METASZTÁZISKÉPZÉS Láng Orsolya 2012.

TUMOROK ÉS MIGRÁCIÓ PRIMER TUMOR METASZTÁZIS Angiogenezis Adhézió

SEJT - SEJTCIKLUS

Apoptózis Növekedési faktorok Kemokinek Szabályozó fehérjék Adhéziós fehérjék

TUMORSEJTEK

SEJTKINETIKA

TUMORTÉRFOGAT MEGKETTŐZŐDÉSI IDŐ (Td) Lymphoma 4 hét Vastagbélrák 90 hét Sejtciklus idő (Tc): Tc= Ts / Li Ts: S fázis hossza Li: jelölődési index Proliferáló daganatsejtek aránya (GF): GF=P / (P+Q’) P: proliferáló sejtek száma Q: nyugvó sejtek száma Sejtvesztés üteme (): = 1-Tpd / Td Tpd= *Ts/Li Tpd: potenciális térfogat megkettőződési idő Lymphoma 48 h Tüdőrák 108 h

TUMORTÉRFOGAT NÖVEKEDÉSE ~10 osztódás =*1000 Sejtszámnövekedés (210 =1024) ~20 osztódás= 106 sejt= 1 mg= 1 mm3 ~30 osztódás= 109 sejt= 1 g= 1 cm3 ~40 osztódás= 1012 sejt= 1 kg 1 tumorsejt ~30-33,25 osztódás =1-10 cm3 A klinikai diagnózis időpontja ~27 osztódás = 0,1cm3 Legkorábban diagnosztizálható ~40 osztódás = 1012sejt Élettel nehezen összeegyeztethető

TUMORPROGRESSZIÓ BIOLÓGIÁJA

Tumor pathogenezis Exogén és endogén faktorok Genom instabilitás Onkogének aktiválása Szuppresszorok inaktiválása Növekedés Differenciáltsági fok csökkenése Invazív tulajdonságok Ektópiás túlélési képesség epithel Hiperplazia adenoma 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 LASSULT KERINGÉS Hypoxia  új erek, régiek proliferációja Típusai: erek arteriovenosus shuntök „vakvégek” /simaizom elemek hiánya, gyenge fal, elégtele endothel és bazálmembrán/ szinuszok /fala daganatsejtekből áll/ VÉNA JELLEGŰEK VEGF  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 VEGF Angiogenin FGF Metasztázis Angiogenezis Primer tumor Angiogenezis Lokális invázió Adhézió Proteolízis Migráció Adhézió Proteolízis Migráció ECM keringés Extravazáció Intravazáció SZÓRÓDÁS

INVÁZIÓ FOLYAMATA In situ carcinoma Sejtadhézió megváltozása, sejtmotilitás növekedés ECM proteolízise

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

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

! Tumorsejteken szialil-Lex, -Lea SZELEKTINEK Sejt-sejt kapcsolat Típusai: E- endothelsejtek P- trombocyták L- leukocyták Extracelluláris C-lektin domén Ca2+ függő Szialil-Lex szénhidrát ligandot köt „ROLLING” ! Tumorsejteken szialil-Lex, -Lea

INTEGRINEK Transzmembrán receptorok Sejt-sejt, sejt-ECM kapcsolat   D R G Transzmembrán receptorok Sejt-sejt, sejt-ECM kapcsolat 8 , 14  alegység ~20 heterodimer Ca2+, Mg2+ 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 integrin ECM ILK -katenin Ciklin D1 BAD PKB/AKT FAK RAS RAF MEK MAPK GSK3 motilitás génexpresszió sejtciklus apoptózis SHC GRB2/SOS PTEN RAC PI(3)K CDC42 sejtproliferáció

SEJTADHÉZIÓVAL SZABÁLYOZOTT JELÁTVITELI UTAK integrin ECM ILK -katenin Ciklin D1 BAD PKB/AKT FAK sejtproliferáció RAS RAF MEK MAPK GSK3 motilitás génexpresszió sejtciklus apoptózis SHC GRB2/SOS PTEN RAC PI(3)K CDC42

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  fokozott metasztatizáló képesség (detachment könnyebb)

! Expresszió fokozódás  invázió, metasztativáló képesség csökkenése KADHERINEK Transzmembrán glikoprotein Sejt-sejt kapcsolat Ca2+ függő , hiányában lebomlik Típusai: E- epitheliális P- placenta N- ideg, izom, szemlencse Intracellulárisan katenineken keresztül aktin filamentumokhoz kötődik ! Expresszió fokozódás  invázió, metasztativáló képesség csökkenése

! Katenin expresszió csökkent számos carcinomában KATENINEK Inracelluláris molekula A kadherinek intracelluláris doménjét kapcsolják a citoszkeletális aktinhoz ! Katenin expresszió csökkent számos carcinomában ! -katenin kötődik az APC gén termékéhez

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

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

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) Zn2+ 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 VEGF Angiogenin FGF Metasztázis Angiogenezis Integrinek Kadherinek Szelektinek CAM-ok Primer tumor Angiogenezis Lokális invázió MMP/TIMP Katepszin Plazminogén Adhézió Proteolízis Migráció Adhézió Proteolízis Migráció ECM keringés Extravazáció Intravazáció SZÓRÓDÁS

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 VEGF Angiogenin FGF Metasztázis Angiogenezis Integrinek Kadherinek Szelektinek CAM-ok Primer tumor Angiogenezis Lokális invázió MMP/TIMP Katepszin Plazminogén Adhézió Proteolízis Migráció Adhézió Proteolízis Migráció ECM AMF/gp78 Autotaxin HGF/c-MET keringés Extravazáció Intravazáció SZÓRÓDÁS

Hematogén disszemináció !! Tumormarkerek pl. cytokeratin, mucin

EXTRAVAZÁCIÓ ?

METASZTÁZISOK LOKALIZÁCIÓJA

KEMOKINEK – SZÖVETSPECIFIKUS METASZTÁZIS