En kræftcelles egenskaber (udvalg): Normal celle Kræftcelle Deler sig ukontrolleret Er resistent over for "programmeret celledød" Kan danne metastaser

Tumordannelse – ophobning af forandringer i cellens gener Gen-forandringer

Spirende kræftceller Fuldmodne kræftceller Normale celler

To hovedtyper af cancerrelaterede gener 1. Tumorsuppressor-gener Gener, der forhindrer en normal celle i at blive til en kræftcelle - skal inaktiveres for at have en kræftfremkaldende effekt 2. Proto-oncogener Gener, der kan omdanne en normal celle til en kræftcelle - skal aktiveres for at have en kræftfremkaldende effekt

Inaktivering af tumorsuppressor-gener Mutation T182I 7 2 1 3 4 5 6 5’ 3’ Deletion 7 2 1 3 6 5’ 3’ Metylering 7 2 1 3 4 5 6 5’ 3’ CH3

Inaktivering af tumorsuppressor-gener Mutation T182I 7 2 1 3 4 5 6 5’ 3’

-CGG-AAG-ATG-AAG-CCC-TGG-TTG- -Arg-Lys-Met-Lys-Pro-Trp-Leu- Mutation: Ændring i rækkefølgen af baser i DNA-koden Normal: * -CGG-AAG-ATG-AAG-CCC-TGG-TTG- DNA Protein -Arg-Lys-Met-Lys-Pro-Trp-Leu- Efter mutation: -Arg-Lys-Met-Lys-His-Trp-Leu- -CGG-AAG-ATG-AAG-CAC-TGG-TTG- * DNA Protein

[ Påvisning af mutationer 1 – Påvisning ved PCR/DGGE Ile Asn Mutant Normal A C G T Ile Asn 254 C/T T/A [ 2 - Identifikation ved sekvensanalyse 1 3 4 5 6 2 7 9 8

DNA melting Abrupt heating Gradual heating

Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) Wild-type DNA Mutant DNA - * * * Increasing denaturant conc. Electrophoresis * * * +

Heteroduplex analysis Mutant DNA Wild-type DNA * PCR * Heteroduplices * * Homoduplices DGGE Heteroduplices Homoduplices

ACCCGTCAGATGCGATG TGGGCAGTCTACGCTAC CH3 DNA CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3

Maintenance methylation (after DNA replication): ACCCGTCAGATGCGATG TGGGCAGTCTACGCTAC CH3 ACCCGTCAGATGCGATG TGGGCAGTCTACGCTAC CH3 DNMT1

DNA methylation => transcriptional silencing X CpG island Promoter Exon 1 Exon 2 Transcription

Bisulfite modification of DNA Methylated DNA Unmethylated DNA 5’-CCGACCG-3’ CH3 5’-CCGACCG-3’ Sodium bisulfite 5’-UCGAUCG-3’ CH3 5’-UUGAUUG-3’ 5’-TCGATCG-3’ PCR 5’-TTGATTG-3’

Detection of aberrant APC methylation by melting curve analysis #8 #7 Unmethylated APC Methylated APC #10 #9

Methyl-CpG-binding domain protein Core histones MBD Methyl-CpG-binding domain protein H D Histone deacetylase

Reactivation of gene transcription Inhibitors of histone deacetylases (Trichostatin A) Ac Inhibitors of DNA methylation (5-aza-2’-deoxycytidine)

Reactivation of gene transcription in breast cancer cells (MDA-MB-231) by inhibition of DNA methylation and/or histone deacetylation d r C z a - d r a C 5 - a - + a z A A - S S 5 T T HO 2 ER MDR1 CacNa1g GAPDH (control)

Methotrexate (MTX) A reduced folate analogue Used in the treatment of various malignancies Acquired resistance is a major problem in cancer treatment Cellular uptake occurs mainly via the reduced folate carrier (RFC)

DNA Nucleus Lysosome Purine synthesis (ATP, GTP) (ATP, GTP) TMP UMP MTX MTX MTX MTX MTX MTX RFC MTX MTX MTX MTX FPGS FPGS MTX( MTX( glu glu )n )n MTX( MTX( glu glu )n )n GGH GGH MTX MTX Lysosome DHFR DHFR FH FH Purine synthesis (ATP, GTP) (ATP, GTP) 2 2 4 4 TMP UMP DNA Nucleus

MDA-MB-231 breast cancer cells are inherently MTX resistant Transfection of MDA-MB-231 cells with RFC Worm et al. (2001) J. Biol. Chem. 276:39990

RFC promoter methylation in MDA-MB-231 cells U M Methylation-specific PCR MCF-7 MDA-MB-231 Sss I PBL H2O Worm et al. (2001) J. Biol. Chem. 276:39990

Reactivation of RFC expression by 5-aza-2’-deoxycytidine Worm et al. (2001) J. Biol. Chem. 276:39990

Cell number (% of control) MTX concentration (µM) 5-Aza-2’-deoxycytidine + dipyridamole increases MTX sensitivity in MDA-MB-231 cells 100 Control DPM 80 5-aza-CdR Cell number (% of control) 60 5-aza-CdR + DPM 40 20 0.01 0.1 1 10 100 MTX concentration (µM) Worm et al. (2001) J. Biol. Chem. 276:39990

En kræftcelles egenskaber (udvalg): Normal celle Kræftcelle Deler sig ukontrolleret Er resistent over for "programmeret celledød" Kan danne metastaser

En kræftcelles egenskaber (udvalg): Normal celle Kræftcelle Deler sig ukontrolleret

Skematisk fremstilling af celledelingscycklus

En celle i deling

Checkpoint: Kontrolpunkt, hvor celledeling stopper, og DNA-skader repareres, inden delingen går videre

Checkpoints kontrolleres af proteiner – oncogener og tumorsuppressorer Nogle aktører i kontrol af cellecyklus (G1)

Normalt DNA: Proteinet varetager sin funktion og holder cellens deling i skak

Muteret DNA: Proteinet er defekt, og cellens deling løber løbsk

Forskellige gen-forandringer kan have samme effekt

Genetiske forandringer i p16-Rb-Cdk4-signalvejen i modermærkekræft 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

p53 – DNA’ets vogter p53

Ved begrænset DNA-skade stopper p53 cellecyklus

Ved begrænset DNA-skade stopper p53 cellecyklus

Ved omfattende DNA-skade inducerer p53 celledød

Ved omfattende DNA-skade inducerer p53 celledød

Lymfekræft: Sammenhæng mellem overlevelse og mutationer i p16 og p53 Mutationer i både p16 og p53 Mutationer i enten p16 eller p53 Ingen mutationer ,8 ,6 Overlevelse ,4 ,2 20 40 60 80 100 120 140 160 Måneder

Nedarvning af modermærkekræft

Nedarvning af modermærkekræft