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figure 3-09a. LA BIOLOGÍA DEL CÁNCER. Unidad 2 ¿ Son los virus la causa del cáncer? Tumores de origen viral.

figure 3-01. Peyton Rous descubre el Virus del Sarcoma del Pollo (RSV) en 1911.

figure 3-02. El experimento de Peyton. y entonces, durante 50 años, nada….

figure 3-06. Howard Temin. El RSV puede TRANSFORMAR a las células cultivadas (fibroblastos embrionarios de pollo) que infecta (1960).

figure 3-07a.

petri dish. Transformación inducida por el VSR en un cultivo celular.

figure 3-05. Foco inducido por RSV en un cultivo de fibroblastos embrionarios de pollo (CEF).

figure 3-07b. CEF normales. CEF transformadas por RSV.

La presencia continua del RSV es necesaria para mantener la transformación.

figure 3-4a. …sobretodo teniendo en cuenta que el SRV es un RETROVIRUS y que por lo tanto su genoma esta constituido por ARN..

figure 3-09a. El papilomavirus de Shope causa tumores benignos (verrugas) en la piel de conejos que pueden progresar para dar carcinomas celulares escamosos.

figure 3-11. Papovavirus ( PA pillomavirus- PO liomavirus-SV40 VA cuolas).

Tanto los virus tumorales RNA (RSV) como los DNA (papovavirus) transforman las células induciendo varios cambios del fenotipo celular.

figure 3-12. Crecimiento independiente de anclaje (agarosa) de células transformadas por virus..

Tumorigenicidad en ratones singeneicos. Células transformadas de la misma cepa de ratón. Genéticamente idénticas (singeneicas)..

SV40 o poliomavirus realizan un ciclo lítico en células hospedadores permisivas a las que por lo tanto no transforman. No pueden replicarse en células no permisivas . Sin embargo, pueden transformar estas últimas células aunque a muy baja frecuencia..

INTEGRACION - 1968. SV40 o poliomavirus transforman pocas células hospedadores no permisivas integrando su genoma al de dichas células. SV40 produce el antígeno T grande (large T o LT)..

figure 3-4a. Como podía INTEGRARSE el genoma del RSV (o de otros virus RNA) en el DNA de la célula hospedadora a la cual también transformaba?.

figure 3-06. Desafiando el “dogma central de la biología” Howard Temin propone en forma teórica la existencia de una enzima que sintetiza ADN usando ARN como plantilla..

INTEGRATION OF DNA COPY INTO HOST CHROMOSOME DNA integrated DNA REVERSE TRANSCRIPTASE MAKES DNA/RNA AND THEN DNA/DNA DOUBLE HELIX RNA envelope reverse transcriptase capsid ENTRY INTO CELL AND LOSS OF ENVELOPE t DNA RNA t DNA RNA TRANSCRIPTION many RNA copies jRANSLATlON capsid protein envelope protein reverse transcriptase CQ ASSEMBLY OF MANY NEW INFECTIOUS VIRUS PARTICLES.

El ciclo vital de un retrovirus. Todos los videos están disponibles en Moodle.

J. Michael Bishop and Harold Varmus. Courtesy University of California, San Francisco.

figure 3-4a. El genoma del RSV (y de otros retrovirus) tiene los tres genes necesario para su replicación.

figure 3-19. El estudio de RSV mutantes que se replicaban pero no transformaban las células, de otros que las transformaban pero que eran incapaces de replicarse, la comparación con el genoma de retrovirus relacionados no transformantes y el pequeño tamaño de estos genomas (<10 kb) llevó a postular la existencia de un único gen responsable de la capacidad transformante de RSV al que se denominó “src” (sarcomas)..

figure 3-20. Obtención de una sonda y descubrimiento del gen src (1974).

Sorpresa: versiones del gen src se encuentran tanto en células transformadas como en células normales del pollo, de otras aves y de otros vertebrados..

figure 3-22. c-src = PROTO-ONCOGEN - v-src = ONCOGEN.

El genoma de los vertebrados contiene un gran grupo de proto-oncogenes..

figure 3-19. ALV es el virus de la leucemia aviar Como produce leucemia si no tiene el gen src ni ningún otro oncogén?.

figure 3-23a. Algunos retrovirus tumorales de acción lenta como el ALV que no tiene oncogenes en su genoma activan los proto-oncogenes celulares al insertar sus genomas adyacentes a ellos..

figure 3-23b. Mutagénesis por inserción (se redescubre el proto-oncogen c-myc).

Proto-oncogenes detectados por mutagénesis por inserción.

