Навчальний курс: «Молекулярна онкологія, патологія та генетика» Медична лабораторія CSD спільно з Center for research and education of translational biology and medicine (www.tbm.center ) пропонує безкоштовний курс навчальних лекцій для усіх бажаючих.

1. Меланома
Патогенетичні механізми
The Rolling Stones - Paint It Black. Official video, 1966 ©.
https://www.youtube.com/watch?v=O4irXQhgMqg

2. Меланома
Патогенетичні механізми
Василь Нагібін, к.м.н., старший науковий співробітник

3. Епідеміологія меланоми
Erin M. Wolf Horrell, 2015
• 19-те місце за
розповсюдженістю у
світі,
• 2955 випадків в
Україні у 2017 році,

4. Епідеміологія меланоми
Національний канцер-реєстр України, 2019

5. Меланома за МКХ-10
(C43) Злоякісна меланома шкіри
(C43.0) Злоякісна меланома губи
(C43.1) Злоякісна меланома повіки, включаючи кантус
(C43.2) Злоякісна меланома вуха та зовнішнього слухового каналу
(C43.3) Злоякісна меланома інших та неуточнених частин обличчя
(C43.4) Злоякісна меланома шкіри черепа та шиї
(C43.5) Злоякісна меланома тулуба
(C43.6)
Злоякісна меланома верхньої кінцівки, включаючи верхню ділянку
грудної клітини (плече)
(C43.7)
Злоякісна меланома нижньої кінцівки, включаючи тазостегнову
поверхню
(C43.8)
Злоякісна меланома шкіри, яке виходить за межи однієї і більше
вищезгаданих локалізацій
(C43.9) Злоякісна меланома шкіри, неуточнена

6. Меланоцити
Меланін-продукуючі клітини, що походять з
нервового гребня та перебуваються у найглибшому
шарі шкири

7. Меланома
злоякісна пухлина, що походить з клітин
меланоцитарного ряду
RL Mort, 2015
SOX – родина транскрипційних факторів, що регулюють розвиток
нервової системи в ембріогенезі
MITF - Microphthalmia-associated transcription factor,
транскрипційний фактор гену тирозинази
DCT - dopachrome tautomerase або тирозиназа 2
KIT (CD117) - stem cell growth factor receptor

8. Синтез меланіну
by Sharad Gautam, 2014

9. Синтез меланіну
Pmel17
Melanocyte protein
PMEL also known
as premelanosome
protein (PMEL)

10. Регуляція синтезу меланіну:
Похідні проопіомеланокортіну
Пропіомеланокортін – поліпептид попередник адренокортикотропного
гормону, меланоцит-стимулюючого гормону (MSH, контролює харчову та
статеву поведінку, але стимулює рух меланосом до кератиноцитів.
Мелатонін – регулятор циркадного ритму (засинання), що утворююється з
триптофану.

11. MC1R – рецептор меланокортину
MSH разом з ACTH
ще називають
меланокортинами.

12. MC1R – рецептор меланокортину

13. Пошкодження ДНК безпосередньо стимулює
утворення POMC та стимуляцію меланоцитів,
що залежить від p53

14. Ультрафіолетове опромінення – головний
екзогенний фактор виникнення меланоми
Cyclobutane pyrimidine
dimers (CPDs). Thymine-
thymine, cytosine-
cytosine or cytosine-
thymine dimers

15. МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧНІ СПАДКОВІ ЗАХВОРЮВАННЯ
МОНОГЕННІ
1. АУТОСОМНО-ДОМІНАНТНІ
(поліпоз товстого кишківника, полікістоз
нирок, нейрофіброматоз, родинна
гіперхолестеринемія, синдром Жільбера,
короткозорість, далекозорість та ін.)
2. КОДОМІНАНТНІ
(дефіцит альфа-1-інгибітора протеїназ,
серпоподібно-клітинна анемія)
3. АУТОСОМНО-РЕЦЕСИВНІ
(більшість ферментопатій, «хвороби
накопичення», хвороба Вільсона-
Коновалова та ін.)
4. ЗЧЕПЛЕНІ ІЗ СТАТТЮ
(агаммаглобулінемія Брутона, синдром
Віскотта-Олдріча, нецукровий діабет,
гемофілія А. В, дальтонізм та ін.)
ПОЛІГЕННІ (мультифакторні)
атеросклероз, ішемічна хвороба
серця, артеріальна гіпертензія,
ПУХЛИНИ, цукровий діабет,
хронічний гастрит, хронічний
бронхіт, емфізема легень,
шизофренія, ендогенна депресія,
епілепсія та
ПРАКТИЧНО УСІ ХРОНІЧНІ
ЗАХВОРЮВАННЯ

