Deze samenvatting is gebaseerd op collegejaar 2012-2013. Bekijk hier ons huidige aanbod.

WG 5 - Cancer genetics

1. A. PARP = poly ADP ribosyl polymerase. PARP speelt een rol bij base excisie herstel, waarbij kapotte nucleotiden hersteld worden. Hiertoe behoren onder andere enkelstrengs breuken, methylering en oxidaties. Enzymen die base excisie herstel uitvoeren zijn zeer specifiek voor 1 bepaalde fout. PARP zijn dan ook eigenlijk 17 verschillende enzymen. NER is juist heel onspecifiek en zorgt voor herstel van heel veel fouten, altijd in één streng. De enige manier om niet-gerepareerde enkelstrengs DNA breuken te herstellen is door de basen in de andere streng weg te knippen. Dat leidt tot dubbele strengs breuken.
   B. Als je een patiënten behandeld met PARP remmers ontstaan veel dubbelstrengs breuken. Borsttumoren met een mutatie in homologe recombinatie kan worden behandeld met PARP remmers. Alle tumoren met mutaties in homologe recombinatie. Dubbelstrengs breuken kunnen worden hersteld door non-homologe recombinatie en homologe recombinatie. Homologe recombinatie speelt een rol bij herstel in de S-fase en G2-fase. Tijdens DNA replicatie zit de cel in de S-fase en dus worden dubbelstrengs breuken dan normaal gesproken hersteld door homologe recombinatie.
   C. Normale weefsels zijn niet gemuteerd in homologe recombinatie, dus voor hen zal geen probleem opspelen.
    
2. A. p53 activeert genen die zorgen voor het opruimen van de schade. Het voorkomt dat de cel in de S-fase gaat met nog te herstellen schade. Hierdoor kan de cel de schade niet repliceren.
   Als de muizen MDM2 missen, kan de cel de p53 respons niet beëindigen en blijft p53 actief. Hierdoor zal de cel niet in de S-fase gaan en kan het dus nooit de DNA repliceren en dochtercellen produceren. Als echter p53 ook niet werkt, zal de cel gewoon in de S-fase gaan, maar worden er wel veel mutaties gerepliceerd.
   B. Door de verhoogde hoeveelheid MDM2 eiwit, zal de p53 respons eerder en sneller worden geremd. Hierdoor zal de cel nog niet helemaal klaar zijn met het herstellen van alle fouten als het al in de S-fase gaat. Er worden meer fouten gerepliceerd en dus verhoogd de kankerpredispositie. Dit is ongeveer hetzelfde effect als knock-out van p53.
   C. Om de behandeling met nutlin zinvol te laten zijn, moet de cel beschikken over functioneel p53.
    
3. A. Een oncogen zorgt normaal voor stimulering van celdeling als pro-oncogen. Bij mutaties van een proto-oncogen naar een oncogen zal de stimulatie continu plaatsvinden. Dit kan door een gain of function mutatie. Oncogenen zijn in principe altijd dominant. Bij een tumorsupressor eiwit is elke mutatie die het in-activeert (loss of function) leidend tot tumorproductie, omdat dit normaal celdeling kan remmen.TP53 is een tumorsupressor gen, omdat het veel verschillende mutaties kan hebben. KRAS is een oncogen, omdat het alleen een missense mutatie kan hebben op een specifieke plek.
   B. BRAF = oncogen
   APC = tumor supressor
   IDH1 = oncogen
   PTEN = tumor supressor
   C. Bij oncogenen hoeft slechts een specifieke mutatie aangepakt te worden. Hierdoor is de ontwikkeling van een nieuw medicijn veel makkelijker en dus goedkoper. Daarnaast is het makkelijker om een oncogen uit te schakelen dan een tumor supressor gen weer te activeren. Activiteit teruggeven is veel ingewikkelder dan activiteit uitschakelen. Een medicijn moet het oncogen remmen, maar niet het proto-oncogen. Anders vindt er helemaal geen celdeling meer plaats.

4. Bij signaleringsroute B leidt inactief APC tot proliferatie van cellen. In deze route leidt meer Wnt tot meer actief signaling eiwit en tot sterkere inactivatie van APC. Je kunt ook actief signaling eiwit verhogen en daarmee APC inactiveren. Stabiel beta-catenine en actief TCF complex kan je verlagen waardoor ze niet meer actief zijn / instabiel.
    
