METASZTÁZISKÉPZÉS

Láng Orsolya

2012.

TUMOROK ÉS MIGRÁCIÓ

PRIMER TUMOR METASZTÁZIS Angiogenezis Adhézió

SEJT - SEJTCIKLUS

Apoptózis Kemokinek Szabályozó fehérjék Növekedési faktorok Adhéziós fehérjék

TUMORSEJTEK

SEJTKINETIKA

TUMORTÉRFOGAT MEGKETTŐZŐDÉSI IDŐ ( Td )

Sejtciklus idő (Tc):

Tc= Ts / Li

Lymphoma Vastagbélrák 4 hét 90 hét Lymphoma 48 h Tüdőrák 108 h Proliferáló daganatsejtek aránya (GF):

GF=P / (P+Q’)

Ts: S fázis hossza Li: jelölődési index P: proliferáló sejtek száma Q: nyugvó sejtek száma Sejtvesztés üteme (  ): 

= 1-Tpd / Td Tpd=



*Ts/Li

Tpd: potenciális térfogat megkettőződési idő

TUMORTÉRFOGAT NÖVEKEDÉSE

~10 osztódás =*1000 Sejtszámnövekedés (2 10 ~20 osztódás= 10 6 sejt= 1 mg= 1 mm 3 ~30 osztódás= 10 9 sejt= 1 g= 1 cm 3 ~40 osztódás= 10 12 sejt= 1 kg =1024)

1 tumorsejt ~27 osztódás = 0,1cm 3 Legkorábban diagnosztizálható ~30-33,25 osztódás =1-10 cm időpontja 3 A klinikai diagnózis ~40 osztódás = 10

12

sejt Élettel nehezen összeegyeztethető

TUMORPROGRESSZIÓ BIOLÓGIÁJA

Tumor pathogenezis Exogén és endogén faktorok Genom instabilitás epithel Hiperplazia adenoma Onkogének aktiválása Szuppresszorok inaktiválása Növekedés Differenciáltsági fok csökkenése Invazív tulajdonságok Ektópiás túlélési képesség Diszplazia In situ karcinoma Invazív és metastasis karcinoma gátló Helyi és szisztémás tényezők serkentő

„STRATÉGIAI LÉPÉSEK” A PROGRESSZIÓHOZ

Mikrokörnyezet ki/átalakítása: stromasejtek, extracelluláris mátrix elemek, proteázok Angiogenezis Immunrendszer „kijátszása” Metasztézisképzés

MIKROKÖRNYEZET - STROMASEJTEK

!

!

Sejttípusok: fibroblastok, myofibroblastok, endothelsejtek, lymphocyták, macrophagok Funkció: gazdaszervezet védekezése MALT B sejtes lymphomákban tumor fenntartás Tumornövekedést elősegítő faktorok (VEGF angiogenezis)

ANGIOGENEZIS

Hypoxia  új erek, régiek proliferációja Típusai: erek arteriovenosus shuntök „vakvégek” /simaizom elemek hiánya, gyenge fal, elégtele endothel és bazálmembrán/ szinuszok /fala daganatsejtekből áll/ VEGF  VÉNA JELLEGŰEK angiogenezis permeábilitás növekedés Nincsenek nyirokerek  OEDEMA, LASSULT KERINGÉS

IMMUNRENDSZER „KIJÁTSZÁSA”

Csökkent antigén prezentáció Immunreaktív sejtek működésének gátlása kemoattraktánsok lebontása adhézió gátlás fagocitózis gátlás

METASZTATIKUS KASZKÁD Tumorsejt Angiogenezis Primer tumor Lokális invázió ECM Adhézió Proteolízis Migráció VEGF Angiogenin FGF Metasztázis Angiogenezis Adhézió Proteolízis Migráció Intravazáció keringés SZÓRÓDÁS Extravazáció

INVÁZIÓ FOLYAMATA

In situ carcinoma Sejtadhézió megváltozása, sejtmotilitás növekedés ECM proteolízise

METASZTATIKUS KASZKÁD Tumorsejt Angiogenezis Primer tumor Lokális invázió ECM Adhézió Proteolízis Migráció VEGF Angiogenin FGF Metasztázis Angiogenezis Adhézió Proteolízis Migráció Intravazáció keringés SZÓRÓDÁS Extravazáció

ADHÉZIÓ

Metasztatizálás meghatározó lépése az adhézió változása sejt-sejt ill. sejt- ECM struktúrák között Adhéziós molekulák: szelektinek integrinek immunglobulin szupercsalád kadherinek kateninek

SZELEKTINEK

Sejt-sejt kapcsolat Típusai: E- endothelsejtek P- trombocyták L- leukocyták Extracelluláris C-lektin domén Ca 2+ függő Szialil-Le x szénhidrát ligandot köt „ROLLING”

!

