Oncologia Molecolare - Schemi riassuntivi

Processo di riparazione del DNA

Il processo di riparazione del DNA è essenziale per mantenere l'integrità del filamento elica dell'informazione genetica del DNA. Esso avviene attraverso una serie di passaggi:

1. Riconoscimento: Il complesso GG-NER e TC-XPC-Rad23-NER riconoscono e rimuovono le lesioni del DNA.
2. Srotolamento: Le eliche del cromosoma vengono srotolate grazie all'azione delle eliche XPB e XPD.
3. Incisione: Il complesso RAD50-MRE11-ERCC1-NSB1 (MRN complex) e XPF-XPG incidono il DNA danneggiato.
4. Riparo: Il DNA danneggiato viene riparato utilizzando diverse proteine, come Pol ε e ligasi, che ricostruiscono il filamento elica.

La presenza di difetti nel processo di riparazione del DNA può accelerare lo sviluppo di malattie come il cancro. Alcuni difetti associati includono la carenza di proteine come MLH1, MSH2 e PCNA, che sono coinvolte nella riparazione del DNA.

Un altro aspetto importante del DNA sono i telomeri e la telomerasi. Nei telomeri, l'enzima telomerasi ripristina la lunghezza dei telomeri, che altrimenti si accorcerebbero ad ogni ciclo di replicazione del DNA.

Nell'uomo, la telomerasi è attiva solo in alcune cellule, come le cellule germinali e le cellule staminali, mentre è inattiva nelle cellule somatiche.

TERT OFF -> telomeri: 9-Stampo a RNA lega(transcritt 15 kbTTAGGG-3’ e allungaasi telomero (Diskerina Topo: TERT ON -> telomeri: fino ainversa) stabilizza complesso) 100 kb

Assenza/difetti shelterine otelomerasi, stress oncogenico, ROS,UV → telomero disfunzionale

Shelterin Innescata risposta dannoe(proteggono il DNAtelomero) -P53 P53+Fusione cromosomi Senescenza/apoptoP53 p21(e H2AX)NF- mediata da NHEJ (o sikB invecchiamentoALT) →tumore→Blocco ciclo Topi TPP1- p53+ displasia→adrenocorticale

Chk1/2 Cdc25 Topi TPP1- p53- normali, ma aumento→carcinomi

Nucleo: allungamento telomeri + regola infiammazione (NF-kB) +TER Induce angiogenesi

VarieT Mitocondrio: protegge dai ROS, inibisce apoptosi,tumori funzioni: genera small RNA

Azione stabilizzante su β-catenina → stimolaproliferazione staminali

RAS-Akt PATHWAY

GFR PTEPDK NPIP (defosforila3 1p110 PIP →p85 2 PI3K)p5PI3K AkPIP MDM3Ras 3t 2Grb -So2 SINTESIs GD NF TSCPRa 1 1TSC PROTEIs- 2(inibitori

GT CAP FOXO Mutazioni Ras: Ra14-3-3 Ikkcodone 12 Gly → fVal/Ser p27 (inibitorecodone 61 Gln → Arg BADciclo) FasL NF-kBMAPKMutazioniimpedisconocambiamento NOBcl-XLconformazionale in PROLIFERAZIONswitch1 switch2e APOPTOassociati a idrolisi EGTP SI→ Ras sempre attivo ONCOSOPPRESSO p53RB RI p53 indotto da:Retinoblastoma: ipotesi del secondo colpo di Oncogene o stress replicativo, danno aiKnudson (1971) oncosoppressore? telomeri, stress ossidativo,ipossia, mancanza dinutrientip21,SKP2 p27, Blocco ciclo (p21)p16 Riparo DNA(GADD45)MetabolismoApoptosi (PUMA,Senescen Autofagia )NOXA, caspasizaTP53 family: p53, p63, p73 Tetramero sottraeanche proteinafunzionante!Sedanno/stressmolto forteRB family:RB HIPK2p130p107shRNA S46INK4/ARF:“gene dellaRB unico in grado di senescenza”revertire senescenza APOPTOSI!• p21-P (da Akt) rimane nel citoplasma, inibisce caspasi e bloccaapoptosiPerché retinoblastoma? → cellule precursori del • p53 induce

