Bio 4 Tumorbiologie an der Universität Erlangen-Nürnberg

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Onkoviren

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Was ist Krebs?

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Beispiele für humanpathogene Onkoviren

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Def. Proliferation vs Wachstum

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Definition Dysplasie

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Normale vs Tumorzelle

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Statistische Betrachtung von Tumoren

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Hayflick-Limit

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Gängige Hypothese der Tumorprogression

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Dignität (Wertigkeit)

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Telomerase

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Transplantationsexperimente

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Bio 4 Tumorbiologie

Onkoviren
– auch „Tumorviren“
– Vermitteln die Transformation einer normalen Zelle zu einer Krebszelle
– üblicherweise Art-spezifisch
– Verantwortlich für weltweit 10 bis 15% aller Krebserkrankungen
Der onkogene/tumorigene Mechanismus kann
– auf der Aktivierung eines zellulären Onkogens beruhen
– durch virusspezifische Gene und Proteine verursacht werden (Hemmung/Verstärkung)
– durch ein virales Onkogen (mutiert) bewirkt werden, welches zu den seines Wirts homolog ist

Bio 4 Tumorbiologie

Was ist Krebs?
Krankheitsbild, bei welchem aus verschiedenen Gründen die Proliferationskontrolle ausser Kraft gesetzt ist (normalerweise kommt es nur bei außergewöhnlichen Umständen z.B. Verletzung zur Prolifieration, bis die verlorenen Zellen ersetzt sind)
   -> Die Prozesse zur Proliferation stehen unter restriktiver Kontrolle
   -> Zellen proliferieren nicht spontan, sondern nur nach Erhalt einer proliferativen Signals

Bio 4 Tumorbiologie

Beispiele für humanpathogene Onkoviren
Hepatitis B Virus -> Leberzellenkarzinom

Hepatitis C Virus -> Leberzellenkarzinom
Papillomaviren  -> Haut- und Gebärmutterhalskrebs

HTLV 1-Virus -> Adulte T-Zell Leukämie

HHV8 (Humanes Herpesvirus Typ 8) -> Karposi-Sarkom (Braun-bläuliche Tumorknoten auf Haut, Darm und Schleimhäuten)
Epstein-Barr-Virus (HHV4) 
 – In Europa primär: Auslöser von Pfeifferschem Drüsenfiber
 – In Asien primär: Risikofaktor für Nasopharynxkarzinom
 – In Afrika primär: Burkitt-Lymphom

Bio 4 Tumorbiologie

Def. Proliferation vs Wachstum
Proliferation: Erhöhung der Zellzahl
Wachstum: Erhöhung des Zellvolumens/masse

Bio 4 Tumorbiologie

Definition Dysplasie
Zellveränderung, Abweichung der Gewebestruktur vom normalen Bild

Bio 4 Tumorbiologie

Normale vs Tumorzelle
Normale Zellen:
teilen sich nur für eine bestimmte limitierte Zeit
– Es gibt eine vorprogrammierte maximale Teilungszahl, danach wird die Proliferation eingestellt
– Beim erreichen der Seneszenz zeigen die Zellen eine bestimmte morphologische Veränderung
– Die verringerte Teilungs- und Regenerationszeit von Keratinozyten mit steigendem Alter bewirkt eine Veränderung der Hautstruktur

Bio 4 Tumorbiologie

Statistische Betrachtung von Tumoren
Im Laufe des Lebens erfolgen etwa 10^16 Zellteilungen
Bei einer Mutationsrate von 10^-6 pro Gen pro Zellteilung dürfte jedes Gen bei 10^10 Gelegenheiten eine spontane Mutation erfahren haben
-> es müsste eine sehr große Anzahl an Zellen betreffen, die für die geregelte Zellteilung verantwortlich sind
  => Wäre eine einzige Mutation für die Tumoriogenese ausreichend wäre kein Individuum auf Dauer lebensfähig

Bio 4 Tumorbiologie

Hayflick-Limit
– Leonard Hayflick hat entdeckt, dass die Zellteilungsrate in primären Zellen limtiert ist
Begrenzte Lebensdauer voll Zellen aufgrund abwesender Telomerase
– Durch die Verkürzung der Telomere bei der Replikation kommt es zur Erosion der Chromosomenenden und zu zunehmender chromosomalen Instabilität
Hayflick-Limit
zelltyp– und speziesabhängig
– Gleichartige Zellen aus einem jungen Tier teilen sich häufiger als bei einem älteren

Bio 4 Tumorbiologie

Gängige Hypothese der Tumorprogression
Die Tumorprogression geht mit einer Anhäufung an Mutationen einher 
– einzelne Zellen aus dem Tumorverband, die durch weitere Mutagenese einen Wachstumsvorteil erlangen treiben die Tumoriogenese voran
– Häufig betroffen sind Gene für die Regulation von DNA-Reparatur, Adhäsion, Apoptose und Angiogenese
– Zur Disseminierung (Verteilung über Körper/-regionen) ist ein Durchdringen des Basalmembran bzw. ein Abbau der extrazellulären Matrix nötig

Bio 4 Tumorbiologie

Dignität (Wertigkeit)
Benigne Tumore: Verdrängen des umliegenden Gewebes ohne Infiltration und Metastasenbildung
Semimaligne Tumore: Bilden normalerweise keine Metastasen aber infiltrieren und zerstören umliegendes Gewebe
Maligne Tumore: Infiltrieren und Zerstören umliegendes Gewebe und bilden Metastasen (landläufig als “Krebs“ bezeichnet)
Der Terminus maligner Tumor“ ist nicht deckungsgleich mit der „Krebserkrankung“, da zu Letzterem (zumindest umgangssprachlich) auch maligne Hämoblastosen (bösartige Neoplasien des Blutbildenden Systems) wie Leukämie zählen

Bio 4 Tumorbiologie

Telomerase
– In Zellen, die sich kontinuierlich teilen müssen (z.B. Stammzellen im Darmepithel oder Knochenmark)
– Füllt Telomerenden auf
– Nutzt als Matritze eigene RNA
     -> Reverse Transkriptase

Bio 4 Tumorbiologie

Transplantationsexperimente
Bei Transplantation müssen die Zellen genetisch identisch sein mit dem Empfänger, da sie sonst durch immunologische Abstoßungsprozesse zerstört werden
-> Autologe Transplantation
Alternative: immundefizienter Empfängerorganismus
NOD-SCID Mäuse
= non-obese diabetes, severe combined immunodeficiency
– NOD-Mutation bewirkt Defekt in NK-Zellen (erkennen und töten Tumor-/Viruszellen)
– Defekt bei der Lymphozytenentstehung: haben keine B- und T-Zellen (Muation leaky)
Rag Knockout Mäuse
– Haben keine B- und T-Zellen (Mutation nicht leaky)
Nude oder Nu/Nu Mäuse
– haben keinen Thymus (Teil des IS und für Haar verantortlich -> nackt) und daher keine T-Zellen (B-Zellen funktionieren in deren Abwesenheit nicht)

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