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Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche “sociali ” della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre cellule, dallo stroma, da fattori circolanti differenziamento funzioni specifiche monitoraggio di danni e invecchiamento morte cellulare programmata

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Page 1: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Cellula tumorale :perdita delle caratteristiche “sociali ” della cellula normale

• controllo della proliferazione• risposta e dipendenza dai segnali

da altre cellule, dallo stroma, da fattori circolanti• differenziamento• funzioni specifiche• monitoraggio di danni e invecchiamento• morte cellulare programmata

Page 2: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Identificati attraverso lo studio dei “tumori ereditari”Rb1 retinoblastomaNF 1 e 2 neurofibromatosi 1 e 2APC poliposi adenomatosa famigliareTSC I e II sclerosi tuberosa tipo 1 e 2VHL sindrome di Von Hippel-LindauCDKN2A (p16) melanoma famigliareMEN1 neoplasie endocrine multiple 2SDH B-C-D paragangliomi e feocromocitomi famigliariFH leiomiomatosi e tumori renalipTEN sindrome di CowdenSMAD4 poliposi giovanile del colonBRCA1 e 2 ca. famigliare della mammella e dell’ovaioMSH2 MLH1 MSH6 PMS1 PMS2 ca. famigliare del colon

Identificati attraverso lo studio dei “tumori sporadici”

WT1 tumore di Wilms’p53 multi tumor suppressor genecadE tumore gastrico diffusoMET RET KIT ca. renale papillifero, MEN2, GISTMYH poliposi recessiva del colon

Geni di suscettibilità al cancro

Page 3: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

GENIONCO - SOPPRESSORI

Proto -ONCOGENI

PROLIFERAZIONE APOPTOSI CELLULARE

SORVEGLIANZA dell’INTEGRITA’ del GENOMA

DIFFERENZIAMENTO

GENI del RIPAROdel DNA: “care takers”

Page 4: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Geni di predispozione AD…ma a livello cellulare :X

Recessivi Parzialmente recessivi Dominanti

XX

mutazioni somatiche casualmente acquisiteda una o più cellule

Tumori spessomultipli e bilaterali

Modello Rb

espansione del compartoproliferitivo delle cripteintestinali

XX

mutazioni somatiche acquisite dalle celluleproliferanti

Adenomi multipli

Modello APC

X

stimolo proliferativocon IPERPLASIA dellecellule che esprimonol’oncogene

Tumori spessomultipli e bilaterali

Modello RET

Page 5: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Geni guardiani dellacorretta proliferazione cellulare

Rischio del 90-100 %

Geni di organizzazione di un tessutocomunicazione tra stroma e cellule

Rischio del 20-40 %

Geni di sorveglianza dell’integrità del genoma

Rischio del 40-80 %

Geni di suscettibilità al cancro

Page 6: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

neurotecheomanevi

nevi

Astrocitoma anaplastico multifocale

Chirurgiapolichemioterapia

radioterapiaanalisi genetica TP53 e p16 (INK4)

TP53 R273H INK4del (p16, p14, p15)

glioblastoma multiforme a 15 aa 5 melanomi al capo a 12 aa

Page 7: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

D9S

974

D9S

736

D9S

958

hM

p1α

I1E

x 2E

x 3

Ex 1α

D9S

942

D9S

1748E

x 1βD

9S1604

D9S

1752E

x 2

Ex 1

D9S

975

9p tel.9p cent.

D9S

1749

22 Kb

H HH

11 Kb

p16 – CDKN2A

p14

p15 – CDKN2B

Locus INK4 , 9p21

R RLOH LOH LOHNI NI NINILOH

Page 8: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

p16

p14

CDK4CiclinaD

Page 9: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Servizi di consulenza geneticain campo oncologico

forme di predisposizione geneticamentedeterminate allo sviluppo di tumori

• riconoscerle• diagnosticarle mediante analisi genetiche• studiare le manifestazioni cliniche• gestire il rischio oncologico

difetti genetici molto rariresponsabili di circa il 5 % di tutti i casi di tumore

Page 10: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

05/27/2003

dec 23 aa Ca. colon Ca. colon Ca. colon Senilità Ca. colon Linfoma

npl vescica npl laringe Ca. colon Ca. Ovaio

sano

2

Informazione: errataerrata correttacorretta mancantemancante

Validazione dei datianamnestici…..