trascrizione miR-34, che inibiscono cicline-Cdk e Bcl2cono! • p53 è localizzato anche nei centrosomi del fuso mitotico → p53-APOPTOSI e NECROSIAPOPTOSI: Vescicole e porzioni citoplasmatiche NECROSI: Entrata di acqua, rigonfiamento, alterazionirilasciate come corpi apoptotici → no infiammazione di ATP e lisi della cellula con fuoriuscita di sostanze →infiammazioneCaratteristiche principali: esposizione di Caratteristiche principali: innalzamento dei livelli di(eat mefosfatidilserina da interno a esterno Ca cellulare → attivazione delle calpaine → queste2+signal) + taglio del DNA ad opera di liberano dai lisosomi le catepsine che mediano ladeossiribonucleasi attivate da caspasi (CAD) in morte cellulare; possibile attivazione di caspasi +frammenti di 180 bp o multipli di 180 bp (→ fuoriuscita di DAMPs, tra cui citochine e HMGB1IF: annexina5 + fluoroforoattivazione di p53) HMGB1: fattore non sequenza-specifico che aiuta loche lega fosfatidilserina

Il svolgimento del DNA; nella necrosi si verifica la degradazione del DNA con rilascio di HMGB1 nell'ambiente. FAC Colorazione con ioduro di propidio, studio TUNEL indica contenuto di DNA in G1, S, G2. NECROPTOSI: TNF Via estrinseca (segnale recettoriale tra due cellule) TNF rilascia segnale endogeno tipo apoptotico TNFR che reclutano TRADD, RIPK1 e FADD. NF-kB attiva geni pro-apoptotici. Caspasi-8 attiva Caspasi-3, -6, -7. BCL-2, BCL-XL: anti-apoptotiche, dominio BH4. BAK, BAX: pro-apoptotiche, senza dominio BH4. BIM, BID, BAD, NOXA, PUMA: pro-apoptotiche, solo dominio BH3. Myc trascrive geni pro-apoptotici. Ras trascrive proteine BH3-only. Akt blocca apoptosi, anti-apoptotico.

fosforila BAK o(procaspasi-8 reclutate da le pro-apoptotiche BAXFADD permettono il taglio e AUTOFAGIA

AUTOFAGIA: formazione e maturazione di PRIMA DOPOvescicole che catturano organuli degenerati, Soppressione del Sopravvivenza delaggregati proteici e li eliminano, riciclando tumore tumore(macrofagia, microfagia,tutte le componenti (ripristina omeostasi cellulare)autofagia mediata da recettori)

1. Nucleazione: presenza di organuli degenerati induceStress formazione del doppio strato fosfolipidico (es. da RE)→ Beclina1/Atg6 e LC3: LC3 viene lipidata da PE in seguito ataglio di Atg4 e marca autofagosomi nascenti; assenza di BeclinaAMPKβ impedisce embriogenesi, insufficienza allelica in molti tumori +α crosstalklega Bcl2 con dominio BH3 favorendo apoptosi (RasAkt γ apoptosi-autofagia)
2. Elongazione: estensione della vescicolaAutofagiamTO → Atg5, Atg12, Atg10 (complesso di 800 kDa): se assente Atg5,(geni PKA autofagia non funziona e innesco apoptosiR ATG)

