DATOS DE LOS CURSOS DE POSGRADO

Transcripción

1 DATOS DE LOS CURSOS DE POSGRADO INFORMACIÓN GENERAL 1. Curso o Seminario: curso de postgrado 2. Título: La Biología del Cáncer 3. Objetivos: El objetivo de este curso es brindar a la comunidad científica y médica de nuestro medio, un conocimiento actualizado de la biología básica del cáncer. Se entiende como tal, la alteración o modificación de todas aquellas entidades y mecanismos, a nivel molecular, celular y tisular, que conducen a la aparición de un tumor primario y al posterior proceso metástasico. 4. Temario: Objetivo El objetivo de este curso es brindar a la comunidad científica y médica de nuestro medio, un conocimiento actualizado de la biología básica del cáncer. Se entiende como tal, la alteración o modificación de todas aquellas entidades y mecanismos, a nivel molecular, celular y tisular, que conducen a la aparición de un tumor primario y al posterior proceso metástasico. Programa analítico 1. La Naturaleza del Cáncer 1.1 El enemigo adentro: los tumores surgen en tejidos normales y a partir de muchas clases de células especializadas. (Aproximación a la clasificación histopatológica de tumores) 1.2 Los tumores parecen desarrollarse progresivamente: hiperplasia, metaplasia, displasia y neoplasia. 1.3 Los tumores son monoclonales: teoría monoclonal y policlonal del origen de los tumores. 1.4 El cáncer se presenta a frecuencias muy variables entre diferentes poblaciones humanas. 1.5 El riesgo de contraer cáncer parece incrementarse debido a influencias detectables que incluyen el estilo de vida. Agentes químicos específicos pueden inducir cáncer: carcinógenos. Los carcinógenos actúan como mutágenos. 2. Son los Virus la Causa del Cáncer? Tumores de Origen Viral. 2.1 Peyton Rous descubre el virus del sarcoma del pollo. 2.2 El virus del sarcoma de Rous (RSV) puede transformar células en cultivo. La presencia continua del RSV es necesaria para mantener la transformación 2.3 También los virus a ADN pueden inducir cáncer. 2.4 Los virus tumorales inducen cambios en el fenotipo celular. Adquisición de la habilidad de formar tumores (tumorogenicidad). 2.5 Los genomas de los virus tumorales persisten en las células transformadas volviéndose parte del ADN de esas células. El genoma de los retrovirus tumorales se integra al cromosoma de la célula infectada. 2.6 El gen src. Sorpresa: una versión del gen src del RSV está también presente en células no infectadas. El RSV raptó un gen celular y lo utilizó para transformar células. Surge el concepto de Oncogen. Peligro: El genoma de los vertebrados contiene un gran número de protooncogenes. 3. Oncogenes Celulares 3.1 Puede el cáncer ser gatillado por la activación de retrovirus endógenos? 3.2 La transfección de ADN permite detectar oncogenes no virales. Los oncogenes descubiertos en líneas celulares provenientes de tumores están relacionados a aquellos de los retrovirus tumorales. Los proto-oncogenes pueden ser activados por cambios genéticos que afectan a la expresión o a la estructura de la proteína por él codificada. 3.3 Ejemplo: el proto-oncogen myc puede trasformarse en oncogen por tres mecanismos diferentes. 4. Factores de Crecimiento, Receptores y Cáncer

