Patologia generale - Oncologia

Generalità sui tumori

Il cancro (tumore maligno) è causa del 34% delle morti in Italia, secondo soltanto alle malattie cardiocircolatorie: il picco di insorgenza è tra i 50-80 anni e quindi decresce in quanto aumentano fenotipi caratterizzati da insorgenza di patologie cardiovascolari.

Tumori

• Sporadici – Correlazione genotipo-ambiente senza incidenza familiare nello sviluppo della patologia. Il tumore, frequentemente, dipende dallo stile di vita assunto dal soggetto (es. fumo di sigaretta).
• Familiari – Tumori comuni all’interno di una famiglia privi di ereditarietà: sono patologie multifattoriali caratterizzate dalla presenza di un dato genotipo che, associato a una particolare condizione ambientale, determina lo sviluppo delle neoplasie (es. gene BCRA1 correlato con il carcinoma alla mammella).
• Ereditari – Il genotipo è la costituente fondamentale per lo sviluppo del tumore: la trasmissione è AD e rappresenta l’agente “inducente” lo sviluppo del tumore. Sono presenti casi AR recessivi nei quali la mutazione risulta a carico dei geni codificanti per proteine coinvolte nel controllo del DNA.

Cancerogenesi (patogenesi)

Il soggetto è esposto a un agente lesivo chimico, fisico o biologico che determina una risposta cellulare subclinica che, nel caso del tumore, è rappresentata solitamente da riarrangiamento genomico che determina la trasformazione neoplastica, ovvero un riarrangiamento genico che trasforma una singola cellula in una cellula capace di generare suoi cloni cellulari.

L’origine della massa neoplastica è monoclonale, tuttavia, all’interno di questa si possono osservare cellule che tra loro hanno genotipo diverso: questo fenomeno, indicato come instabilità genomica, che è alla base della cancerogenesi, è dato dall’accumulo di riarrangiamenti genomici che si osservano all’interno delle cellule trasformate.

I riarrangiamenti genomici sono alla base della progressione neoplastica: il tumore progredisce perché le mutazioni conferiscono alle cellule un fenotipo fortemente invasivo e angiogenetico capace di proliferare ed invadere i tessuti circostanti.

• Amplificazioni – Attivazione con aumento della trascrizione di geni oncogeni. Solitamente codificano per proteine coinvolte nella moltiplicazione cellulare.
• Riarrangiamenti e traslocazioni – Fenomeno che permette di creare geni chimera: questi sono formati da due aree genomiche che, fisiologicamente, NON sono tra loro adiacenti e che la traslocazione ha posto in continuità. Un esempio è il linfoma di Burkitt nel quale l’oncogene c-myc è posto a valle del promotore delle Ig: in tal modo l’oncogene c-myc è overtrascritto.
• Mutazioni puntiformi – Mutazioni che generalmente inducono inattivazione di oncosoppressori, geni che fisiologicamente codificano per inibitori del ciclo cellulare.
• Riattivazioni di geni silenti – I tumori, soprattutto maligni, sono caratterizzati da perdita di differenziazione: questo significa che sono stati silenziati geni associati a uno specifico istotipo mentre sono riattivati geni fetali/embrionali.

Il tumore è una patologia multifattoriale: le cause del tumore possono essere endogene e/o esogene e, frequentemente, lo sviluppo del fenotipo neoplastico dipende dalla presenza contemporanea di più agenti etiologici.

Cause di danno

• Sostanze cancerogene – Tutte le sostanze cancerogene sono mutagene (inducono mutazione delle cellule somatiche) e non è vero il contrario (una sostanza mutagena NON necessariamente è cancerogena): tra queste si possono identificare cause fisiche, chimiche (es. asbesto) e biologiche. Tutte le sostanze cancerogene inducono alterazioni a carico del DNA delle cellule somatiche: il tumore NON è una patologia ereditaria, non colpisce le cellule germinali, tuttavia, è possibile ereditare mutazioni associate a un più facile sviluppo dei tumori.
• Sostanze pro-cancerogene – Sostanze prive di capacità cancerogenica se poste a contatto con la cellula/tessuto che, tuttavia, acquiscono capacità cancerogenica che elaborate biochimicamente dal sistema microsomiale della cellula stessa.

