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Blancos molecularesen Oncología
Ernesto Gil DezaInstituto Oncologico Henry Moore
Universidad de Salvador
domingo 20 de septiembre de 2009
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Historia
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Composición química de la
célula
Albrecht Kossel Premio Nobel de Medicina de 1910: "in recognition of the contributionsto our knowledge of cell chemistry made through his work on proteins,including the nucleic substances"
domingo 20 de septiembre de 2009
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Cromosomas y herencia
Thomas Hunt Morgan
Premio Nobel de Medicina de 1933
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Mutagenicidad
Hermann Joseph Muller
Premio Nobel de Medicina de 1946“for the discovery of the production of mutations by means of X-rayirradiation"
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Regulación y recombinación
genética
George Wells Beadle Edward LawrieTatum
Joshua Lederberg
Premio Nobel de Medicina de 1958
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Síntesis de ADN y ARN
Severo Ochoa Arthur Kornberg
Premio Nobel de Medicina de 1959
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Estructura de ADN ytransmisión de la información
Francis HarryCompton Crick
James DeweyWatson
Maurice HughFrederick Wilkins
Premio Nobel de Medicina de 1962domingo 20 de septiembre de 2009
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Control enzimático en la
replicación viral
François Jacob André Lwoff Jacques Monod
Premio Nobel de Medicina de 1965domingo 20 de septiembre de 2009
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Tumores inducidos por virus
Peyton Rous
Premio Nobel de Medicina de 1966
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Genes y síntesis de
proteínas
Robert W. Holley Har Gobind Khorana Marshall W. Nirenberg
Premio Nobel de Medicina de 1968domingo 20 de septiembre de 2009
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Integración de virus tumorales almaterial genético
David Baltimore Renato Dulbecco Howard Martin Temin
Premio Nobel de Medicina de 1975domingo 20 de septiembre de 2009
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Enzimas de restricción y
ADN
Werner Arber Daniel Nathans Hamilton O. Smith
Premio Nobel de Medicina de 1978
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Factores de crecimiento
Stanley Cohen Rita Levi-Montalcini
Premio Nobel de Medicina de 1986
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Oncogenes
J. Michael Bishop Harold E. Varmus
Premio Nobel de Medicina de 1989
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Regulación de ciclo celular
Leland H.Hartwell
R. Timothy (Tim)Hunt
Sir Paul M. Nurse
Premio Nobel de Medicina de 2001
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Apoptosis
Sydney Brenner H. Robert Horvitz John E. Sulston
Premio Nobel de Medicina de 2002
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Hannahan and Weinberg Cell 2000
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Preinvasive
Invasive
¿Qué buscar?
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Objetivos
Identicación de blancos
Diseño de fármacosSelección de tumores
Selección de pacientes
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Hipótesis y dicultades
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Hipotesis y dicultades“ Targeting a specific gene or protein is simple in concept. Antitumor agents can be designed based on known sequence data rather than
depending on empirically screening a large number of compounds.However, there are still many caveats to successful use of theseapproaches. Targeting one gene may have limited impact onproliferation of neoplastic cells. In many cases, it is not obviouswhich gene(s) should be targeted. Genes important in the processof becoming a neoplastic cell may not be important for continued
proliferation or survival of the cell and, therefore, may be irrelevanttargets for treating established malignancies. Inhibition of manygenes (or function of these genes), even if they are important for neoplastic cell growth, may only be cytostatic. It would be moreuseful to target genes whose inhibition (or stimulation) induces celldeath (i.e., by apoptosis) or terminal differentiation. 1 Ultimately,these approaches must be capable of eliminating (or at least leadingto prolonged growth suppression of) all tumor cells, either bythemselves or in combination with other agents, if they are to beeffective in curing patients. Agents with cytostatic effects might needto be used in combination with other therapy. It is important that thetargeted protein in the neoplastic cell either be sufficiently different(if mutant) or not be critical for survival of normal cells to prevent
toxicity. “ (B. Chabner Cap. XXX)
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Cuidados 1
1. Is the function of the overexpressed or mutated targetessential to the transformed behavior of the tumor? Doesinhibition of the gene product change the phenotype of themalignant cell? Because many mutations in cancer cellsappear late in their progression and may not be essential tomaintaining growth or metastasis, these questions must beanswered in the affirmative. Experiments in which thesubject gene is mutated, deleted, or neutralized with
antisense oligonucleotides can help answer thesequestions.
