Patologia II

EMT:

- Perdita giunzioni aderenti

- Motilità

- Proteolisi e invasività

L’EMT è collegata alla staminalità e alla

resistenza alla terapia.

Le giunzioni aderenti sono collegate tramite β-

catenine al citoscheletro di actina.

La β-catenina viene fosforilata dalla GSK in un

sistema che comprende APC, così le catenine

vengono degradate nel proteasoma.

Quando le giunzioni aderenti nelle cellule

epiteliali trasformate non ci sono più, le β

catenine rimangono libere. Nel tumore del colon, oltre a non esserci le caderine, c’è una mutazione

del gene APC.

Questo fa sì che le catenine non vengano più regolate per fosforilazione e degradazione, si forma un

pool di catenine libere che regolano il fattore

trascrizionale TCF → espressione di myc e ciclina D1.

Nei polipi del colon se non c’è APC si attiva la via del

Wnt.

C’è un’associazione fra EMT e staminalità, la mancanza

delle giunzioni aderenti fa sì che le β-catenine entrino

nella via del Wnt che è una via della staminalità.

Oltre alla mancanza delle caderine il distacco delle

catenine e la formazione di questo pool è regolato anche

dalla fosforilazione in tirosina, che regola l’assemblaggio. 99

Quando la catenina viene fosforilata non si ha più la stabilizzazione

del complesso → entrano a far parte del complesso con TCF-LEF,

regola espressione di myc → proliferazione, migrazione, crescita e

apoptosi.

b) N-CAM

Nel SN ci sono le N-caderine che non formano giunzioni, ma

interazioni omofiliche fra di loro.

- C’è una regolazione post trascrizionale/traduzionale nei tumori del

SN per cui non possono formare interazioni omofiliche.

- Virus oncogeni a livello delle cellule nervose determinano

scomparsa delle N-CAM.

3. Giunzioni intercellulari: giunzioni

permeabili

Gap junctions: passaggio di segnali fra le cellule, i tumori hanno

gap junctions alterate e non ricevono segnali dalle cellule normali.

Nella rigenerazione le modificazioni di gap junctions e giunzioni

aderenti sono reversibili; nei tumori invece sono alterazioni

stabili.

Il fatto che in generale la superficie sia alterata, fa sì che anche la

formazione delle giunzioni sia impedita.

Prova sperimentale di trascrizione dell’oncogene src (virale),

correlata a ridotta comunicazione via gap junctions.

B. Modificazione dell’interazione con

matrice extracellulare e citoscheletro

Anche le integrine, recettori per componenti della matrice, hanno ruolo

importante nella capacità invasiva e metastatica ma anche nella perdita del

controllo di crescita e differenziazione.

I messaggi mandati dalle integrine possono modificare l’adesività dovuta alle

caderine.

Mentre le CAM sono sempre perse nei tumori primari, le integrine possono

essere ridistribuite oppure cambiate (integrine

acquisite per componenti specifiche di matrici

particolari).

Il tumore è complesso perché ha (organizzazione sopramolecolare):

- Alterazione pattern integrinico

- Alterazione citoscheletro

- Disorganizzazione della matrice 100

Distacco da ECM/membrana basale → migrazione

Esperimenti con carcinoma squamoso testa e collo (OSCC, correlato a assunzione contemporanea

di alcol e fumo)

L’epitelio normale ha emidesmosomi con cui

la cellula epiteliale interagisce con la matrice.

α β e laminina 5 .

6 4

- Nel tumore OSCC distruzione degli

emidesmosomi e mobilizzazione della

⇒

subunità β al lamellipodio facilita

4

invasione delle cellule neoplastiche

(modificazione della distribuzione delle

integrine)

- α β in OSCC (R per laminina in

3 1

cheratinocicti): maggiore motilità

soprattutto quando si riduce l’adesione

cellula/cellula con CD151/Tspan24

⇒

(tetraspanina) alterazione

dell’interazione dell’integrina con la

molecola di adesione.

Si cerca di fare il grading usando la subunità

β delle integrine, la tetraspanina e EGFR.

3

Nella parte centrale del tumore sono simile

alla condizione normale, con interazione delle

integrine con la tetraspanina. Nelle

propaggini invasive, soprattutto quelle che si

staccano dal tumore, c’è sempre piu

indipendenza dell’integrina dalla tetraspanina, che assume un pattern più simile a quello del

recettore per EGF.

Quando non c’è interazione le cellule al fronte diventano più invasive.

La formazione degli invadopodi

Le propaggini che si approfondano nella matrice con movimento e attività proteolitica legata a EMT

vedono una propria evoluzione.

Inizia con il podosoma, poi c’è assemblaggio e maturazione in cui l’invadopodio si approfonda

nella matrice.

