Patologia generale

La via di segnalazione WNT e il ruolo di APC

La via di segnalazione WNT rappresenta un insieme di vie di trasduzione del segnale attraverso proteine che trasmettono il segnale dall'esterno della cellula, attraverso recettori di superficie, all'interno della cellula. Questa via è fondamentale nello sviluppo dell'embrione e svolge un ruolo importante anche nei tumori.

Quando APC non è più presente, la β-catenina non viene più degradata ed è quindi costitutivamente attiva. Questo comportamento anomalo di APC si verifica nei tumori e contribuisce alla produzione di enterociti.

Guardando al ruolo e alla funzione di APC, possiamo vedere la figura qui riportata, evidenziando i tre punti in cui si divide:

1. Cellule a riposo: APC e β-catenina sono componenti della via di segnalazione WNT. Nelle cellule non esposte al WNT, la β-catenina forma un complesso macromolecolare contenente la proteina APC. Questo complesso porta alla distruzione della β-catenina e ai livelli intracellulari della

β-catenina sono bassi.

B. stimolate dalle molecole WNT,

Quando le cellule vengono il complesso di distruzione viene disattivato, non si verifica la degradazione della β-catenina e aumentano i livelli citoplasmatici. La β-catenina sitrasloca nel nucleo, dove si lega al TCF, un fattore di trascrizione che attiva i geni coinvolti nellaprogressione del ciclo cellulare.

C. è mutato o è assente,

Quando l'APC la distruzione della β-catenina non può avvenire. La β-catenina sitrasloca nel nucleo e coattiva i geni che promuovono l'ingresso nel ciclo cellulare e le cellule sicomportano come se fossero sotto costante stimolazione dal percorso WNT.

Le persone nate con un allele mutato presentano da centinaia a migliaia di polipi adenomatosi del colonverso la seconda o terza decade di vita. Questi polipi vanno incontro a perdita dell’altro allele APC. Pressoché invariabilmente, uno o più polipi subisce la trasformazione maligna.

Mutazioni a carico di APC si trovano nel 70-80% dei tumori sporadici del colon. Il ruolo dei micro RNA (miRNAs) nella tumorigenesi serve introdurlo solo per dire che noi si è parlato di proteine codificate da geni, ma è noto che molta della parte del nostro genoma non codifica solo per long non coding RNA miRNAs, ma anche per RNA non codificanti, siano questi o vanno a regolare l'espressione di altrettanti mRNA, che poi invece vanno a codificare per proteine o anche per altri tipi di RNA. È importante dunque il DNA codificante ma anche non codificante, per creare la complessità di regolazione presente nelle neoplasie. Osservando il ruolo dei miRNA nella tumorigenesi nella figura sopra, possiamo individuare due situazioni: A. eccesso di proto-oncogeni B. attività ridotta di un miRNA che inibisce la traduzione di un oncogene provoca un'oncogeni (N.B. che questa mutazione viene riconosciuta come quella pre-mutazione che allora definirà il

passaggio dello stato di un proto-oncogene, in oncogene attivo a tutti gli effetti).

B. deficit diL'iperattività di un miRNA che colpisce un gene di soppressione del tumore induce un oncosoppressore. I punti interrogativi in A e B indicano che i meccanismi con cui i cambiamenti nell'livello o nell'attività di miRNA non sono completamente noti.

eludere i segnali pro-apoptotici

Un'altra caratteristica delle cellule neoplastiche sta nel fatto di (ricordiamola bilancia che fa prevalere la parte della proliferazione delle cellule neoplastiche).

Ai recettori di membrana possono poi arrivare segnali pro-apoptotici, come (FAS che si lega ai recettori di tipo FAS. Banalmente nella cellula tumorale, che diventa recettore resistente all'apoptosi, possono quindi diminuire quei cosiddetti receptors "death"; dunque i segnali pro-apoptotici non vengono sentiti dalla cellula, oppure ci possono essere alterazioni in questi recettori di morte. Per quanto

Riguarda l'apoptosi, c'è una via estrinseca e una intrinseca (che parte da un danneggiamento a livello mitocondriale), e si può avere una diminuzione del citocromo c e dunque anche una riduzione della sua fuoriuscita, che non va a stimolare segnali pro-apoptotici; oppure si può avere alterazioni di proteine inibitorie dell'apoptosi che possono essere aumentate o diminuite. Tutto ciò fa sì che sia diminuita l'apoptosi a livello delle cellule tumorali.

Importante è anche il dato che le cellule tumorali sono potenziale replicato illimitato, immortali. Questo è diverso da quello che succede nelle cellule normali, in cui anche banalmente perché a seguito di un ciclo replicato si ha una perdita di sequenze del DNA telomerico e quindi le regioni terminali di ogni cromosoma, i telomeri, a ogni ciclo replicativo vengono accorciati. (RICORDA: i telomeri sono sequenze specializzate non codificanti di DNA, localizzate alle)