5. Tumor suppressor genen zijn recessief (beide allelen moeten uitgeschakeld zijn om kanker te veroorzaken). Bij D zijn beide allelen uitgeschakeld, dus is daar het TSG hoogst waarschijnlijk gelegen.
   Eerst moet een deletie van gehele D marker (D en d) plaatsvinden. Vervolgens heeft recombinatie plaatsgevonden tussen B en C (B is nog hetzelfde gebleven, C is verander). Tenslotte heeft replicatie plaatsgevonden waardoor c (2) en E (2) is geworden. 

RC -

Vraag 1

The pedigree above shows the inheritance of an autosomal recessive disorder that is lethal at young age. Heterozygotes are not affected. The disease causing gene is located on chromosome 3 and is surrounded by markers A (alleles A1, A2, A3) and B (alleles B1, B, B3) that are both located at 1cM distance to the gene. The haplotypes of chromosome 3 is given for every individual.

Gegeven wordt door middel van een plaatje:

• Niet aangedane moeder I:1 – A1B1 en A2B2
• Niet aangedane vader I:2 – A1B1 en A3B3
• Overleden zoon II:1 – A1B1 en A2B2
• Niet aangedane dochter II:2 – A1B1 en A1B1
• Niet aangedane zoon II:3 – A1B1 en A3B3
• Niet aangedane foetus van 10 weken oud II:4 – A2B2 en A3B1

1. Wat is de kans dat individu II:2 een drager is?

Het is een autosomaal recessieve ziekte, II:1 heeft dus 2 aangedane chromosomen, A2B2 moet wel het zieke allel zijn die van de moeder is gekregen, dus A1B1 is het zieke allel van de vader, dus II:2 is sowieso een drager. A1B1 van de moeder is ziektevrij. Dus de kans is 100%.

2. Wat is de kans dan individu II:3 een drager is?

A3B3 van vader, A1B1 van moeder. A1B1 is ziektevrij dus de kans op dragerschap is 0%.

3. Wat is de kans dat de foetus (II:4) aangedaan is?

A2B2 is het aangedane allel wat van de moeder gekregen is, A3B1 is van vader gekregen alleen heeft dit recombinatie ondergaan tijdens de meiose. A3 is gezond maar B1 is ziek. cM is een maat voor de frequentie van recombinatie. Omdat de afstand van de markers A en B naar het gen identiek is in afstand, is er 50% kans dat het zieke gen meegegaan is met de recombinatie, dus 50% kans dat het kind ziek is.

Vraag 2

Deze vraag is aan de hand van een stamboom.

Wanneer een afwijking een generatie overslaat, is deze niet dominant. Wanneer een dragende moeder de afwijking doorgeeft aan haar zoon, is het X-gerelateerd. Wanneer de afwijking zeer zeldzaam is, kan je ervan uit gaan dat aangetrouwde personen geen dragers zijn.

De kans dat een dochter de ziekte overerft is 0,5.

Je kunt de theorie van Bayes toepassen, wanneer je de kans wil berekenen dat een moeder drager is met het gegeven dat twee zonen gezond zijn. De kans dat moeder een drager is, is 1/4. De kans dat ze dan twee gezonde zonen krijgt is ¼ x ½ x ½ = 1/16. De kans dat moeder geen drager is, is ¾. De kans dat ze dan twee gezonde zonden krijgt is ¾ x 1 x 1 = ¾. Bayes: 1/16 / (1/16 + ¾) = 1/13.

Vraag 3

Psoriasis is a chronic skin disease marked by red and thickened patches of the skin, covered by white flakes. The disease is probably related to faulty signals emitted from the immune system. These signals cause an accelerated growth of skin cells that pile up on the skin, as they cannot be shed quickly enough. There are a number of effective treatments that can improve the state of the skin and diminish the symptoms of psoriasis.

Ultraviolet Light B (UVB)
This treatment consists of exposure of the skin to ultraviolet light of a certain wavelength
(UVB). It is a general and rather effective treatment for moderate to severe forms of psoriasis.

