Delemne 1.5: Gener, celleproliferasjon og kreft Inngår i emne: MED-1501 Medisin og odontologi 1. studieår Oppdatert dato: 10. november 2018 Godkjent av Studieplanutvalget medisin Omfang: 5 uker Faglig innhold Delemnet inneholder fagene cellebiologi, medisinsk genetikk, grunnleggende patologi og onkologi som gir kunnskaper om arvestoff, celleproliferasjon og kreft. Temaer som dekkes: Struktur og vedlikehold av DNA Mendelsk nedarving, mutasjoner, populasjonsgenetikk og arvelig versus sporadisk kreft Regulering av genuttrykk Cellulær signalering, regulering av celleproliferasjon, cellevekst og celledød Molekylære mekanismer for utvikling av kreft Grunnleggende kreftpatologi og definisjoner av ulike svulster Prinsipper for diagnostikk og behandling av kreft Klinisk problemstilling: 95 Kul i brystet De kliniske problemstillingene er knyttet til casene, men også benyttet i annen undervisning for å vise den kliniske effekt av endringer i basale biomedisinske prosesser Læringsutbyttebeskrivelser Kunnskap: Cellebiologi beskrive oppbygging og pakking av DNA i kromosomer, kromosomenes rolle som informasjonsbærere, samt hvordan dynamikken i pakkinga bidrar til å regulere tilgjengeligheta av den genetiske informasjonen definere begrepene gen og genom beskrive generelle trekk og organiseringa av det humane genomet beskrive hvordan eukaryote gener er bygget opp av kodende og ikke-kodende sekvenser beskrive DNA syntesen (initiering, elongering, terminering) i E. coli tegne replikasjonsgaffelen, navngi og beskrive funksjonen til de involverte enzymene beskrive kort essensielle forskjeller i prokaryot og eukaryot DNA replikasjon beskrive kort de vanligste årsakene til at det kan oppstå feil i DNA, prinsippene for hvordan slike feil repareres, samt mulige konsekvenser hvis feil ikke blir oppdaget og reparert beskrive mekanismene for mismatch repair, nucleotide-excision repair og base-excision repair, samt navngi mekanismer for reparasjon av dobbelttrådige DNA-brudd beskrive mekanismen for homolog DNA rekombinasjon og spredning av mobile genetiske elementer, samt beskrive hvordan disse prosessene bidrar til diversitet, evolusjon og mutasjoner definere Det sentrale dogmet: DNA-RNA-protein
beskrive hvordan et proteinkodende gen transkriberes til pre-mrna beskrive mekanismer for prosessering av et pre-mrna til mrna og hvordan mrna transporteres ut av cellekjerna beskrive mekanismene (DNA sekvenser og involverte proteiner) for initiering av transkripsjon definere begrepene Den genetiske koden, kodon og anti-kodon beskrive funksjonen til mrna, trna, rrna og ribosomer i proteinsyntesen samt de grunnleggende trinnene beskrive hovedtrekkene i regulering av genuttrykk i eukaryote organismer og på hvilke nivåer genuttrykket kan reguleres beskrive hvordan kombinasjonen av regulatoriske DNA sekvenser og DNA bindende proteiner regulerer det celle-spesifikke uttrykket av et gen definere begrepet epigenetikk, beskrive epigenetiske modifiseringer og hvordan genetisk uttrykksmønster overføres til datterceller beskrive funksjonen til et microrna og skissere hvordan et microrna prosesseres fra en forløper forklare hva et såkalt langt ikke-kodende RNA er beskrive hvordan ekstracellulære signaler regulerer cellevekst, celleoverlevelse og celledeling definere begrepene endokrin, parakrin, neuronal og kontaktavhengig signalering beskrive rollene til signalmolekyler, reseptorer, intracellulære signaleringsproteiner, sekundære budbringere, effektorproteiner og signaleringskaskader i cellekommunikasjon beskrive funksjonen til protein kinaser, fosfataser og GTP-bindende proteiner og hvordan intracellulære signaleringsproteiner kan slås av eller på ved fosforylering eller GTP-binding beskrive de basale mekanismene for signaloverføring via G-protein-koplete reseptorer og tyrosinkinasereseptorer beskrive eksempler på funksjonen til hver av de følgende sekundære