estremità dei cromosomi. Nell'uomo i telomeri sono composti da sequenze ripetute TTAGGG (la cui estensione può raggiungere 10 kilobase pairs). Approssimativamente dai 50 ai 200 bp di queste sequenze vengono perduti per ogni divisione cellulare e la sequenza risulta più corta di 4000 nucleotidi al momento della senescenza. Questa perdita culmina nella riduzione critica che è associata con l'arresto della crescita e senescenza cellulare. I telomeri hanno la tipica funzione di "protezione a cuffia" delle estremità cromosomiche, prevenendone sia la degradazione sia la ricombinazione indesiderata, come la fusione termino-terminale comunemente associata a rottura delle estremità cromosomiche). Questo è proprio un meccanismo fisiologico per far sì che dopo un certo numero di replicazioni, le cellule vadano incontro ad apoptosi, quando non siano già andate incontro a limitare il potenziale differenziamento. Dunque l'accorciamento.dei telomeri ad ogni ciclo replicativo delle cellule e quindi crea un ostacolo all'accumularsi di numerose mutazioni nella stessa cellula ma anche di una grande popolazione tumorale una volta che un oncogene si è attivato. Dunque i telomeri sono un qualcosa che ci protegge, sia dall'eccessivo numero di replicazioni, ma anche perché impediscono riattivazione dell'attività enzimatica ai cromosomi di appiccicarsi gli uni agli altri. Nei tumori spesso c'è la telomerasi. Importante ricordare che la telomerasi è una DNA-polimerasi RNA-dipendente composta da RNA due subunità maggiori: una componente di (che serve come stampo per l'attività enzimatica) ed una subunità catalitica (con funzione di attività di trascrittasi inversa). La telomerasi estende e mantiene la lunghezza dei telomeri di DNA in modo da evitare la senescenza replicativa. Mentre la maggior parte delle cellule somatiche umane normalinon possiedono attività telomerasica dimostrabile, cellule altamente proliferanti, come quelle della linea germinale, il trofoblasto, le cellule endometriali, le cellule staminali, e fino al 95% delle cellule cancerose esprimono attività telomerasica di vario grado.

cellule somatiche

Si vede in figura come l'attività telomerasica nelle cellule somatiche diminuisce, per cui ad aumentare delle divisioni cellulari la lunghezza dei telomeri diminuisce; e invece nelle cellule germinali c'è una certa attività che preserva la lunghezza dei telomeri. Nelle cellule tumorali la lunghezza rimane pressoché la stessa, mentre nelle cellule staminali si ha il mantenimento o addirittura il ripristino dei telomeri.

In tale immagine di sintesi si vede quella che è detta 'lunga strada per il cancro'. Qui è il cancro del colon. È evidente come a partire da un epitelio normale devono esserci diversi eventi di mutazione. Intanto può esserci una

mutazione a livello germinale, edunque ereditata (APC), oppure questa può essere una mutazione a livello della cellula somatica ('firsthit') e questa non viene manifestata, perché è silente. Si può poi avere l'attivazione della via della β-catenina e comincia l'aumento della proliferazione che, accompagnato dalla acquisizione di una mutazione di un proto-oncogene, come K-RAS, porta alla formazione di adenomi (neoplasia benigna che può rimanere tale, fino a che p53 è in condizione wild-type; a un certo punto si avrà la senescenza cellulare). In caso in cui, a causa dell'alta proliferazione o perché la mucosa è esposta a sostanze mutagene o vari eventi, si può avere la perdita di p53, ovviamente in omozigosi e dunque entrambe le copie di alleli che devono essere inattivati.

80 PATOLOGIA VASCOLARE (lez. 29 maggio - parte 1) Si è già detto che le principali cause di morte sono i

tumori e le malattie cardiovascolari. Si è detto inoltre che ormai sotto agli 85 anni la prima causa di morte sono i tumori e sopra gli 85 anni principale causa sono le malattie cardiovascolari. Per quanto riguarda la patologia del sistema circolatorio, è fondamentale capire che lo stato fisiologico di cellule, organi e tessuti dipende dal normale "funzionamento" del sistema circolatorio, ossia da un normale apporto di sangue e di sostanze nutritizie e dalla rimozione di scorie metaboliche. Centrale è la normale omeostasi dei fluidi. Alterazioni a livello del sistema circolatorio, di qualsiasi origine, determinano un ampio spettro di stati patologici: - modificazione di volume vascolare, pressione, contenuto proteico - alterazioni endoteliali - Questi possono risultare in iperemia ed edema - alterazioni del sistema emostatico - Questi possono risultare in emorragie o trombosi - alterazioni della perfusione tissutale - Questi possono risultare in ischemia o infarto È quindi fondamentale mantenere un sistema circolatorio sano per prevenire e gestire le malattie cardiovascolari e altre patologie correlate.

in shock;

• ostacoli al normale flusso sanguigno. Questi possono risultare in ischemia e infarto.
• Va detto che tali cause possono esserlo di più patologie associate e anche le varie patologie possono essere connesse le une alle altre. Due aspetti fondamentali sono la e la iperemia congestione: condizione in cui i capillari contengono più sangue del normale, per cui si verifica un aumento del volume di sangue nel tessuto in esame. La temperatura della cute iperemica potrà essere più alta o più bassa; iperemia attiva (arteriosa): si verifica un aumento dell'apporto di sangue in un organo da parte del sistema arterioso (tipicamente il flusso di sangue è aumentato). È un processo attivo dovuto a dilatazione delle arteriole tipicamente in risposta ad un aumento della richiesta funzionale (cuore, muscolo scheletrico durante esercizio, infiammazione, influenze neurogene e/o ormonali). Il sangue eritema);