIPÓSICO

HNPCC

¿Cuándo debemos sospechar un Cáncer Colorrectal Hereditario?

Historia familiar de cáncer colorrectal

Historia familiar de pólipos colorrectales

Evidencia de transmisión autosómica dominante

Diagnóstico a edad temprana

Múltiples tumores primarios (síncrónicos o metacrónicos)

Varios tumores que se asocian a síndromes de cáncer colorrectal hereditario (endometrio, SNC, vías urinarias)

CRITERIOS DIAGNÓSTICOS: AMSTERDAM I

• Tres familiares afectos de CCR (demostración histológica o informe médico)

• Uno ha de ser de primer grado de los otros dos

• Afectadas dos o más generaciones sucesivas

• Uno de los casos < 50 años

• Exclusión del diagnóstico de poliposis colónica familiar

CRITERIOS DIAGNÓSTICOS: AMSTERDAM II

• Tres familiares afectos de cáncer asociado al HNPCC (CCR, endometrio, intestino delgado, uréter, pelvis renal), con demostración histológica o informe médico

• Uno ha de ser de primer grado de los otros dos• Afectadas dos o más generaciones sucesivas• Uno de los casos < 50 años• Exclusión del diagnóstico de poliposis colónica

familiar

CRITERIOS DE RIESGO DE HNPCC (INESTABILIDAD

MICROSATÉLITE): BETHESDA• Pacientes con 2 ó más tumores asociados al HNPCC: colon

(sincrónico o metacrónico), endometrio, ovario, uréter, pelvis renal, estómago, intestino delgado, hepatobiliar

• Pacientes con CCR y un familiar de primer grado con CCR o tumor asociado al HNPCC (al menos uno diagnosticado antes de los 45 a.) y/o adenoma colorectal antes de los 40 a.

• Pacientes con CCR o cáncer de endometrio diagnosticado antes de los 45 a.

• Pacientes con adenomas colorrectales diagnosticados < 40a.• No cumplimiento de uno solo de los criterios de Amsterdam

CONSEJO GENÉTICO EN AMSTERDAM + Y TEST VERDADERO POSITIVO

• Medidas de cribaje:– Colonoscopia anual a partir de los 20a.– Eco transvaginal anual a partir de los 25-30 a.– Citología+analítica orina anual hasta los 35a y luego bianual

(si antecedentes de tumores de vía urológica en la familia

• Medidas profilácticas:– Si ha tenido CCR: colectomía subtotal (debatido)– Si adenomas: colectomía subtotal (debatido)– Si ha tenido CCR o sana y satisfechos los deseos de

descendencia:Histerectomía con o sin anexectomía (debatido, menopausia precoz)

CONSEJO GENÉTICO EN AMSTERDAM + Y TEST NO

INFORMATIVO• Medidas de cribaje:

– Enfermos con CCR de novo: seguimiento del CCR esporádico

– Familiares de primer grado con riesgo de HNPCC, deben iniciar las medidas a los 20-25 a. ó 5 a. antes de la edad del familiar afecto más joven (si éste era < 30a.)

– Colonoscopia total/2a. hasta los 40a. y luego anual (eficaz)– Eco transvaginal anual a partir de los 25-30 a.– Citología+analítica orina anual hasta los 35a y luego bianual

(si antecedentes de tumores de vía urológica en la familia)

POLIPOSIS COLÓNICA FAMILIAR:

PCF

POLIPOSIS CÓLICA FAMILIAR (PCF)

Criterios diagnósticos:

Los criterios de inclusión son la aparición de más de 100 pólipos (adenomas) en el colon, con o sin historia familiar

En ocasiones es también un motivo de consulta la identificación de más de 30 pólipos en enfermos con o sin historia familiar (AAPC)

Protocolo de estudio y seguimiento

Enfermos diagnosticados de PCF de novoExploración ObjetivoSigmoidoscopia(Colonoscopia) Descartar pólipos/CCR Gastroduodenoscopia Descartar adenomas en estómago/duodeno Retinosco Fondo de ojo Hipertrofia epitelio Ortopantomogrografia Detectar osteomasDiagnóstico genético Facilitar el seguimiento familiaECO, RNM ó TAC Descartar tumor desmoide

Seguimiento de los enfermos con PCF no operados

Se debe informar al paciente de la posibilidad de cirugía. En caso contrario, y avisando del riesgo inherente de malignización, el protocolo de seguimiento sería

Exploración FrecuenciaColonoscopia total Cada 12 mesesGastroduodenoscopia Si no hay lesiones, cada 3-5a Si hay adenomas cada 12m.

* No es necesario repetir la retinoscopia y la ortopantomografía de forma regular.

Seguimiento de familiares en riesgo de PCF

Se debe iniciar el programa de cribaje a los 10 - 14 años.Exploración FrecuenciaDiagnóstico genético No es necesario repetirloRectosigmoidoscopia Anual de los 12 - 25 años

Cada 2 años de los 25 - 35 años Cada 3 años de los 35 - 50 años

Retinoscopia Si no se demuestran lesiones y no hay posibilidad de diagnóstico genético debe repetirse cada 2-3 a.Ortopantomografía No es necesario repetirlaExploración física Completa y anual, incluyendo palpación cervical. Analítica Aunque no está aceptado por todos los grupos, algunos autores recomiendan exploración física, determinación de α-fetoproteina y ecografía abdominal cada 6 meses desde el nacimiento hasta los 6 años.

Sospecha de Cáncer Colorrectal Hereditario

Análisis MutacioneshMSH2 and hMLH1

No Análisis de MutacionesBanco de ADN

Análisis MutacionesAPC

Resultado Negativo(RER -)

Resultado Positivo(RER +)

Análisis de Inestabilidad en Microsatélites

Clásica Atenuada

CCHNPCriterios de Amsterdam

Alto Riesgo de CCHNP(criterios de Bethesda)

PAFPoliposis Adenomatosa Familiar

Agregación Familiar de CCR

CCHNPCriterios de Amsterdam

Alto Riesgo de CCHNP(criterios de Bethesda)

Agregación Familiar de CCR

Genética y cáncer

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