Modulo di Oncologia

TERAPIE EPIGENETICHE:

➢ Le alterazioni epigenetiche sono reversibili e quindi potenzialmente bersaglio di possibili terapie

➢ La ipermetilazione del DNA può essere eliminata dagli agenti demetilanti: 5-azacitidina e 5-aza-2'-deossicitidina.

➢ La deacetilazione degli istoni può essere bloccata dagli inibitori della iston deacetilasi.

Si dividono i tre categorie:

1. Acido idrossammico
2. Acido carbossilico
3. Benzamide

NB.: Hanno effetti estremamente ampi come tutti i farmaci antitumorali, in alcuni tessuti e tumori possono avere un effetto non appropriato.

Instabilità genomica telomeri→Tutti i vertebrati hanno telomeri che consistono in ripetizioni in tandem (anche di migliaia di paia di basi) di variazioni della sequenza TTGGGG. Nell'uomo la sequenza è TTAGGG. che "ripara" Queste sequenze sono di riconoscimento per la cromatina telomerica, formata dal complesso Shelterin la parte terminale dei cromosomi per non renderla identificabile.

Dalle proteine che sentono il danno genotossico (altrimenti sarebbe percepita come danno genotossico questa parte terminale). La sequenza si avvolge a formare un T-loop dove in una zona si ritrovano tre eliche e permettono la chiusura del cerchio. Tutto il DNA dei telomeri è ricoperto, protetto dalle proteine Shelterin. La cromatina telomerica è ancorata tramite una componente proteica alla matrice nucleare. La componente proteica varia a seconda dello stato di quiescenza o proliferazione. Tra le proteine Shelterin ci sono: → TRF1, TRF2 (telomere repeat factor) dsDNA binding proteins. TRF2 regola l'allungamento e protegge i telomeri impedendo la risposta cellulare al danno genotossico sulla doppia elica. → POT1 (protection of telomeres) ss telomeric DNA binding protein che protegge la singola elica (che altrimenti sarebbe scoperta) e inibisce la risposta al danno sul ssDNA. Vedere "Terminazione→ Con le replicazioni, le estremità cromosomiali si

riducono (come? Da sapere). della Biologia replicazione “MolecolareLa riduzione della lunghezza dei telomeri della cellula somatica è un meccanismo di salvataggio perché la cellula in questo modo non continua a proliferare senza fine ma ad un certo punto si differenzia e poi questo evita una proliferazione incontrollata.→ Limite di Hayflick = n° di passaggi che una cellula può fare senza erodere i telomeri, non intacca il DNA codificanteLe colture primarie prese da espianti cellulari, ad esempio, possono permanere in coltura (con il corretto trattamento) ma subiscono il limite di Heyflick.La telomerasi è costituita da:o una parte proteica che è una trascrittasi inversa (TERC telomerase reverse transcriptase),o proteine accessorie,o una parte di 189 ribonucleotidi contenti al centro CAAUCCCAA (TERC telomerase RNA component).inizia a invecchiare e si attivano due vie differenti senescenza replicativa o apoptosi.CELLULA SANA:Primanon sana presenta una serie di alterazioni che contribuiscono alla sua trasformazione in una cellula tumorale. Queste alterazioni includono: 1. Attivazione della telomerasi: la telomerasi è un enzima che ripristina la lunghezza dei telomeri, permettendo alle cellule tumorali di evitare l'accorciamento dei telomeri e di prolungare la loro vita. Questo conferisce alle cellule tumorali un'immortalità, consentendo loro di proliferare in modo indefinito. 2. Perdita del complesso Shelterin: il complesso Shelterin è responsabile della protezione dei telomeri e del mantenimento della loro struttura. La perdita di questo complesso rende i telomeri più vulnerabili ai danni e contribuisce all'instabilità genomica. 3. Percezione della presenza di DNA danneggiato: anche se i telomeri sono solo accorciati, la cellula percepisce la presenza di DNA danneggiato. Questo attiva la via ATM/ATR chinasi CHK1,2 dei checkpoint, che sono responsabili del controllo e della riparazione del DNA danneggiato. 4. Attivazione di p53: p53 è una proteina essenziale per il controllo dei telomeri. Quando viene attivata, p53 può attivare p21, che blocca il ciclo cellulare intervenendo sulla Cdk4, e può indurre l'apoptosi, cioè la morte cellulare programmata. 5. Attivazione di p16/INK4A: con l'invecchiamento cellulare, i livelli di p16/INK4A aumentano. Questa proteina blocca le CDK4 e CDK6, che sono coinvolte nella regolazione del ciclo cellulare. Di conseguenza, la cellula rimane permanentemente in fase G0, cioè in uno stato di quiescenza. In sintesi, l'accorciamento dei telomeri e le alterazioni associate ad esso contribuiscono alla perdita del controllo del ciclo cellulare e alla trasformazione delle cellule sane in cellule tumorali.

tumorale è dotata di p53 funzionale, raggiunto il limite di Heyflick va incontro a senescenza replicativa o apoptosi. L'inattivazione di p53 o Rb estende il potenziale replicativo ulteriormente e porta erosione dei telomeri che culmina in un'elevata instabilità cromosomale e massiva morte cellulare in crisi. Una piccola percentuale di cellule supera la crisi riattivando la telomerasi. C'è attrito dei telomeri accorciati e nella fase di crisi molte cellule moriranno per rimaneggiamenti del DNA (alterazioni cromosomiche) dei telomeri lasciati scoperti. Altre cellule possono sopravvivere acquisendo instabilità genomica e incremento di malignità: effetto oncosoppressore della telomerasi. La telomerasi può evitare la perdita di integrità dei telomeri con la conseguente instabilità genomica che ha un ruolo rilevante nella progressione neoplastica in quei tumori che non hanno elevata instabilità genetica. Crisi: cicli di

rottura e fusion e inibizione citocinesi: i telomeri accorciati sono interpretati come rotture sul dsDNA e come tali vengono riparati provocando la fusione di estremità dei due cromatidi o di cromosomi diversi traslocazioni, aneuploidia.

ALTERAZIONI NEL CONTROLLO DELLA LUNGHEZZA DEI TELOMERI NEL CANCRO: di crescita e ormoni regolano l'attività della telomerasio. Fattori per esempio AKT è responsabile dellafosforilazione della telomerasi con conseguente localizzazione nucleare. C-Myc attiva la trascrizione della telomerasi (quando c-Myc mutato sarà iperattivo). P53 e Rb loss: mancanza di induzione di senescenza replicativa o apoptosio CDK4: mancata segnalazione dell'invecchiamento cellulare. P16/INK4A - Sistema usato: ALT (alternative lenghtening of telomeres 10/15% tumori) allunga i telomeri con una modalità differente. È associato a peognosi infausta.

Caratteristiche inusuali: elevata eterogenità della

lunghezza dei telomerio variazioni repentine nella lunghezza dei telomerio elevati livelli di ricombinazione dei telomeri mediato dal sistema di ricombinazione omologa. Presenza di DNA telomerico extracromosomale è utilizzata come marcatore. È formato da: t-circles cerchi telomerici verosimilmente derivano dalla risoluzione delle giunzioni del t-loop da parte degli enzimi della ricombinazione. Cerchi ricchi in C e G di solito sono costituiti da un'elica ricca in C completa e la complementare incompleta. Sono rilevati nel sangue di pazienti con osteosarcoma. Marcatori per screening di tumori ALT+. Slide 35 Progressione neoplastica LEZIONE 5 Discutere della progressione neoplastica significa iniziare a parlare di cosa succede dopo l'evento di trasformazione neoplastica della cellula. La prima cellula tumorale inizia il percorso di progressione neoplastica e le cellule figlie avranno le sue stesse mutazioni processo clonale: si forma un clone di

cellule che derivano tutte da quella tumorale iniziale. Man mano che avvengono le replicazioni del DNA e la cellula si divide, si formano dei sotto-cloni perché grazie all'instabilità genetica vengono acquisite ulteriori e nuove mutazioni (caratteristiche invasive, metastatizzazione, alterare la risposta immunitaria locale...) evasione della risposta immunitaria. Le cellule devono anche acquisire specifiche caratteristiche che permettono al tumore di invadere tessuti circostanti e poi metastatizzare.

NB.: Non tutti i cloni acquisiscono le stesse caratteristiche ma spesso sono di sostegno alle cellule vicine, circostanti che le sfruttano. → Diversificarsi nella massa tumorale è importante per riuscire ad esplicare tutte le azioni e funzioni necessarie alla progressione neoplastica fino all'invasione e/o alla metastatizzazione. Dalla prima cellula trasformata al raggiungimento di una prima massa visibile di circa 10 cellule (peso: 1 g, si parla durante le

quali grazie all'instabilità genetica acquisisce una serie di caratteristiche e competenze. Da una massa piccola e appena visibile (già aggressiva e che potenzialmente potrebbe già aver inviato nell'organismo cellule metastatiche) ad una massa di circa 1 kg sono sufficienti solo 10 duplicazioni (fase in cui saranno visibili anche le metastasi). Le competenze più importanti che si trovano nella massa tumorale sono: 1. segnale proliferativo aberrante (indipendente dai fattori esterni che danno segnali proliferativi) 2. capacità di evadere la soppressione della crescita (es.: inibizione da contatto) 3. capacità di resistere alla morte cellulare, apoptosi 4. instabilità genetica 5. immortalizzazione replicativa, capacità di non andare incontro a senescenza replicativa (grazie a telomerasi o al sistema alt) → 6. deregolazione del metabolismo (cellule tumorali fanno glicolisi anche incondizioni aerobiche uso energia)⁷. acquisizione capacità di evasione della risposta immunitaria⁸. associazione al processo infiammatorio⁹. capacità di attivare invasione e metastasi¹⁰. capacità di indurre angiogenesi. Un tumore si può definire maligno o benigno in base al comportamento biologico che determina il decorso clinico. Questo comportamento biologico spesso correla con l'aspetto morfologico che può dare informazioni utili sulla prognosi. Possono però esserci discrepanze. Differenze nel comportamento biologico riguardano: → perché i tumori sono meno differenziati del tessuto circostante? DIFFERENZIAZIONE I tumori originano da cellule staminali o le cellule trasformate ne recuperano le proprietà di autorinnovamento e potenza. Una cellula staminale infatti: non è differenziata, può mantenersi per un periodo prolungato, può dare origine a diversi tipi cellulari differenziati. Il grado didiche:1. Alterazioni nel metabolismo cellulare2. Espressione aberrante di proteine3. Mutazioni genetiche4. Perdita di funzioni cellulari normali5. Aumento della produzione di enzimi proteolitici6. Cambiamenti nel ciclo cellulare7. Resistenza alla morte cellulare programmata (apoptosi)8. Attivazione di vie di segnalazione aberranti9. Angiogenesi (formazione di nuovi vasi sanguigni)10. Invasione dei tessuti circostanti11. Metastasi (diffusione delle cellule tumorali in altre parti del corpo)