6. Neoplasie

VASCOLARE.

fase avascolare

La è la fase iniziale dello sviluppo neoplastico. In questa fase il

carcinoma è definito in situ.

Carcinoma in situ

Il consiste di un piccolo agglomerato di cellule neoplastiche con

diametro < 1mm con caratteristiche morfologiche di malignità. Il carcinoma in situ è

confinato nel contesto epiteliale, è costituito da sole cellule epiteliali trasformate, senza

stroma ne vasi. La fornitura di ossigeno e nutrienti dai capillari del connettivo sottostante

è scarsa per cui si raggiunge uno stato stazionario di equilibrio tra morte cellulare e

proliferazione. fase vascolare:

Dalla fase avascolare si passa alla perdita di adesività con le altre cellule

neoplastiche, movimento e proliferazione cellulare, angiogenesi, ...

Lo stimolo angiogenetico è rappresentato da condizioni fisiologiche come l’ipossia e/o

dal rilascio di fattori angiogenetici prodotti direttamente dalle cellule tumorali o anche da

cellule infiammatorie (macrofagi) 10

ONCOGENI CHE PROMUOVONO LA PROLIFERAZIONE

(Autosufficienza dai segnali di crescita)

PROTONCOGENI: geni cellulari normali i cui prodotti promovono la proliferazione

cellulare.

ONCOGENI: versioni mutate o super-espresse di protoncogeni, che funzionano in modo

autonomo senza necessità dei normali segnali promuoventi la crescita.

cellulari)

Gli oncogeni possono derivare da protoncogeni cellulari (oncogeni o possono

essere parte del genoma di alcuni virus.

oncogeni virali Retroviridae

Gli (v-onc) sono stati descritti nei virus della famiglia e sono

capaci di indurre la comparsa di diversi tipi di tumore.

Sono denominati con 3 lettere che descrivono il virus in cui è contenuto l’oncogene o il

tipo di tumore cui è collegato. ras.

Esempio: v-onc del sarcoma del ratto, rat sarcoma =

Come si formano gli oncogeni dai proto-oncogèni?

Gli oncogèni hanno potere trasformante e sono derivati da protooncogèni mutati nelle

loro sequenze regolatorie o in quelle codificanti. 11

Queste mutazioni comportano un guadagno di funzione.

Le mutazioni trasformano i proto-oncogèni in oncogèni cellulari attivi coinvolti nello

sviluppo del tumore.

Le oncoproteine che ne derivano garantiscono alla cellula l’autosufficienza per la crescita.

In condizioni fisiologiche, la proliferazione cellulare può essere suddivisa nelle seguenti

fasi:

(1) legame di un fattore di crescita al suo recettore;

(2) attivazione del recettore e trasduzione del segnale attraverso il citosol fino al nucleo

(3) attivazione di fattori di trascrizione nucleari che regolano la trascrizione del DNA;

(4) Ingresso o progressione della cellula nel ciclo cellulare.

Durante la cancerogenesi questi processi di proliferazione cellulare sono alterati.

Fattori di crescita

(1) Condizioni normali: le cellule proliferano tramite stimolazione da parte dei fattori

di crescita che agiscono in maniera paracrina.

Cellule tumorali: acquisiscono la capacità di produrre il fattore di crescita al quale

sono responsive (autopromozione autocrina). Nella maggior parte dei casi, il gene

del fattore di crescita non è alterato, né mutato ma oncogèni delle vie di

trasduzione del segnale (RAS) causano la sua iperespressione.

Recettori di fattori di crescita

(1) Condizioni normali: proteine transmembrana con dominio esterno per il legame

con il ligando e quello citoplasmatico con attività tirosin-chinasica (attivazione

transitoria attraverso il legame ligando-recettore). Le cellule che sintetizzano e

secernono il fattore di crescita non esprimono il recettore.

Cellule tumorali: il recettore dimerizza e la sua attivazione diviene costitutiva. I

recettori mutati inviano continuamente segnali mitogeni alla cellula anche in

assenza di fattore di crescita. L’attivazione anomala dei recettori può avvenire per

mutazioni a livello genetico o per iperespressione degli stessi, che rende la cellula

sensibile a livelli di fattori di crescita che normalmente non stimolerebbero la

prolferazione (caso più frequente).

Trasduzione del segnale:

(2) le proteine di trasduzione del segnale collegano i recettori

per i fattori di crescita con i loro bersagli nucleari. Il proto-oncogene più comunemente

mutato nei tumori umani è quello codificante per la proteina RAS.

RAS è un membro della famiglia delle proteine G che legano i nucleotidi guanosinici GTP

e GDP. E’ localizzata sul versante

citoplasmatico della membrana

plasmatica e si attiva in seguito al

legame del fattore di crescita con il

recettore. Le proteine RAS normali

passano alternativamente da uno stato

attivato per la trasmissione del segnale

ad uno stato quiescente.

RAS inattiva lega GDP.

Il passaggio da GDP a GTP induce un

cambiamento conformazione che attiva

RAS

La proteina RAS attivata promuove la

proliferazione cellulare. GAP

In condizioni normali la proteina

previene l’attivazione incontrollata di RAS

12

favorendo l’idrolisi del GTP in GDP.

Mutazioni puntiformi di RAS, in corrispondenza di residui amminoacidi presenti nella

tasca di legame per il GTP, riducono notevolmente l’attività GTPasica di RAS.

Le proteine RAS mutate rimangono pertanto intrappolate nella loro forma attiva legata al

GTP e la cellula è costretta a una continua proliferazione.

RAS mutata è pertanto una oncoproteina.

