Generalità sui tumori

LIGANDI MEMBRANA:

c-sis catena B di PDGF-like

int-2 basic FGF-like

hst FGF-like

RECETTORI DI MEMBRANA:

c-erbB EGF (forma troncata)

c-fms CSF-1 (forma alterata)

c-met insulina (forma alterata)

c-ros insulina (forma alterata)

c-sea insulina (forma alterata)

TRANSDUTTORI:

c-src tirosino chinasi di membrana

c-raf ser/treo chinasi

c-abl tirosino chinasi

EFFETTORI:

c-ras proteine G

crk fosfolipasi C

NF-1 proteina che attiva le GTPasi

RECETTORI NUCLEARI:

c-erbA ormoni tiroidei

PROTEINE NUCLEARI REGOLATORIE:

c-fos

complesso AP-1

c-jun

c-myc

RELAZIONE ONCOGENI - CANCRO

ONC ATTIVAZIONE TUMORE %

ras mutazione carcinomi amplificazione melanomi 1-25

leucemie

myc traslocazione linf. Burkitt 100

amplificazione ca. colon 10-35

ca. mammella 10-35 neuroblastoma 20-50

retinoblastoma 20-50

abl traslocazione leuc. miel. 100

ANTI-ONCOGENI O GENI INIBITORI TUMORALI

Rb Proteina nucleare che inattiva fattori di trascrizione

p53 Produce arresto del ciclo in presenza di danni al DNA

NF-1 Proteina ad attività GTPasica (disattiva RAS)

BRCA-1

BRCA-2

ANTI-ONCOGENI O GENI INIBITORI TUMORALI

Rb Retinoblastoma, osteosarcomi, ca. della mammella, della prostata, vescica, polmone

p53 Quasi tutti i tumori umani

NF-1 Schwannomi

BRCA-1 Tumore della mammella

BRCA-2 Tumore della mammella

GENE DEL RETINOBLASTOMA

- proteina nucleare che viene espressa solo nelle cellule in via di differenziazione

- ha diversa attività a seconda dello stato di fosforilazione

- il suo prodotto in forma ipo- o de-fofosforilata, presente in G0/G1, si lega:

a fattori specifici della differenziazione attivandoli

a fattori specifici della trascrizione bloccandoli

- quando la cellula entra in S si fosforila e perde le funzioni di soppressore

- analogamente esistono mutazioni che fanno perdere la funzione di sopressore

p 53 (GUARDIANO DEL GENOMA)

E' una proteina nucleare (53 KDa) la cui sintesi viene stimolata da danni prodotti sulla catena del

DNA. Controlla la riparazione del DNA danneggiato inducendo la trascrizione di numerosi geni:

- che provocano il blocco del ciclo cellulare

- che provocano il blocco della sintesi di DNA

- coinvolti nei meccanismi di riparazione del DNA (DNA polimerasi)

- nell'indurre apoptosi

La proteina può essere per defosforilazione, o per mutazione

Inoltre la forma mutata può legarsi a quella normale inattivandola

Alcuni prodotti di oncogeni virali (DNA virus) possono legarsi a p53 inattivandola

GENI COINVOLTI NEI MECCANISMI DI RIPARAZIONE DEL DNA

- Ad es. nello xeroderma pigmentoso, una malattia autosomica recessiva una evidente sensibilità

alla luce solare è associata ad un'elevata incidenza di tumori cutanei, tra cui il carcinoma

basocellulare, il carcinoma a cellule squamose e il melanoma.

- In questa malattia manca una endonucleasi, I'enzima capace di rilevare la irregolarità nella

struttura della doppia elica causata dal dimero di pirimidina

GENI CHE INDIRIZZANO VERSO L'APOPTOSI

p53 indirizza verso l'apoptosi la cellula con gravi alterazioni del DNA

bcl2 sovraespresso in numerosi tumori, previene la distruzione delle cellule con DNA danneggiato

mediata da p53

GENI COINVOLTI NEI PROCESSI DI ADESIONE CELLULARE

APC Il gene coinvolto nella poliposi adenomatosa familiare del colon.