2 4.1 Las células de los metazoos se controlan recíprocamente. 4.2 Un nuevo capítulo de la historia: la proteína Src funciona como una tirosina quinasa. El Factor de Crecimiento Epidérmico (EGF) también funciona como una tirosina quinasa. 4.3 Un receptor de un factor de crecimiento alterado puede actuar como una oncoproteína. 4.4 El gen de un factor de crecimiento puede volverse un oncogen: el caso sis. 4.5 La transfosforilación subyace a la acción de los receptores de tirosina quinasa. 4.6 Otras clases de receptores capacitan a las células de mamíferos a comunicarse con su ambiente. Las integrinas controlan la asociación entre las células y la matriz celular. 4.7 El proto-oncogen Ras funciona como una proteína G. 5. Señalización Citoplasmática y Cáncer. La Unidad más Difícil del Curso. 5.1 Las vías de señalización van desde la superficie celular al núcleo. Ras se encuentra en el centro de una compleja red de cascadas de señalización. La fosforilación en tirosina controla la localización y por lo tanto la acción de muchas proteínas señalizadoras. Los grupos SH2 explican cómo los receptores de factores de crecimiento activan Ras. Tres importantes vías de señalización parten de Ras: una formada por una cascada de quinasas; una segunda que comprende fosfolípidos del inositol y la quinasa Akt/PKB y una tercera que actúa a través de Ral, una prima distante de Ras. 5.2 La vía de Jak-STAT permite que las señales sean transmitidas directamente desde la membrana plasmática al núcleo. 5.3 Receptores de adhesión celular emiten señales que convergen con aquellas producidas por receptores de factores de crecimiento. 5.4 La vía Wnt-β-catenina contribuye a la proliferación celular. 5.5 Los receptores acoplados a proteína G (GPCR) pueden impulsar la proliferación normal y la neoplásica. 5.6 Otras cuatro vías de señalización contribuyen de distintas maneras a la proliferación normal y neoplásica: El factor nuclear κβ (NFκβ); Notch; Patched y el factor de crecimiento transformante β (TGF- β). 6. Genes Supresores de Tumores 6.1 Los experimentos de fusión celular indican que el fenotipo del cáncer es recesivo. La naturaleza recesiva del fenotipo celular del cáncer requiere una explicación genética. El retinoblastoma, el gen Rb y los genes supresores de tumores. 6.2 Las células cancerosas incipientes encuentran formas de eliminar las copias salvajes de los genes supresores de tumores. 6.3 El gen Rb sufre pérdida del estado heterocigota en los tumores. Eventos de pérdida de heterocigosidad pueden ser utilizados para encontrar genes supresores de tumores. 6.4 Muchos cánceres familiares pueden ser explicados por herencia de genes supresores de tumores. 6.5 Metilación de ADN, otra forma de inactivar los genes supresores de tumores. 6.6 Los genes supresores de tumores y sus respectivas proteínas funcionan de diversas formas. Tres ejemplos: la proteína NF1 actúa como un regulador negativo de la señalización producida por Ras; Apc facilita el egreso de células desde las criptas colónicas y en la enfermedad de Piel- Lindau la pvhl modula la respuesta a la hipoxia. 7. prb y el Control del Ciclo Celular 7.1 Señales externas influencian a la célula para que ingrese al ciclo celular. En un período específico de la fase G 1 la célula decide si permanece quiescente o crece. Ciclinas y quinasas dependientes de ciclinas (CDK) son los componentes fundamentales del control del ciclo celular. Los complejos Ciclina-CDK son regulados por inhibidores de las CDKs. 7.2 Onco-proteínas virales muestran como prb bloquea el avance a través del ciclo celular. prb no permite que la célula avance a través del punto de restricción de la fase G1 a menos que esté hiperfosforilado. El factor de transcripción E2F capacita a prb para que decida si la célula crece o se mantiene quiescente. Varias vías de señalización mitogénicas controlan el estado de fosforilación de prb.