17. Genome-Wide Association Studies
Повногеномний пошук
асоціацій

18. Спадкова схильність до меланоми
асоціюється із поліморфізмами таких
генів:
•p16 (CDKN2A)
•Mdm2
•Ферментів репарації
•MC1R

19. КЛІТИННИЙ ЦИКЛ

20. P53 - GUARDIAN OF THE GENOME
MDM2 SNP309 (G/G) – в промоторі гену, призводить до активації
зчитування та збільшення копій цієї убіквітин-лігази, що також
асоціюється з меланомою

21. Драйверні мутації
це мутації, що визначають селективну перевагу для
росту і розмноження певних клітин, тобто здатні
провокувати пухлину (пухлинна промоція), але
реалізуються у повноцінну пухлину лише за
“сприятливих” оточуючих умов (гормональна
стиумляція, фактори росту, запалення, тощо). Інші
мутації, що набуті вже під час розвитку пухлини
(пухлинна прогресія) називають іноді пасажирськими
мутаціями.

22. Wingless and Int-1 signal pathways (WNT)

23. Wingless and Int-1 signal pathways (WNT)
•Axin,
•Adenomatosis polyposis coli (APC),
•Protein phosphatase 2A (PP2A),
•Glycogen synthase kinase 3 (GSK3)
•Casein kinase 1α (CK1α)
Frizzled (завитий) – рецептор до Wnt лігандів
lipoprotein receptor-related protein -
корецептор
Disheveled (розкуйовджений) – сигнальний
фосфопротеїн у цитоплазмі
TCF/LEF family (T cell factor/lymphoid
enhancer factor family) – транскрипційні фактори
Beta-
catenin
destruction
complex

24. КЛІТИННИЙ ЦИКЛ

26. Меланома, стадії розвитку

27. EGFR сигнальний каскад
Kirsten rat sarcoma virus (KRAS) –
ГТФаза, що стимулюється
рецептором епдіермального фактору
росту.
Rapidly Accelerated Fibrosarcoma
(RAF)
ERK – extracellular regulated kinasa
Mitogen-activated protein kinase
kinase (also known
as MAP2K, MEK, MAPKK) is
a kinase enzyme which phosphorylates
mitogen-activated protein
kinase (MAPK)

28. EGFR сигнальний каскад

29. B-RAF (Rapidly Accelerated Fibrosarcoma) –
Серин-треонінова протеїнкіназа, що бере участь в мітоз-
активуючому (MEK) позаклітинно-регульованому (MAPK,
ERK) каскаді
До 40 % усіх
меланом
містять
мутації гену
B-RAF

30. MAPK каскад, та терапія
До 40 % усіх меланом
містять мутації гену
B-RAF

31. Драйверні мутації меланоми

32. Таргетна терапія спрямована на B-RAF

33. Резистентність меланоми до терапії інгібіторами
протеїнкіназ
Набута
В процесі лікування
з’являються клітини, що:
•Утворюють мутації, які ведуть
до резистентності
•“Розблоковують”
протонкогени, що ведуть до
резистентності
•Створюють імуносупресивне
середовище, що веде до
резистентності
Первинна
В клітинах меланоми одразу
присутні мутаці, що ведуть до
резистентності до певних
препаратів
Набута резистентність – є проявом пухлинної прогресії.