La forma mutata del gene facilita la distruzione delle giunzioni aderenti e provoca alterazioni

citoscheletriche

MECCANISMI DI ATTIVAZIONE DEGLI ONCOGENI

Vi sono tre tipi di meccanismi genetici per cui un oncogene può essere attivato

- Traslocazione cromosomica

- Amplificazione genica

- Mutazione

- Infezione virale

CAUSE GENETICHE

TRASLOCAZIONI

-Alterazioni cromosomiche di vario tipo e con distribuzione apparentemente casuale sono state

descritte in moltissimi tumori, tuttavia nella maggior parte dei casi possono rappresentare

alterazioni secondarie alla proliferazione tumorale

-Sono però state di recente descritte alterazioni specifiche che si associano a tipi specifici di tumore

-Queste alterazioni sono indubbiamente l'elemento o per lo meno uno degli elementi eziologici

dell'insorgere della neoplasia

-I tre esempi più noti sono le traslocazioni (t8:2, t8:14; t8:22) nel linfoma di Burkitt, la

traslocazione t8:14 nel linfoma follicolare e la traslocazione t22:9 nella leucemia mieloide cronica

CAUSE GENETICHE

TRASLOCAZIONI

- La traslocazione (t14:18) sposta il gene della catena pesante dell’immunoglobulina prossimità

dell’oncogene bcl-2 causandone la iper-espressione.

- L’aumento della proteina bcl-2 impedisce l'apoptosi mediata da p53 dei linfociti B producendo

linfomi follicolari

CAUSE GENETICHE

TRASLOCAZIONI

- Il protooncogene abl può essere traslocato dal cromosoma 9 al 22 (t9:22), dove si fonde con un

altro gene per formare un ibrido bcr-abl, il cui prodotto è dotato di una attività chinasica molto

elevata.

- In questo caso il mutamento del livello di espressione è quindi condizionato dalla formazione di

una proteina anomala

- Il protooncogene abl codifica per delle proteine non recettoriali sulla superficie interna della

membrana cellulare. Come le proteine G, ricevono messaggi dai recettori dei fattori di crescita e li

trasducono a chinasi che, fosforilando specifiche proteine, stimolano l’attività mitogena delle

celluleIl

- Il cromosoma 22 recante il gene ibrido bcr-abl, chiamato cromosoma Filadelfia, è presente nel

95% dei pazienti affetti da leucemia mieloide cronica.

CAUSE GENETICHE

AMPLIFICAZIONE GENICA

-Sono state descritte alterazioni cromosomiche che risultano in un aumento delle copie di un gene

-Tali alterazioni sono state descritte in tumori solidi umani e sono visibili con tecniche citochimiche

-Ad es. nel neuroblastoma è stata descritta l'amplificazione di circa 700 volte del gene N-myc, che

codifica una delle proteine che vengono espresse nel ciclo cellulare.

- in un terzo dei cancri mammari e ovarici è presente amplificazione del geneerb-B che codifica una

proteina simile al recettore per l'EGF.

CAUSE GENETICHE

MUTAZIONI

-Analogamente alle alterazioni cromosomiche le mutazioni di uno o pochi AA possono produrre

proteine con funzione alterata, aumentata o diminuita, o possono condizionarne una alterata

espressione genica quando sono coinvolte le zone che la controllano.

-Le tecniche di biologia molecolare hanno già permesso di identificare alcune di queste mutazioni e

senza dubbio nei prossimi anni il numero di tali mutazioni aumenterà:

- tra le mutazioni descritte vi sono mutazioni puntiformi nel gene ras che codifica per la proteina p-

21 strettamente correlata con le proteine G

- Una mutazione puntiforme è stata anche descritta nel geneerb-B

- Numerose mutazioni sono state descritte nel gene che codifica il gene soppressore tumorale p53.

-Disponiamo anche di evidenze indirette come ad es.

- Gli agenti mutageni sono anche cancerogeni

- Situazioni in cui i meccanismi di riparazione del DNA sono alterati (ad es. Xerodrma pigmentoso)

hanno una incidenza aumentata di tumori.

- Normali fattori di crescita diventano oncogeni per mutazione.