Fasi della cancerogenesi

• Iniziazione – Una o più mutazioni del DNA di una cellula la trasformano da cellula normale in cellula neoplastica latente.
• Promozione – La presenza di ormoni o fattori di crescita stimola la proliferazione della cellula neoplastica: avviata la proliferazione, dopo un certo periodo, compare il tumore clinicamente evidente.
• Progressione – L’accumulo di ulteriori mutazioni consente la conversione del fenotipo normale in fenotipo neoplastico: i cloni neoplastici, inizialmente ammassati e privi di un sistema vascolare deputato all’apporto di nutrienti, modificano il proprio metabolismo energetico adattandolo alle condizioni ipossiche e, in tal modo, stimolano la neoangiogenesi e il reclutamento di fibroblasti che creano uno stroma attorno ai cloni ammassati.

Le fasi di progressione neoplastiche sono solitamente garantite da alcune caratteristiche peculiari della cellula neoplastica.

• Apoptosi – Alcuni geni (es. p53) sono responsabili dell’attivazione dell’apoptosi nel momento in cui rilevano un eccessivo numero di mutazioni o un danno cellulare esteso: l’assenza o il blocco di questo sistema “protettivo” permette al tumore di sopravvivere.
• Autosufficienza FDC – Per la fase di proliferazione è necessario che ormoni o FDC siano forniti alla cellula neoplastica: solitamente è essa stessa, con azione autocrina ed espressione degli opportuni recettori, a fornire le sostanze stimolanti di cui necessita per la sopravvivenza.
• Angiogenesi – La fase di progressione è caratterizzata dalla neoangiogenesi, processo nel quale sono forniti nuovi vasi al fine di aumentare l’arrivo di FDC e nutrienti. L’angiogenesi è un processo fisiologico regolato da fattori attivatori (VEGF) ed inibitori, la cui deregolazione, determina lo switch angiogenetico, fase portante della trasformazione neoplastica. VEGF è attivato dalle condizioni ipossiche (che attivano HIF) e viene prodotto dalle cellule tumorali.

Processo angiogenetico

• Degradazione della membrana endoteliale per mezzo di proteasi.
• Distacco dei periciti dall’endotelio, quindi maggiore permeabilità della membrana.
• Perdita connessione tra le cell endoteliali per azione dell’angiopoietina2.
• Proliferazione cell endoteliali e loro migrazione in risposta a VEGF.
• Proliferazione cell endoteliali a formare un lume.
• Migrazione cell di supporto per conferire resistenza e funzionalità al vaso.

È stata anche osservata, in parallelo, una linfoangiogenesi promossa da VEGF-C: questo si associa comunemente alle neuropiline (simili a semaforine della neurogenesi – guidano crescita dell’assone).

• Anaplasia – Il tessuto neplastico è caratterizzato dalla perdita della differenziazione: questo spesso consente una maggiore invasività in un tessuto che, fisiologicamente, non ne possiede le caratteristiche.

La cancerogenesi è comunque limitata ed è un evento raro nel corso della vita di un individuo: la limitazione è dovuta alla presenza di meccanismi di risposta anti-neoplastici (disattivazione sostanze pro-cancerogene, apoptosi, riparazione del DNA, risposta infiammatoria.

La risposta infiammatoria è un evento scatenato dalla presenza di un danno cellulare/tissutale ma, tuttavia, è un processo che facilita la trasformazione neoplastica e che frequentemente è alla base della cancerogenesi: la RI vuole essere una risposta al danno che stimola una reattività cellulare che, spesso, determina la comparsa di trasformazioni strutturali/funzionali che sono indicate come lesioni preneoplastiche.

Lesioni preneoplastiche

Le lesioni preneoplastiche sono, dunque, alterazioni potenzialmente capaci di indurre la trasformazione neoplastica e tra queste si possono identificare:

• Iperplasia/Ipertrofia – Indicato come accrescimento cellulare non neoplastico. Iperplasie, ipertrofie e atrofie sono processi adattivi delle cellule a fronte di alterazioni dell’omeostasi: si intende per ipertrofia l’aumento volumetrico delle cellule a causa dell’aumento dei processi anabolici e per iperplasia, l’aumento volumetrico del tessuto per aumento del numero di cellule (solo per cellule NON perenni, che sono ancora in grado di replicare). Iperplasia ed ipertrofia sono processi reversibili che cessano allo cessare della causa che ha indotto questa trasformazione ma, dato che sono rappresentate da riprogrammazione del genoma cellulare, possono anche rappresentare lesioni preneoplastiche.
• Displasia – Alterazione del rapporto nucleo/citoplasma che occorre in una cellula la cui unica finalità è quella di proliferare. Il nucleo delle cellule displastiche è pleiomorfo ed, inoltre, queste cellule risultano atipiche perché hanno perso le caratteristiche istospecifiche del tessuto di provenienza.
• Nonmetaplasia – La metaplasia consiste nella trasformazione fenotipica (ma istologica) di un tessuto: il fenotipo originale è convertito, a seguito di danno, in un fenotipo più resistente.