- Formazione del podosoma: interazione della cellula neoplastica con la matrice, formazione di

un’adesione focale e presenza a livello di questa adesione di integrine e recettori per GF

(tirosinchinasi)

- I fattori di crescita possono agire su questi recettori, attivandoli (le cellule tumorali non hanno

bisogno dei GF per proliferare, ma ci sono abbondanti fattori di crescita per altre funzioni come

101

il movimento). Una volta

legati i fattori di crescita, il

protoncogene src (tirosina

chinasi con ruolo regolatorio

del citoscheletro) si stacca e

può fosforilare diverse

proteine, tra cui una tirosina

chinasi con 5 gruppi SH:

TKS5

- Nella tappa successiva la

fosforilazione di questa

chinasi è molto importante

→ comincia a fosforilare la

cortactina. A questo punto

ho un sistema di regolazione

dell’actina e assemblaggio di

altre molecole come N-WASP. Inizia la nucleazione dell’actina. Si distacca la cofilina, che

regola la polimerizzazione dell’actina.

- La maturazione richiede interazione delle metalloproteasi, regolate anche dalla WASP, che sono

portate nell’invadopodio. MT1 viene inserita all’apice dell’invadopodio → assume capacità di

degradare la matrice, aspetto importante

dell’EMT.

Anche il sistema degli invadopodi è regolato dal

microambiente: i macrofagi producono EGF e

viceversa le cellule tumorali producono CSF per

attrarre e far proliferare i macrofagi.

I macrofagi si dispongono vicini alla cellula

tumorale che deve degradare la membrana basale

del vaso e ne guidano l’ingresso nel vaso.

I podosomi sono presenti anche nelle cellule

normali, ma non hanno la presenza di enzimi

proteolitici e hanno una durata molto minore.

Integrine

A livello dei contatti focali nelle cellule normali avviene la regolazione del ciclo di divisione

⇒

cellulare e dell’espressione genica crescita e differenziazione.

Le integrine hanno modificazioni tumore specifiche, cambiano con la progressione e cambia la loro

distribuzione cellulare.

- Carcinomi α β e α β (invasione)

6 1 3 1

- Sarcomi α β (metastasi)

2 1 102

- Melanomi α β (promuove

v 3

proliferazione e inibisce apoptosi)

Con le proteine anfipatiche c’è una

trasmissione del segnale; queste

proteine sono alterate nel tumore.

Anche la ECM è modificata.

Mentre le cellule normali sono ancorate al substrato da cui

ricevono segnali per la differenziazione e per il blocco di

movimento e proliferazione, i tumori perdono le caratteristiche

differenziative. È dovuto al cambiamento delle proprietà adesive,

dei contatti focali, per degradazione proteolitica della matrice,

cambiamenti di espressione e distribuzione delle integrine,

distruzione del citoscheletro, aumentata fosforilazione delle

molecole anfipatiche. Queste 3 cose fanno sì

che sia distrutta la struttura sopramolecolare del contatto

focale - questa struttura normalmente regolata limita la

migrazione e la crescita, se è alterata non c’è più né il

messaggio differenziativo né un limite a proliferazione e

migrazione.

Il tumore non è mai del tutto differenziato, né perde del

tutto lo stato di differenziazione → è in una situazione

intermedia con debole adesività a una matrice alterata.

Questo favorisce la migrazione e la crescita delle cellule

tumorali.

Modificazioni della ECM indotte da cellule tumorali

- Enzimi proteolitici prodotti nell’invadopodio

- Componenti della membrana basale (aumento laminina, le cellule

producono un proprio substrato per migrare)

- Desmoplasia → produzione di connettivo

Citoscheletro

- Alterazioni “stress fibers” (per ancoraggio dell’actina alla membrana

plasmatica)

- Perdita fibronectina dalla superficie cellulare

- R α β

5 1

- Distribuzione alterata

- Fosforilazione β1 103

- Perdita espressione (es: virus oncogeni)

- Proteine anfipatiche: ridotta espressione, aumentata

fosforilazione

C) Perdita del controllo della crescita

1. Perdita inibizione da contatto : le cellule

normali a contatto fronto/frontale o fronto/laterale

vengono inibite nel movimento.

Le interazioni specifiche sono impedite nelle cellule

⇒

tumorali, in cui la superficie è alterata no

inibizione da contatto.

Interazione specifica fra recettore e ligando →

attivazione adenilato ciclasi → ↑ cAMP →

organizzazione del citoscheletro.

Nel tumore non avviene per alterazione delle

interazioni intercellulari, viene perso l’assetto del

citoscheletro.

Le cellule tumorali possono essere agglutinate dalle

lectine, le normali no. Se vengono tripsinizzate, però,

vengono esposti i recettori anche nelle cellule normali che vengono quindi agglutinate. Viceversa

posso usare sostanze per coprire i recettori nelle cellule tumorali.

Questo dimostra che la superficie delle cellule tumorali esprime molecole normalmente non presenti

Perdita dipendenza da ancoraggio a ECM

2.

Quando una cellule normale interagisce con il substrato, delle

proteine vengono fosforilate: FAK e paxillina. Questi sistemi

sono integrati anche per il controllo della proliferazione: parte

un segnale al di sotto dell’adesione focale ed al di sotto dei

recettori per il fattore di crescita che porta alla fine

all’espressione della ciclina D.

Quindi per il ciclo cellulare serve o un fattore di crescita o

l’adesione alla matrice.

Il tumore non ha bisogno di GF perché ha l’attivazione di

oncogeni.

La via del segnale sia dal recettore per il GF sia dall’adesione

focale è la stessa:

GrB → Sos → Ras → Mec → MAPK

Nel tumore l’oncogene attivato può essere il recettore o uno