1. Why is UVB treatment an effective therapy for psoriasis?
   Het probleem van de ziekte is een te snel delende huid. UVB remt de celdeling door het DNA te beschadigen met fotoproducten. Fotoproducten zijn bindingen tussen C-T, C-C of T-T. Dit omarmt celdood (apoptose).
2. Explain what may in the long run constitute a negative side-effect of frequent and regular treatment of psoriasis with UVB?
   Huidkanker. Doordat je het DNA beschadigt, kunnen er mutaties optreden die kanker in de huid veroorzaken. Dit gebeurt als de cellen niet in apoptose gaan, doordat mutaties in het DNA vastkomen te liggen.
3. What kind of effect do DNA repair processes have on the effectiveness of the treatment on the one hand, and on the prevention of side-effects on the other hand?
   DNA herstelprocessen zorgen voor een verminderde effectiviteit van de behandeling, maar voorkomen grotendeels de bijwerkingen.

Vraag 4

PUVA
Treatment of psoriasis with PUVA consists of the simultaneous use of the drug psoralen and exposure to long wave ultraviolet light (UVA). The chemical compound psoralen renders the skin more sensitive and receptive for UVA. PUVA diminishes skin problems associated to psoriasis in over 75% of the patients and can lead to protracted remission. Prolonged PUVA therapy may lead to accelerated ageing of the skin, and will increase the risk for the onset of skin cancer. Therefore, treatment with PUVA is only recommended for psoriasis patients for which all other treatments have failed.
PUVA treatment of psoriasis causes in skin cells the formation of ‘interstrand-crosslinks’
between both strands of a double-stranded DNA molecule.

1. Why is this type of DNA damage extremely toxic for cells?
   De psoralen binden aan het DNA met zo een sterke binding dat de twee strengen niet meer uit elkaar kunnen à een blokkade voor deling. Door het UVA worden deze stukken beschadigd en wordt de replicatie en transcriptie geremd à dood. Dit kan door de cel hersteld worden, maar dit gebeurd meestal met dubbele strengs breuken of deletie.
2. Explain what are the two main types of mutation from the next set of conceptions, that will result from interstrand cross-links?

• Point mutation
• Translocation (uitwisseling tussen twee verschillende chromosomen)
• DNA Mismatch (als er een verkeerde nucleotide wordt ingebouwd tijdens replicatie)
• Deletion
• Basepair substitution
• Frameshift mutation (veanderd leesraam)
• Polymorphism (verschillende soorten van het allel; geen mutatie)
• Gene conversion (heel plaatselijke recombinatie van twee homologe chromosomen, een soort uitwisseling; geen mutatie)

Dubbelstrengsbreuken veroorzaken translocatie of deletie. Polymorfisme is geen mutatie en de rest kan nooit optreden. Na een deletie zou het kunnen dat er een frameshift mutatie optreedt.

3. Give an example for one of these two types of mutations (de docent bedoelde deletie en translocatie) how that can result in:

• the inactivation of a TSG
• the activation of an oncogene

Deletie zorgt voor de inactivatie van een TSG, omdat er een deel van de informatie weg valt.

Translocatie kan zorgen voor de activatie van een oncogen doordat er bijvoorbeeld een andere promoter naast het inactieve oncogen geplaatst wordt. Voorbeelden hiervan zijn Burkitt lymfoma en CML. Translocatie kan resulteren in upregulated of deregulated expressie van een oncogen. Deletie van (een deel) van een tumorsupressorgen zal resulteren in verlies van functie van dat gen.

Vraag 5
HNPCC is een erfelijke vorm van darmkanker. Patiënten hebben een mutatie in één allel van het MSh2 mismatch herstel gen.
FAP is ook een erfelijke vorm van darmkanker. Deze patiënten hebben een mutatie in één allel van het APC tumor suppressor gen.
De gemuteerde allelen van zowel HNPCC als FAP produceren geen functionele eiwitten. De andere, intacte allelen produceren echter voldoende functioneel eiwit.
Beide ziektebeelden hebben een dominant fenotype in patiënten, patiënten hebben dus een verhoogde kans op het ontwikkelen van darmkanker.

Verklaar waarom beide ziektebeelden een dominant kanker fenotype vertonen in patiënten.
HNPCC: Op het moment dat ook het tweede allel verloren gaat worden de patiënten mismatch deficiënt. Dit betekent dat de frequentie van verkeerd ingebouwde nucleotiden 1000 maal omhoog gaat. Gebeurt zo een fout in een TSG (tumor suppressor gen) of een oncogen dan kan dit kanker veroorzaken. De kanker treedt op in de darmen, omdat het darmepitheel vaak deelt. Andere snel delende epitheel-lagen (zoals de huid) hebben waarschijnlijk andere groei routes.

