Tema 4 Genes supresores tumorales (2015)

Apunte Español
Universidad Universidad de Lleida (UdL)
Grado Ciencias Biomédicas - 3º curso
Asignatura Cáncer
Año del apunte 2015
Páginas 7
Fecha de subida 03/05/2016
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3º C. Biomédicas (UdL) Irene LV CÁNCER TEMA 4 Genes supresores tumorales Los genes supresores tumorales son variantes anormales de genes que codifican para proteínas importantes en la inhibición de la transmisión de señales, el ciclo celular o la apoptosis . Es decir, en condiciones normales son "frenos" de la actividad celular.
Son genes recesivos ya que, en principio, es necesaria la alteración de los dos alelos.
Postulados de Knudson Alfred Knudson observó por primera vez, estudiando el retionoblastoma, el papel que tenían los genes supresores tumorales en el desarrollo del tumor y que era necesaria la alteración de los dos alelos  los dos hits de Knudson.
Años más tarde, el propio Knudson publicó que esto no siempre es así ya que, por ejemplo, en PTEN (gen muy implicado en el cáncer de endometrio) es suficiente una sola alteración.
En casos de haploinsuficiencia, basta un solo hit.
En realidad, la condición de genes /mutaciones recesivas o dominantes es específica de contexto: en el endometrio, con un 20% de pérdida de función, PTEN ya actúa favoreciendo el proceso tumoral.
Tipos de genes supresores tumorales Se trata de genes con función inversa a la de los protooncogenes. Donde hay un proto-oncogen, hay un supresor tumoral que tiene el efecto contrario. En condiciones normales, los supresores tumorales participan en: - Inhibición de la transmisión de señales (factores de crecimiento, receptores, transductores, factores de transcripción).
1 CÁNCER Curso 2015/2016 - Inhibición del ciclo celular - Promoción de la apoptosis Codifican para proteínas implicadas en las diferentes vías de señalización del organismo (como ocurría con los oncogenes).
El efecto de la inactivación de un supresor tumoral es equivalente al efecto que tiene la activación de un oncogen.
Por ejemplo, el gen PTEN regula "hacia atrás" la vía de P3 kinasa mientras que PIK3Ca la regula "hacia delante".
En muchos tumores, mutaciones en estos dos genes (que tienen el efecto contrario) son altamente excluyentes  no tiene sentido que coexistan, mientras que en otros tumores sí se dan al mismo tiempo.
Formas de inactivación de los genes supresores tumorales Todos estos mecanismos producen la PÉRDIDA DE FUNCIÓN del gen.
Mutación puntual Las mutaciones relevantes en los supresores tumorales son: - Mutaciones Nonsense, que introducen un codón de STOP antes de tiempo produciendo una proteína truncada (más pequeña). En función de qué región de la proteína falte se produce su pérdida de función.
- Mutaciones de Splicing-site (en las que también suele acabar introduciéndose un codón de STOP).
Estos dos tipos de mutación son los que producen la pérdida de función del gen.
No se sabe si las mutaciones silentes tienen alguna relevancia en la inactivación de los supresores.
Como ya sabemos, las mutaciones puntuales son generalmente las más abundantes en los tumores, seguidas de amplificaciones y deleciones. Esto no implica que sean las más relevantes para el desarrollo tumoral.
En la familia de la imagen ha aparecido una mutación puntual Nonsense que es hereditaria, ya que está en la línea germinal. La persona afectada ya ha nacido con un alelo anormal de PTEN (cambia un aminoácido por un codón de STOP).
2 3º C. Biomédicas (UdL) Irene LV Incremento de la degradación proteica Se trata de una alteración más típica en supresores tumorales que en los oncogenes ya que provoca la pérdida de función de la proteína.
Esto puede ocurrir, por ejemplo, durante la infección por el virus del papiloma humano. Como ya sabemos, el genoma del virus del papiloma tiene dos genes que actúan como oncogenes: E6 y E7.
E7 promueve la degradación de la proteína Retinoblastoma (RB), un supresor tumoral y E6 promueve la degradación del supresor tumoral p53.
Mutación insercional En la que ocurre en los casos de carcinogénesis viral como por ejemplo, la causada por el virus del papiloma humano. El genoma vírico se inserta, no al azar, en regiones donde hay oncogenes y sobretodo, supresores tumorales. Una de estas regiones está en el cromosoma 3p14.2  Fragile Histidine Triad, en la que hay un supresor tumoral alterado en cáncer de endometrio.
En aquellos casos en los que el virus inactive al insertarse una copia de este gen se produce la deleción de la otra copia o alelo como segundo hit.
Deleción Se trata del mecanismo por excelencia de inactivación de genes supresores tumorales. También se conoce como LOH (Loss of Heterocigosity) ya que la deleción de una de las dos copias del gen causa la pérdida de heterocigosidad (si a la célula o cromosoma le falta una de las copias de un gen, se vuelve homocigoto en este locus) .
3 CÁNCER Curso 2015/2016 Pueden afectar a todo el cromosoma, a un brazo, a un fragmento, a un solo gen o a varios, a uno o varios exones e incluso a un solo nucleótido.