Esempi di metaplasia

• Metaplasia squamosa dell’epitelio bronchiale – Il consumo di nicotina determina la conversione dell’epitelio ciliare mucoso in epitelio pavimentoso pluristratificato.
• Metaplasia di Barrett – Il reflusso gastroesofageo converte l’epitelio squamoso pluristratificato dell’esofago in epitelio cilindrico.
• Leucoplachia – Eccessiva cheratinizzazione della mucosa di lingua ed esofago a seguito del consumo di nicotina.
• Metaplasia squamosa della cervice uterina – Conversione dell’epitelio cilindrico monostratificato in epitelio pavimentoso squamoso pluristratificato a seguito di infezione virale.

Fattori di crescita

I fattori di crescita, regolano crescita, differenziazione e proliferazione cellulare: ne esistono di attivanti ed inibenti il ciclo cellulare e sono tutti rappresentati da polipeptidi che, legando il recettore, attivano vie trascrizionali che regolano geni coinvolti nell’avanzamento/inibizione del ciclo.

I fattori di crescita sono secreti o in forma attiva in qualità di propeptidi che acquisiscono la competenza quando legano il recettore o in forma inattiva e, in questo caso, necessitano di fattori di attivazione tissutale (es. plasmina) derivati dalla matrice, per divenire competenti.

I fattori di crescita agiscono per via endocrina, paracrina (PDGF, VGF) ed autocrina (EGF) ed interagiscono con recettori GPCR, ionici e, soprattutto con recettori tirosin-chinasici che avviano la trasduzione nel momento in cui dimerizzano.

PDGF (Fattore di crescita derivato dalle piastrine)

PDGF, stimolante la proliferazione cellulare, codificato dal gene SIS (omologo gene retrovirus della scimmia) è presente in 4 isoforme e la forma attiva è rappresentata da un dimero: lega il recettore PDGF-R tirosin-chinasico composto dalle subunità α e β.

L’interazione recettore-citochina, che oltre PDGF lega anche VEGF, determina una delle possibili dimerizzazioni del recettore (αα, ββ, αβ) che trasduce il segnale avviando le vie di trascrizione:

• MAP-chinasi – La dimerizzazione del recettore attiva la proteina adattatrice GRB2 che si complessa con SOS che agisce da scambiatore GDP/GTP su RAS (mutato in molte condizioni neoplastiche) il quale attiva RAF che avvia la trascrizione di geni coinvolti nella proliferazione cellulare.
• PI3K – Attivazione della via di PI3k che determina l’avvio del segnale di trasduzione di Akt (proliferazione, sopravvivenza e crescita cellulare) e di PCLγ.

L’attività di PDGF è molto simile a quella di CMSF e del suo recettore C-Kit.

Coinvolgimento del PDGF-R e di C-Kit nella proliferazione tumorale

• Proteine di fusione – Proteina nella quale si fondono le info provenienti da due geni diversi: è il caso del PDGF-β che, quando si associa alla proteina FIP1L1, perde completamente la capacità auto-inibitoria quindi risulta costitutivamente attivato mentre quando lega la proteina ETV6 diventa attivo costitutivamente perché non necessita più dell’attivazione da parte del ligando.
• Amplificazione del recettore – L’aumento dell’espressione del recettore ne determina l’aumento della funzionalità: è quello che si osserva nel glioblastoma a livello del quale il PDGFα risulta over-espresso.
• Mutazione del recettore – I GIST (tumori connettivali del GI, in particolare dello stomaco) correlano, frequentemente, con mutazioni ad alcuni domini del recettore PDGFα o c-Kit.

La proliferazione del tumore è anche indotta dalla citochina PDGF: questa induce la transizione epitelio-mesenchimale (> invasività del tumore), agisce come chemoattrattore reclutando FGF2 (ruolo in angiogenesi), fibroblasti che, a loro volta, producono diversi fattori tra cui la chemochina CXCL12 il cui recettore, CXCR4, viene prodotto dalla cellula tumorale stimolata da PDGF stesso.

PDGF viene prodotto dalle cellule tumorali e induce i fibroblasti a produrre IGFs (fattore insulino-simile) che stimola la proliferazione di cellule epiteliali neoplastiche.

Attualmente sono in commercio farmaci (Sunitinib – Imatinib) che riducono l’azione di PDGF o del suo recettore.

