Appunti esame Oncologia molecolare

Vmuoversi nella matrice extracellulare per raggiungere i vasi

Tutto questo è regolato da fattori di trascrizione. In particolare, durante la transizione epitelio-mesenchima vengono espressi 2 importanti fattori ossia SNAIL, TWIST e ZEB. Questi agiscono da un lato come repressori trascrizionali bloccando l'espressione dei geni che codificano per le claudine, per le occludine, per le E-caderine, per i componenti dei desmosomi e dall'altro lato agiscono come attivatori trascrizionali up-regolando la trascrizione dei geni caratteristici delle cellule mesenchimali ossia dei geni che codificano per N-caderine, per integrine di tipo per collagene, per vitronectina, per metalloproteasi e così via. In condizioni α5, basali, SNAIL non appena viene sintetizzato viene degradato grazie a GSK3β o a MDM2. Tuttavia, SNAIL può essere stabilizzato in seguito a inattivazione di GSK3β. Lo stesso avviene per TWIST che non appena sintetizzato viene degradato ma

può essere stabilizzato se viene fosforilato dalle MAPK. Oltre a una modifica post-traduzione c'è anche un'attiva trascrizione di questi geni. Perciò, durante la transizione epiteliomesenchima aumenta l'espressione di SNAIL, TWIST e ZEB. Questo avviene grazie a tutta una serie di recettori che possono essere attivati. Questo dipenderà dal tipo di fattore di crescita o di ligando che è disponibile. Per esempio, WNT interagendo con Frizzled attiva la β-catenina, che è un fattore di trascrizione che induce l'espressione di SNAIL, TWIST e ZEB. Molti tumori esprimono NOTCH. Quando NOTCH lega il suo ligando viene attivato un taglio proteolitico nel dominio intracitoplasmatico rilasciando una subunità che va poi a traslocare nel nucleo agendo essa stessa come fattore di trascrizione che promuove l'espressione di SNAIL, TWIST e ZEB. Il TGFβ è uno di quei fattori che viene prodotto in grande quantità.

dal tumore stesso e dalle cellule presenti nel microambiente tumorale. Il TGFβ interagisce con un recettore che, quando attivato, va a fosforilare dei fattori trascrizionali chiamati SMAD. Gli SMAD traslocano nel nucleo e promuovono la trascrizione dei geni SNAIL, TWIST e ZEB. I recettori tirosin chinasici attivano una serie di fattori trascrizionali che portano all'espressione di SNAIL, TWIST e ZEB. I recettori delle citochine hanno delle tirosin chinasi associate e quando vengono stimolati fosforilano su tirosina i fattori di trascrizione chiamati STAT. Questi STAT formano dei dimeri, traslocano nel nucleo e promuovono la trascrizione dei geni SNAIL, TWIST e ZEB. Le metalloproteasi permettono la degradazione della membrana basale e della matrice extracellulare e permettono l'aumento della permeabilità dell'endotelio dei vasi. Sono delle proteasi zinco dipendenti. In particolare, le metalloproteasi MMP2 e MMP9 degradano collagene e fibronectina. La degradazione

La degradazione della membrana basale e dellamatrice extracellulare è importante per permettere alla cellula mesenchimale di spostarsi e poi di raggiungere i vasi sanguigni. La capacità delle metalloproteasi di degradare in maniera direzionata è legata al fatto che legano le integrine e le molecole CD44 espresse sulla superficie della cellula mesenchimale. La degradazione avviene quindi in modo da favorire il movimento della cellula mesenchimale nel tessuto connettivo. Inoltre, molti fattori di crescita sono intrappolati e legati nella matrice extracellulare. Quindi, in seguito alla degradazione della matrice extracellulare, questi fattori di crescita vengono liberati e possono supportare la crescita e la proliferazione. La cellula mesenchimale, una volta arrivata a livello del vaso sanguigno, deve intravasare. Queste cellule possono entrare all'interno del vaso in 2 modi. Possono compiere una migrazione paracellulare tra una cellula endoteliale e l'altra. Oppure possono

Compiere una migrazione transcellulare sfruttando la transcitosi. Quindi, la cellula mesenchimale passa attraverso il corpo della cellula endoteliale. Con il fatto che la cellula mesenchimale riorganizza il suo citoscheletro, diventa in grado di infiltrarsi negli spazi che si formano a livello delle cellule endoteliali e diventa in grado di entrare in vescicole di transcitosi per poter entrare nel circolo sanguigno. Le cellule mesenchimali vengono trasportate dal circolo sanguigno fino ad arrivare in altri tessuti. Le chemochine sono importanti per direzionare la migrazione delle cellule tumorali in un nuovo tessuto. Al momento dell'extravasazione il tumore produce una serie di sostanze che aumentano la permeabilità dei vasi e passa attraverso gli spazi che si formano tra le cellule endoteliali. Una volta che la cellula tumorale è entrata a livello del tessuto allora avviene la transizione MET. Le cellule assumono quindi un fenotipo epiteliale come quello del tumore primario.