APC: APC is betrokken bij de controle van de celgroei (APC = TSG en remt de celgroei).
Als APC verloren gaat dan worden de bèta catherinen niet afgebroken à celproliferatie gestimuleerd. Tijdens de celproliferatie kunnen mutaties optreden.

Vraag 6
The p16-INK4a tumor suppressor gene is frequently mutated in a variety of tumors.
Most often the first p16-INK4A allele is inactivated through methylation, while the 2nd allele is lost because of an LOH event.

From these observations, what do you conclude on the frequency of loss of p16-INK4A by methylation relative to the frequency of loss by LOH?
LOH kan alleen optreden wanneer er al één allel gemuteerd is. Het tweede allel kan zowel door methylatie als door LOH gemuteerd raken, maar je ziet bijna altijd de LOH mutatie. Dit geeft dat de frequentie van LOH veel hoger is dan die van methylatie.

Vraag 7
Human XPC cells were irradiated with UV-light. Cells were selected for having either 1) a mutation in the Hprt gene, or 2) a mutation in the Aprt gene. All UVinduced mutations were found to be base pair subsitutions.

1. How can you deduce, on the basis of the base pair change found, in which of the two strands of double-stranded DNA the photoproduct responsible for this mutation was formed?
   Fotoproducten bevinden zich altijd op plekken in het DNA waar pyrimidines (C en T) naast elkaar liggen. Doordat je de originele strand weet, kan je deze twee vergelijken en zo de plek van de fotoproducten vinden. Je doet het op het wild type op de plaats waar de mutatie zit. Het fotoproduct is gevormd in de DNA streng die de pyrimidine bevat, wat onderdeel zou moeten zijn van een di-pyrimidine sequentie.
   ---GCT---
   ---CGA---
   Fotoproduct moet wel gevormd worden tussen bovenste C en T
   Mutant:
   ---GTT---
   ---CAA---
   De mutatie zit dus in de bovenste streng.

Analysis of mutations found showed that 100% of the UV-induced mutations in the Hprt gene were caused by photoproducts in the non-transcribed strand of the Hprt gene. For mutations in the Aprt gene, however, no strand specificity was observed.
Er wordt ook een plaatje van de twee genen gegeven waarbij de volgende tekst staat:
Dashed bar: schematic representation of a gene.
Arrow: direction(s) of transcription in the genomic areas where these genes are situated.
Op het Hprt gen geeft de pijl 1 richting aan en op het Aprt gen geeft de pijl twee tegenovergestelde richtingen aan.

2. Give an explanation for the observed difference in mutational strand specificity between Hprt en Aprt mutants.
   XPC cellen konden de getranscribeerde streng nog wel herstellen via TCR. Uit de vraag kan je dus opmaken dat het Hprt gen alleen fouten vertoont op de non transcribed strand en het Aprt gen op beiden. Ook geeft de vraag dat de transcriptie van het Hprt gen één kant op gaat en van het Aprt gen twee kanten. XP patiënten kunnen de fouten nog wel herstellen op het Aprt gen vindt herstel in beide richtingen plaats en op het Hprt gen alleen op de transcribed strand. Hprt wordt dus minder goed hersteld.

Vraag 8
APC is a tumor suppressor gene that is frequently inactivated in individuals with colorectal tumors. APC functions in the Wnt signaling route and plays an important role in the degradation of β- catenin (figuur geeft de route schematisch weer), which when stabilized strongly stimulates cell proliferation.

Provide three other target proteins in this signalling route that when mutated will have a similar result on the control of cell proliferation as APC mutation. For every target indicate what type of mutation is needed.

Figuur: Wanneer Wnt aanwezig is, wordt de receptor geactiveerd. Dit activeert een signaaleiwit welke vervolgens het APC complex inactiveert. Het APC complex zorgt voor de degradatie van β-catenin. β-catenin zorgt weer voor activatie van het TCF complex welke de transcriptie ‘aan’ zet. Dus wanneer Wnt aanwezig is in het APC inactief waardoor het β-catenin niet wordt afgebroken en via TCF voor transcriptie zorgt. Zonder Wnt is er dus geen transcriptie.