TGF-β (Transforming Growth Factor β)

Il TGF-β è una citochina con azione prevalentemente inibente che, tuttavia, ha azione attivante nella sua fase tardiva. Lega il recettore TGF-βR che esiste nella subunità α e β che vengono tra loro avvicinati nel momento del legame con la citochina.

Il ruolo iniziale di TGF-β sono il blocco del ciclo cellulare, attivando p21 e p15 che bloccano la cellula in G1, l’induzione dell’apoptosi e la stimolazione del differenziamento cellulare. Viene frequentemente regolato da numerosi altri fattori di crescita.

Il TGF-β è coinvolto nello sviluppo di patologie tumorali secondo diverse modalità:

• TGF-βR3 – Esiste una terza isoforma del recettore di TGF-β che presenta azione inibitoria nei confronti degli altri due recettori: se TGF-βR3 lega una delle altre subunità del recettore rende questi ultimi inattivi nel svolgere la loro azione.
• Mutazioni – Mutazioni di TGF-βR2 sono frequentemente osservate in tumori al colon, allo stomaco e nei tumori ereditari. Le mutazioni al recettore si osservano a carico di una serie di 10 adenine: l’inserimento di 1/2 basi determina lo slittamento del codice di lettura e la creazione di un codone di stop.

Il TGF-β, tuttavia, tardivamente, presenta un’azione favorente la proliferazione tumorale tant’è che frequentemente sono impiegati farmaci che limitano l’azione latente del TGF-β. Il ruolo latente di TGF-β dipende soprattutto dall’aumento della sorveglianza immunitaria, dall’attivazione di VEGF e soprattutto dal reclutamento dei macrofagi che, a loro volta, aumentano lo stato pro-infiammatorio, facilitano la proliferazione tumorale.

RET (REarranging during Transfection)

RET è il recettore per la neurotrofina GDNF che regola lo sviluppo embrionale e, in particolare di SNC, tubo digerente e rene. RET è espresso in due forme ed è frequentemente sede di mutazioni che determinano l’insorgere di una neoplasia.

Carcinoma follicolare della tiroide

Si osservano riarrangiamenti del cromosoma, in particolare inversioni paracentriche, che sintetizzano per le forme di RET indicate come PTC1 e PTC2: in questi fenotipi RET viene a trovarsi in prossimità al gene H4 e questo determina l’attivazione costitutiva del recettore. Un’altra mutazione frequentemente osservata nel carcinoma follicolare è l’associazione costitutiva tra RET e la subunità regolatoria di cAMP.

Carcinoma midollare della tiroide

Questo carcinoma si osserva nel contesto di MEN2a e MEN2b, neoplasie endocrine multiple, dove oltre al carcinoma si osservano altri tumori a ghiandole endocrine: in MEN2a si osservano mutazioni di RET a livello del dominio cisteinico mentre in MEN2b si osservano mutazioni al dominio chinasico.

Mutazioni inattivanti RET sono alla base dello sviluppo del megacolon acquisito (forse alterazione delle creste neurali), che si manifesta con alterazioni a carico della motilità e dell’espansione del colon.

Classificazione dei tumori

Classificazione biologica

Suddivisione sulla base delle caratteristiche morfologico-funzionali che prevede la presenza di due categorie di tumori: benigni e maligni, entrambi con anomala autonomia replicativa, laddove il secondo può conseguire al primo.

Tumori benigni

Cellule simili a quelle normali avvolte da una capsula fibrosa e, pertanto, in rapporto di contiguità con il tessuto normale adiacente: questo determina una sintomatologia che, per lo più, dipende dalla compressione generata dal tumore sul tessuto sano. Le cellule producono da sé fattori necessari alla formazione della componente vascolare e dello stroma (desmoplasia).

Le cellule del tumore benigno sono altamente differenziate: un esempio è l’adenoma, tumore endocrino benigno, nel quale le cellule producono (senza meccanismi di regolazione a feedback) gli stessi ormoni delle cellule sane, soltanto che lo fanno in modo costitutivo.

I tumori benigni NON danno origine a metastatizzazione e presentano un lento tasso di crescita.

Tumore maligno

I tumori maligni sono costituiti da cellule che a livello morfo-funzionale differiscono molto dalle corrispettive cellule sane: queste cellule sono altamente indifferenziate (tumore anaplastico) pertanto ne risulta difficile la diagnosi istologica.

Il tumore maligno, che spesso manca di una capsula fibrosa, ha la caratteristica di infiltrare, distruggere e sostituirsi ai tessuti circostanti: questa capacità, indicata come invasività neoplastica, è fondamentale nella patogenesi dei tumori maligni.