34. Багато мутацій – більше шансів, що
відреагує імунна система!
• Меланома – одна з найбільш імуногенних пухлин людини.
• Для онкоімунологічних досліджень меланома є золотим
стандартом імуногенної пухлинної моделі.
• Збільшення відсотку пацієнтів з 5-річною виживаністю
завдячує імунотерапії меланоми

35. Імунні функції шкіри

36. Неспецифічна
РЕАКТИВНІСТЬ
ФАГОЦИТОЗ
нейтрофіли
макрофаги
Ілля Ілліч
Мечніков
1845-1916
Лауреат Нобелівської премії
1908-го року

37. Нейтрофіли дуже агресивні клітини

38. Нейтрофіли дуже агресивні клітини
Секреція
протеолітичних
ферментів
Фагоцитоз
Продукція
вільних
радикалів
Виділення
БАР

39. Нейтрофіли дуже агресивні клітини
Нейтрофільні позаклітинні пастки – явище
утворення сіток для захоплення бактерій з
власних ниток ДНК
Video by Laboratory Medicine &
Pathobiology University of Toronto

40. Нейтрофіли дуже агресивні клітини,
АЛЕ

41. Є стани, коли така поведінка захисних
клітин не виправдана
•Вагітність
•Надто сильне чи надто тривале запалення
•Реакція на антигени у новонароджених
•Завершальна стадія травми чи запалення

42. Супресорні клітини мієлоїдного походження
(Myeloid-derived suppressor cells, MDSC)
Трохи наукової історії
•Перші роботи, що відмічали “дивне” неагресивне
поводження нейтрофілів у пухлинах датуються
кінцем 90-х років;
•Термін введено D.Gabrilovich та S.Nagaraj у 2007;
•Проте “супресорний нейтрофіл” лишалося
оксюмороном десь до 2010, коли на цих клітинах
були вперше описані молекули контрольних точок

43. Супресивні клітини мієлоїдного походження
Gabrilovich & Nagaraj, 2009

44. Супресивні клітини мієлоїдного походження

45. Нобелівська премія з фізіології та медицини 2018
本庶佑 Tasuku Honjo
1942 Кіото
James Patrick Allison
1948 Аліс, Техас, США

46. Молекули “контрольних точок” (“check-points”)
в імунній відповіді

47. Інгібітори молекул “контрольних точок” (check-points
inhibitors)
БЕЗ ЛІКІВ
Т-кілер заблокований
Ракова клітина блокує Т-
лімфоцит,
використовуючи гальмівні
молекули
З ЛІКАМИ
Т-кілер знову активний
Антитіла до гальмівних молекул
знімають блок з Т-лімфоцита, і Т-
лімфоцит може атакувати ракову
клітину

48. DKFZ Heidelberg and University Medical Center Mannheim
Clinical Cooperation Unit Dermato-Oncology

49. Позаклітинні везикули (Extracellular vesicles)
Gyorgy et al., 2011
Apoptotic bodies:
1000 – 5000 nm
Exosomes:
30 – 150 nm
Microvesicles:
50 – 1000 nm

50. Позаклітинні везикули (Extracellular vesicles)
Виконують функції переноси біологічно активних речовин
(карго) та стимуляції поверхневих рецепторів.
Функція карго забезпечує вплив на епігенетичну
регуляцію (наприклад, мікроРНК)

51. EV from murine Ret melanoma cells are
taken up by IMC

52. Gating strategy for MSC-1 and -2 cells
7-AAD
CD
11b
FSC-H
FSC-A
FSC-A
SSC-A
CCR5
FSC-H
CCR5
FSC-H
FSC-H
PD-L1
FSC-H
PD-L1
PD-L1 FMO PD-L1 +
CCR 5 FMO CCR 5 +

53. Cells Cells
• PMA (100 ng/ml)
• LPS (50 ng/ml)
• Pam3CSK4 (10
ng/ml)
• Mg-132 (5 µM)
Flow
cytometry
CD11b
CCR
5
CD11b
PD-L1
PD-L1 FMO PD-L1 + CCR 5 FMO CCR 5 +
CD11b
SSC-A
CD11b FMO CD11b +
The protocol of cells activation and Flow cytometry analysis