Antwoord:
• Activatie mutatie receptor
• Activatie mutatie signaal eiwit
• Stabilisatie mutatie β-catenin
• Overproductie Wnt
• Activatie mutatie transcriptie factor (TCF)

HC - Hyperlypedemie

Spieren hebben vet nodig als energiebron. Alle spieren (ook hartspieren) zetten vetzuren om in CO2 waarbij ATP vrijkomt. Triglyceriden bestaan uit 3 vrije vetzuren en 1 glycerol. Bij afbraak ontstaat energie.

Vet kan niet oplossen in water of bloed, maar het lichaam heeft toch vet nodig. Wel kan emulsie van vet plaatsvinden door polaire koppen en hydrofobe staarten in de vetdeeltjes, dat is het geval in melk. Door een water-oplosbare drager (= lipoproteinen) te creëren kunnen vetten (cholesterol en triglyceriden) wel getransporteerd worden. Lipoproteinen zijn vetten en eiwitten. Het omhulsel bestaat uit apolipoproteinen en cholesterol. Lipiden hebben een lage dichtheid, eiwitten een heel hoge dichtheid. Dus een lage dichtheid duidt op relatief veel lipiden en weinig eiwitten, een hoge dichtheid op relatief weinig lipiden en veel eiwitten.
De lipoproteïnen zijn:
Apoprotein
Chylomicron                                                                        
VLDL (Very Low Density Lipoprotein)
Cholesterol
LDL (Low Density Protein)
HDL (High Density Protein)

Cholesterol is slecht voor de vaatwanden, veroorzaakt atherosclerose. Toch is cholesterol wel noodzakelijk; het levert stevigheid aan cellen. Chylomicronen, VLDL en LDL brengen de vetten van de darmen naar andere delen van het lichaam. HDL brengt de vetten van de arteriewand naar de lever. Zij vormt de verdediging tegen atherosclerose. LDL en VLDL zijn slecht voor de bloedvaten. Vooral LDL veroorzaakt atherosclerose doordat het de endotheellaag kan passeren en daar ontsteking veroorzaakt. Dit vernauwt het bloedvat. De VLDL drijven het meest in het bloed en bevat weinig cholesterol. LDL draagt het meest cholesterol, VLDL triglyceriden.

Het lipoprotein metabolisme houdt in dat intracellulaire vloeistoffen fuseren met apoproteinen. Apoproteinen zitten vast aan het lipoproteïne.

LPL: LipoProteïn Lipase is cruciaal voor het chylomicron-TG (triglycerol) metabolisme. Door LPL worden vetzuren vrijgegeven aan spieren, vetweefsel en het hart. Een chylomicron heeft daardoor minder triglycerides en wordt kleiner. Het belang van het kleiner worden is noodzakelijk voor passage van de fenestrae van de lever. Te grote deeltjes kunnen dus niet door de lever worden opgenomen. Daar is wel apoE (chylomicron overblijfsel) nodig als sleutel op het LDL receptor (ookwel LRP – LDL receptor eiwit -) slot. apoE wordt uit het bloed opgepikt. Dit wordt de exogene pathway genoemd omdat vetten van buiten (door te eten) middels de darmen door de hepatocyten worden opgenomen.

Na de lever is het deeltje verandert in een VLDL. VLDL kan van de lever weer naar spieren, hart of adipoos weefsel. Vanaf dit moment wordt er gesproken van de endogene pathway. VLDL kan worden verkleint tot LDL. LDL gaat in de arteriële wand zitten, wat atherosclerose veroorzaakt. Dit gebeurt bij iedereen.

Zowel de exogene als endogene pathway hebben te maken met LPL, die triglyceriden binden. Daardoor kunnen de vetzuren (die zich aan het uiteinde van de triglyceriden bevinden) loskomen. Dat heeft tot gevolg dat het chylomicron overblijfsel kleiner is en wordt opgenomen door de lever (exogene pathway). Bij de endogene pathway wordt VLDL door LPL omgezet in IDL.

De enige manier voor de lever om van overtollig cholesterol af te komen, is uitscheiding via het gal.

