CÔNG NGHỆ SINH HỌC CHƯƠNG 5: CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT VÀ UNG THƯ HỌC (Animal cell technology and Oncology)

NỘI DUNG  Mở đầu  Đặc tính của bệnh ung thư  Ung thư và sự điều khiển chu trình tế bào  Sinh học phân tử bệnh ung thư  Nguyên nhân  Đặc tính của bệnh ung thư  Quá trình tiến triển của bệnh ung thư  Phân loại  Miễn dịch chống ung thư  Khả năng phòng và trị bệnhMỞ ĐẦU  Ung thư (Cancer) là sự tăng sinh tế bào vô hạn độ, vô tổ chức, không tuân theo các cơ chế kiểm soát chu trình tế bào thông thường của cơ thể  Khối u (tumor) là bất kỳ nhóm tế bào mô dị thường nào, nó có thể là lành tính (benign) hoặc là ác tính (maligant)Tế bào bình thường Tế bào ung thư Chu trình tế bào được kiểm soát chặt chẽ Không tuân theo Ngừng quá trình sinh sản tại thời điểm thích hợp Sinh sản vô hạn Gắn kết với nhau Không gắn kết với nhau Tự phân hủy khi bị tổn thương Có thể di căn Trở nên chuyên biệt Không biệt hóa Phân biệt tế bào bình thường và tế bào ung thưMỞ ĐẦU  Đa số bệnh nhân ung thư hình thành khối u. Khác với u lành tính (phát triển chậm tại chỗ), các u ác tính (ung thư) xâm lấn các tổ chức xung quanh  U ác tính có thể phát tán đến các vùng khác của cơ thể, thông qua các mạch máu hoặc các mạch bạch huyết tới các tổ chức ở xa, rồi hình thành nên khối u thứ cấp (sự di căn)  Ở hai dạng u lành tính và ác tính, sự mất khả năng điều khiển chu trình tế bào đều thường do các sai hỏng liên quan đến cơ chế di truyềnU lành tính U ác tính Tế bào biệt hóa cao Tế bào ít biệt hóa Phân bào ít và chậm Phân chia nguyên phân liên tục Không xâm lấn xung quanh Xâm lấn lan rộng Không có hoại tử Thường có hoại tử trung tâm Có vỏ bọc Không có vỏ bọc Rất ít tái phát Luôn tái phát Không di căn Di căn Ít ảnh hưởng đến cơ thể Ảnh hưởng nặng đến cơ thể Phân biệt u lành tính và u ác theo đặc điểm sinh họcMỞ ĐẦU  Bản chất di truyền của ung thư:  Khi nuôi cấy các tb ung thư, tất cả các tb con sinh ra đều là các tb ung thư  Các yếu tố gây đột biến mạnh cũng thường là các yếu tố gây ung thư  Một số dạng ung thư biểu hiện di truyền theo dòng họ  Một số bệnh ung thư đã được xác định liên quan đến sai hỏng ở một số gen vàhoặc ở một số NST nhất định  Một số virus gây ung thư do chúng mang các gen mã hóa một số protein liên quan đến sự hình thành và phát triển của các tế bào ung thưUNG THƯ VÀ SỰ ĐIỀU KHIỂN CHU TRÌNH TẾ BÀO  Chu kỳ tế bào (cell cycle) là thời gian diễn ra kể từ thời điểm tế bào được hình thành nhờ phân bào của tế bào mẹ và kết thúc bởi sự phân bào để hình thành tế bào mới.  Một chu trình tế bào thông thường gồm hai pha sinh trưởng (G1 và G2), xen kẽ bởi pha sao chép ADN (S) và pha phân