54. Ret cells-derived EVs upregulate PD-L1 expression on IMCs
RET proto-oncogene encodes a receptor tyrosine kinase whose ligand is
glial cell line-derived neurotrophic factor

55. T cell proliferation and IFN-gamma production assays

56. PD-L1 upregulation and T cell inhibition do not work in TLR KO

57. EV without HSP86 do not upregulate PD-L1

58. EV without HSP86 do not upregulate PD-L1

59. EV without HSP86 do not upregulate PD-L1

60. EV without HSP86 do not upregulate PD-L1

61. Інші види імунотерапії:
Створення антитіл до пухлинних маркерів
Генна модифікація Т-клітинних рецепторів
Трансфер адаптивних клітин (аутологічний та
гетерологічний)

63. ОНКОГЕННІ ФАКТОРИ
- ФІЗИЧНІ: іонізуюче
опромінення,
ультрафіолетове опромінення
ЕНДОГЕННІ
ЕКЗОГЕННІ
- БІОЛОГІЧНІ: ДНК
та РНК-вмісні віруси
- ХІМІЧНІ:
поліциклічні та
гетероциклічні вуглеводні,
алкілюючі, ацетилюючі
сполуки, ароматичні аміни,
аміди та ін.
- порушення
гормонального
гомеостазу
- генетична
схильність
- хромосомні хвороби
(нестабільність
геному) та ін.

64. МЕХАНІЗМИ ОНКОГЕНЕЗУ
ЕПІГЕНЕТИЧНІ
не передбачають стійких
змін в генетичному апараті
клітин, а вказують на
порушення регуляції поділу
клітин
МУТАЦІЙНІ
передбачають
стійкі зміни в
генетичному
апараті клітин
(мутації)

65. ЕВОЛЮЦІЯ ПОГЛЯДІВ НА ПРИРОДУ
ОНКОГЕНІВ
3. Проонкогени активно експресуються у проліферуючих клітинах і є
абсолютно необхідними для життєдіяльності огранізму.
Це – ПРОТОНКОГЕНИ, гени, що кодують білки-регулятори клітинного
поділу
1. У деяких вірусів є гени, продукти яких порушують регуляцію
клітинного циклу.
Це - ОНКОГЕНИ, а такі віруси є онкогенними
2. В геномі кожної клітини є онкогени, але в неактивному стані. При
онкогенезі відбувається активація ПРООНКОГЕНІВ, акі кодують
патогенні онкопротеїни

66. ГОЛОВНІ МЕХАНІЗМИ АКТИВАЦІЇ
ПРОТООНКОГЕНІВ
1. Транслокація в ділянку активної транскрипції
Наприклад, перенос гену myc з 8 на 14 хромосому в ділянку генів легких
ланцюгів імуноглобулінів  збільшення myc  активація поділу (лімфома
Беркіта)
Транслокація гена abl з 9 на 22 хромосому  надлишкова продукція ABL (тир-
ПК)  активація поділу ( хронічний мієлолейкоз)
2. Ампліфікація
Наприклад, збільшення кількості копій N-myc (в нормі знаходиться в 2
хромосомі)  утворення гомогеннозабарвлених регіонів, інтеграція копій до
інших хромосом (4, 9, 13), накопичення екстрахромосомних копій 
активація транскрипції ДНК (нейробластома, рак легень)
3. Генна мутація
Наприклад, мутація гена ras  порушення гідролізу ГТФ (ГДФ має пригнічувати
активність G-протеїна)  підтримання G-протеїна в постійно активному
стані  активація транскрипції ДНК (разні пухлини)

67. СТАДІЇ ОНКОГЕНЕЗУ
2. Промоція (розбурювання) – активація поділу
клітин, що мають потенціну здатність до
безмежного, неконтрольованого поділу
1. Трансформація (ініціація) – утворення
клітини, що має потенціну здатність до
безмежного, неконтрольованого поділу
3. Прогресія – набуття нових властивостей
пухлинними клітинами, що дозволяють
безмежно, та неконтрольовано ділитися та
розповсюджуватися