Tumorsejteken szialil-Le x , -Le a

INTEGRINEK

G D

Transzmembrán receptorok Sejt-sejt, sejt-ECM kapcsolat 8  , 14  alegység ~20 heterodimer Ca 2+ , Mg 2+ függő kötődés „ RGD ” szekvenciát ismerik fel Jeltovábbítás: outside-in - jelátvitel   inside-out – adhézió Expressziója az angiogenezist elősegíti ill. a MMP sejtfelszínre lokalizálja EXTRAVAZÁCIÓ, KITAPADÁS

SEJTADHÉZIÓVAL SZABÁLYOZOTT JELÁTVITELI UTAK

ECM

integrin PTEN

SHC GRB2/SOS

RAC CDC42 PI(3)K

PKB/AKT ILK BAD Ciklin D1 apoptózis sejtciklus FAK GSK3



-katenin génexpresszió RAS RAF MEK MAPK motilitás sejtproliferáció

SEJTADHÉZIÓVAL SZABÁLYOZOTT JELÁTVITELI UTAK

ECM

integrin PTEN

SHC GRB2/SOS

RAC CDC42 PI(3)K

PKB/AKT ILK BAD Ciklin D1 apoptózis sejtciklus FAK GSK3



-katenin génexpresszió RAS RAF MEK MAPK motilitás sejtproliferáció

INTEGRINNEL KÖLCSÖNHATÁSBA LÉPŐ FEHÉRJÉK, MÁTRIXLIGANDOK

Citoszkeletális fehérjék: aktinin, talin,F- aktin, filamin Adapterek: rack 1, ICAP-1 Kalcium kötő fehérjék: CIB, kalretikulin Protein kinázok: pp125FAK, p59 ILK Membránfehérjék: CD9, CD16,CD47… kaveolin, urokináz-plazminogén-aktivátor receptor Mátrixligandok: kollagén, laminin, fibronektin, fibrinogén, von Willebrand faktor, oszteopontin, elasztin

IMMUNGLOBULIN SZUPERCSALÁD

Extracellulárisan 5db Ig-szerű domén Sejt-sejt kapcsolat Integrinekkel lépnek kapcsolatba VCAM  4  1, PECAM  v  3 EXTRAVAZÁCIÓ !

!

!

!

ICAM-1, MUC18- emelkedés  tumor agresszivitás VCAM-1 downregulációja  (detachment könnyebb) fokozott metasztatizáló képesség

KADHERINEK

Transzmembrán glikoprotein Sejt-sejt kapcsolat Ca 2+ függő , hiányában lebomlik Típusai: E- epitheliális P- placenta N- ideg, izom, szemlencse Intracellulárisan katenineken keresztül aktin filamentumokhoz kötődik ! Expresszió fokozódás  invázió, metasztativáló képesség csökkenése

KATENINEK

Inracelluláris molekula A kadherinek intracelluláris doménjét kapcsolják a citoszkeletális aktinhoz

!

!

Katenin expresszió csökkent számos carcinomában  -katenin kötődik az APC gén termékéhez

elősegítő Adhéziós molekulák N-Kadherin B-katenin Szignál útvonalak SrC Ras gátló E-Kadherin aE-katenin cMET FGFR PTEN

METASZTATIKUS KASZKÁD Tumorsejt Angiogenezis Primer tumor Lokális invázió ECM Adhézió Proteolízis Migráció VEGF Angiogenin FGF Integrinek Kadherinek Szelektinek CAM-ok Metasztázis Angiogenezis Adhézió Proteolízis Migráció Intravazáció keringés SZÓRÓDÁS Extravazáció

PROTEOLÍZIS

Bazálmembrán(BM), ECM komponensei: IV kollagén, laminin, proteoglikánok Tumorsejtek (stromasejtek) termelnek proteázokat Katepszin Mátrix metalloproteázok (MMP) Plazmin, tPA ,Urokináz (plasminogén aktivátor inhibitor 1&2) TIMP

INVÁZIÓ

Tissue inhibitor of metalloproteinases

MÁTRIX METTALLOPROTEÁZOK (MMP)

Zn 2+ függő endopeptidázok (MMP28) ECM bontás – tissue remodelling Interstíciális kollagenáz ( MMP2 ) Stromalizin Zselatinázok ( MMP9 ) Membrán típusú MMP bioaktív anyagok felszabadítása - bontása

MÁTRIX METTALLOPROTEÁZOK SZERKEZETE TIMP Szubsztrát Sejtfelszíni molekulák

EMLŐTUMOR MMP/TIMP EXPRESSZIÓJA

MMP – TUMORPROGRESSZIÓ

?!?

METASZTATIKUS KASZKÁD Tumorsejt Angiogenezis Primer tumor Lokális invázió ECM Adhézió Proteolízis Migráció VEGF Angiogenin FGF Integrinek Kadherinek Szelektinek CAM-ok

MMP/TIMP Katepszin Plazminogén

Metasztázis Angiogenezis Adhézió Proteolízis Migráció Intravazáció keringés SZÓRÓDÁS Extravazáció

TUMORSEJTEK MIGRÁCIÓS MECHANIZMUSAI

Kissejtes tüdőrák

MIGRÁCIÓS ADAPTÁCIÓ LEHETŐSÉGEI

2D –3D MIGRÁCIÓ

3D MIGRÁCIÓ LÉPÉSEI

1. Nyúlvány képzés 2. Fokális kontaktus 3. Fokális ECM proteolízis 4. Sejtkontrakció 5. Elmaradó vég elválása

Sejtkölcsönhatások a tumorgenezis során, amit már láttunk is

METASZTATIKUS KASZKÁD Tumorsejt Angiogenezis Primer tumor Lokális invázió ECM Adhézió Proteolízis Migráció Intravazáció VEGF Angiogenin FGF Integrinek Kadherinek Szelektinek CAM-ok

MMP/TIMP Katepszin Plazminogén AMF/gp78 Autotaxin HGF/c-MET

keringés Metasztázis Angiogenezis Adhézió Proteolízis Migráció Extravazáció SZÓRÓDÁS

Hematogén disszemináció !! Tumormarkerek pl. cytokeratin, mucin

EXTRAVAZÁCIÓ ?

METASZTÁZISOK LOKALIZÁCIÓJA

KEMOKINEK – SZÖVETSPECIFIKUS METASZTÁZIS