Maturazione: autofagosoma si fonde con lisosoma Degradazione: recupero di sostanze Apoptosi e autofagia ok → cellula decide Apoptosi ok, autofagia difettiva → apoptosia accelerata Apoptosi difettiva, autofagia ok → necrosi p53 Apoptosi e autofagia difettive → catastrofe HMGB metabolica 1 Autofagia facilita sopravvivenza del tumore → Beclin importante inibire tale processo al momento Beclin Bcl1 giusto (es. in terapia avanzata di chemioterapici) HSPβ AUTOFA Protezione Aggrega LC3 e 1P62 GIA accelera formazione contro ROS autofagosmi (se autofagia difettiva, p62 si accumula e aumenta instabilità) METABOLISMO e ANGIOGENESI Tumore in crescita IPOSSIA CXCR HIF1 α: indotta SWITCH METABOLICO (effetto Warburg) costitutiva R↑ Glicolisi ↓ Fosforilazione ossidativa Cellule in attiva proliferazione fanno tale (mTOR fa elongareswitch in modo da avere intermedi che selettivamente HIFα vengono usati come mattoni per la sintesi di che.attraverso REDD1, inibisce strutture, proteine, acidi nucleici l'attività di mTOR)
Normale: NAD+/NADH RaAk
Tumore: stNAD+/NADHLKB ↑ O ↓ OSIRT 1, 3, 2 2
Glucosio1 6HIF16- αAMPK PFK ↑
GlicolisiPEPMy PK funziona bene comePc tetramero; nelle celluleK TIP-cell inizia costruzione nuovotumorali si trova spesso come VEGF NRP- VEGF vaso, metalloproteasi tagliano
Lattat Piruvato dimero, rallenta la reazione e R1 1 R2 MEC, macrofagi produconofavorisce accumulo dio fattori di crescita e VEGF
intermediPKM1 (si esone 9, no esone 10) → tetramero → si forma lume con celluleendoteliali e, quando due TIP-efficiente, presente in muscolo e cervello VEGFR2 + NRP-1 → NotchR → cells interagiscono tramite
PKM2 (no esone 9, si esone 10) → meno efficiente, VEGFR1 caderine di membrana, si formatessuti embrionali e tumorali; entra nel nucleo, nuovo vaso↓ O → HIF1α → HIF1α lega Max sottraendolo a Myc → bloccointeragisce con HIF e p300,favorendo la trascrizione di 2ciclo cellulare GLUT1, LDH e STAT3 (nel tumore ciò non accade perché c'è molto più Myc)

INFIAMMAZIONE
Un tumore non può progredire se non c'è infiammazione
NF-kB permette al tumore di produrre citochine e chemochine per influenzare il microambiente
TNFα: attiva NF-kb o induce apoptosi; TNFR trimerizza e richiama TRADD o FADD
TGFβ: transizione epitelio-mesenchima, prodotto da macrofagi
IL-12: attiva risposta immunitaria specifica
IL-10: sopprime risposta immunitaria, prodotta da macrofagi
IL-6: importante per metastasi, agisce attraverso STAT3; recettori decoy che non consentono attivazione del segnale
IL-1: attiva risposta infiammatoria mediata da NF-kb; cellule proliferazione inibisce (tumorali) possono produrre recettori decoy che catturano IL-1 ma apoptosi non trasmettono il segnale
e HMGB1: sembra possa legare CXCL12, prodotta da macrofagi o equilibrio che può andare a favore

dell'eliminazione del tumore ocellule necrotiche del tumoredella sua crescita

MACROFAGO (tumor associated macrophages)

TAMQuando è fortemente M1: attività pro-infiammatoria e microbicida (anti-stimolato consuma tumorale), attivato da IFNγ quando c'è infezione;molto O2 produce citochine che amplificano la risposta,Ipossia attiva ciclossigenasi che sintetizzanoprostaglandine → attività anti-tumoraleHIF M2: importante per riparo e cicatrizzazione;Fattori per secerne poliammine (per ricostituire MEC) eInterleuchi HGF arginasi, enzima che demolisce argininaangiogenesine (indispensabile per la crescita dei linfociti T) →(VEGF, PDGF)(IL-6, IL-10) rimodella il tessuto e ha un'azione anti-