A tumor of the chicken…has been propagated in this laboratory since October, 1909. The behavior of this new growth has been throughout that of a true neoplasm, for which reason the fact of its transmission by means of a cell-free filtrate assumes exceptional importance. Peyton Rous, cancer biologist, 1911.

Unidad 2: conceptos claves El descubrimiento realizado por Peyton Rous en 1910 que un virus, el virus del sarcoma de Rous (RSV), podía inducir tumores en pollos, condujo a la noción que el cáncer podía ser una enfermedad infecciosa. Sin embargo, la idea perdió credibilidad cuando en 1926 se descubrió que las lesiones estomacales de las ratas estudiadas por Fibiger eran en realidad el resultado de una deficiencia vitamínica y no tumores producidos por agentes infecciosos. Décadas más tarde Howard Temin y Harry Rubin descubrieron que células cultivadas infectadas por el RSV podían ser transformadas en células tumorales. Este descubrimiento resucitó la investigación de los virus tumorales y permitió comenzar a estudiar el cáncer a nivel de cultivos celulares. Las células transformadas adquieren varias características, por ejemplo, pierden la inhibición por contacto y consecuentemente crecen apiladas unas sobre otras formando los focos que son clones descendientes de una única célula progenitora. También pueden crecer en forma independiente de anclaje. La tumorogenicidad en animales hospedadores es el test que permite identificar una transformación completa de las células. El fenotipo transformado inducido por RSV en una célula puede ser transmitido a su progenie celular y experimentos realizados con un mutante de RSV sensible a temperatura mostraron que esta retención del estado transformado depende de la actividad continuada de un gen del virus. Además de virus ARN como el RSV, varias clases de virus ADN también producen cáncer. El genoma de los virus ARN consiste de ARN de cadena única y el de los virus ADN de éste último ácido nucleico de doble cadena. En general los virus ADN inducen lisis celular después de replicarse en células permisivas, pero no pueden hacerlo en células no permisivas y en su lugar pueden transformar estas últimas células. Ya que la replicación del ADN viral ocurre independientemente del de la célula hospedadora y que al genoma viral le faltan los elementos para segregar apropiadamente en la mitosis, la transmisión del ADN viral tumoral de una generación celular a la siguiente fue una incógnita hasta que se descubrió que este ADN se integraba al ADN cromosomal de la célula hospedadora..

Ya que el genoma de los virus ARN, al consistir de ARN unicatenario, no puede integrarse al ADN del hospedador y que la re-infección no explica la persistencia del estado transformado de una generación celular a la siguiente, Temin postuló que los virus ARN hacen copias de ADN de doble cadena a partir de sus genomas ( retrotranscripción ) y que son estas copias de ADN las que se integran al ADN cromosomal de la célula hospedadora como parte del ciclo de replicación viral normal. Esto es una diferencia con los virus ADN para los cuales los eventos de integración son accidentales y no parte del ciclo normal de replicación. Debido a que el ciclo de replicación de los virus ARN depende de información fluyendo “hacia atrás” (de ARN a ADN) los virus ARN fueron denominado retrovirus . En el RSV las funciones de replicación y las de transformación celular son especificadas por genes separados siendo responsable de la última el gen src . Utilizando una sonda para el gen src pudieron detectarse secuencias altamente homologas en células de pollo no infectadas por el virus. Posteriormente se descubrió que el gen src era un gen normal altamente conservado en todas las especies de vertebrados. La diferencia entre la acción de la versión celular del gen ( c-src ), que soporta una función celular normal, y la versión viral ( v-src ) que actúa como un oncogen , puede explicarse si el c-src fue alterado a v-src luego de ser incorporado desde el genoma celular por un antecesor del RSV. Ya que c-src es un precursor de un oncogen ( v-src ), puede ser llamado proto-oncogen , llevando el concepto de que los genomas de los vertebrados contienen genes normales con el potencial de inducir cáncer. La adquisición y activación de src por un retrovirus indicó que un proto-oncogen podía actuar pleiotrópicamente y sugirió la posibilidad que otros mecanismos mutacionales pudieran activar proto-oncogenes que continuaran residiendo un su sitio normal del cromosoma celular. Agunos retrovirus pueden inducir cáncer aunque no lleven oncogenes y lo hacen mucho más lentamente que los que tienen oncogenes. Estos retrovirus no transformantes inducen cáncer al insertar accidentalmente su genoma al lado de proto-oncogenes y colocar la transcripción de este último bajo el control del promotor viral, lo que desregula la expresión del gen. Este proceso se denomina mutagénesis por inserción y ha sido utilizado para encontrar nuevos proto-oncogenes..