LDL-receptor heeft apoB nodig. Wanneer apoB niet aanwezig is, werkt de LDL-receptor niet, vindt geen klaring van lipiden in het bloed plaats en ontstaat atherosclerose. LDL-receptoren nemen LDL met cholesteryl linolaat op, internaliseren dat, waarop de levercel reageert:

1. HMG-CoA reductase neemt af. Dit enzym is de hoeveelheid limiterende gevormde cholesterol. Statines inhiberen dit enzym zodat de productie van cholesterol afneemt in de lever.
2. ACAT neemt toe
3. LDL receptoren worden down gereguleerd

HMG-CoA  speelt de sleutelrol in de cholesterol synthese. Door remming van de HMG-CoA met statines wordt de omzetting tot mevalonate geremd en dus uiteindelijk de omzetting tot cholesterol.

Statines zijn de meest voorgeschreven vorm van medicatie.
Statines reduceren de synthese van VLDL, maar verhogen de LDL receptor expressie. Door de expressie van de LDL receptor wordt cholesterol synthese geremd. Het gevolg van statines is dat je cholesterol via galzuren loost om de bloedwaarde omlaag te halen. Statines kunnen ongeveer 25% van de cardiovasculaire aandoeningen voorkomen. Bijwerkingen zijn er heel weinig. In het begin enkel een veranderde stoelgang, maar dit wordt in de loop van de tijd weer normaal.

Monogenetische lipodemie-stoornissen worden ingedeeld in drie types:
- type I hyperlipidemie: familiaire chylomicronemie
- type II hyperlipidemie: familiaire hypercholesterolemie
- type III hyperlipidemie: familiaire dysbetalipoproteinemie
Familaire chylomicronemie wordt veroorzaakt door een missense mutatie in LPL of apoC-II. Hierdoor ontstaat er een verhoogd bloedlevel van chylomicron.
Familiaire hypercholesterolemie komt voor bij 1/400 tot 1/500 Nederlanders. De LDL receptor is defect. Symptomen bij familiaire hypercholesterolemie:

• Arcus lipoides: witte afzetting aan de onderkant van de pupil (komt ook bij ouderen voor = arces selines)
• Tendon xanthomas (verdikking): verdikte pezen op handen en in de benen, als gevolg van vetafzetting.
• Xanthelasmata: vetopslag om de hoek van het oog. Dit symptoom komt ook voor als je geen familiaire hypercholesterolemie hebt.

Familiaire dysbetalipoproteinemie komt voor bij 1/5000 Nederlanders. Cholesterol en TG zijn sterk verhoogd door ophoping van remants van chylomicronen en VLDL in het plasma. Het klinisch manifest kan pas plaatsvinden op volwassen leeftijd. Comorbiditeit is noodzakelijk met verhoogde VLDL productie zoals te zien is bij diabetes mellitus, alcohol gebruik, hypothyreoidie en overgewicht.

Belangrijk is om te onthouden, dat anders dan bij andere processen in het lichaam, er niet ‘gedacht’ wordt vanuit het serumgehalte cholesterol, maar de hoeveelheid cholesterol in de levercel. Dus als de levercel weinig cholesterol bevat, doordat de LDL-receptoren bijvoorbeeld disfunctioneel zijn, zal het cholesterolgehalte in de bloedvaten stijgen, hoe hoog je serum cholesterolgehalte ook is.

1. Bij een verhoogd cholesterol, boven de 6 mmol/L. Het deeltje dat het meest waarschijnlijk is aangedaan is de LDL fractie. De kans dat de jongen dit erft van zijn vader is 50% want het is autosomaal dominante overerving en vader is waarschijnlijk heterozygoot door de relatief laag verhoogde cholesterol.

2. Pees xanthomen zijn pathognomisch, xanthomen kunnen zich op bevinden bij de strekpezen, ellebogen en de arcus van het ogen. Pathognomisch: als je het vindt weet je zeker dat het bij dat ziektebeeld hoort en dat het nergens anders bij kan passen. Xanthelasmata is wel een aanwijzing van te hoog cholesterol maar komt ook heel vaak voor bij mensen die geen FH hebben.

3. Via endocytose komt het cholesterol in de hepatocyten. Het receptor-ligand complex gaat in zijn geheel de cel in. Dit is een negatieve feedback loop.

4. a. Nonsense: er wordt een stopcodon ingebouwd, en mRNA wordt niet goed meer afgelezen en de receptor wordt niet meer aangemaakt, dus er zijn ook geen receptoren op de hepatocyten.
b. Transfer van het ER naar Golgi is gestoord, de receptor zal nooit het oppervlak van de hepatocyt bereiken.
c. Het kan LDL niet binden, klasse 3 mutatie.