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM KHOA CNSH - CNTP Chương CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT VÀ UNG THƯ HỌC (Animal cell technology and Oncology) Thái Nguyên, 2010 (Slides assembled from diverse sources) NỘI DUNG           Mở đầu Đặc tính bệnh ung thư Ung thư điều khiển chu trình tế bào Sinh học phân tử bệnh ung thư Nguyên nhân Đặc tính bệnh ung thư Quá trình tiến triển bệnh ung thư Phân loại Miễn dịch chống ung thư Khả phòng trị bệnh MỞ ĐẦU   Ung thư (Cancer) tăng sinh tế bào vô hạn độ, vô tổ chức, không tn theo chế kiểm sốt chu trình tế bào thông thường thể Khối u (tumor) nhóm tế bào mơ dị thường nào, lành tính (benign) ác tính (maligant) Phân biệt tế bào bình thường tế bào ung thư Tế bào bình thường Chu trình tế bào kiểm sốt chặt chẽ Ngừng q trình sinh sản thời điểm thích hợp Gắn kết với Tự phân hủy bị tổn thương Trở nên chuyên biệt Tế bào ung thư Không tuân theo Sinh sản vô hạn Khơng gắn kết với Có thể di Khơng biệt hóa MỞ ĐẦU    Đa số bệnh nhân ung thư hình thành khối u Khác với u lành tính (phát triển chậm chỗ), u ác tính (ung thư) xâm lấn tổ chức xung quanh U ác tính phát tán đến vùng khác thể, thông qua mạch máu mạch bạch huyết tới tổ chức xa, hình thành nên khối u thứ cấp (sự di căn) Ở hai dạng u lành tính ác tính, khả điều khiển chu trình tế bào thường sai hỏng liên quan đến chế di truyền Phân biệt u lành tính u ác theo đặc điểm sinh học U lành tính Tế bào biệt hóa cao Phân bào chậm U ác tính Tế bào biệt hóa Phân chia nguyên phân liên tục Không xâm lấn xung quanh Xâm lấn lan rộng Khơng có hoại tử Thường có hoại tử trung tâm Có vỏ bọc Khơng có vỏ bọc Rất tái phát Ln tái phát Khơng di Di Ít ảnh hưởng đến thể Ảnh hưởng nặng đến thể MỞ ĐẦU  Bản chất di truyền ung thư:      Khi nuôi cấy tb ung thư, tất tb sinh tb ung thư Các yếu tố gây đột biến mạnh thường yếu tố gây ung thư Một số dạng ung thư biểu di truyền theo dòng họ Một số bệnh ung thư xác định liên quan đến sai hỏng số gen và/hoặc số NST định Một số virus gây ung thư chúng mang gen mã hóa số protein liên quan đến hình thành phát triển tế bào ung thư UNG THƯ VÀ SỰ ĐIỀU KHIỂN CHU TRÌNH TẾ BÀO   Chu kỳ tế bào (cell cycle) thời gian diễn kể từ thời điểm tế bào hình thành nhờ phân bào tế bào mẹ kết thúc phân bào để hình thành tế bào Một chu trình tế bào thông thường gồm hai pha sinh trưởng (G1 G2), xen kẽ pha chép ADN (S) pha phân bào (M) UNG THƯ VÀ SỰ ĐIỀU KHIỂN CHU TRÌNH TẾ BÀO Ung thư rối loạn điều khiển chu trình tế bào   Chu kỳ tế bào gồm nhiều giai đoạn nối tiếp Mỗi giai đoạn diễn thời gian định Giai đoạn trước phải hồn thành giai đoạn sau bắt đầu, điều kiện giai đoạn sau phải chuẩn bị từ giai đoạn trước Hiện tượng thực bào (Phagocytosis) • Attachment •Pseudopod extension •Phagosome formation •Granule fusion •Phagolysosome formation Summary of Intracellular Killing Pathways – Các đường tiêu hóa nội bào Intracellular Killing Oxygen Dependent Myleoperoxidase Dependent Oxygen Independent Myleoperoxidase Independent Hoạt động ĐTB ung thư  Con đường phụ thuộc oxy    Phản ứng không phụ thuộc enzyme Myeloperosidase (Oxygen-Dependent Myeloperoxidase-Independent