3 7.3 La oncoproteína Myc perturba la fosforilación de prb y por lo tanto desregula el control del ciclo celular. TGF-β previene la fosforilación de prb y por lo tanto bloquea la progresión del ciclo celular. 7.4 El control de la función de prb está perturbada en la mayoría, si no en todos, los cánceres humanos. 8. p53 y Apoptosis. El Guardián Principal y el Verdugo. 8.1 Los papovavirus llevan al descubrimiento de p53. Versiones mutantes de p53 interfieren con su función normal. Una variedad de señales puede causar inducción de p53. Las moléculas de p53 tienen tiempos de vida cortos. Daño en el ADN o un crecimiento desregulado causan la estabilización del p La batalla de Mdm2 y ARF por el destino de p53. Arf y la apoptosis mediada por p53 protegen contra el cáncer. 8.3 p53 funciona como un factor de transcripción que detiene el ciclo celular en respuesta al daño en el DNA e intenta ayudar en el proceso de reparación. Si el daño es grande p53 desencadena la apoptosis. La inactivación de p53 otorga a las células cancerosas incipientes ventajas en un número de etapas de la progresión tumoral. La apoptosis es un programa complejo que depende de las mitocondrias. Dos vías de señalización distintas pueden gatillar apoptosis. 8.5 Las células cancerosas inventan numerosos modos para inactivar la maquinaria apoptótica. 9. Vida Eterna: la Inmortalización Celular y la Tumorogénesis. 9.1 Las poblaciones celulares normales registran el número de generaciones celulares que las separan de sus ancestros en el embrión temprano. 9.2 Las células cancerosas necesitan inmortalizarse para formar un tumor. 9.3 Límites a la replicación: el estrés fisiológico y los telómeros cromosómicos. Los telómeros son estructuras complejas que no se replican fácilmente. 9.4 Las células cancerosas incipientes evitan la crisis expresando telomerasa. La telomerasa tiene un rol importante en la proliferación de células cancerosas humanas. 9.5 La telomerasa juega un rol diferente en las células de ratones y humanas. Ratones con el gen de la telomerasa noqueado muestran tanto un aumento como una disminución de la susceptibilidad al cáncer. 10. La Generación de un Tumor es un Proceso de Varias Etapas 10.1 La mayor parte de los cánceres humanos se desarrollan durante décadas. La histopatología aporta evidencia de que el proceso que conduce a la formación del tumor tiene muchas etapas. A medida que la progresión tumoral progresa se van acumulando alteraciones genéticas El desarrollo de cáncer parece seguir las reglas de la evolución Darwiniana. Las células madres del tumor complican el modelo Darwiniano de sucesión clonal y progresión tumoral. Un modelo lineal de sucesión clonal simplifica la realidad del cáncer. El modelo Darwiniano es difícil de validar experimentalmente Múltiples líneas de evidencia revelan que las células normales son resistentes a sufrir transformación por la mutación de un único gen. La transformación usualmente requiere de la colaboración entre dos o más genes mutantes. Los ratones transgénicos aportan un buen modelo de colaboración entre oncogenes y transformación celular en etapas. Las células humanas están construidas para ser altamente resistentes a la inmortalización y a la transformación Agentes no mutagénicos, incluyendo a aquellos que favorecen la proliferación celular hacen importantes contribuciones a la tumorogénesis. Agentes tóxicos y mitogénos pueden actuar como promotores tumorales. La inflamación crónica a menudo promueve la progresión tumoral en ratones y humanos a través de determinadas vías de señalización Es probable que la promoción tumoral sea un determinante crítico de la velocidad de la progresión tumoral en muchos tejidos.

4 11. El Mantenimiento de la Integridad Genómica y el Desarrollo del Cáncer Los tejidos están organizados para minimizar la acumulación progresiva de mutaciones. Las células madres son las que usualmente sufren las mutaciones que llevan al cáncer. La apoptosis, las bombas de drogas, y la replicación del ADN ofrecen modos de minimizar la acumulación de mutaciones en las células madres El genoma celular es amenazado por los errores producidos durante la replicación del ADN, se encuentra bajo ataque constante de procesos bioquímicos endógenos y ataques ocasionales de mutágenos exógenos Las células despliegan varias líneas de defensa para proteger el ADN del ataque de los mutágenos. Las enzimas de reparación corrigen el ADN que ha sido alterado por mutágenos Defectos heredados en los sistemas de reparación por escisión de nucleótidos, por escisión de bases y en los de reparación de apareamientos erróneos, produce síndromes de susceptibilidad a determinados cánceres. Otros varios defectos en la reparación del ADN también producen un incremento de susceptibilidad al cáncer a través de mecanismos pobremente entendidos El cariotipo de las células cancerosas frecuentemente presenta alteraciones en la estructura y número de sus cromosomas. 