Werkgroepvragen deel 2
1.

• Omgevingsfactoren: verhoogd alcoholgebruik, roken, dieet, beweging.
• Metabole factoren: diabetes, obestias, schildklierproblemen, LDL receptor mutatie
• Verder spelen andere genetische afwijkingen mee
• Er speelt ook mee of je wel of niet behandeld wordt en de gebruikte medicatie

2. Je kunt bepaalde aandoeningen zoals diabetes en schildklierproblemen behandelen en je kunt de patiënten leefregels meegeven. Alle factoren genoemd bij 1 moeten dus worden meegenomen.
3.
a. Als je ouder wordt krijg je een verhoogd cholesterol. Rond je 30^ste heb je kans dat de ziekte manifest wordt.
b. De ziekte wordt manifest, het is een extra risicofactor dat nodig is om een hypercholesterolemie te ontwikkelen. Mensen met diabetes hebben ander metabolisme, waardoor ook het triglyceride gehalte stijgt. 
c. LPL mutatie zorgt ervoor dat er geen vrije vetzuren naar het weefsel meer gaan. Het is een extra risicofactor voor een hypertriglycemie. De chylomicron wordt niet kleiner en zal niet meer door de lever worden opgenomen. Ook VLDL wordt niet meer omgezet in IDL.

HC - Science lecture hyperlypedemie

het gebruik van muismodellen in studies van lipoprotein metabolisme en de functie van apolipoproteïnen
 

Lipoproteïne metabolisme:
De darm neemt vetten op en verpakt deze in chylomicronen. Chylomicronen komen naar de lever waar ze worden herkent door de receptoren LRP en LDLr. Een cholymicron bevat apo b en apo e.De receptoren zijn erg gevoelig voor apo e. De lostgekomen vetzuren gaan naar de spieren en het vetweefsel. Chylomicronen gaan naar de lever en komen er uit als VLDL, wat weer verkleint wordt door verlies van vetzuren. Hierdoor ontstaat het LDL. LDL is dus een eindproduct van VLDL.

HDL: kan cholesterol opnemen van de arteriële wand en brengt het cholesterol terug naar de lever, waar het kan worden uitgescheiden in de darm.

Atherosclerose is pas echtlevensgevaarlijk als het scheurt. Door stollingscascades kan een trombus ontstaan.
Hoe moet je het lipoproteïne metabolisme bestuderen?
In mensen is het lipoproteïne metabolisme onderwerp aan grote heterogeniteit in genetische achtergrond en omgeving.
Daarom wordt het lipoproteïne metabolisme in muizen bestudeerd.

• genetische achtergrond kan gekozen worden
• omgeving kan strikt gecontroleerd worden
• genetische manipulatie mogelijk (sinds 1990)

Mensen versus muizen:

• Mensen: 75% van cholesterol als LDL à atherosclerose.
  Muizen: 80% van het cholesterol als HDL à geen atherosclerose. Ook als je ze een veel vettendieet geeft, zal er geen atherosclerose ontwikkelen.
• VLDL-Metabolisme is 10 x zo snel in muizen. Het hart klopt ook veel sneller en dus moet er sneller vrije vetzuren worden aangevoerd. Het VLDL niveau is dus lager en omdat VLDL een precursor is van LDL, zal ook het LDL niveau lager zijn.
• CETP is niet aanwezig in muizen. HDL gaat door CETP omlaag en LDL gaat hierdoor omhoog. Omdat muizen geen CETP hebben à HDL stijgt en LDL daalt (goed à geen atherosclerose).

Hoe kan hyperlipidemie worden geïntroduceerd bij muizen?

• Minder receptoren (LDL receptor) die VLDL opnemen (via ApoE), de back up receptor is LDL related protein.
• Introduceren van CETP, zodat LDL omhoog gaat en HDL omlaag.
• Interfereren met ApoE, zodat het niet effectief bindt aan de receptoren en dan krijg je opbouw van de lipoproteïnen. Dit kan door het ApoE gen weg te halen of het introduceren van een menselijk minder goed werkend ApoE in de muis.

