Molekulare Onkologie (Wahl Medizische Biologie) - Cheatsheet.pdf

Genetische und epigenetische Veränderungen in Krebszellen

Definition:

Änderungen in der genetischen und epigenetischen Landschaft von Zellen, die zur Krebsentstehung und -progression beitragen.

Details:

• Genetische Veränderungen: Mutationen, chromosomale Umlagerungen, Amplifikationen, Deletionen
• Epigenetische Veränderungen: DNA-Methylierung, Histonmodifikation, nicht-kodierende RNAs
• Protoonkogene & Tumorsuppressorgene: Mutationen können zu dauerhafter Aktivierung von Onkogenen oder Inaktivierung von Tumorsuppressorgenen führen
• Epigenetische Marker: Änderungen im Methylierungsmuster können als Biomarker für Krebserkennung und -prognose dienen
• Kombinationseffekt: Genetische und epigenetische Veränderungen wirken zusammen und beeinflussen die Genexpression
• Zielgerichtete Therapien: Nutzen das Wissen über spezifische genetische und epigenetische Veränderungen zur Entwicklung personalisierter Behandlungsmethoden

Proto-Onkogene und Onkogene

Definition:

Proto-Onkogene kodieren Proteine, die Zellwachstum und Differenzierung regulieren; Mutationen verwandeln sie in Onkogene, die unkontrolliertes Zellwachstum fördern können.

Details:

• Proto-Onkogene: normale Gene, regulieren Zellwachstum und Differenzierung.
• Onkogene: mutierte Proto-Onkogene, führen zu unkontrolliertem Zellwachstum und Krebs.
• Mutationsarten: Punktmutation, Genamplifikation, Chromosomentranslokation.
• Beispiele für Onkogene: Ras, Myc, HER2.
• Mechanismus: Gain-of-function-Mutationen.

Tumor-Suppressor-Gene

Definition:

Tumorsuppressorgene kodieren Proteine, die das Zellwachstum und die Zellteilung negativ regulieren. Mutationen in diesen Genen können zur Krebsentstehung führen.

Details:

• Hauptfunktionen: Zellzykluskontrolle, DNA-Reparatur, Apoptose.
• Verlust einer Funktion kann zu unkontrolliertem Zellwachstum führen.
• Bekannte Tumorsuppressorgene: TP53, RB1, BRCA1.
• Mutationen meistens rezessiv (beide Allele betroffen).
• Knudson-Hypothese: Zwei-Hit-Modell der Tumorsuppression.
• Diagnostische Marker und therapeutische Ziele in der Onkologie.

Tumormikroumgebung und Metastasierung

Definition:

Wechselwirkung des Tumors mit seiner Umgebung und der Prozess der Ausbreitung von Krebszellen in andere Körperteile

Details:

• Die Tumormikroumgebung beeinflusst Tumorwachstum und -progression
• Bestandteile: Tumorzellen, Fibroblasten, Endothelzellen, Immunzellen, extrazelluläre Matrix
• Fördernde Faktoren der Metastasierung: Hypoxie, Wachstumsfaktoren, Entzündungsmediatoren
• Stufen der Metastasierung: Invasion, intravasation, Zirkulation, Extravasation, Kolonisierung
• Angiogenese: Bildung neuer Blutgefäße, unterstützt Tumorversorgung und Metastasierung
• EMT (epithelial-mesenchymal transition): epith. Tumorzellen werden invasiver
• Immunfluchtmechanismen: Tumorzellen umgehen Immunüberwachung

Signaltransduktionswege in der Onkogenese

Definition:

Signaltransduktionswege in der Onkogenese sind zelluläre Kommunikationspfade, die Krebsentstehung und -progression fördern.

Details:

• Hauptwege: MAPK, PI3K/AKT, Wnt, Notch, TGF-β
• Onkogene: mutierte Gene, die Signalwege aktivieren (z.B. RAS, BRAF)
• Tumorsuppressoren: inhibieren Signalwege (z.B. PTEN)
• Therapieansätze: Inhibitoren spezifischer Signalwege
• Mutationen: führen zu unkontrolliertem Zellwachstum und -teilung

DNA-Schäden und Reparaturmechanismen

Definition:

DNA-Schäden: Veränderungen in der DNA-Sequenz. Reparaturmechanismen: Prozessen, die solche Schäden erkennen und beseitigen.

Details:

• Arten von DNA-Schäden: Einzelstrangbrüche, Doppelstrangbrüche, Basenmodifikationen, Crosslinks.
• Reparaturmechanismen:
• Mismatch-Reparatur (MMR): Erkennung und Reparatur von Fehlpaarungen.
• Basenexzisionsreparatur (BER): Entfernung von beschädigten Basen durch Glykosylasen.
• Nukleotidexzisionsreparatur (NER): Korrektur von sperrigen Adduktstrukturen.
• Homologe Rekombinationsreparatur (HR): Reparatur von Doppelstrangbrüchen mit homologer DNA.
• Nicht-homologes End-Joining (NHEJ): Direktes Verknüpfen von DNA-Enden.
• Direktreparaturen (DR): Reparatur ohne Entfernung des Schadens, z.B. durch Photolyasen.
• Schädigungsantwort: Aktivierung von Zellzyklus-Checkpoints, Apoptose oder Seneszenz je nach Schaden.
• Wichtige Enzyme: DNA-Polymerasen, Ligase, Nuclease.

Immuntherapieansätze und Checkpoint-Inhibitoren

Definition:

Immuntherapieansätze und Checkpoint-Inhibitoren zielen darauf ab, das Immunsystem zur Bekämpfung von Krebszellen zu aktivieren. Checkpoint-Inhibitoren blockieren Proteine, die Immunantworten unterdrücken.

Details:

• CTLA-4- und PD-1/PD-L1-Inhibitoren sind Haupttypen von Checkpoint-Inhibitoren.
• CTLA-4: ⭐ Ipilimumab blockiert CTLA-4, steigert T-Zell-Aktivität.
• PD-1/PD-L1: ⭐ Nivolumab, Pembrolizumab blockieren PD-1; ⭐ Atezolizumab blockiert PD-L1.
• Ziele: Tumorwachstum stoppen, Rückfälle verhindern.
• Nebenwirkungen: Autoimmunreaktionen, Entzündungen.
• Kombinationstherapien verbessern Effektivität.

Personalisiert Therapie und Molekulardiagnostik

Definition:

Personalisierte Therapie und Molekulardiagnostik : individuelle Therapieplanung basierend auf molekularen Eigenschaften des Tumors, genetischen und epigenetischen Profilen.

Details:

• Genomsequenzierung (NGS) zur Identifikation somatischer Mutationen
• Biomarker: spezifische Moleküle zur Vorhersage von Therapieerfolgen
• PCR, FISH, und Immunhistochemie zur Detektion molekularer Veränderungen
• Therapieauswahl basierend auf spezifischen molekularen Signaturen
• Zielgerichtete Therapien: z.B. Tyrosinkinase-Inhibitoren
• Immuntherapie: Ansprechen durch PD-L1-Expression
• Liquid Biopsy: nicht-invasives Monitoring durch zirkulierende Tumor-DNA (ctDNA)