12. El Diálogo Reemplaza al Monólogo: Interacciones Celulares Heterotípicas y la Biología de la Angiogénesis Los tejidos epiteliales normales y neoplásicos están formados de tipos celulares interdependientes. Las células que forman líneas celulares de cáncer se desarrollan sin infracciones heterotípicas y se desvían del comportamiento de una célula dentro del tumor humano Los tumores se asemejan a los tejidos de reparación de una herida que nunca cicatriza Las células del estroma tumoral contribuyen en forma activa al proceso tumorogénico. Los macrófagos son importantes activadores del estroma asociado al tumor. Las células endoteliales y los vasos que ellas forman aseguran la irrigación del tumor. Disparar el interruptor angiogénico inicia un proceso altamente complejo y es esencial para la expansión del tumor. La angiógénesis es usualmente suprimida por inhibidores fisiológicos Ciertas terapias anti-angiogénicas son una gran promesa para el tratamiento del cáncer. 13. Poniéndose en Movimiento: Invasión y Metástasis 13.1 El viaje de las células cancerosas desde el tumor primario hasta el sitio de una potencial metástasis depende de una serie de etapas biológicamente complejas. La colonización representa la etapa más compleja y desafiante de la cascada metastásica La transición epitelio-mesenquimática (EMT) y la pérdida asociada de la expresión de E- caderina capacita a las células del carcinoma a volverse invasivas. La EMT es frecuentemente inducida por señales del estroma. La EMT es programada por factores de transcripción que orquestan etapas claves de la embriogénesis Las proteasas extracelulares juegan un rol clave en la capacidad invasiva de la célula neoplásica Pequeñas Ras-GTPasas controlan procesos celulares tales como adhesión, forma y motilidad celular Las células cancerosas invasivas pueden utilizar los vasos linfáticos para dispersarse desde el tumor primario. Una variedad de factores gobiernan la elección de los sitios en los cuales las células cancerosas forman metástasis. La formación de metástasis en hueso requiere la conversión de osteoblastos en osteoclastos Los genes supresores de metástasis contribuyen a regular el fenotipo metastásico. Micrometástasis ocultas amenazan la sobrevivencia de largo alcance de pacientes con cáncer. 14. Controlando la Multitud: Inmunología e Inmunoterapia Tumoral 14.1 El sistema inmune funciona de maneras complejas para destruir invasores externos y células anormales en los tejidos del cuerpo. Una respuesta inmune adaptativa lleva a la

5 producción de anticuerpos y otra a la formación de células citotóxicas. La respuesta inmune innata no requiere previa sensibilización La necesidad de distinguir lo propio de lo extraño resulta en tolerancia inmune. Las células regulatorias T son capaces de suprimir importantes componentes de la respuesta inmune adaptativa Nace la teoría de la inmuno-vigilancia y luego sufre importantes reveces. El uso de ratones genéticamente alterados resucita la teoría de la inmuno-vigilancia. El sistema inmune mantiene bajo control a varios tipo de de cánceres humanos. El sistema inumne puede distinguir los tejidos normales de los neoplásicos gracias a sutiles diferencias entre ellos. El reconocimiento inmune del tumor puede ocurrir bastante tarde en la progresión tumoral Antígenos específicos del tumor a menudo provocan una potente respuesta inmune y también pueden producir inmunidad antitumoral. Las células cancerosas pueden evadir la detección inmune evitando desplegar en superficie los antígenos tumorales. Las células cancerosas se protegen del ataque de las células NK (natural killer). Las células tumorales lanzan un contraataque sobre los inmunocitos y se vuelven intrínsecamente resistentes a varias formas de ataque usados por el sistema inmune. Las células cancerosas atraen a células regulatorias T para evitar el ataque de otros linfocitos La inmunización pasiva con herceptina puede ser utilizada para matar células cancerosas mamarias. La inmunización pasiva con anticuerpos puede ser usada para tratar tumores de células B. La inmunización pasiva puede ser alcanzada por transferencia de inmunocitos desde un individuo a otro. El sistema inmune de los pacientes puede ser estimulado a atacar sus propios tumores. 