Page 11: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

05/27/2003

dec 23 aa BrCa BrCa 74 npl laringe BrCa 43 BrCa 44 Prostata 71 Linfoma

npl vescica sano Pancreas 42 Ca. Ovaio

npl laringe

2

Validazione dei datianamnestici…..….un problema legale, etico, organizzativo.

Page 12: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Predisposizioni SINDROMICHE

caratteristiche fenotipiche, lesioni amartomatose

benigne e pre-neoplastiche multiple

diagnosi CLINICA

• neurofibromatosi 1 e 2

• poliposi adenomatosa fam. (FAP)

• poliposi giovanile

• sindrome di Peutz-Jeghers

• sindrome di Cowden

• neoplasie endocrine multiple 1 e 2

• sindrome di Von Hippel - Lindau

• sindrome di Carney

• sindrome di Denys-Drash, WAGR

* riconoscerle* considerarle “ malattie ereditarie ”

Page 13: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

24/03/2004

12PNST

16 macchie

48 macchie

Tumori in NF1(PNST, gliomi, astrocitomi, feocromocitomi)forma di predisposizionead espressività variabile

Page 14: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Neurofibromatosineoplasie benigne ad origine dalle cellule di Schwann

delle guaine dei nervi periferici

• Neurofibromatosi tipo I– 1 su 3.000 - 4.000 individui

– gene NF1 in 17q11.2 (60 esoni)

• Neurofibromatosi tipo II– 1 su 40.000 individui

– gene NF2 in 22q12.2 (16 esoni)

Page 15: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

• più di 6 macchie caffè-latte• lentigginosi delle pieghe• neurofibromi cutanei e delle radici

dei nervi• noduli di Lisch (amartomi

dell’iride)• neurofibromi plessiformi• anomalie ossee e scoliosi• glioma delle vie ottiche• ipertensione e vasculopatia• tumori (schwannomi maligni,

neoplasie cerebrali, leucemia)• difficoltà di apprendimento

• rare macchie• rari schwannomi cutanei• schwannomi dei nervi spinali

o cranici• schwannoma bilaterale della

branca vestibolare del nervo acustico

• meningiomi• ependimomi, astrocitomi• opacità sub-capsulare

posteriore del cristallino

Neurofibromatosi :

NF1 NF2

Page 16: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Neurofibromatosi tipo 1criteri diagnostici NIH (1987) presenza di 2 o più dei seguenti :

• sei o più macchie caffè-latte (95%)> 5 mm in età pre-pubere, > 15 mm in età post-pubere

• due o più neurofibromi o uno plessiforme (20%)

• lentigginosi in regione ascellare o inguinale (90%)

• glioma ottico (tumore della via ottica)

• due o più noduli di Lisch (amartomi dell’iride)

• una tipica lesione ossea displasia dello sfenoide displasia o ispessimento della corticale delle ossa lunghe

con o senza pseudo-artrosi

• un parente di primo grado con diagnosi di NF1

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Page 21: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Segni e sintomi Età comparsa

manifestazioni ossee congenite

macchie caffè latte alla nascita o nei primi anni di vita

neurofibromi plessiformi

della faccia e collo :

in altre sedi :

primo anno di vita

entro l’adolescenza

lentiggini 3-5 anni

glioma ottico primi 6 anni di vita

scoliosi displastica tra i 6 e i 10 anni

MPNST adolescenti e adulti

neurofibromi cutanei e sottocutanei

dopo la pubertà(aumentano in gravidanza)

ipertensione qualsiasi età

Page 22: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Gene NF1 17q11.2

60 esoni – mRNA di 9022 basi – 2818 aa

Page 23: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

NF1: neurofibrominaGTPase activating protein

Page 24: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

50% dei casi sono dovuti a nuove mutazioniMutazioni del gene NF1 possono essere identificate in più del 95% dei casi

Neurofibromatosi tipo 1

missense o in frame del/ins : 10%

Page 25: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Neurofibromatosi tipo 1 : PTT

