HC.4 DNA-schade reparatie en anti-kanker therapie

Question 1

Wat is er bij tumoren vaak mis met betrekking tot DNA-schade?

Answer 1

Vaak defect in DNA schade reparatie mechanismen

Question 1

Noem drie gevolgen van DNA-schade

Answer 1

1. tijdelijke celcyclus blokkade
2. apoptose en veroudering: remming transcriptie en replicatie, chromosoom segregatie
3. Kanker/erfelijke ziekten: mutaties en chromosoomafwijkingen

Question 2

Wat is BEP?

Answer 2

Bleomycine, etoposide, en cisplatine als behandeling tegen kanker

Question 3

Wat is het werkingsmechanisme van Bleomycine?

Answer 3

1.Bleomycine: concentratie van oxidatieve radicalen dicht bij DNA > dubbelstrengs DNA breuken

Question 4

Wat is het werkingsmechanisme van etoposide?

Answer 4

Het remt/bevriest topoisomerase II op het moment dat het al een knip heeft gemaakt in het DNA en er dus een dubbelstrengsbreuk is met een covalent eiwit gebonden op het uiteinde
Hierdoor kunnen deze uiteinden niet meer aan elkaar worden gezet

Question 5

Wat is de functie van topoisomerase?

Answer 5

uit elkaar halen van in elkaar gevlochten DNA strengen door het doorknippen van het DNA om een ander stuk erdoorheen te kunnen halen

Question 6

Wat is het verschil tussen topoisomerase I en II?

Answer 6

I maakt enkelstrengsbreuken

II maakt dubbelstrengsbreuken

Question 7

Waarom wordt etoposide gegeven bij kanker?

Answer 7

Omdat het zorgt voor een specifiek type DNA breuken die de tumor heel moeilijk kan repareren

Question 8

Wat doet het medicijn ifosfamide?

Answer 8

Alkylerende stof, maakt DNA schade die door BER gerepareerd moet worden, zorgt voor alkylerende adducten

Question 9

Wat is het principe van BER?

Answer 9

Bij oxidatieve schade of bij enkelstrengs breuken
AP endonuclease enzym maakt een breuk in de streng
Kapotte nucleotide eruit (glycocylase) geknipt zodat abasische site
Vervangen beschadigde DNA

Question 10

Wat is nodig voor de reparatie van enkelstrengs breuken?

Answer 10

PARP1 eiwit (= poly ADP ribose polymerase 1)

Question 11

Wat is het werkingsmechanisme van PARP1?

Answer 11

Het maakt de reparatie van enkelstrengs breuken efficiënter
- Bindt aan enkelstrengs breuken
- Modificeert eiwitten door een poly ADP ribose staart toe te voegen
- Stabilisatie van breuk wat het herstel bevordert

Question 12

Waar is het PARP1 werkzaam?

Answer 12

Op de splitsing naar de lange of de korte route

Question 13

Wat zou het gevolg zijn als PARP1 niet kan bijdragen aan het herstel van enkelstrengs breuken?

Answer 13

Het duurt langer

Question 14

Wat gebeurt er als er tijdens de replicatie tegen een enkelstrengs breuk aangelopen wordt?

Answer 14

Resulteert in een eenzijdige dubbelstrengsbreuk doordat de replicatie wordt gestopt bij het stuiten op de breuk

Question 15

Wat is het logische gevolg wanneer er een dubbelstrengs DNA breuk is tijdens de replicatie?

Answer 15

NHEI

Question 16

Wat is het probleem bij NHEI bij dubbelstrengs DNA breuken bij replicatie? Wat is het gevolg hiervan?

Answer 16

Er is geen tweede DNA uiteinde doordat gestopt is met de replicatie door de enkelstrengs breuk. Hierdoor kan hij ook niet ergens aan vast binden
Het is afhankelijk van HR

Question 17

Wat is belangrijk bij HR?

Answer 17

Het RAD51 eiwit

Question 18

Wat doet het RAD51 eiwit bij de HR? (als er tijdens de replicatie tegen een enkelstrengs breuk aangelopen wordt waardoor een dubbelstrengsbreuk ontstaat)

Answer 18

RAD51 filamenten binden
Zoeken naar de homologe sequentie van de zuster chromatide
Zorgen voor een replicatievork
Er kan vervolgens doorgegaan worden met de replicatie

Question 19

Leg uit waarom een PARP-remmer kan helpen als anti-kankertherapie bij BRCA mutatie dragers

Answer 19

Vaak zijn deze mensen heterozygoot
1. Bij een enkelstrengsbreuk zorgt de PARP-remmer ervoor dat er geen herstel plaats kan vinden
2. Hierdoor zal bij replicatie een dubbelstrengsbreuk ontstaan
3. Voor het herstel wordt HR gebruikt waarvoor RAD51 filamenten willen binden aan het DNA
4. Het gedrag van RAD51 wordt beïnvloed door BRCA1 en BRCA 2 eiwitten (zorgen dat RAD51 naar de plek van schade gaat)
6. inactivatie van het gezonde allel (van BRCA-genen) in tumorcellen komt voornamelijk door LOH dus er is een grote kans dat het gezonde allel verloren gaat
7. HR is hierdoor niet meer mogelijk
8. Door de PARP-remmer ontstaan er meer enkelstrengsbreuken en meer dubbelstrengs breuken bij de replicatie
9. a) Bij normale BRCA-proficiente cellen geen probleem want nog een werkend BRCA allel waardoor alsnog HR
b) Tumorcellen hebben geen werkend BRCA-allel meer en zullen dus dood gaan = synthetische lethaliteit

Question 20

Bij wat voor soort breuken werkt PARP1?