15. El Tratamiento Racional del Cáncer 15.1 El desarrollo y uso clínico de terapias efectivas dependerá de un diagnóstico adecuado Las drogas anticancerosas exitosas pueden producir varias respuestas en las células tumorales Consideraciones funcionales determinan que sólo un conjunto de proteínas defectuosas de las células cancerosas son adecuadas como blancos para el desarrollo de drogas. La bioquímica de las proteínas también determina si ellas son blancos atractivos para intervención terapéutica Los químicos farmacéuticos pueden generar y explorar las propiedades bioquímicas de un amplio conjunto de drogas potenciales. Las drogas candidatas deben ser testeadas en modelos celulares como una medida inicial de su utilidad en el organismo completo. Estudios de la acción de las drogas en animales de laboratorio son una parte esencial de los estudios preclínicos. Las drogas prometedoras deben ser sometidas a ensayos clínicos rigurosos y extensivos de Fase I en humanos. Los estudios de Fase II y III proveen indicaciones creíbles de eficacia clínica Los tumores a menudo desarrollan resistencia a terapias inicialmente efectivas. El ejemplo de Gleevec ha indicado el camino para el desarrollo de otros compuestos con blancos altamente específicos. Antagonistas del receptor del EGF pueden ser útiles para tratar una amplia variedad de tumores Inhibidores de los proteosomas dan beneficios terapéuticos inesperados. Un agente teratógeno en las ovejas puede ser una potente droga anticancerígeno. MTOR, un regulador maestro de la fisiología celular es también un blanco atractivo de terapias anticancerígenas. Bibliografía DeVita V.T Jr., Hellman S and Rosenberg S.A. Cancer. Principles and Practice of Oncology. 6th edition. Lippincott Williams and Wilkins. Gomez D.E. y Alonso D.F. (1998). Introducción a la Oncología Molecular. Universidad Nacional de Quilmes. Greaves M. (2000). CANCER, The Evolutionary Legacy. Oxford University Press. Hanahan D. and Weinberg R.A. (2000). The Hallmarks of Cancer. Cell, Vol. 100, Weinberg R.A.. (1998). One Renegade Cell. How Cancer Begins. Basics books.

6 Weinberg R.A.. (2007) The Biology of Cancer. Garland Science, Taylor & Francis Group. CRONOGRAMA AGOSTO Martes 10: La naturaleza del cáncer. Martes 17: Son los virus la causa del cáncer? Tumores de origen viral. Martes 24: Oncogenes Celulares. Jueves 26: TPNº1: Microscopía. SEPTIEMBRE Martes 7: Factores de crecimientos, receptores y cáncer. Martes 14: Señalización celular y cáncer. La unidad más difícil del curso (Parte 1). Martes 21: Señalización celular y cáncer. La unidad más difícil del curso (Parte 2). Martes 28: Genes supresores de tumores. Jueves 30: TP Nº2:Inmunohistoquímica (IHQ). Primera parte. OCTUBRE Viernes 1: TP Nº2: Inmunohistoquímica (IHQ). Segunda parte. Martes 5: prb y el control del ciclo celular. Martes 12: p53 y apoptosis. El guardián principal y el verdugo (Parte 1) Jueves 14: TP Nº3: Western Blot para p53. Primera parte. Viernes 15: TP Nº3: Western Blot para p53. Segunda parte. Martes 19: p53 y apoptosis. El guardián principal y el verdugo (Parte 2). Martes 26: Vida eterna: la inmortalización celular y la tumorogénesis. NOVIEMBRE Martes 2: La generación del tumor es un proceso de varias etapas. Martes 9: El mantenimiento de la integridad genómica y el desarrollo del cáncer. Martes 16: El diálogo reemplaza al monólogo: interacciones celulares heterotípicas y la biología de la angiogénesis. Martes 30: Poniéndose en movimiento: invasión y metástasis. DICIEMBRE Martes 7: Controlando la multitud: Inmunología e inmunoterapia tumoral. Jueves 9: TP Nº4: Bioinformática. Martes 14: El tratamiento racional del cáncer. TPNº1: Microscopía. Histopatología. 1-Técnicas histológicas: Obtención de la muestra, fijación, deshidratación e inclusión en parafina, obtención de cortes, coloración y montaje. 2-Observación histológica general de tumores humanos: Carcinomas escamosos de cabeza y cuello. Adenocarcinomas mamarios. Carcinomas de colon. Gliomas. Tumores pulmonares. 3-Observación histológica general de tumores de modelos animales: -Adenocarcinoma mamario proveniente de un modelo murino transgénico y de un modelo animal inducido químicamente con Dimetilbenza-alfa-antraceno (DMBA). -Carcinoma de colon proveniente de un modelo animal inducido químicamente con - Dimetilhidrazina (DMH). -Carcinoma escamoso de cabeza y cuello proveniente de un modelo animal inducido químicamente con DMBA.

