Ignacio Palmero Master de Oncología Molecular

p53: mutaciones y sus efectos

p53 funcional

estrés mitogénico, estrés genotóxico

parada ciclo celular apoptosis reparación

eliminación de células potencialmente tumorales

eliminación de daño génico

supresión tumoral

p53 no funcional

estrés mitogénico, estrés genotóxico

proliferación incontrolada no apoptosis

no reparación daño

proliferación de células potencialmente tumorales

inestabilidad genómica:

nuevas mutaciones

tumorogénesis

estrés mitogénico

estrés genotóxico

ARF

Mdm2

ATM/ATR

Chk1/2

p53

20 kb

El gen p53

17

p53 muestra un patrón de mutaciones atípico para un supresor tumoral

missense frameshift nonsense silent other splice

73%

9%

7%

5% 4% 2%

-C N-

175 248

273

245 282

1 % 2.3 % 80 % 3.4 % 0.3% Mutation

tetramerization DNA binding negative regulation proline-rich activation

Ac Ac P P P P P P P

0° 90° 180°

Codon 175 248 273 282 245 249 176 220 > > > > > > >

Frecuencia de mutaciones en p53 segun tipo de tumor

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

CERVIX TIROIDE TESTICULO RIÑON PROSTATA HEMATOL. HUESOS TEJ. BLANDOS UTERO MAMA HIGADO CEREBRO ESTOMAGO VEJIGA PIEL PULMON PANCREAS CAB & CUELLO COLORECTAL OVARIO ESOFAGO

p53 en cáncer hereditario: el sindrome de Li-Fraumeni

# Síndrome de predisposición a cáncer familiar. Casos de cáncer infantil y varios casos de parientes de primer grado afectados, frecuentemente varios tumores primarios por afectado. Tumores más abundantes son sarcomas, cáncer de mama, tumor cerebral. # Portadores de mutaciones de p53 en la línea germinal (50-70% de los casos). # Frecuente (pero no universal) pérdida del alelo normal en el tumor.

missense frameshift nonsense silent other splice 73%

9%

7%

5% 4% 2%

somatic

72%

8%

7% 0%

7% 6%

germline

175

248 273

282 245

175

248 273

282 245

the p53 web site http://p53.free.fr

IARC p53 mutation database

http://www-p53.iarc.fr/

the p53 knowledgebase http://p53.bii.a-star.edu.sg

p53 mutado p53

Mdm2 p21,bax

acumulación

apoptosis, parada

p53 wt p53

Mdm2 p21, bax

degradación

apoptosis, parada p53 activo, p53 inestable

p53 inactivo, p53 estable

p53 WT p53 mutante

transactivacion normal

transactivacion alterada

p53 WT

+

p53+/+ p53+/-

dominante negativo? ganancia de función?

p53 mutante

p53 wild-type

genes implicados en supresión tumoral

p63/p73 p53 mutante

genes diana de p63/p73 implicados en tumorogénesis

genes implicados en tumorogénesis

p53 mutante

genes implicados en supresion tumoral

espectro de tumores comentarios p53 -/- linfomas (70%) latencia 3 meses sarcoma (25%) p53 +/- sarcomas (60%) latencia 9 meses linfomas (25%) LOH en tumores p53R175H, linfomas, sarcomas metástasis frecuentes p53R270H carcinomas

Modelos animales de inactivación de p53

p53

Mdm2

ARF

protección antitumoral

Alteraciones de la via ARF/Mdm2 en tumores humanos

E1alfa E2 E3 E1beta

p14ARF N C N

p16INK4a C

metilación promotor 1

mutación exon 2 inactivación ARF

4 mutación exon 1beta 3

deleción exon 1 beta 2

p14ARF y cáncer

metilación del promotor de p14ARF

frecuente (40-60%) glioblastoma, vejiga, SCC oral. moderada (20-40%) colorectal, gastrico, mama.

alteraciones en exon 1beta

deleción de exón 1 beta T-ALL, melanoma familiar deleción en exón 1 beta melanoma familiar inserción en exón 1 beta melanoma familiar

mutaciones en exon 2

mutación puntual melanoma esporádico y familiar

Alteraciones de p14ARF en tumores humanos

p53

Mdm2

ARF

protección antitumoral

Amplificación de Mdm2 en tumores humanos

Histiocitomas 21 Liposarcomas 20 Schwannoma 19 Osteosarcoma 16 Esofago 13 Cerebro 7 Mama 6 Pulmón 6 Testículo 5 Leucemias/linfomas 0 Tiroides 0 Wilms 0 General 7%

tumor amplificación (%)