Reactions) Phản ứng phụ thuộc enzyme Myeloperosidase (Oxygen-Dependent Myeloperoxidasedependent Reactions) Con đường không phụ thuộc oxy Hoạt động ĐTB ung thư Glucose +NADP NADPH + O2 2O + 2H+ 2O + H2O2 + G-6-P-dehydrogenase Pentose-P + NADPH NADPH oxidase Cytochrome b558 NADP++ O2 Superoxide dismutase H2O2 + 1O2 - OH* + OH- + 1O2 Toxic compounds – Superoxide anion (O2 -), Hydrogen peroxide (H2O2), Singlet oxygen (1O2) and Hydroxyl radical (OH*) Phản ứng không phụ thuộc enzyme Myeloperosidase Hoạt động ĐTB ung thư H2O2 + Cl - 2OCl- + H2O myeloperoxidase OCl- + H2O O2 + Cl-+ H2O Toxic compounds – Hypochlorous acid (OCl-), and Singlet oxygen (1O2) Phản ứng phụ thuộc enzyme Myeloperosidase Hoạt động ĐTB ung thư Effector Molecule Function Cationic proteins (cathepsin) Damage to microbial membranes Lysozyme Hydrolyses mucopeptides in the cell wall Lactoferrin Deprives pathogens of iron Hydrolytic enzymes (proteases) Digests killed organisms Con đường không phụ thuộc oxy Hoạt động ĐTB ung thư Hoạt động ĐTB ung thư Hoạt động ĐTB ung thư Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu ung thư   Đáp ứng miễn dịch dịch thể Đáp ứng miễn dịch tế bào Immunity and Cancer Antibody Macrophage Cancer cell Natural killer cell Helper T cell Cytotoxic T cell Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu ung thư   Kháng nguyên ung thư có khả gây đáp ứng miễn dịch dịch thể Một số ví dụ sau cho thấy ung thư có kháng thể dịch thể  Người bị ung thư vòm họng virus EBV (Epstein Bar virus) Trong huyết có kháng thể dịch thể, kháng thể có khả gắn với tế bào ung thư Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu ung thư      Kháng nguyên ung thư có khả gây đáp ứng miễn dịch tế bào Trong thực nghiệm truyền tình trạng miễn dịch ung thư truyền tế bào Lympho Th: sau nhận thông tin kháng nguyên (kháng nguyên ung thư), tế bào APC đem đến chúng hoạt hóa, sản xuất lymphokin (TFN, IL-2) TFN, IL-2 hoạt hóa đại thực bào, tế bào NK  tăng khả diệt tế bào ung thư Tc có vai trò quan trọng đáp ứng miễn dịch chống ung thư ĐƯMD đặc hiệu ung thư Cơ chế phá hủy tế bào đích Tc KHẢ NĂNG PHỊNG VÀ TRỊ BỆNH   Phịng ngừa: tránh tiếp xúc với tác sinh ung thư; thay đổi lối sống; chế độ dinh dưỡng; dùng thuốc dự phòng Điều trị:     Sinh học Hóa trị liệu Xạ trị Phẫu thuật ... Hoạt động tế bào NK Hoạt động tế bào NK Hoạt động ĐTB ung thư   Đại thực bào tế bào quan trọng đáp ứng miễn dịch chống ung thư Có vai trị lớn việc hoạt hóa ly giải mạnh tế bào bình thư? ??ng tế bào. .. cdk tế bào đích Ung thư rối loạn điều khiển chu trình tế bào  Đặc tính chu kỳ tế bào động vật có vú:   Chu kỳ tế bào chế điều chỉnh chu kỳ khác tế bào biệt hoá khác thể Các tế bào phôi sớm sinh. .. tăng sinh tế bào Trong tế bào bình thư? ??ng, gen hoạt động kiềm chế tốc độ phân chia tế bào Khi gen bị đột biến trở nên bất hoạt tế bào chuyển dạng thành ung thư Oncogene gen ức chế ung thư hoạt động