Onderzoek met muizen:

• LDL receptor uit muizen halen à VLDL en chylomicrons hebben ook apoE en apoE kan nog binden aan de LRP receptor, maar deze receptor herkent apoB niet! Dus LDL stijgt en er is een normaal VLDL. Receptor eruit à stijging cholesterol à atherosclerose bij hoog cholesterol gehalte in dieet.
• ApoE eruit halen à chylomicronen en VLDL binden niet meer aan beide receptoren in de lever, want die zijn afhankelijk van ApoE, LDL neemt niet echt toe à atherosclerose bij normaal cholesterol dieet.

Gel filtratie: het scheiden van deeltjes gebaseerd op hun grootte.

• Het laatste onderzoek is gebaseerd op een 41 jarige man met dysbetalipoproteinemia. Een deel van deze personen hebben een homozygotie voor ApoE2 mutatie. Arg wordt gesubstitueerd door cys op plek 158. Receptor binding domain is erg belangrijk voor het de binding aan de receptor. De ApoE2 mutatie ligt dicht bij het receptor bindings domein en verandert dit domein, waardoor de affiniteit voor de receptor vermindert.
  Aanpassing van genen waardoor er apo3Leiden muizen ontstonden, er is een 7-amino zuur insertie (tandem repeat van 121-127 à 306 aminozuren).Op VLDL en chylomicronen bevindt zich nu E3L, wat leidt tot verminderde affiniteit voor LDL receptoren. VDLD en chylomicronen niveaus nemen toe. De muizen krijgen atherosclerose bij een cholesterol rijk dieet.

ApoE3 Leiden muizen – een model voor het bestuderen van het effect van CETP:

Muizen:

• wild type: HDL heel hoog
• ApoE3-leiden: HDL en VLDL hoog
• ApoE3-leiden en CETP toevoeging: VLDL heel hoog, het HDL is lager.

Statines: minder VLDL productie en meer LDL receptoren op de lever. Als je geen ApoE hebt dat kan binden aan de LDL receptor, dan leidt deze therapie niet tot het verlagen van lipiden.
Effect van CETP expressie op atherosclerose - studie opzet:
Vrouwelijke E3L.CETP vs E3L muizen vs wild-type muizen

1. Genotypering
2. Westers dieet (0.25% cholesterol)
3. Tijdens het onderzoek: bepalen van plasma lipiden en lipoproteïne profielen
4. Na enige tijd atherosclerose kwantificatie

Atherosclerose ontwikkeling in APOE3 Leiden muis, vooral bij plekken van turbulente bloedstroom. Kwantificatie van atherosclerose ontwikkeling in het hartklep gebied van de aorta wortel. Dit kan vergeleken worden tussen verschillende typen muizen.
Wild type: geen laesies
ApoE3 Leiden: iets verhoging in laesies
ApoE3 Leiden en CETP: dramatische verhoging in laesies. Dus ApoE3-Leiden CETP muis krijgt atherosclerose bij een cholesterol rijk dieet.

• LDL receptor deficiëntie: atherosclerose bij cholesterolrijk dieet
• Apo e-deficiëntie muis: atherosclerose bij normaal dieet
• Apo e3-Leiden muis: atherosclerose bij cholesterolrijk dieet

Atherosclerose ontstaat vaak in vaten met weinig lineaire stroom. Daarom komt het vaak voor bij aftakkingen van de aorta of in de aorta boog. Het endotheel komt bij een turbulente flow makkelijker in aanraking, waardoor er beter plakken kunnen ontstaan. ook in de hartkleppen kan dit dus makkelijk ontstaan.

Het nut van CETP is nog niet helemaal duidelijk. Er zijn families in Japan bekend met een CETP-deficiëntie. Deze familieleden zijn allemaal extreem lang levend (100+ jaar oud). Het zou kunnen zijn dat het nodig hebt in je puberteit om ouder te kunnen worden.

Er zijn twee typen vetweefsel:

• Wit vet = slecht vet, puur opslag van vet en opname van triglyceriden
• Bruin vet = voornamelijk langs de schouderbladen en aorta, verbrandt triglyceriden en produceren hierbij warmte. Vetten worden dus juist afgebroken. Er ontstaat geen ATP, maar juist warmte.

Baby’s hebben erg veel bruin vat, doordat het zorgt voor non-shivering thermogenese. De hoeveelheid bruin vet vermindert met het ouder worden, maar is bij volwassenen nog steeds aanwezig en actief. Dit bruine vet bij volwassenen wordt geactiveerd door kou.