Amplificación de Mdm2 y mutación de p53

neur

obla

stom

a

cerv

ix

Wilm

s

urot

elia

l tir

oide

s

test

icul

o te

jidos

bla

ndos

panc

reas

ovar

io

oste

osar

com

a

naso

farin

geo

pulm

on

leuc

emia

/linf

oma

esof

ago

mam

a ce

rebr

o

8

2 5

14

20 16

7 1 2 2

6

13

7 1

30 25

7 6

10 -30

3

44

70

42 44 44

61

0 0 0 0

p53 Mdm2

frec

uenc

ia d

e al

tera

cion

gen

etic

a (%

)

70

25

50

0 0

p53

Mdm2

ARF

protección antitumoral

+

metilación mutacion exon 1 beta

amplificación SNP promotor

mutación

p53

Chk2

ATM

Alteraciones de la vía de estrés genotóxico en cáncer

Mutación en síndrome de Li-Fraumeni “variante”

Mutación en el síndrome de ataxia-telangiectasia.

p53

Chk2

ATM ARF

Mdm2

activación

inactivación

Alteraciones de la vía de p53 en cáncer

oncogenes

estrés replicativo hiperproliferación

ARF

estímulos mitogénicos ROS

ATM/ATR

p53 P

Mdm2 P

radiación

ATM / ATR

p53

ARF

p53

daño a DNA activación de oncogenes

protección antitumoral Christophorou, Nature 2006 Efeyan, Nature 2006 Ventura, Nature 2007 Xue, Nature 2007

Inactivación de p53 por proteínas virales

Antígeno T de virus SV40 (inactivación de p53 y Rb) Proteína E1A de adenovirus (inactivación de p53 y Rb) Proteína E6 de papilomavirus (HPV16). Implicación en carcinoma de útero.

p53

Mdm2

degradación

HPV16 E6

p53-Ub

Acumulación aberrante de p53 en citoplasma

p53 citoplasmico p53 nuclear

A B

p53 citoplasmico p53 nuclear

Para ver esta película, debedisponer de QuickTime™ y de

un descompresor TIFF (sin comprimir).

Bourdon, 2005

Alteraciones de isoformas de p53 en tumores.

gen fenotipo alteración ratón knockout en tumores humanos ARF predisposición a tumores inactivación por deleción y metilación Mdm2 letalidad embrionaria amplificación en tumores ATM predisposición a tumores mutado en el síndrome de ataxia-telangiectasia ATR letalidad embrionaria mutación infrecuente en tumores Chk1 letalidad embrionaria mutación infrecuente en tumores Chk2 mayor sensibilidad a mutación en algunos casos carcinogénesis por DMBA de síndrome de Li-Fraumeni

p53 en la clínica:

1. p53 como marcador pronóstico.

2. p53 como diana terapeutica.

radiación, oncogenes...

stress

p53 resistencia

quimioterapia

apoptosis, parada permanente

p53 y quimioterapia

Mutación en p53 y prognosis

p53

apoptosis eliminación de células tumorales

reparación expansión de células

potencialmente tumorales.

daño leve daño intenso

distintos efectos de p53 durante progresión tumoral?

Reactivación de p53 in vivo (1)

p53LSL:CreER

p53 OFF p53 ON

irradiación 4OHT

detección de tumores

regresión?

linfomas

p53

apoptosis

sarcomas

p53

senescencia

Estrategias de reactivación de p53

tumores con p53 mutado

tumores con p53 salvaje

modificación post-traduccional

p53

Ac

p53

tenovin SIRT1

p53

p53

leptomycin CRM1

localización nuclear

Reactivación terapéutica de la vía de p53

ATM/ATR ARF

Mdm2 adeno-p53

(terapia génica)

reactivación p53 mutante

estabilización de p53

p53

Cicloterapia

activador de p53

(p53 mutante)

(p53 salvaje)

antimitótico

parada

proliferación muerte

tumor

p53

apoptosis clearance of altered cells

senescence no division of altered cells