BIOLOGIA MOLECOLARE E CELLULARE DEI TUMORI

1. BIOLOGIA MOLECOLARE E CELLULARE DEI TUMORI IN ETA’ PEDIATRICA Dott.ssa E. Muccioli

2. Le neoplasie sono un complesso di malattie derivanti da alterazioni che si possono verificare in un vasto numero di geni • Alterazioni nei normali processi cellulari • Traduzione del segnale, controllo del ciclo cellulare, crescita e differenziazione cellulare • Riparazione DNA • Regolazione translazionale • Senescenza e apoptosi • Cellule staminali neoplastiche • possono dare origine a tumore con capacità proprie di rigenerazione e proliferazione simili a cell staminali non maligne Dott.ssa E. Muccioli

3. Geni coinvolti nell’oncogenesi Oncogeni Amplificazione Mutazione puntiforme Traslocazione Oncosoppressori Modello due fasi RB p53 Sindromi che predispongono allo sviluppo di neoplasie Altri fattori associati all’oncogenesi Virus Imprinting genomico telomerasi SCHEMA Dott.ssa E. Muccioli

4. GENI COINVOLTI NELL’ONCOGENESI Due classi principalmente coinvolte Oncogeni Oncosoppressori Dott.ssa E. Muccioli

5. ONCOGENI Dott.ssa E. Muccioli

6. ONCOGENI • Proto-oncogeni sono geni fisio che codificano e regolano fattori di trascrizione, di crescita, recettori implicati nella crescita, moltiplicazione e differenziazione cellulare • Quando i proto-oncogeni si alterano danno origine agli oncogeni che possono innescare una trasformazione maligna • Si possono individuare utilizzando ad es fluorescenza di ibridazione in situ con sonde specifiche alle diverse mutazioni: la fluorescenza si lega sul cromosoma-gene alterato sui nuclei di cellule in interfase: si valutano i diversi gradi di fluorescenza per indicare il valore • Attraverso 3 principali meccanismi • Amplificazione, mutazioni puntiformi, traslocazione Dott.ssa E. Muccioli

7. ONCOGENIAMPLIFICAZIONE ONCOGENE MYC • Codifica per proteina regolante la trascrizione • Neuroblastoma con prognosi peggiore Dott.ssa E. Muccioli

8. ONCOGENIMUTAZIONI PUNTIFORMI ONCOGENE NRAS • Proteina che lega il nucleotide guanina con attività attiva di guanosina trifosfatasi, imp nel segnale di traduzione • Aumentato nel 30% delle Leucemie Acute non mieloidi ONCOGENE RET • Recettore transmembrana tirosinchinasi costitutivamente attivo, imp segnale di traduzione • Sindromi con neoplasie multiple e forme famigliari di carcinoma della tiroide Dott.ssa E. Muccioli

9. ONCOGENITRASLOCAZIONE CROMOSOMICA Oncogene per regolazione del fattore di trascrizione dei recettore cellule T o per Ig  quindi le cellule trascrivono maggiormente i recettori o le Ig • Leucemia e Linfomi • Molto conosciuto nella leucemia mieloide cronica è il cromosoma Philadelphis t(9;22) che produce la proteina BCR/ABL cioè tirosinchinasi costituzionalmente attiva e posizionata vicino al nucleo esponendola a un nuovo spettro di substrati Oncogene derivante dalla fusione di geni • Produzione di proteina chimerica con attività nuove e potenzialmente oncogenica • Tumori solidi (sarcoma di Ewing, rabdomiosarcoma alveolare) Dott.ssa E. Muccioli

10. ONCOSOPPRESSORI Dott.ssa E. Muccioli

11. ONCOSOPPRESSORI • Oncosoppressori sono geni imp nella regolazione della crescita cellulare e in apoptosi (morte cellulare programmata) • Sono oncogeni recessivi perché è necessaria la loro inattivazione in entrambi gli alleli per dare origine alla neoplasia Dott.ssa E. Muccioli

12. Modello di sviluppo del tumore in due fasi di Knudson • Studio su gene oncosoppressore RB nel Retinoblastoma • Forme sporadiche: entrambi gli alleli devono essere inattivati • Due fasi • Forme famigliari: i bambini ricevevano già un allele inattivato, era necessaria solo un’altra mutazione sull’unico allele sano per avere la malattia • Una sola fase Dott.ssa E. Muccioli

13. Gene oncosoppressore p53 previene la replicazione cellulare se presente danno cromosomico e innesca l’apoptosi cellulare qualora la cellula presenti un danno cromosomico non riparabile • Oltre il 50% dei tumori ha la p53 alterata • Carcinoma della mammell, colon-retto, polmone, esofago, stomaco, ovaio, prostata, gliomi, sarcomi, leucemie Dott.ssa E. Muccioli

14. SINDROMICHE PREDISPONGONO ALLO SVILUPPO DI NEOPLASIE Dott.ssa E. Muccioli

15. Meccanismi principali presenti nelle sindromi • Inattivazione di geni oncosoppressori • Deficit nei processi di riparazione del DNA • Difetti di sorveglianza da parte del sistema immunitario Dott.ssa E. Muccioli

16. Inattivazione di geni oncosoppressori • Retinoblastoma famigliare • Maggiore rischio di sviluppare osteosarcoma • Sindrome di Li-Fraumeni : allele p53 alterato : maggiore sviluppo di sarcomi, leucemie, neoplasie mammella, osso, polmoni, cervello • Neurofibromatosi • Ereditata • Spesso come autosomica dominante • 50% dei casi mutazione spontanea del gene NF1 con anamnesi famigliare negativa • Alto rischio di sviluppare schwannomi maligni e feocromocitomi Dott.ssa E. Muccioli