7 4-Observación histológica de proteínas del estroma tumoral, Inmunohistoquímica (IHQ) para: Decorina, Fibronectina y Colágeno. 5- Observación histológica de células del estroma tumoral, IHQ para: Marcador CD31 de células endoteliales y F4/80 de macrófagos. 6-Observación histológica de células en proliferación y apoptosis en tumores: técnicas de Bromodeoxi-uridina (BrdU) y TUNEL. 7-Observación de diversas moléculas implicadas en el desarrollo del cáncer, IHQ para: Esfingosina quinasa-1, Hemoxigenasa-1, p300 y p53. TPNº2: Técnica de Inmunohistoquímica (IHQ) por el método Inmunoperoxidasa. Realización de IHQ para p53 en carcinomas mamarios humanos: Rehidratación de los cortes histológicos. Inhibición de la peroxidasa endógena. Lavados. Bloqueo. Incubación con Anticuerpos primarios. Lavados. Incubación con Anticuerpo Secundario. Lavados. Amplificación con sistema Biotina/Avidina. Lavados. Revelado. Contraste. Deshidratación. Montado. TPNº3: Western Blot (WB). Ensayo de WB para HO-1 a partir de lisados de células LM3 derivadas de adenocarcinoma mamario murino: Explicación del armado de lisados. Armado de geles. Siembra. Buffers. Electroforesis del Gel. Transferencia a Membrana. Bloqueo. Incubación con anticuerpo primario. Lavados. Incubación con Anticuerpo secundario. Lavados. Revelado. Interpretación. TP Nº4: Clase práctica de bioinformática. Utilización de diversas herramientas de bioinformaticas relacionadas con la búsqueda de información en cáncer. PERSONAL( escribir título, apellido, nombre y número de legajo) 1. Director del Curso: Dr Alejandro C Curino, legajo Profesores Responsables: Dr Alejandro C Curino, legajo 7070 y Dra. Maria Marta Facchinetti, legajo Otro personal:, Bioquimicos Ariel Gandini, legajo 9710 y María Eugenia Fermento, legajo y Licenciadas en Biología Nancy Andrés y Débora Salomón, legajo FECHA: 4. Fecha de inicio: 10 de agosto de Fecha de finalización 15 de diciembre de Cuatrimestre (Primero o segundo):segundo 7. Carga horaria total (teoría y práctica): 80 hs 8. Distribución horaria de las actividades: martes: 3 hs y jueves: 3 hs. 9. Otra actividades: 4 trabajos prácticos EVALUACION 10. Métodos de Evaluación del Curso: examen DESTINATARIOS 11. Alumnos a quienes está orientado: graduados universitarios 12. Requisitos de formación previa de los inscriptos: 13. Idioma: inglés 14. Otros requerimientos: 15. Número de vacantes: hasta 30

8 CARÁCTER DEL CURSO. 16. Permanente o no permanente: permanente 17. Desde cuando se dicta: septiembre de Si es permanente frecuencia de dictado: segundo cuatrimestre. ARANCEL: 19. Es arancelado (si o no): SI (en trámite) 20. Monto: 40 $ 21. Lugar de Pago: Departamento de Biologia, Bioquimica y Farmacia 22. Excepciones: Docentes de la Universidad Nacional del Sur, alumnos y tesistas del Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia. LUGAR Y HORARIO: 23. Lugar del Dictado: Sala de Conferencias del Departamento de Biologia, Bioquimica y Farmacia- San Juan Hora: martes de hs y 5 jueves a convenir la fecha de hs PARA CONSULTAS: facchinm@criba.edu.ar o acurino@criba.edu.ar CREDITOS QUE OTORGA: 20 CODIGO DEL CURSO EN POSGRADO: 2723