Patologia ed Oncologia Generale

RIAGGANCIAMENTI CROMOSOMICI DEGLI ONCOGENI

Sono fenomeni comuni nei tumori emopoietici. La traslocazione è l’evento iniziale

della tumori-genesi, può sfociare in aumento dell’espressione genica, caso in cui la

traslocazione interessi zone non codificanti: non si ha alterazione strutturale della

proteina, si tratta di una traslocazione reciproca, il gene sul cromosoma 14 si trasloca.

Quando Myc dal suo sito normale si trasloca sul cromosoma 14 va sotto una porzione

non codificante diversa finisce sotto il controllo della catena pesante

dell’immunoglobulina; è questo controllo alterato del Myc a garantire la formazione del

linfoma di Burkitt. Il gene Myc si trova nel nucleo e funziona come un fattore di

trascrizione organizzato nel nucleo, si lega al DNA in sequenze specifiche ed attiva la

trascrizione genetica. Il gene Myc si compone di un dominio con cui si lega al DNA e un

altro di trans-attivazione usato per associarsi alle proteine coinvolte nella sintesi di

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rRNA. Nella forma monomerica non lega il DNA in forma specifica, risulta attivo ed è in

grado di legare il DNA nel caso in cui si leghi con MAX; il Myc-MAX è la forma attiva

etero-dimerica di Myc, è in grado di legare il DNA ed attivare la trascrizione di geni del

ciclo cellulare con determinate sequenze, vengono espresse di più. Questo etero-

dimero inisce il differenziamento cellulare; se MAX si dovesse legare con altre proteine

ad esempio Mad lega il DNA causa la repressione di geni, ne viene inibita la

trascrizione e favorisce il differenziamento cellulare . Per far sì che funzioni la funzione

oncogena di Myc è necessario che la funzione apoptotica dei geni, di cui attiva la

trascrizione, venga eliminata in modo che Myc possa trasformare le cellule in

questione. L’eliminazione della funzione apoptotica avviene tramite modificazione o

una è la Bcl2 che associata con Myc provoca un

alterazione dell’espressione proteica,

sviluppo rapido del tumore.

Generazione di una proteina chimerica nel caso in cui la traslocazione interessi

zone codificanti: Traslocazione del cromosoma di Philadelphia: traslocazione

del cromosoma 8 al 22 creando una proteina dimerica Bcr-Abl. Questo dimero esiste in

forma p210 Kg Dalton tipico della leucemia mieloide cronica e p190 Kg Dalton tipico

della leucemia linfatica acuta. Ci sono due forme dimeriche in quanto la proteina Abl

sul cromosoma 9, ha un punto di rottura situato prima del 2° esone, quindi la proteina

Abl mantiene la sua porzione dopo il 1° esone. Nella Bcr si verificano 2 rotture: in

corrispondenza di MBcr, si forma la proteina dimerica p210, il 1° esone di Abl viene

sostituito con la parte di Bcr (lungo). Dopo il 1° esone si forma la proteina p190 il 1°

esone di Abl viene sostituito con il 1° esone di Bcr (corto). Abl è costante, Bcr cambia.

Leucemia mieloide si compone di: Fase cronica, 5/6 anni, caratterizzata da gran

numero di granulociti maturi normali e progenitori di granulociti localizzati nel midollo;

l’unica alterazione presenta è la traslocazione dal cromosoma 8 al cromosoma 22.

Fase accelerata, aumento di precursori di granulociti nel sangue periferico. Fase di

crisi blastica (leucemia acuta), presenti solo precursori non differenziati detti

blasti, presenti mutazioni cromosomiche oltre che alla 8 – 22. La Bcr-Abl è una

proteina dall’attività tirosino-chinasica, causa l’aumento dei granulociti, assume una

conformazione “aperta”, quindi attiva, maggiore attività chinasica rispetto alla

semplice Abl, si tratta di attività chinasica costitutiva; il dimero cambia localizzazione,

nonostante Abl si trovi nel nucleo, si localizza nel citoplasma. Terapie contro leucemia

mieloide cronica: imatinib funziona come inibitore competitivo impedendo ad Bcr-Abl

di legarsi con ATP.

IDENTIFICAZIONE DI TUMORI come il retino-blastoma esiste in forma

Possibili grazie agli studi su tumori familiari

sporadicamente familiare. La forma familiare presenta mutazione del gene Rb che

causa una malformazione nella retina, questa mutazione a livello embrionale. E’

localizzato sui cromosomi 13, 14 e 15, si ha una delezione della porzione con il

gene Rb provocando l’inattivazione della proteina. Ha un ruolo oncosoppressore, inisce

il ciclo cellulare interagendo con le proteine E2F, promuovono la proliferazione.

L’inibizione avviene con fosforilazione da parte delle chinasi CDK4 e CDK2, questo

processo può avvenire in modi differenti:

alterazione strutturale di Rb la proteina non lega E2F, quindi viene stimolata

 la proliferazione;

fosforilazione: il complesso ciclina-chinasi è più attivo, aumenta la produzione

 di ciclina D in seguito all’amplificazione del gene che sintetizza o quando

Il complesso CDK è regolato da

diminuiscono le proteine inibitrici del complesso;

23 p16, legandosi alla chinasi, inibisce l’attività (Rb non è inibita), nel caso p16 non

funzioni aumenta l’attività del complesso provocando inattivazione con

fosforilazione della Rb oncosopressiva;

meccanismo del papilloma virus la proteina virale si lega ad Rb inibendo il

 legame con E2F.