17. Deficitdi processi di riparazione DNA Ridotta capacità di riparazione DNA porta ad un accumulo di mutazioni cromosomiche con aumento delle probabilità di sviluppare neoplasie, soprattutto Leucemie • Sindrome di Bloom • Clinica: bassa statura, eritema teleangectasico fotosensibile • Atassia teleangelectasica • Con progressiva degenerazione dei motoneuroni • Anemia di Fanconi • Clinica: bassa statura, malformazioni scheletriche e renali, pancitopenia • Xeroderma pigmentoso • Raggi ultravioletti causano danno DNA che non viene riparato • Trasmissione autosomica recessiva (quali di queste pato???) Dott.ssa E. Muccioli

18. Difetti della sorveglianza da parte del sistema immunitario • Sd Wiskott-Aldrich • Grave immunodeficienza combinata • Immunodeficienze comuni • Sd linfo-proliferativa X-linked • Le più comuni forme di neoplasia in questi pz sono leucemie e linfomi: pz con neopl+immunodeficit rispondono meno alla terapia  è imp il ruolo del sistema immunitario nella terapia e nella prevenzione delle neoplasie Dott.ssa E. Muccioli

19. ALTRI FATTORIASSOCIATI ALL’ONCOGENESI Dott.ssa E. Muccioli

20. VIRUSMolti virus sono stati considerati come responsabili nella patogenesi delle neoplasie • EBV • virus di Epstein-Barr • L’infezione EBV da sola non è in grado di causare la neoplasia • Associazione con • LINFOMA DI BURKITT • LINFOMA CELLULE T • Particolare perché normalmente EBV non infetta linfociti T • CARCINOMA NASOFARINGEO • Nei pz immunocompromessi • Ruolo imp nella linfogenesi in malattia linfoproliferativa a cellule B • si associa anche a leiosarcoma Dott.ssa E. Muccioli

21. VIRUSMolti virus sono stati considerati come responsabili nella patogenesi delle neoplasie • HBV • Bambini con infezione cronica di epatite B presentano un rischio di sviluppare epatocarcinoma di oltre 200 volte • Se trasmissione perinatale, possono essere sufficienti 6-7 anni per lo sviluppo di epatocarcinoma !! (adulto contrae HBV, sono necessari 20 anni per sviluppare neoplasia epatica) • HCV • Fattore di rischio per epatocarcinoma e linfoma splenico Dott.ssa E. Muccioli

22. VIRUSMolti virus sono stati considerati come responsabili nella patogenesi delle neoplasie • HPV • Papillomavirus • Alto rischio tipo 16 e 18 • Basso rischio tipo 6 e 11 • La presenza isolata non è sufficiente per la trasformazione neoplastica • In corso di studio • Ipotesi: coinvolgimento di p53 e RB alterando il ciclo cellulare • Herpes virus HHV8 • associato a sarcoma di Kaposi, linfoma primitivo a cellule B, variante della malattia diCastelman a plasmacellule in pz con AIDS • HTLV-1 • Virus umano della leucemia a cellule T di tipo 1 • Correla con leucemia a cellule T dell’adulto e con il linfoma Dott.ssa E. Muccioli

23. IMPRINTING GENOMICOImprinting genomico è la selettiva inattivazione di uno dei due alleli di un determinato gene dipendente dall’eredità dalla madre o dal padre • Tumore di WIlms • Gene materno IGF2 (Insuline grwth factor receptor2) viene fisio inattivato probabilente per la metilazione di specifiche sequenze CpG davanti al promotore dell’IGF2 a cui consegue l’inattivazione del gene stesso • Pato: non c’è metilazione delle sequenze citate per cui il gene materno viene trascritto ed espresso Dott.ssa E. Muccioli

24. IMPRINTING GENOMICOImprinting genomico è la selettiva inattivazione di uno dei due alleli di un determinato gene dipendente dall’eredità dalla madre o dal padre • Sindrome di Beckwith-Weidemann • Clinica: crescita eccessiva: macrosomia, macroglossia, emiipertrofia, onfalocele, malformazioni renali • Nei pz con modificazioni del pattern di metilazione dei geni sul cromosoma 11p15 si è evidenziato rischio maggiore di sviluppare tumore di Wilms, epatoblastoma, rebdomiosarcoma, neuroblastoma,carcinoma adrenocorticale • Fertilizzazione in vitro • Correlata ad alterazioni dell’imprinting e a sviluppo di casi di sd Beckwith-Weidemann associata a tumori di Wilms e al retinoblastoma Dott.ssa E. Muccioli

25. TELOMERASII telomeri sono una serie di decine o centinaia di sequenze TTAGGG ripetute al termine dei cromosomiImp per stabilizzare le parti terminali dei cromosomi e limitare le rotture, traslocazioni, perdita DNA FISIO • Durante i processi di replicazione del DNA si verifica un progressivo accorciamento dei telomeri • Tale è segno di invecchiamento cellulare e può segnalare la senescenza • Telomerasi : enzima che aggiunge telomeri alle porzioni terminali dei cromosomi • PATO • Se la telomerasi aggiunge telomeri causa una immortalizzazione della cellula/linea cellulare dando vantaggio di crescita rispetto alle altre cellule fisio dal momento che si permetto loro di continuare a moltiplicarsi • Futura terapia potrebbe essere: inibire la telomerasi Dott.ssa E. Muccioli