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Cuidados 2
2 - Are the subject gene and its proteinfound in human tumors, and is thereselective expression in tumors versusnormal tissues?
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Cuidados 3
3 - If overexpressed in tumors, is the proteinalso expressed in key proliferating normal tissues,such as intestinal epithelium and bone marrowprogenitors, or even nonproliferating tissues, suchas heart, kidney, or brain? Does a knockout of thegene have fatal consequences for the host (inanimal models)? Patterns of drug toxicity are oftendifficult to predict, but the profile of gene
expression in normal tissue may provide helpfulclues about potential selectivity of an agentdirected against that target.
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Cuidados 4
4 - Are there closely related genes that are essentialfor normal tissue function and survival of the host thatmight make a molecularly targeted inhibitor nonselective?These considerations become paramount in determiningthe choice of target and the probability of success.Obviously, even the most validated target may not beamenable to a drug discovery strategy for any number of reasons, the most important being failure to understandthe function of the target and related proteins in humans.
Unanticipated toxicities, interactions with previouslyinapparent receptors or proteins, pharmacologic problemsin drug distribution, and pharmacokinetics (PK) maydefeat the most rational strategy.
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Objetivos
Identicación de blancos
Diseño de fármacosSelección de tumores
Selección de pacientes
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¿A qué nivel lo busco?
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¿Con qué lo busco?
DNACitogenéticaFISH - CISHCGH
CGH arrays
SNPs
PCRSouthern blotMicrosatelliteinstability
Microarray
RNATransc. ProlingNorthern blot
RT-PCR• ISH, FISH & CISH
• Proteins
• Western blot• 2D electrophoresis• MALDI-TOF• SELDI-TOF• IHC
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Algunos problemas...
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Muestra analizadaTumorPAF
Microdisección tisular
Parana
Tejido congelado
Tejido fresco
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Human Genome
Nuclear 3000 Mb
~30.000 genes
Mitocondrial16.6 kb
37 genes
Genes30 %
Extragenetic70 %
Encoded Non encoded
Low number of copies
Higher number of copies10% 90%
80%20%
Cuantitativo
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Estadístico20.000 - 50.000 cambios genéticos
• Pero sólo tres evoluciones:
Rta / No rta
Recurrencia / Norecurrecia
Vivo / muerto• Altas chances de resultados positivos
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Patogénesis
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Aplicaciones clínicas
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Clí i
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Clínica
Predicción de riesgoDiagnóstico oncológico
Diagnóstico diferencial
Subtipicación tumoral
Fármaco-genética
Factores predictivos
Nuevos blancosModied Workman & Johnsto JCO October 10th 2005
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Predicción de riesgo
Baja penetrancia y alto riesgoBRCA1
BRCA2
Alta penetrancia y bajo riesgo
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Bioética
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Subtipicación tumoral
domingo 20 de septiembre de 2009
CDI b
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CDI tumor subtypes
70% CDI NOS
Tubullar Cribiphorm MucinousMedullar Micropapillar Apocrine
Courtesy Dr. Diaz, Dr. Emina, Dr. Japaze
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Subtipos moleculares
Carey - ASCO 2005domingo 20 de septiembre de 2009
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Texto
Classication requirements
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Pronóstico
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P ó i hi i l
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500 BC18702000
Pronóstico e historia natural
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“Due to the nature of the genes included in the21 gene assay, which are mainly proliferation genesand ER-related genes, it could be argued that theassay is an expensive replacement for ER and Ki67
inmunohistochemical assays”Paik and Kim, page 21
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El ejemplo de Her2neu
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Discordancias en Her-2-neu
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¿En todas las pacientes
Her2neu positivas hayque emplear
trastuzumab?
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Trastuzumab
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Trastuzumab junto a
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Cardiotoxicidad
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¿Si progresa atrastuzumab los nuevosinhibidores son útiles?
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