Onkoproteine als Signal-Rezeptoren

–zelluläre Diagnostik

Onkoproteine Onkoproteine als Signalals Signal--Rezeptoren Rezeptoren

––zellulzellulääre Diagnostikre Diagnostik

Dr. Jörn Schnepel

Seminar III

Molekulare Onkologie 2007

Praxisklinik Dr. Kübler, München

Dr. JDr. Jöörn Schnepelrn Schnepel

Seminar IIISeminar III

Molekulare Onkologie 2007Molekulare Onkologie 2007

Praxisklinik Dr. KPraxisklinik Dr. Küübler, Mbler, Müünchennchen

ÜÜberblickberblick

�� Signalwege zur Steuerung der Proliferation einer Signalwege zur Steuerung der Proliferation einer gesunden Zellegesunden Zelle

�� StStöörungen der Signaltransduktion in einer rungen der Signaltransduktion in einer TumorzelleTumorzelle

�� Schaltstellen und SchlSchaltstellen und Schlüüsselfaktoren der sselfaktoren der SignaltransduktionSignaltransduktion

�� SicherheitsSicherheits--PCR als EinstiegsdiagnostikPCR als Einstiegsdiagnostik

�� Quantifizierung und Charakterisierung von Quantifizierung und Charakterisierung von zirkulierenden Tumorzellen mittels ELISA und zirkulierenden Tumorzellen mittels ELISA und FISH TechnikenFISH Techniken

�� Kultivierung von Dendritischen Zellen und Kultivierung von Dendritischen Zellen und Killerzellen fKillerzellen füür die kombinierte Immuntherapier die kombinierte Immuntherapie

Dr. J. Schnepel, Dr. KDr. J. Schnepel, Dr. Küübler GmbH, 2007bler GmbH, 2007

SignaltransduktionSignaltransduktion

Stimuli :Stimuli : -- WachstumsfaktorenWachstumsfaktoren

-- CytokineCytokine

-- Hormone (Bsp.: Insulin)Hormone (Bsp.: Insulin)

-- NNäährstoffe (Aminoshrstoffe (Aminosääuren, Glucose, etc.)uren, Glucose, etc.)

-- ZellZell--ZellZell--InteraktionenInteraktionen

-- ZellZell--MatrixMatrix--InteraktionenInteraktionen

Effekte :Effekte : -- ProliferationProliferation

-- MitoseMitose

-- MigrationMigration

-- GenexpressionGenexpression

-- SurvivalSurvival--EffekteEffekte

-- Apoptose Apoptose

-- etc.etc.

extrazellulextrazelluläärerrerStimulusStimulus

Aufnahme und WeiterleitungAufnahme und Weiterleitungdurch Membrandurch Membran--RezeptorenRezeptoren

VerstVerstäärkung des Signales rkung des Signales durch Seconddurch Second--MessengerMessenger

intrazellulintrazellulääre Umsetzung re Umsetzung des Reizesdes Reizes

Dr. J. Schnepel, Dr. KDr. J. Schnepel, Dr. Küübler GmbH, 2007bler GmbH, 2007

SignalwegeSignalwege

Wichtige Signalwege zur Steuerung von Wichtige Signalwege zur Steuerung von Proliferation, Mitose, Apoptose, Differenzierung, etc. :Proliferation, Mitose, Apoptose, Differenzierung, etc. :

-- Akt/RTKs/NFAkt/RTKs/NF--κκκκκκκκBB--SignalingSignaling-- Ras/IntegrinRas/Integrin--SignalingSignaling

-- mTORmTOR--SignalingSignaling-- p53p53--PathwayPathway

-- PI3KPI3K--SignalingSignaling-- GPCRGPCR--SignalingSignaling-- MAPKMAPK--SignalingSignaling-- VEGFVEGF--SignalingSignaling-- wntwnt--SignalingSignaling-- notch Pathwaynotch Pathway

-- hedgehog Signalinghedgehog Signaling-- Death Receptor SignalingDeath Receptor Signaling

-- etc.etc.

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MAP Kinase Family Pathway

GPCR-Pathway

Insulin Pathway

Death Cascades

VEGF Pathway

mTOR-Pathway

mTOR Signaling

Akt / mTOR SignalwegAkt / mTOR Signalweg

P53 Signaling

Mitochondrial Apoptosis

Pathway

alle Wegealle Wege

Molecular Mechanisms of

Cancer

VerVeräänderungen der Zellphysiologie einer nderungen der Zellphysiologie einer TumorTumor--StammzelleStammzelle