CAUSE GENETICHE

ANOMALIE CROMOSOMICHE COSTITUZIONALI

-Vi sono diverse anomalie cromosomiche ereditabili, le più note sono la poliposi del colon, i tumori

di Wilms (tumori renali del bambino) e il retinoblastoma

-L'ipotesi di Knudson sulla genesi del retinoblastoma (ipotesi delle 2 mutazioni) prevede la perdita

della eterozigosia a causa del difetto cromosomico ereditato a cui segue una mutazione in grado di

inattivare anche il secondo allele. I casi sporadici potrebbero essere determinati da due mutazioni

somatiche acquisite.

GENE DEL RETINOBLASTOMA

- Il retinoblastoma è sporadico nel 60% dei casi ed ereditario nel rimanente 40%

- Nella sindrome ereditaria vi è anche un aumentato rischio (circa 200 volte) di sviluppare tumori

mesenchimali, tra cui l'osteosarcoma

ONCOGENI, ONCOSOPPRESSORI E PROTEINE DEL CICLO CELLULARE COINVOLTE

NEI TUMORI EREDITARI

TIPO DI TUMORE GENE ORGANI COINVOLTI

Retinoblastoma familiare Rb retina, ossa

Poliposi familiare APC intestino, colon

Tumore di Wilms WT1 rene

C. familiare della mammella BRCA1, BRCA2 mammella, ovaio, prostata

S. di Von Hippel-Lindau VHL rene, midollare surrene, vasi

(emangioblastoma)

S. di Li-Fraumeni p53 mammella, sist. ematopoietico, CNS

MEN 2 RET ipofisi, midollare della tiroide,

midollare del surrene

VIRUS ONCOGENI

- L'eziologia virale di alcuni tumori degli animali è nota da molti anni

- La trasmissibilità della leucosi del pollo per mezzo di un filtrato acellulare data al 1908

- Nel 1910 Rous scoprì che il sarcoma del pollo aveva origine virale

-Nell'uomo è difficile dire se i virus costituiscono una causa primaria di cancro, tuttavia vi sono

chiare indicazioni di un loro ruolo nella cancerogenesi umana

-I virus possibilmente implicati nella cancerogenesi umana sono alcuni virus a DNA e tra quelli a

RNA solamente i retrovirus che hanno una fase del ciclo vitale a DNA.

I virus a RNA che causano le comuni malattie infettive come l'influenza, il morbillo ecc. non sono

stati associati a sviluppo tumorale.

VIRUS ONCOGENI A DNA

- I virus a DNA contengono due tipi di geni: quelli per gli eventi precoci (eventuale integrazione e

replicazione del DNA virale) e quelli per gli eventi tardivi (sintesi delle proteine virali del capside e

per l'assemblamento del virione).

- Nel fenomeno infettivo normale, tutto il ciclo riproduttivo del virus viene completato con la

formazione di numerosi virioni, lisi cellulare e liberazione delle particelle virali.

VIRUS ONCOGENI A DNA

- Nella trasformazione neoplastica avvengono invece solo gli eventi precoci:

1) Integrazione del DNA nel genoma cellulare

*dipende del tipo di cellula infettato: l'intero genoma può essere integrato (anche in copie multiple),

solo parte può integrarsi, oppure il genoma virale persiste sotto forma di episoma.

2) Uno o più geni virali codificano proteine che hanno un ruolo determinante nella trasformazione

3) Non sono presenti oncogeni nel genoma virale

VIRUS ONCOGENI A DNA

- Le proteine trasformanti devono essere continuamente espresse per mantenere lo stato neplastico

- I geni che dirigono la sintesi delle proteine trasformanti non hanno acuna omologia con geni

cellulari (a differenza degli oncogeni dei virus a RNA che hanno omologie con i proto-oncogeni

cellulari)

- Il meccanismo con cui I prodotti genici dei virus a DNA producono la trasformazione tumorale è

soprattutto il legame e l’inattivazione dei proteine prodotte dai geni sopressori tumorali (p53 e

retinoblastoma)

- Questo è stato dimostrato per il polioma virus (inclus