Quando gli oncosoppressori vengono inibiti si va incontro ad una mutazione su

entrambi gli alleli del gene, si perde la condizione di eterozigosi. Gli oncosoppressori

per

presentano caratteristiche tipiche come localizzazione su cromosomi diversi

esempio Apc, localizzato sul cromosoma 5, una mutazione a livello embrionale

comporta la comparsa di tumore benigno familiare, poliposi multipla del colon. Se il

gene viene mutato a livello somatico causa crescite tumorali nel colon ; avere diverse

funzioni, inibizione della proliferazione, inibizione del ciclo cellulare e favoriscono

per esempio p53, localizzato sul cromosoma 17 e sia mutato a livello

apoptosi,

embrionale causa la sindrome di Li-Freumeni.

Per far sì che si esprimano fenotipicamente gli oncosoppressori devono avere entrambi

gli alleli mutati, esistono tuttavia delle eccezioni come p53 e p16.

P53

P53 è il principale oncosoppressore. Quando il gene p53 risulta mutato a livello

embrionale causa la sindrome di Li-Fraumeni e chi ne è affetto è sensibili allo

sviluppo di tumori in età giovanile (carcinomi ghiandola surrenale, sarcomi, tumore

alla mammella). Alla base ha la mutazione del gene p53 che interessa il dominio di

legame con il DNA, il promotore, quindi la mutazione missenso (un amminoacido

cambiato con un altro) impedisce il legame con DNA e la sua trascrizione. La proteina

p53 mutata ha effetto dominante negativo nei confronti delle proteine p53 normali, la

p53 è un tetramero e per essere normale tutti e 4 i monomeri devono avere la

proteina nella forma non mutata, un monomero mutato comporta che p53 perda la

sua funzionalità.

La p53 normale è presente in livelli bassi nelle normali, viene attivata e aumenta il

livello, diventa più stabile con un processo adattativo in caso di danno al DNA. Quando

la proteina raggiunge livello, nelle cellule si verificano: inibizione del ciclo cellulare,

riparazione DNA, blocco angiogenesi, apoptosi ed attivazione della

trascrizione. La p53 è regolata quando si presenta danno sul DNA, si perde

l’interazione tra MdM2 e p53 viene fosforilata e si attiva avviando la trascrizione della

proteina; si attiva ARF, interagisce con MdM2 ed impedisce il legame con p53, si attiva

e avvia la trascrizione.

Nel caso in cui p53 venga attivato possono manifestarsi 2 risposte, arresto della

proliferazione (danno poco esteso) o apoptosi (danno esteso). In base al danno

vengono attivate diverse serine che hanno il compito di modulare la fosforilazione di

p53.

Meccanismi in cui p53 viene inattivato nei tumori (in ogni tumore). Modificazione

strutturale una serie di mutazioni che cambiano l’amminoacido della regione di

legame col DNA, viene inattivata la sua trascrizione. proteina p53 strutturalmente

normale non funziona il gene MdM2, regolatore negativo di p53, è amplificato o la

proteina è espressa, fa sì che p53 venga degradata, alternativamente si ha la

delezione o mutazione del gene ARF, la proteina non può legarsi con MdM2,

degraderà la p53. Questa condizione si osserva quando si ha la mutazione del locus

CDKM2A a partire da un locus si ha la produzione di 2 proteine, uso alternativo dei 2

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esoni: per p16, codificata dall’esone 1alpha,2,3 e per ARF, codificata dall’esone

1beta,2; ess viene attivata e dall’espressione di p53 e inibisce la CDK4 e il ciclo

cellulare. Nei tumori si verificano mutazioni nell’esone 2, formano proteine tronche,

non c’è formazione di p16 e ARF, non si hanno gli effetti di p53 normale (papilloma

virus).

IL GENE APC

Oncosoppressore si trova sul cromosoma 5 e va incontro a mutazione a livello

poliposi multipla

embrionale causa, seguita da una mutazione da livello somatico,

(forma tumorale familiare). La poliposi multipla corrisponde ad una forma tumorale

benigna, colpisce il colon, non si interviene ma alcuni polipi possono divenire maligni,

dovuto a mutazioni che originano proteine tronche. Troviamo la mucosa del colon

tappezzata da centinaia di polipi benigni, molti diventeranno maligni, nel caso in cui

non si intervenga con una polipectomia, predispone alla formazione di tumori colon-

rettali. Quando si verifica la mutazione embrionale ha probabilità di sviluppare

poliposi, il numero di polipi varia a seconda della penetranza che deriva dal tipo di

mutazione. Il gene APC codifica una proteina molto lunga, le mutazioni possono

avvenire su tutta la catena peptidica anche se con maggiore frequenza in porzioni

specifiche: porzione comune per la mutazione somatica e quella embrionale, porzione

specifica per la mutazione somatica e porzione specifica per la mutazione embrionale.

Con mutazioni APC diventa tronca con perdita di funzionalità di legare la beta-catenina

(si compromette il sito di legame specifico). Nell’epitelio del colon normale, le cellule

sono quiescenti si ha formazione di un complesso proteico formato da APC + beta-

catenina + Axinina + GSK3B. Se presente l’attività del fattore di crescita,

interagisce con il recettore e la GSK3B perde la sua funzione, la Beta-catenina non

viene degradata viene traslocata nel nucleo dove stimola TCF, attivando la

trascrizione. La proliferazione dei polipi avviene in cellule staminali del colon, viene

espressa la proteina APC mutata causando l’attivazione di Beta-catenina.

La tumori-genesi nel colon nel 75% dovuta a mutazione driver con funzione gate

keeping del gene APC a livello somatico; accompagnata da molte altre mutazioni

passengers. 20% non si presenta la mutazione somatica di APC, ma una mutazione

della Beta-catenina che si localizza nel nucleo. 1% si ha la mutazione della

proteina axinina. Esistono diversi stadi della tumori-genesi nel colon d