- estrazione dell’RNA- retrotrascrizione dell’mRNA di NF1 (poliT)- amplificazione di frammenti sovrapposti- traduzione in vitro (reticolociti di coniglio)- separazione dei frammenti proteici in gel

di poliacrilamide- ricerca di frammenti più corti

Frammento a

Frammento b

Frammento c

Frammento d Frammento f

Frammento e

AAAAAAAAAATTTTTTTTTT

cDNA

STOP

Page 26: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

11/01/2005

40 schwannoma vestibolare (dx) 39schwannoma vestibolare (sx) 39meningioma (rocca petrosa) 39

macchie cutanee (4 cl)

18

76 schwannoma vestibolare (dx) 69schwannoma vestibolare (sx) 69

meningioma (etmoide) 69meningioma (frontale sx) 69

69 67Vescica 47

Vie urinarie 62

42

14

38

67 40Tumori in NF2(schwannomi, meningiomi, astrocitomi, gliomi, ependimomi)

Page 27: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Neurofibromatosi tipo 2

Sintomi di esordio• sordità monolaterale (35%)

• debolezza focale (12%)

• ronzio, acufeni (10%)

• sordità bilaterale (9%)

• difetto dell’equilibrio (8%)

• apoplessia (8%)

• perdita di sensibilità focale (6%)

• cecità (1%)

• diagnosi per famigliarità (11%)

Forma grave< 25 anni

presenza di meningiomi

e schwannomi in altre sedi

Forma lieve> 25 anni

schwannoma bilaterale del nervo acustico

Forma intermediaaltri fenotipi

Page 28: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Neurofibromatosi tipo 2

gene NF2 in 22q12.216 esoni (+ 1 splicing alternativo)

proteine di 595 e 590 aa

50% dei casi sono dovuti a nuove mutazioni25-30% dei nuovi casi sono mosaici somatici

mutazioni del gene NF2 vengono identificate nel 65% dei casi circa- 10% : delezioni parziali o complete del gene- 10% : mutazioni missenso o delezioni in frame- 80% : mutazioni troncanti (non senso, frameshift, splicing)

Page 29: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

NF2: merlinacoordinamento dei segnali tra fattori

di crescita e adesione cellulare

Page 30: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

familial clustering

diagnosi PROBABILISTICA

• neoplasie RARE

- sindrome di Li-Fraumeni

- ca. midollare della tiroide ecc.

- retinoblastoma

- tumore gastrico diffuso

- sindrome di Purtillo-Duncan

• neoplasie FREQUENTI- ca. famigliare mammella - ovaio

- HNPCC

- melanoma famigliare

probabilità pre-testalta

probabilità pre-test da definireper ogni caso

Predisposizioni NON sindromiche

Page 31: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

TP53IVS 3 -11 C>G (delezione in frame: aa 33-125)

Page 32: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Sindrome di Li - Fraumeni

• 1 caso di sarcoma < 45 anni• 1 parente di 1° grado con un “cancro” < 45 anni• 1 parente di 2° grado con un “cancro” < 45 anni

o un sarcoma a qualsiasi età

Li-Fraumeni “like”: nuclei famigliari senza sarcomi

Li-Fraumeni “variant”: tre tumori primitivi nello stesso soggetto (I°< 45 aa)

npl. <12 aa o npl. Li-F <45aa + parente con npl. Li-F any age + parente any cancer < 60aa

Li-Fraumeni “incompleta”: 2 criteri su 3

Page 33: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Fattori predittivi di mutazione TP53

• rabdomiosarcoma embrionale < 4 anni

• sarcomi < 20 anni

• carcinoma della mammella < age 40

• presenza di : npl cerebrali (bambini o giovani adulti)ca. giovanile cortico-surrene

• assenza di : leucemie e linfomi come primi tumori

Prevalenza: 1:50.000 ???Ereditarietà: autosomica dominantePenetranza: del 20% nell’infanzia, del 50% a 40 aa,

del 90% a 60 aa

Sindrome di Li - Fraumeni

Page 34: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Sindrome di Li - Fraumeni

• 25% carcinoma della mammella : età media 36,2 anni

• 22% sarcomi

11% osteosarcomi : età media 16 aa

11% sa. tessuti molli : RMSE 5-6 aa

IFM 25 aa

LMS 45 aa

• 14% tumori cerebrali : infanzia, 30-40 aa

74%: astrocitomi e glioblastomi

15%: medulloblastomi e PNET

9%: papillomi dei plessi corioidei

2%: ependimomi, schwannomi• 4,2% LLA e HD• 4% ca. gastrico, ca polmonare 46 aa• 3,6% ca. corteccia surrenalica < 16 aa• 2,5% ca. colon• 1.3% ca. prostata e ca. pancreas• 0.8-0.6% ca. vescica, epatoca., Wilms, epatoblast.• 0.4-0.2% ca. nasofaringe e laringe, melanoma, tum. germinali, neuroblastoma

Page 35: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

• 15 % sviluppo di 2° tumore (latenza: 1-27 anni)

RA 57 % (64 % se 1° tum. STS)

RR 83 se 1° tumore < 19 aa

RR 9.7 se 1° tumore 20 - 44 aa

RR 1.5 se 1° tumore < 45 aa• 4 % sviluppo di un 3° tumore RA 38 %• 2 % sviluppo di un 4° tumore

tra i casi di 2° tumore : il 66 % dei pazienti irradiati (35-70 Gy)

sviluppano un tumore solido nel campo di RT

Sindrome di Li - Fraumeni

Page 36: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

39Paraganglioma 35

+

32Paraganglioma 13Paraganglioma 29

+

21 9 6

62Polmone 62

+

62Paraganglioma 29

+

69

39 36 33

58 68 colon 67

62

2

11

2

60

SDH-BW47X

Page 37: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Controllo della sintesi e degradazione diHIF1

Page 38: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

05/14/2003

MTC

MTC

MTC

MTC

MTC

MTC

MTC

MTC

MTC

MTC

MTC

MTC

micro MTC

CCH

RET: Cys618Ser

Page 39: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

familial clustering

diagnosi PROBABILISTICA

• neoplasie RARE

- sindrome di Li-Fraumeni

- ca. midollare della tiroide ecc.

- retinoblastoma

- tumore gastrico diffuso

- sindrome di Purtillo-Duncan

• neoplasie FREQUENTI- ca. famigliare mammella - ovaio

- HNPCC

- melanoma famigliare

probabilità pre-testalta

probabilità pre-test da definireper ogni caso

Predisposizioni NON sindromiche

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Page 42: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Diagnosi di predisposizioneallo sviluppo di tumori

Tumore sporadicofrequenza attesa nella popolazione generale

Tumori Famigliari• aggregazione casuale• comuni fattori di rischio• varianti genetiche a bassa penetranza

Tumori Ereditaripredisposizioni geneticamente determinate ad alta penetranza

predisposizioni sindromiche

Page 43: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

TUMORI FAMIGLIARI TUMORI EREDITARI

utilità pratica :“sorveglianza clinica ottimale”

Criteri per la definizione dei programmi di “prevenzione”:

Aggregazioni famigliari di tumori(mammella, ovaio, colon, utero, melanomi)

- entità del rischio (basso, medio, alto)- distribuzione del rischio per età (età di inizio dei controlli)- rapidità di sviluppo della neoplasia (periodicità)- prognosi della neoplasia (tipo di strategia preventiva)

Page 44: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

TUMORI FAMIGLIARI TUMORI EREDITARI

strumenti dignostici :

probabilità di mutazione vs. aggregazione casuale

test geneticogeni maggiori di suscettibilità

varianti genetiche a bassa penetranza ??

Aggregazioni famigliari di tumori(mammella, ovaio, colon, utero, melanomi)

Page 45: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Aggregazioni famigliari di tumoripercorso diagnostico

• ricostruzione della storia famigliare

• stima della probabilità di mutazionein base a:

- n° collaterali affetti- pattern di ereditarietà- età di insorgenza della malattia- eventuale presenza di tumori multipli- n° ed età dei collaterali sani

• ricorso al test genetico

Page 46: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Stime di PROBABILITA’ pre - testdi identificare un difetto genetico

Regressione logistica

caratteristiche qualificantidei nuclei famigliari a

mutazione nota

probabilità di mutazionein geni noti

Modello Bayesiano

probabilità diaggregazione casuale

<> difetto genetico

• frequenza allelica• penetranza• frequenza della npl nella

polazione generale

Page 47: Cellula tumorale : perdita delle caratteristiche sociali della cellula normale controllo della proliferazione risposta e dipendenza dai segnali da altre

Probability to carry a BRCA mutationpersonal : familial :