50. Онковирусы. Их классификация. Роль вирусов в канцерогенезе.

Канцерогены биологической природы — онкогенные (опухолеродные) вирусы.

Вирусно-генетическая теория Л. А. Зильбера, 1945 — механизм опухолевой трансформации заключается в том, что геном вируса внедряется в геном клетки и встраивается. За опухолевую трансформацию отвечает часть генома вируса, которая была названа Хюбнером и Тодаро онкогеном (1969). Онкогены вначале были идентифицированы в вирусах (v-onc, viral-вирусный), а затем найдены и в клетках животных (c-onc, cellular-клеточный).

Причиной развития раковых заболеваний является не сам вирус, а инфицированные вирусом клетки. Они могут оказывать либо непрямое промоторное влияние, либо прямую неопластическую трансформацию клеток. Чтобы вирус вызвал раковый процесс, он не должен вызвать гибель клеток, сохраняя вирусные гены из поколения в поколение. Вирусный ген, внедренный в хромосому хозяина, может транскрибироваться, подталкивая клетку к вступлению в S-фазу клеточного цикла, заставляя ее снова и снова совершать заново цикл деления. Здесь вирусный ген проявляет свойство онкогена.

Виды онкогенных вирусов

По типу вирусной НК:

1. ДНК-вирусы

>непосредственно внедряются в геном клетки-мишени

>участок ДНК онковируса (собственно онкоген), интегрированный клеточным геномом, может осуществить опухолевую трансформацию клетки

>либо ген онковируса может играть роль промотора клеточного протоонкогена

Примеры:

>вирус Эпстайна-Барр — лимфома

>вирусы гепатита В и С — рак печени

2. РНК -вирусы — ретровирусы

>в состав РНК-содержащих вирусов входит фермент, осуществляющий обратную транскрипцию, который обеспечивает синтез ДНК на матрице вирусной РНК внутри клетки-хозяина

>интергация вирусных РНК-генов в клеточный геном происходит после образования ДНК-копий, ДНК-копия уже встречается в геном клетки, экспжессируется и может обуславливать трансформацию клетки в опухолевую.

Расшифровка структуры онкогена вируса саркомы Роуса: Геном вируса состоит из четырех генов: gag, pol, env, src. От гена gag зависит синтез вирусных группоспецифичных антигенов. Ген pol определяет синтез фермента ревертазы. Ген env обеспечивает синтез гликопротеинов оболочки вируса. Ген src участвует в синтезе фермента тирозиновой киназы, ответственной за опухолевую трансформацию.

Этапы вирусного канцерогенеза:

1.Проникновение обкошенного вируса в клетку

2.Включение вирусного онкогена в геном клетки

3.Экспрессия онкогена

4.Превращение клетки в опухолевую

5.Образование опухолевого узла

51. Молекулярные механизмы канцерогенеза. Значение онкогенов в канцерогенезе.

Молекулярные механизмы канцерогенеза основаны на:

1. Активация онкогенов

2. Мутаций генов реапарации ДНК

3. Нарушение работы генов-супрессоров опухолевого роста

Онкогены — это участок ДНК, активация которого приводит к опухолевой трансформации клеток.

>онкогены были найдены и идентифицированы в клетках человека, которые в дифференцированных клетках пребывают в неактивном состоянии (протоонкогены)

>экспрессии лишь единичного онкогена недостаточно для развития опухолей

Механизмы активации протоонкогенов:

1. Точечные мутации — может привести к синтезу другого регуляторного онкобелка, сдвигающего баланс метаболизма в направлении опухолевой трансформации (например, онкоген с-ras, выделенный из нормальной клетки, отличается от того же онкогена из клеток рака мочевого пузыря человека на одно основание (по одной аминокислоте в онкобелке).

2. Хромосомные мутации и присоединение к протоонкогену промотора (участок ДНК, с которым связывается РНК-полимераза, инициирующая транскрипцию онкогена)

3. Вставка в геном клетки энхансера («усилитель») участка ДНК, свободного активизировать работу онкогена — усиление транскрипции онкогена (при вирусном канцерогенезе вставка концевых длинных повторов ретровирусов).