Si spengono igeni che codificano per proteine caratteristiche delle cellule mesenchimali e vengono riattivati i geni caratteristici delle cellule epiteliali. L'infiammazione, che di base è una risposta protettiva, quando eccessiva, può causare danni al tessuto. Le cellule tumorali sono cellule anomale che acquisiscono sulla loro membrana una serie di molecole che non vengono espresse in condizioni sane. Queste molecole vengono definite antigeni tumori-specifici e vengono riconosciute come sostanze estranee. Si scatena dunque una risposta infiammatoria protettiva. Chiaramente questo non succede quando l'infiammazione diventa cronica. La continua persistenza di un agente che ha causato l'induzione prolungata nel tempo dell'infiammazione fa sì che la risposta inizialmente protettiva si trasformi in una risposta aberrante. L'infiammazione diventa quindi dannosa. L'infiammazione cronica può portare alla trasformazione tumorale.

può anche sostenere a favorire la progressione tumorale. Circa il 10% dei tumori umani è causato da mutazione germline in geni chiave. Il 90% dei tumori umani in realtà è indotto da mutazioni somatiche ossia mutazioni che vengono acquisite dalle cellule una volta differenziate. L'acquisizione di queste mutazioni somatiche dipende da una serie di fattori: invecchiamento cellulare, esposizione ad agenti patogeni, esposizione a sostanze tossiche, infezioni croniche, sostanze ingerite e respirate, risposte autoimmunitarie. Tutti questi fattori causano una infiammazione a livello tissutale. Se questa risposta infiammatoria non è efficace la persistenza dell'agente causale crea uno stato di infiammazione cronica. L'infiammazione cronica danneggia il tessuto ma crea anche la condizione ideale per la trasformazione tumorale. Ecco perché il tumore viene definito come una ferita che non guarisce mai. Le 2 vie principali che sono

Strettamente correlate alla tumorigenesi e alla progressione tumorale sono la via NF-kB e la via di STAT3. NF-kB e STAT3 sono stati definiti come i 2 fattori di trascrizione che quando attivati in maniera cronica, in seguito all'esposizione a citochine che utilizzano questi fattori di trascrizione come vie di segnalazione, possono ovviamente favorire tumorigenesis ma anche progressione tumorale. I tumori modificano poi il microambiente tumorale cercando di creare un equilibrio tra citochine infiammatorie in modo da avere quella quantità di citochine necessaria per continuare ad attivare NF-kB e STAT3. Inoltre, i tumori cercano di creare un ambiente che sopprime l'attivazione delle cellule dell'immunità adattativa. L'infiammazione cronica è perciò una risposta aberrante che viene scatenata quando l'agente infiammatorio non viene eliminato correttamente e, permanendo all'interno del tessuto, sollecita continuamente l'attivazione.

di una risposta infiammatoria che a lungo andare compromette l'attività del tessuto. La connessione tra microambiente tumorale e infiammazione è stata descritta per la prima volta nel 1881 da Virchow, il quale notava che nel microambiente tumorale c'era una infiltrazione di leucociti. Quindi, il tumore man mano che progredisce crea un microambiente che assomiglia molto all'ambiente infiammatorio. Oggi sappiamo che contemporaneamente l'infiammazione cronica è causa della trasformazione tumorale e della sua progressione. L'infiammazione cronica inizia con le cellule residenti nei tessuti ma poi viene principalmente modulata da tutti i leucociti che vengono reclutati nel tessuto grazie a fattori chemiotattici che vengono prodotti dal tessuto stesso e dalle stesse cellule tumorali e grazie a citochine, che attraverso il circolo sanguigno arrivano fino al midollo osseo per istruire i progenitori dei leucociti. Nell'infiammazione cronica tutte

Queste citochine che vengono prodotte non fanno altro che sostenere la progressione tumorale e promuovere la trasformazione. In particolare, queste citochine attivano 2 classi di fattori di trascrizione: NF-kB e STAT3. Le citochine infiammatorie per eccellenza sono TNF, IL-1 e IL-6. TNF e IL-1 sono dei potenti attivatori di NF-kB mentre IL-6 attiva STAT3. NF-kB e STAT3 cooperano andando a promuovere l'espressione di geni coinvolti nella proliferazione, di membri anti-apoptotici, di HIF e delle deaminasi AID (activation induced deaminase). AID è un enzima coinvolto nello switch isotipico da una classe all'altra degli anticorpi. Questo enzima induce deamminazione della citosina in uracile (che non è più spontanea ma è appunto indotta). Aumenta quindi la possibilità di inserire e di acquisire mutazioni. NF-kB e STAT3 inducono anche l'espressione dei famosi fattori di trascrizione coinvolti nell'epithelial mesenchymal transition ossia SNAIL,

TWIST e ZEB. Se da un lato tutti i fattori del microambiente tumorale vanno ad aiutare il tumore nell'acrescita e nella progressione, dall'altro lato vanno a sopprimere la risposta immunitaria specifica aiutando il tumore a sfuggire a questo tipo di risposta. Oltre alle cellule di origine mieloide nel microambiente tumorale vengono anche attivate delle cellule linfoidi innate che producono citochine come IL-22 che attivano STAT3.

Iniziamo a parlare delle 2 principali citochine infiammatorie ossia TNF e IL-1. Quando vengono prodotti, TNF e IL-1 interagiscono con i loro recettori. I recettori sia per TNF che per IL-1 sono espressi in tutte le cellule in maniera ubiquitaria. Entrambi i recettori quando legano la specifica citochina vanno poi ad attivare delle vie di segnalazione a valle che convergono sull'attivazione della via canonica di NF-kB. NF-kB ha tra i geni bersaglio molte cicline, molti geni coinvolti nella sopravvivenza cellulare e nell'acquisizione di resistenza.