1. Selbstversorgung mit Wachstumssignalen1. Selbstversorgung mit Wachstumssignalen

2. Unempfindlichkeit gegen2. Unempfindlichkeit gegenüüber wachstumsinhibierendenber wachstumsinhibierenden

SignalenSignalen

3. Umgehung des programmierten Zelltodes (Apoptose)3. Umgehung des programmierten Zelltodes (Apoptose)

4. grenzenloses Replikationspotential4. grenzenloses Replikationspotential

5. verst5. verstäärkte Angiogeneserkte Angiogenese

6. Gewebe6. Gewebe--invasiv und somit metastasierendinvasiv und somit metastasierend

Dr. J. Schnepel, Dr. KDr. J. Schnepel, Dr. Küübler GmbH, 2007bler GmbH, 2007

Lokalisierung der TumorzellLokalisierung der Tumorzell--OnkogeneOnkogene

baxbcl-2BCRPBRCA-1CA15-3CA19-9 CD44 v5CD44 v6

����������� �MMP 2 / 9TGF-betaUrokinaseVEGF

����������Aktbaxbcr-abl Cathepsin D/L IDOMelanomaMMP 2 / 9 PSASurvivinTGF-betaVEGF

ck-ras

mTOR

TKTL1

Akt

src

c-myc CyclineHDM-2p53 m Rb-ProteinSurvivin Telomerase

��������Cathepsin D/L MMP 2 / 9 PSATGF-betaUrokinaseVEGF

CEAc-erb B2 c-kitEGFREndoglinEp-CAMER-betaMDR

GFAP

�������

����������

Dr. J. Schnepel, Dr. KDr. J. Schnepel, Dr. Küübler GmbH, 2007bler GmbH, 2007

MetastasierungMetastasierung

Ruoslathi, E.; 1996Ruoslathi, E.; 1996

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AusschAusschüüttung von Proteasenttung von Proteasen

VerVeräänderung der Zelladhnderung der Zelladhääsionsion

Stimulierung der NeoangiogeneseStimulierung der Neoangiogenese

Fehlregulierung des ZellzyklusFehlregulierung des Zellzyklus

Beeinflussung umliegenden GewebesBeeinflussung umliegenden Gewebes

SicherheitsSicherheits--RTRT--PCRPCR

BlutBlut

RTRTPCRPCR

DGDG

Reverse Transcription Reverse Transcription –– Polymerase Chain ReactionPolymerase Chain Reaction

ErgebnisErgebnis

DNADNA

mRNAmRNA

ZellenZellen

FrFrüühdiagnostik durch biopsiefreien Tumorzellnachweis.hdiagnostik durch biopsiefreien Tumorzellnachweis.PCR ist der Einstieg in die biopsiefreie Onkologie.PCR ist der Einstieg in die biopsiefreie Onkologie.

Dr. J. Schnepel, Dr. KDr. J. Schnepel, Dr. Küübler GmbH, 2007bler GmbH, 2007

+ DNAse+ DNAse

200

50

300

500

1000

bp

ck19214 bp

ck20371 bp

1018

220344

506

1636203630544072

bp

Mucin-1684 bp

300

200

5001000

bp

Tyr284 bp

500

200

300

1000

bp

PSA486 bp

Cytokeratin 19/20 PSA Mucin-1 Tyrosinase

LeukozytenLeukozyten--AphereseApherese

Dr. J. Schnepel, Dr. KDr. J. Schnepel, Dr. Küübler GmbH, 2007bler GmbH, 2007

Apherese (Apherese (griechischgriechisch) :) : Abtrennung, WegnahmeAbtrennung, Wegnahme

DichtegradientenDichtegradienten--ZentrifugationZentrifugation

cellquantity

density (g/ml)1,07 1,081,06 1,09 1,10 1,11

Monocytes

Lymphocytes

Erythrocytes

Tumorcells

Basophils

Neutrophils

Eosinophils

{HaemoneticsHaemonetics--AphereseApherese--SystemSystem

mitmitAphereseApherese--Glocke zur ErzeugungGlocke zur Erzeugung

desdesDichtegradientenDichtegradienten

Diagnostik : FISHDiagnostik : FISH

FISH : Fluoreszenz in situ HybridisierungFISH : Fluoreszenz in situ Hybridisierung

positive cpositive c--erb/B2erb/B2-- AmplifikationAmplifikation

normale Zellkernenormale Zellkerne

Dr. J. Schnepel, Dr. KDr. J. Schnepel, Dr. Küübler GmbH, 2007bler GmbH, 2007

entartete Zellkerneentartete Zellkerne

�������� EinzelzellnachweisEinzelzellnachweis��Quantifizierung von zirkulierenden TumorzellenQuantifizierung von zirkulierenden Tumorzellen

Diagnostik : ELISADiagnostik : ELISAEnzyme Linked Immunosorbent AssayEnzyme Linked Immunosorbent Assay

Dr. J. Schnepel, Dr. KDr. J. Schnepel, Dr. Küübler GmbH, 2007bler GmbH, 2007

negativnegativ MDRMDR--positive Zelle : Chemoresistenzpositive Zelle : Chemoresistenz

cc--erb/B3erb/B3--positive Zellenpositive ZellenCD34+ TumorCD34+ Tumor--StammzellenStammzellen

AblaufAblauf

Leukapherese

buffy-coat

HSPVakzine

LAKZellen

Dendr.Zellen

Genom

FISH

TherapieDiagnostik

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Proteom

ELISA

IL-4GM-CSF

IL-2

autolog

Targetspez.

spez.

VorbefundRT-PCR