Answer 20

Enkelstrengs DNA breuken

Question 21

Waarbij is RAD51 belangrijk?

Answer 21

Dubbelstrengs DNA-breuk herstel door HR
Gaat opzoek naar de complementaire streng

Question 22

Bij welke reparatiemechanisme speelt PARP1 een rol?

Answer 22

BER

Question 23

Wat is het klinische effect van PARP1-remmers?

Answer 23

Groei van BRCA-deficiente tumoren wordt geremd

Question 24

Wat is het overervingspatroon van BRCA mutaties?

Answer 24

Autosomaal dominant

Question 25

Wat zijn de penetranties van de twee BRCA mutaties? (kans op ontwikkelen kanker)

Answer 25

BRCA1: 80% borstkanker 65% ovariumkanker BRCA2: 90% borstkanker 37% ovariumkanker

Question 26

Welke soorten kanker ontstaan vaak bij BRCA-deficientie personen?

Answer 26

Borstkanker Ovariumkanker Prostaatkanker

Question 27

Bij welk soort schade speelt HR een belangrijke rol?

Answer 27

Replicatie geassocieerde eenzijdige dubbelstrengsbreuken

Question 28

Wat zijn de drie stappen die een medicijn moet doorlopen voordat het in de kliniek terecht komt?

Answer 28

1. experimenten met cellijnen 2. dierexperimenten 3. klinische studies

Question 29

Waarop heeft PARP1-remmer een gunstig effect?

Answer 29

Op de overleving van ovariumkankerpatienten Uiteindelijk groeien de tumoren toch doorheen

Question 30

Wat is het effect van PARP1-remmers bij borstkankerpatienten?

Answer 30

Weinig verschil in groei en geen effect op overal survival

Question 31

Wat is een manier om radiotherapie beter effect te laten hebben?

Answer 31

Hyperthermie van de tumor tot 41-43 graden gedurende 60-90 minuten

Question 32

Hoe zorgt hyperthermie van de tumor voor betere werking van de RT?

Answer 32

1. Hyperthermie zorgt voor afbraak BRCA-eiwitten 2. RAD51 zal zich niet meer ophopen op de DNA-schade 3. Hierdoor wordt de HR deficiënt

Question 33

Wat is een gevolg van radiotherapie op RAD51?

Answer 33

Het hoopt zich juist op op DNA-schade plekken

Question 34

Waarmee is hyperthermie ook wel te vergelijken (met betrekking tot de tumor)?

Answer 34

Het zorgt als het ware voor een BRCA-mutatie/deficientie

Question 35

Hoe kan hyperthermie helpen bij een PARP1-remmer?

Answer 35

Het maakt maakt de tumor "gevoeliger" voor de PARP-remmer

Question 36

Hoe wordt de derde manier van het oplossen van dubbelstrengs breuken genoemd?

Answer 36

THEJ = Theta mediated end joining

Question 37

In welke situaties wordt THEIJ gebruikt?

Answer 37

Als HR en NHEJ insufficiënt zijn

Question 38

Wat is het verschil tussen NHEJ en THEJ?

Answer 38

THEJ heeft niet KU70/80 eiwitten nodig En het kan alleen inwerken op verwijderde DNA-uiteinden

Question 39

Wat doet polymerase theta (POLQ)?

Answer 39

Hij zorgt voor de DNA-synthese bij de overhangende DNA-strengen (die op elkaar lijken) en vult de gaten in. Hiermee stabiliseert hij de structuur

Question 40

Waardoor kan POLQ de breuk herstellen?

Answer 40

Micro-homologie

Question 41

Wat is micro-homologie?

Answer 41

een stukje DNA waar twee strengen complementair aan elkaar zijn

Question 42

Welk type cellen gebruiken POLQ als reukreparatie en wat is hiervan het gevolg?

Answer 42

BRCA-deficiente cellen Gevolg: Extra escape mechanisme om dubbelstrengs-DNA breuken te herstellen

Question 43

Welk genotype zijn er bij BRCA mutaties?

Answer 43

Ze zijn allemaal heterozygoot Dus 1 normaal allel en 1 gemuteerd allel

Question 44

Hoe ontstaat van een heterozygoot genotype een BRCA deficiëntie?

Answer 44

De kans is groot dat er ergens in een cel een keer het gezonde allel verloren gaat waardoor die cel kan uitgroeien tot kankercel