budbringerne: syklisk AMP (camp), diacylglycerol (DAG), fosfoinositol-trifosfat (IP3) og kalsium i intracellulær cellesignalering beskrive hvordan Ras proteinet aktiveres og hvordan Ras aktiverer MAP kinase signalveien beskrive hvordan PI3-kinase signalveien fører til celleoverlevelse beskrive de viktigste hendelsene i de fire stadiene i cellesyklus (G1, S, G2, M) og mekanismer for kontroll av cellesyklus (rollen til sykliner og protein kinaser) navngi sjekkpunktene i cellesyklus og redegjøre for hvilken betydning disse har beskrive de viktigste hendelsene i de ulike stadiene i mitose (profase, prometafase, metafase, anafase og telofase) og cytokinese beskrive funksjonen til mikrotubuli og motorproteiner i mitosen definere begrepet og beskrive mekanismene for apoptose (funksjon til kaspaser og BclII-familie proteiner) definere begrepet stamcelle definere begrepene proto-onkogen, cellulært onkogen, viralt onkogen, og tumor suppressor beskrive hvordan et proto-onkogen kan forvandles til et onkogen beskrive funksjonen til p53 proteinet, Retinoblastoma (prb) proteinet og BRCA1/BRCA2 proteinene beskrive generelle egenskaper til kreftceller definere begrepene virus og onko-virus gi eksempler på humane DNA og RNA virus og mekanismer for virus-indusert kreft beskrive prinsippene for polymerase chain reaction (PCR) og DNA sekvensering forklare hvorfor kunnskap om DNA replikasjon, DNA reparasjon, gen-uttrykk, cellesyklus og celledeling, cellekommunikasjon, celleoverlevelse og virus er viktig for å forstå utvikling av kreft beskrive signalveien som fører til aktivering av MAP kinase når HeLa celler behandles med EGF beskrive hvordan Gefitinib virker
beskrive kort prinsipper for Western blott metoden beskrive hvordan PCR kan brukes til å påvise mutasjon i BRCA2-genet beskrive hvordan man lager et genetisk familiekart Genetikk beskrive forholdet mellom kromosomer og gener beskrive kromosomers oppbygning og prinsipper for identifikasjon beskrive forskjellen på meiotisk og mitotisk celledeling bruke prinsippet om meiotisk celledeling til å forklare Mendelsk nedarving definere begrepene homozygot, heterozygot og hemizygot forklare forskjellen mellom dominant og recessiv, autosomal og kjønnsbundet arv beregne risiko for overføring (fra en generasjon til neste) av genetisk sykdom under forskjellige forutsetninger beskrive prinsippet om mitokondriell arv angi forskjellene på gen-mutasjoner, regionale mutasjoner og kromosom-mutasjoner beskrive hvordan strukturelle og numeriske kromosomavvik avvik kan oppstå definere begrepene mutasjon og sykdomsgen beskrive hvilke konsekvenser gen-mutasjoner kan ha på proteinnivå forklare forholdet mellom sykdomsgeners frekvens og tilsvarende sykdommers innsidens/prevalens beskrive faktorer som gjør at sykdomsgener varierer i frekvens, fra en populasjon til en annen beskrive forskjellen mellom sporadisk og arvelig kreft forklare hvordan kreft-mutasjoner berører distinkte grupper av gener samt redegjøre for deres rolle beskrive prinsippet for multi-step utvikling av tumorer Patologi beskrive ulike typer vekstforstyrrelser som kan oppstå i celler og vev beskrive sentrale morfologiske kjennetegn og funksjonelle egenskaper som skiller benigne og maligne svulster, samt forstadiene til maligne svulster navngi sentrale morfologiske begreper som brukes til å beskrive svulster og deres forstadier gjør rede for klassifisering av benigne og maligne svulster beskrive hvordan man ved hjelp av undersøkelse av biopsier ved hjelp av ulike metoder kan påvise kreft og skille ulike krefttyper fra hverandre angi muligheter og den usikkerhet som er forbundet med histopatologisk og molekylærpatologisk kreftdiagnostikk beskrive hvordan resultater fra histopatologisk og molekylærgenetisk undersøkelse kan benyttes i valg av behandling av kreftpasienter beskrive eksterne faktorer som kan føre til genetiske forandringer (virus, stråling, toksiner) beskrive hvordan mikromiljøet som omgir de neoplastiske cellene påvirker tumorvekst og tumorcellenes egenskaper beskrive eksempler på hvordan tumorcellene kan initiere dannelsen av nye blodkar (angiogenese) og lymfekar (lymfangiogenese) beskrive hvordan kreftceller kan bryte ned det omliggende vev og migrere/metastasere beskrive tumorcellers tap av polaritet beskrive metoder for molekylær kreftdiagnostikk beskrive kort eksempler på molekylær kreftdiagnostikk og målstyrt behandling gjengi hvilke prosedyrer en vevsprøve/biopsi må gjennomgå fra den mottas i avdelingen til at diagnosesvaret sendes ut (makroskopisk undersøkelse/beskrivelse, makroskopisk beskjæring,
innstøping i parafin, snitting v.h.a. mikrotom, HE-farging, immunhistokjemisk farging, mikroskopering) beskrive histologisk endringer av en lymfeknute med metastase Histologi beskrive funksjonen, oppbygningen og karakteristiske trekk til en lymfeknute til en lymfeknute Identifisere en lymfeåre tilknyttet en lymfeknute beskrive kort hva lymfødem er Onkologi beskrive faktorer som kan føre til utvikling av kreft angi og forklar årsaker til utviklingen innen kreftinsidens, kreftprevalens og kreftoverlevelse i de siste ti-årene angi hvilke som er de fire vanligste kreftdiagnosene i Norge og hvordan utviklingen i kreftoverlevelse har vært for disse beskrive lungekreftsykdommens årsaksforhold og angi utviklingen av denne sykdommen i et historisk perspektiv beskrive forskjeller mellom normale celler og kreftceller og hva som kjennetegner en malign tumor forklare hvorfor kunnskap om tumorbiologi er viktig ved behandling av kreftpasienter angi de 3 hovedtypene kreftbehandling Definere kurativ og palliativ behandling Beskrive på hvilken måte en kreftsvulst kan spre seg til andre organer Angi ulike grupper cellegift beskrive prinsippet for cellegiftbehandling ved å angi de viktigste molekylære angrepspunktene for cellegift i kreftceller beskrive virkningsmekanismen for ulike grupper cellegift beskrive viktige faktorer som spiller inn på effekten av cellegiftbehandling beskrive relasjonen mellom cellegifteffekt og cellesyklus og angi hva begrepene log kill og selektivitetsproblemet innebærer angi hvorfor vevsheterogenitet er et problem i en malign tumor angi hvilke vev som er mest utsatt for bivirkninger av cellegift og beskrive hvorfor disse er utsatt forklare forskjellen på akutte bivirkninger og sene bivirkninger og hvorfor man frykter sene bivirkninger mest beskrive akutte bivirkninger og sene bivirkninger av cellegiftbehandling beskrive cellulære prosesser som kan gi resistens mot cellegift angi virkningsmekanismer ved bruk av endokrin (hormon) behandling ved kreft og nevn to krefttyper der endokrin behandling brukes beskrive prinsippene for målstyrt kreftbehandling beskrive virkningsmekanismen for Trastuzumab beskrive hva ioniserende stråling er og hva som påvirker stråleeffekt beskrive hva som er det molekylære angrepspunktet for ioniserende stråling beskrive hva som ligger i direkte og indirekte effekt av ioniserende stråling beskrive hvilke akuttskader en kan forvente og hvilke senskader en risikerer ved høye doser Ferdighet: pipettere små volum på laboratorium jobbe sterilt på mammalsk celledyrkningslaboratorium identifisere lymfeknute og stadier i mitosen ved hjelp av lysmikroskopi
Generell kompetanse: beskrive rollen til leger og tannleger i og under kreftbehandling relatere basalkunnskaper i cellebiologi, medisinsk genetikk, grunnleggende patologi og onkologi til normal funksjon og sykdom i kroppens organsystemer, både ved undervisning senere i studiet og i klinisk praksis Læringsaktiviteter Forelesninger Case: 3 x 2 timer i grupper Laboratoriekurs Omvisning (patologisk avdeling, UNN) Arbeidskrav Deltagelse på gruppearbeid i forbindelse med case Gjennomført og godkjente journaler fra laboratorieøvelse i cellebiologi/genetikk og histologi