(famiglia delle proteine G)

Tirosin-chinasi “non recettoriali”, ABL: le mutazioni possono assumere la forma di

traslocazioni cromosomiche o riarrangiamenti che danno origine a geni di fusione.

Il gene più noto coinvolto in questo tipo di mutazione è quello codificante per la proteina

ABL. In condizioni normali ABL è una proteina

coinvolta nella cascata di trasduzione del

segnale la cui attività è attenuata da domini

regolatori negativi.

Nella leucemia-mieloide cronica parte del gene

ABL trasloca e si fonde con parte del gene

BCR.

L’oncoproteina ibrida che origina, BCR-ABL ha

attività tirosin-chinasica costitutiva.

Questa oncoproteina ha un ruolo crucciale

nella sopravvivenza del tumore.

Il trattamento della leucemia mieloide cronica

si basa su inibitori della chinasi BCR-ABL.

terapia mirata

Questo è un esempio di che

consiste cioè nella somministrazione di

farmaci diretti contro specifiche alterazioni

molecolari del tumore.

Fattori di trascrizione:

(3) tutte le vie di trasduzione del segnale convergono nel nucleo

per attivare geni responsabili di regolare l’avanzamento ordinato della cellula attraverso il

ciclo mitotico. La crescita autonoma di un tumore può essere il risultato di mutazioni a

carico dei geni che regolano la trascrizione.

Molte oncoproteine fungono da fattori di trascrizione deputati a regolare l’espressione di

geni promotori della crescita.

MYC

Esempio: La proteina attiva geni che promuovono la crescita cellulare, tra cui

chinasi cicline-dip (CDK) e al tempo stesso reprime i geni per gli inibitori di CDK (CDKI).

MYC inoltre rappresenta anche un sistema chiave nel controllo del metabolismo: regola

positivamente i geni che promuovono la glicolisi aerobica (effetto Warburg) e l’incremento

dell’utilizzo di glutammica, due modificazioni fondamentali delle cellule neoplastiche.

La deregolazione di MYC, risultante da una traslazione, induce la cancerogenesi

aumentano l’espressione dei geni che promuovono la progressione nel ciclo cellulare ed

inibendo quelli che la rallentano.

Ingresso nel ciclo cellulare, cicline e chinasi cicline-dip:

(4) le Cicline sono proteine

che presentano un andamento ciclico nella loro produzione e degradazione.

Il complesso CDK-cicline fosforila proteine bersaglio che guidano la cellula attraverso il

ciclo cellulare.

Mutazioni che deregolato l’attività di cicline e CDK possono favorire la proliferazione

cellulare. Esempi: 13

Alterazioni che aumentano l’espressione della ciclina D o della CDK4 sembrano essere

• frequenti nella trasformazione neoplastica.

I CDKI, inibitori delle CDK, svolgono un controllo negativo sul ciclo cellulare.

• L’espressione di questi inibitori è sottoregolata (mutata o inibita) in molte neoplasie

maligne.

I Checkpoint sono controlli interni del ciclo cellulare (passaggio G1-S e G2-M).

Checkpoint G1-S: verifica la presenza di eventuali danni al DNA (in presenza di danni

avvia la riparazione ed i meccanismi deputati ad arrestare il ciclo cellulare ed apoptosi).

Difetti in questo punto determinano: blocco della replicazione di cellule con anomalie nel

DNA.

Checkpoint G2-M: controlla il completamento della replicazione del DNA e verifica che la

cellula possa iniziare la mitosi in

sicurezza e separare i cromatidi

fratelli.

Difetti in questo punto determinano:

anomalie cromosomiche.

I checkpoint richiedono per il loro

corretto funzionamento:

• Rilevatori del danno del DNA

(proteine famiglia RAD, proteine

atassia-teleangectasia mutate o ATM);

• Trasduttori del segnale (famiglia

delle chinasi CHK);

• Molecole effettrici (diverse in base

alla fase del ciclo cellulare in cui

intervengono, per es. p53 nel

passaggio G1-S attiva l’inibitore del

ciclo cellulare p21).

Difetti dei checkpoints sono la causa

dell’instabilità genetica delle cellule

tumorali! 14

GENI ONCOSOPPRESSORI

Mentre gli oncogeni codificano proteine che promuovono la crescita cellulare, i prodotti

dei geni oncosoppressori esercitano un freno sulla proliferazione cellulare.

Quindi nelle neoplasie:

• I geni PROTO-ONCOGENI subiscono mutazioni con guadagno di funzione, per lo più in

eterozigosi, spesso mutazioni somatiche.

• I geni ONCOSOPPRESSORI subiscono mutazioni con perdita di funzione, solo in

omozigosi.

Quindi a differenza degli oncogeni, entrambe le coppie dei geni oncosoppressori devono

essere mutate con perdita di funzione affinché compaia il tumore.

Oncosoppressori come RB e p53 fanno parte di un sistema di regolazione capace di

riconoscere lo stress genotossico indotto da qualunque fonte e rispondono arrestando la

proliferazione. Le vie che inibiscono la proliferazione possono spingere le cellule verso

l’apoptosi.

- Oncosoppressore RB.

Il gene del Retinoblastoma è stato il primo oncosoppressore scoperto.

Retinoblastoma:

neoplasia rara dell’età pediatrica.

• Il 40% dei casi viene ereditato con carattere autosomico dominante con

• penetranza incompleta (alcuni individui eterozigoti manifestano il fenotipo

recessivo in quanto l’allele dominante non è abbastanza forte da mascherarlo).

Il 60% è sporadico.

• Per poter spiegare la modalità di comparsa sporadica o familiare, Knudson

• colpi”: