Modulo Prof. Galliera (esame: biotecnologie nella diagnostica di laboratorio e fondamenti di statistica)

TIPOLOGIE

- antigeni associati al tumore

- antigeni oncofetali

vengono espressi nella vita fetale, poi spenti nella vita extrauterina ma rimangono nel corredo genetico

- ormoni

da alterazioni del metabolismo

- proteine

- enzimi

- sostanze a basso peso molecolare

derivano dal metabolismo del ferro e degli elettroliti

Espressione dell’interazione tra il tumore e l’ospite

Marcatori metabolici

Il tumore in fase avanzata interagisce con il metabolismo dell’ospite

intensa proliferazione delle cellule neoplastiche

- aumento di acido urico è indice di un elevato turn-over degli acidi nucleici

- se il tumore ostruisce le vie biliari, si verifica un aumento della fosfatasi alcalina e della bilirubina

- valori sierici bassi di albumina, trigliceridi, colesterolo indicano una fase avanzata del tumore

abbassamento dei valori del metabolismo energetico e lipidico (bassi valori di albumina, abbassamento delle sostanze

veicolate nel sangue)

causano un aumento del TNF, con conseguente abbassamento del metabolismo energetico

Marcatori endocrini

Sono alterati in presenza di una neoplasia che può risvegliare in cellule totipotenti o non abbastanza differenziate la

produzione di ormoni ectopici produzione da parte di un organo diverso da quello preposto

⇾

- carcinoma del polmone: produzione di ACTH, alterazione del bilancio elettrolitico

- emangiomi cerebellari: produzione di eritropoietina

Se l’ormone non è prodotto dalla ghiandola corretta, è fuori dal sistema di feedback negativo

le cellule tumorali non hanno recettori per l’ormone che producono, non sono soggette a un controllo di feedback negativo

aumento dell’ormone dà conseguenze sul metabolismo ormonale del paziente

Alcune volte il campanello d’allarme per i tumori cerebrali può essere la produzione ectopica di un ormone

Carcinoma midollare della tiroide: produce calcitonina in eccesso, correlato con buona prognosi

Tumore della mammella: uno dei meccanismi con cui il tumore si autoalimenta è mediante l’utilizzo di ormoni estrogeni e

over-esprimendo il loro recettore, ormoni sono fattori di crescita che stimolano la progressione

del tumore

sfruttato a vantaggio della terapia, colpisce i recettori per gli estrogeni

Enzimi e ormoni

gonadotropina corionica umana

⇾ prodotta durante la gravidanza dalla placenta, rappresentano un sospetto di tumore al sistema riproduttivo (sincizio

trofoblastico)

creatina chinasi

⇾ prodotta dal muscolo liscio in presenza di danno muscolare, avviene un aumento a picco (biomarcatore dell’infarto)

se viene rilasciata da un tumore è alta in modo costanza, non a picco tumore del polmone e mammella

⇾

fosfatasi alcalina

⇾ valutazione del metabolismo osseo ed epatico, possono esserci dei picchi in presenza di tumori o metastasi al fegato e

alle ossa (tessuti preferenziali)

fosfatasi acida prostatica

⇾ con PSA viene utilizza per valutare l’evoluzione metastatica del tumore alla prostata (non viene usata per screening)

Antigeni specifici

Antigene carcino-embrionale CEA

⇾ espresso nella vita uterina, poi represso

ha il vantaggio di essere molto sensibile e viene usato nelle prime fasi differenziali di un tumore, ma non è

tumore-specifico, è alto in diversi tumori

biomarcatore di carcinomi ovarici o dei testicoli, carcinoma epatocellulare primitivo e metastasi epatiche

Antigene prostatico-specifico PSA

⇾ espresso in presenza di tumore, viene ricercato nello screening

Antigene tumorale vescicale BTA

⇾ proteina che protegge il tumore dall’attacco del sistema immunitario

misurato con esame delle urine

CA-125

⇾ marcatore utilizzato nella diagnosi del carcinoma ovarico di tipo sieroso

valori di riferimento inferiori a 35 U/ml

ci sono diversi fattori confondenti (50 U/ml): gravidanza, periodo mestruale, tumore al pancreas, stomaco, colon

CA 15-3

⇾ elevati livelli nel carcinoma della mammella e del polmone

usato nel monitoraggio dell’evoluzione metastatica combinato con CA 27-9 (più sensibile della diagnostica per

per immagini), è presente anche in epatopatie e donne sane

CA 19-9

⇾ Specifico del pancreas, permette la diagnosi differenziale, permette diagnosi differenziale per diversi tipi di patologie

che hanno dei sintomi che possono confondere

Si sceglie sempre un biomarcatore primario, il più specifico, al quale si affiancano dei marcatori più generali

Limite di applicazione dei biomarcatori

Ci sono dei fattori non neoplastici che possono stimolare la produzione di quella molecola

ci possono essere anche dei fattori patologici confondenti diagnosi differenziale

⇾

PSA è presente in elevati livelli anche in caso di ipertrofia prostatica benigna, infiammazione e ischemia

Le infiammazioni croniche provocano un aumento dei valori di CA-125

non sono aumenti drammatici, ma vanno oltre a una certa soglia

Condizioni quali peritonite, pancreatite e psoriasi possono essere responsabili di incrementi dei livelli dei markers

compatibili con una neoplasia avanzata

I biomarcatori tumorali possono essere usati solo nel monitoraggio, non a livello di diagnosi (esclusi quelli che permettono

uno screening di una popolazione selezionata)

bisogna essere sicuri di avere escluso i fattori confondenti

L’ideale sarebbe avere un biomarcatore che ci dà un segnale prima che si manifestano i primi sintomi oppure alla prima

manifestazione

possono essere usati come supporto diagnosi (ma sempre usata biopsia), sicuramente assumono già un ruolo molto

importante nel monitoraggio

OSTEOIMMUNOLOGIA

Coniuga il sistema osseo e quello immunitario

La matrice extracellulare nell’osso è metabolicamente attiva e si trova in equilibrio con l’ambiente circostante

La matrice mineralizzata ha la funzione di sostegno del corpo e in alcuni casi di protezione (coste e calotta cranica)

ma è anche una sede di emopoiesi all’interno del midollo osseo

La matrice inorganica è una riserva di minerali, soprattutto calcio, magnesi e fosfato

Il tessuto osseo non è soltanto un tessuto di sostegno inerte, ma è un tessuto metabolicamente attivo ed è costantemente

sottoposto a meccanismi fisiologici per rispondere a una serie di input meccanici e metabolici (equilibrio riserve calcio

nell’osso e nel sangue)

E’ sottoposto a un continuo processo di bone remodelling, meccanismo fisiologico continuo e costante

l’osso si rinnova continuamente in base alle richieste dell’ambiente circostante

Ci sono diverse fasi di rimodellamento osseo

Fase di resorption: riassorbimento dell’osso

i precursori degli osteoclasti riassorbono la vecchia matrice e lasciano una lacuna che

viene riempita di nuova matrice ossea deposta dagli osteoblasti (da pre-osteoblasti)

inizialmente è inerte e informe, successivamente entrano in gioco le MMPs che

rimodellano la matrice per ridare una struttura congrua al tessuto osseo

I meccanismi di rimodellamento osseo avvengono contemporaneamente in tutto il sistema osseo

avvengono in zone distinte indicate come nicchie

Le nicchie si attivano a macchia di leopardo, in modo diffuso lungo tutto lo scheletro

Nel corso dei mesi, l’attivazione progressiva delle varie nicchie va a coprire tutto il tessuto osseo

in circa sei mesi (processo più veloce nell’infanzia, più lento nell’età avanzata) si rinnova tutto il tessuto osseo

Questo meccanismo è tollerato solo se le lacune sono distribuite in modo abbastanza omogeneo, non devono essere troppo

numerose in un punto

A livello della lacuna si attiva il turn-over dell’osso, nel giro di tre/sei mesi l’osso viene rinnovato

Ci sono diversi input che stimolano il rimodellamento:

-stress meccanici come la gravità ponderale (è un problema se il paziente è allettato)

gli apparecchi ortodontici forzano il rimodellamento osseo

- consumo di calcio

se c’è una sua carenza, avviene riassorbimento di calcio che poi viene mandato in circolo

- tumori

alcuni danno invasioni metastatiche alle ossa, mieloma multiplo attacca le ossa

- invecchiamento

- infiammazioni

La velocità di rinnovamento è maggiore nei bambini in crescita

viene influenzata anche dall’età e dal sistema endocrino (correlazione tra menopausa e osteoporosi)

La deposizione di massa ossea aumenta dove serve in caso di frattura

Le infezioni attaccano in maniera diretta il rimodellamento, ma anche le condizioni infiammatorie croniche

Esiste un legame tra il sistema immunitario e quello osseo osteoimmunologia

⇾

ambito di studio che coniuga il sistema osseo e la sua regolazione con il sistema immunitario

Le cellule del sistema osseo e del sistema immunitario hanno dei progenitori in comune

gli osteoclasti erodono la matrice ossea fagocitandola, il tipo di meccanismo è lo stesso della fagocitosi operata dai

macrofagi sia i macrofagi che gli osteoclasti fanno fagocitosi

⇾ Si è cercato se esistessero delle molecole che mettono in comunicazione il sistema

immunitario con le cellule del sistema osseo RANK/RANKL/OPG

⇾

RANK è un recettore di membrana simile al TNF receptor

si trova sulla membrana dei precursori degli osteoclasti

ha una struttura da recettore per le citochine (porzione extra-trans-intra membrana)

Il ligando di questo recettore è RANKL

una molecola di membrana (non solubile) espressa sulla superficie delle cellule T, quindi su cellule del sistema

immunitario

il legame tra RANK e RANKL mette in comunicazione il sistema osseo con quello immunitario

Se i linfociti T si attivano, viene espresso RANKL che si lega al proprio recettore inducendo un segnale intracellulare

il precursore degli osteoclasti prosegue la sua maturazione a osteoclasto maturo erosione ossea

⇾

Da una risposta immunitaria parte un segnale che attiva l’erosione ossea

OPG (osteoprotegerina) è una molecola solubile che ha la funzione di proteggere l’osso dall’erosione

è un recettore decoy: ha un sito di legame per RANKL, ma non ha la porzione intracellulare per la trasduzione del segnale

compete con RANK per il legame con RANKL antagonista del legame RANK-RANKL

⇾

si oppone all’asse che induce l’erosione ossea, è un regolatore negativo

L’effetto di erosione o di formazione dell’osso è in base ai livelli di OPG e RANK a parità

di RANKL

I linfociti B e gli osteoclasti hanno gli estrogeni come regolatori comuni

Ci sono evidenze che uniscono le patologie infiammatorie e l’osso artrite reumatoide è un buon modello

⇾

contesto infiammatorio cronico, patologia che impatta sul tessuto osseo

A livello delle articolazioni dei pazienti si ha un aumento diretto di RANKL che viene misurato come un biomarcatore: è di

membrana, ma può essere rilasciato in forma solubile se clivato, il quale va a stimolare i precursori degli osteoclasti