4. Транспонозы — прыгающие гены

5. Вирусные транспозоны и промоторы. Некоторые ретровирусы не содержат онкогены, но, встраиваясь в геном клетки, где локализован протоонкоген, могут стать промотором. Подобным образом может влиять и транспозон.

6. Амплификация (умножение) протоонкогенов — увеличение копии генов. Амплифицированные онкогены выявляются в виде гомогенно окрашенных участков в хромосомах. При этом увеличивается продукт амплификации, который может играть важную роль в приобретении свойств злокачественности опухолевой клеткой (например, амплифицированный онкоген с-ras обеспечивает синтез G-белка, обладающими аденилатциклазной активностью).

7. Гипо- или деметилирование ДНК протоонкогена

Опухолевая трансформация клеток при экспрессии протоонкогена реализуется через продукты транскрипции и трансляции, которые представляют собой регуляторные белки клеток (онкобелки). Именно онкобелки осуществляют основные процессы (гиперплазию, анаплазию и метаплазию) превращения нормальной ткани в опухолевую.

На современном этапе выделяют три механизма онкогенеза.

1. Продукты онкогена включаются во внутриклеточные ключевые процессы, регулирующие рост клеток. Примером является онкобелок гена c-myc — ДНК-связывающий белок. Эта группа онкобелков оказывают влияние на ход течения митотического цикла.

2. Синтез онкобелков, обладающих свойствами полипептидных факторов роста. Онкобелки ряда онкогенов представляют собой факторы роста. Например, продукт гена c-sis, который идентичен фактору роста тромбоцитов, стимулирует рост клеток мезенхимы и глии.

3. Синтез онкобелков, обладающих свойствами рецепторов («неполные» рецепторы, так как отсутствует большая часть внешнего домена рецептора при сохранении ферментативной части, например, протеинкиназной активности). К примеру, ген c-erb детерминирует образование рецептора к фактору роста эпидермиса, приводя к аутостимуляции при опухолевой трансформации (принцип положительной обратной связи).

Классификация онкобелков
По локализации
Ядерные онкобелки Цитоплазматические онкобелки Мембранные онкобелки
По механизму действия
Онкобелки митогены	Myc, myp, jan, fos	Стимуляция бесконтрольного деления, локализованы в ядре
Онкобелки, выполняющие роль ПК	srs	Накопление цГМФ в опухолевой клетке приводит к активации тирозинзависимых ПК(srs) —> бесконтрольное деление —> утрата дифференцировки
Онкобелки с двойной функцией	P28sis	Состоит из двух субъединиц: одна — гомолог ФР, другая рецептор для ФР, обеспечивает автономность опухолевой клетки
Онкобелки псевдорецепторы	tel
ГТФ-онкобелки	ras	ГТФ в опухолевой клетки преобладает

Гены супрессоры опухолевого роста:

>гены-супрессоры опухолевого роста в норме кодируют белки, подавляющие клеточную пролиферацию

>нарушение/отсуствие работы этих генов —> опухолевый процесс

>в отличие от онкогенов, гены-супрессоры не доминантны, а рецессивны, что значит, что для проявления опухолевого фенотипа должны быть инактивированы оба аллеля.

>пример: р53, Rb, APC

Р53 —многофункциональный белок, участвующий в регуляции транскрипции, стабилизации генома, подавлении пролиферации клеток и апоптозе (продукт гена ТР53). Белок р53 чувствителен к химиотерапии: повреждение ДНК, вызванное химиотерапией, приводит к активации р53 и апоптозу поврежденных клеток.

Гены репарации ДНК:

>обеспечивают аккуратное копирование каждой цепи ДНК во время деления клетки

>мутации в этих генах —> увеличение частоты мутаций в других генах, таких как протоонкогены и гены супрессоры опухоли —> опухолевый процесс