En caso de que se pierda un número de nucleótidos no múltiplo de tres, se produce un cambio en la pauta de lectura (Frameshift Mutation)  cuando esto ocurre, casi siempre se introduce un codón de STOP antes de tiempo.
La pérdida de heterocigosidad puede producirse por todos aquellos mecanismos mediante los cuales no se produce una correcta separación de los cromosomas en la mitosis: - Nondisjunction - implica la pérdida de un cromosoma en una de las células hijas (la otra célula hija se lleva los dos).
- Nondisjunction and duplication - Mitotic recombination - se produce recombinación durante la división mitótica, cuando esta se debe producir solo durante la meiosis (en la formación de gametos).
- Gene conversion - Deletion Técnicas de detección de la pérdida de heterocigosidad - Por cariotipo. Esta técnica no suele emplearse en casos de tumores. En la imagen podemos ver que el cromosoma de la izquierda (cromosoma 1) tiene una duplicación del brazo largo que implica deleción del brazo corto, que tienen muchos supresores tumorales.
- FISH (hibridación fluorescente in situ): se usa el centrómero como control para localizar todos los cromosomas y la segunda sonda hibrida con la secuencia que sufre la deleción.
- Microsatélite (PCR): los microsatélites son secuencias repetitivas del DNA localizadas en múltiples sitios del genoma. Unos muy característicos son los CA que se encuentran en un sitio muy preciso de un cromosoma concreto y en los que cada individuo tienen una longitud diferente (distinta la copia heredada del padre y de la madre) - son muy polimórficos. Al ser tan polimórficos permiten identificar bien un alelo y otro y, por tanto, también cuándo se produce LOH.
4 3º C. Biomédicas (UdL) Irene LV Con un análisis electroforético se identifica fácilmente si están o no los dos alelos ya que cada uno tiene un número de copias distinto (tendrá distinto tamaño y correrán más o menos). En caso de que la célula esté normal (heterocigosis), habrá dos bandas.
Hoy en día, esta técnica solo se emplea para locus concretos y se realiza la electroforesis capilar.
- Análisis de RFLP - Single Strand Conformation Polymorphism (SSCP) - Multiplex amplification and probe hybridization (MAPH) - Multiple ligation-dependent probe amplification (MLPA) - Análisis de CGH (Comparative Genomic Hybridization) - Microarryas de oligonucleótidos (SNPs) Hoy en día se utilizan las técnicas de High Throwput, que permiten estudiar millones de locus específicos a la vez.
Inserción Se trata de una alteración que provoca un cambio en la pauta de lectura. Ocurre por ejemplo en el caso del cáncer familiar de colon, en el que los afectados nacen con cuatro nucleótidos más de lo normal.
5 CÁNCER Curso 2015/2016 miRNA Se trata de fragmentos de RNA pequeños que interfieren en la traducción del mRNA actuando, generalmente, como supresores (inhiben la traducción). Pueden evitar la traducción de genes supresores tumorales  pérdida de función.
Metilación de promotores La metilación de promotores constituye un mecanismos epigenético de regulación. Cuando el promotor está metilado, no se expresa el gen (no hay proteína) pero no se debe a ningún cambio en la secuencia genética. Los supresores tumorales, al igual que el resto de genes, tienen una región promotora con Islas CpG (susceptibles a la metilación). La metilación hace que el gen reduzca progresivamente su expresión hasta que, finalmente, no se expresa.
Combinación Puede ocurrir que dos alteraciones coincidan en los dos alelos.
Lo más normal es que se produzca una mutación puntual seguida de una deleción. Muy frecuentemente, el segundo hit es una deleción, mientras que el primer hit suele variar más (aunque también puede tratarse de una deleción).
Puede encontrarse combinación por ejemplo en el caso de la alteración de PTEN. Lo que cabe esperar es que, en caso de que no se exprese la proteína, coexistan los dos alelos alterados pero esto no siempre ocurre así (no siempre es necesario el segundo hit). A veces, se produce entre supresores tumorales y oncogenes, ya que la presencia de un tipo de genes siempre implica al otro. Esto ocurre en el caso de PTEN y PI3K (implicados en proliferación y supervivencia): en muchos tumores las alteraciones de estos genes son mutuamente excluyentes pero en el cáncer de endometrio no lo es.
6 3º C. Biomédicas (UdL) Irene LV Ejemplos de genes supresores tumorales RASSF1 Se trata de un supresor tumoral de la vía de Ras. Se encuentra frecuentemente delecionado y su promotor, frecuentemente metilado. A veces la deleción y la metilación coexisten. Tiene un dominio Ra de asociación con Ras. Existen 7 isoformas de las cuales RASSF1 A es la más frecuente. En la imagen vemos la vía de Ras: La mutación es, en muchos tumores, excluyente de la mutación de los oncogenes Ras y Raf (son mutuamente excluyentes).
Tiene un papel en muchos tumores: A continuación se muestra una electroforesis obtenida de un ensayo de metilación de promotores (si el promotor está metilado, el gen no se expresa).
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