REPARCIÓN DEL DNA: MECANISMOS BIOLÓGICOS€¦ · - Roturas de doble cadena Rt d dbl d - DNA...
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REPARCIÓN DEL DNA: MECANISMOS BIOLÓGICOS MECANISMOS BIOLÓGICOS
Dra Elena Castro Marcos
The Institute of Cancer Research & Royal Marsden NHS Trust FoundationThe Institute of Cancer Research & Royal Marsden NHS Trust Foundation
Friedberg E, Nat Rev Canc, 2001
1. Mismatch Repair (MMR)
2. Reparación por Escisión de Bases (BER)
• Short path• Long path
3. Reparación por Escisión de Nucleótidos (NER)
• Global Genome (GG-NER)• Transcription-coupled (TC-NER)
4. Reparación de Rotura de Doble Cadena (DSBR)
• Recombinación Homóloga (HR)• Single Strand Annealing (SSA)Single Strand Annealing (SSA)• Conversión Génica (GC/DSBR/HR)
• Recombinación No Homóloga (NHEJ)
Modificado de Hoejimakers J, Nature, 2001
1. MISMATCH REPAIR (MMR)
Mismatch repair
Friedberg E, Nat Rev Canc, 2001
Mismatch repair
Modificado de Hoejimakers J, Nature, 2001
Mismatch repair
Ca colorrectal asociado a HNPCC presenta inserciones/deleciones en regiones repetitivas (MSI)
Bacterias dMMR : apareamientos erroneos expansión/contracción de secuencias repetitivas Bacterias dMMR : apareamientos erroneos, expansión/contracción de secuencias repetitivas.
Genes homólogos a los MMR bacterianos. MSH2, MLH1, MLH3, PMS1, PMS2, MSH6
Mutaciones germinales de MSH2 y MLH1 son las más frecuentes (≈ 90%)Mutaciones germinales de MSH2 y MLH1 son las más frecuentes ( 90%)
Inestabilidad en todo el genoma. Genes con secuencias repetitivas:
TGF-βRII, Bax, IGF2-R, APC, PTEN, MSH3, MSH6 TGF βRII, Bax, IGF2 R, APC, PTEN, MSH3, MSH6
Tumores extracolonicos de HNPCC (endometrio, gastico, ovario, intestino delgado, páncreas…)
Tumores esporádicos: Metilación del promotor de MLH1p p
Aaltonen L, Science, 1993, Peltomaki, Cancer Res, 1993, Ionov, Nature, 1993, Thibodeau, Science, 1993Fishel, Cell, 1993; Leach, Cell, 1993; Lindblom, Nat Genet, 1993; Bronner 1994; Papadopoulus, Science, 1994; Nicolaides, Nature, 1994;
Lipkin, Nat Genet, 2000.Lipkin, Nat Genet, 2000.Markowitz, Science, 1995; Rampino, Science, 1997; Souza, Nat Genet, 1996
Kane, Cancer Res, 1997; Herman, Proc Natl Acad Sci USA, 1998
Mismatch repair
La inactivación de MLH1 y MSH2 se asocia a H-IMS
Panel de 5 microsatélitesMicrosatélite Localización
Panel de 5 microsatélites
- MSS: Inestabilidad en ninguno de ellos
- MSI-L: Inestabilidad en 1
BAT25 4q12
BAT26 2p16.3‐p21
D5S346 5q21‐22MSI L: Inestabilidad en 1
- MSI-H: Inestabilidad en ≥2D17S250 17q11.2‐q12
D2S123 2p16
Boland, Cancer Res, 1998
Correlación entre MSI y expresión MMR genes (IHQ)
Lindor JCO 2002Lindor, JCO, 2002
dMMR CCR mejor pronóstico que pMMR. j p q p
No beneficio en tratamiento con 5-FU?
Incluir MMR status como factor de riesgo en estadio II al considerar 5-FU?
Ribic, NEJM, 2003; Sargent, JCO, 2010; Bertagnolli, JCO, 2011
2. ESCISIÓN DE BASES (BER)
Modificado de Hoejimakers J, Nature, 2001
XRCC1
Interactúa con multiples proteínas de BERMutaciones inactivantes se asocian con sensibilidad a RI y a agentes alquilantesy gMás de 60 polimorfismos.
- XRCC1 Arg399Gln. Implicación funcional- BRCT1 (PARP1)- 23-36% población general - Asociacion con incidencia de diferentes tumores en fumadores y con respuesta a platinos y RT
Ladiges WC, Oncogene, 2006
MYH
Glicosilasa que reconoce 8-oxoguanina.
A:8-oxoguanina G:C>T:A
Poliposis asociada a MYH (MAP)
- Mutación bi-alelica. (Herencia autosómica recesiva)- Y165C y G382D- Poliposis atenuadaPoliposis atenuada- G:C>T:A: - APC y KRAS
3. ESCISIÓN DE NUCLEÓTIDOS (NER)
Modificado de Hoejimakers J, Nature, 2001
Xeroderma PigmentosoXPA-XPGHipersensibilidad celular a radiación UV
Síndrome de CockayneCSA-CSBHipersensibilidad a UV. Alteraciones del Hipersensibilidad celular a radiación UV
Riesgo de tumores cutáneos x1000 Hipersensibilidad a UV. Alteraciones del
desarrolloNo mayor incidencia de cáncer. Progeria
Schumacher, Mol Cel Endocrinol, 2009
4. ROTURAS DE DOBLE CADENA
Recombinación Homóloga
R t d d bl d
Recombinación No Homóloga
R t d d bl d- Roturas de doble cadena- DNA homólogo como molde- Fase S, G2
Exacta (LOH)
- Roturas de doble cadena- No precisa DNA molde- Todo el ciclo (G0, G1)
Rápida - Exacta (LOH)- Meiosis (gametogénesis)- Mitosis
- Rápida - Perdida de DNA. Translocaciones- Recombinación somática V(D)J
San Filippo, Annu Rev Biochem, 2008Sonoda, DNA repair, 2006
Jackson, Carcinogenesis, 2002Harber, Trend Gen, 2000
Recombinación Homóloga
Crossover Conversión Génica y Crossover
Conversión Génica
Recombinación Homóloga
MRE11 RAD50
NSB1
MRNMRN
RAD51BRCA2
XRCC2
XRCC3
SSA CG
Modificado de San Filippo, Annu Rev Biochem, 2008
Recombinación No Homóloga
Lieber, Mol Cell Biol, 2010
Recombinación No Homóloga
BRCA2Imprescindible para HRRegulado por CDKsNecesario para activación de RAD51Inestabilidad cromosómica: Perdida de CG no afecta SSA o NHEJInestabilidad cromosómica: Perdida de CG, no afecta SSA o NHEJ
BRCA1Unión a RAD51 y BRCA2yRegulación uperstream: Perdida de CG y SSASeñalización del daño y regulación del ciclo celular
Gudmmunsdottir, Oncogene, 2006Mullan, Oncogene, 2006
Letalidad Sintética
Inhibición de PARP1(No BER)
BRCA+/+ y BRCA+/- BRCA-/-
Rotura de doble cadena Rotura de doble cadena
CG (HR) NHEJ o SSA
Estabilidad genómicaSupervivencia celular
Inestabilidad genómicaMuerte celular Sup r nc a c u ar Muerte celular