Universita’ di Bari
I tumori e la citogenetica
by GP&NA
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La genesi dei tumori I
- Le cellule di un organismo multicellulare collaborano
a vantaggio dell’intero organismo
- Quando una cellula ha un vantaggio riproduttivo
POTREBBE divenire la fondatrice di un clone di cellule
numeroso che potrà prendere il controllo dell’organismo
Nel corso dell’evoluzione, tuttavia, gli esseri viventi hanno evoluto molti e
sofisticati livelli di controllo per cui si ha la manifestazione del tumore solo dopo
che siano andati persi più controlli indipendenti
Ci sono dei meccanismi di controllo che regolano
la morte cellulare (apoptosi)……………….p53 ad esempio
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La genesi dei tumori II
- La trasformazione di una cellula normale in una cellula di
un tumore maligno richiede una media di sei o sette
mutazioni successive che si sommino nella stessa cellula.
- le mutazioni devono realizzarsi in geni il cui prodotto sia
essenziale per il ciclo cellulare
Tipici tassi di mutazione di 10-6 per gene.
improbabile che si raggiunga l’effetto additivo in una linea
cellulare: le cellule potrebbero completare il loro ciclo vitale
prima di riuscire a collezionare tutte le mutazioni
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Mutazioni nel processo tumorale
Meccanismi generali possono rendere più probabile tale
accumulo di mutazioni:
1. mutazioni che intaccano la stabilità dell’intero genoma
(aumentare il tasso complessivo di mutazione)
GENI MUTATORI
2. mutazioni che aumentano la proliferazione cellulare
una popolazione espansa di cellule bersaglio per la mutazione successiva)
ONCOGENI E ONCOSOPPRESSORI
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(creando
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Geni coinvolti nei tumori
GENI
MUTATORI:
responsabili
del
mantenimento
dell’integrita’ del genoma durante le replicazione cellulare. La
perdita di funzione di entrambi gli alleli espone la cellula a
commettere errori (mutazioni recessive);
ONCOGENI: geni la cui azione promuove positivamente la
proliferazione cellulare. Un singolo allele mutante puo’
influenzare il fenotipo dell’intera cellula (mutazioni
dominanti));
ONCOSOPPRESSORI (TS): i prodotti di tali geni inibiscono la
proliferazione cellulare. Per cambiare il comportamento di una
cellula devono essere inattivati entrambi gli alleli (mutazioni
recessive).
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Geni coinvolti nei tumori
Mutazioni in un gene soppressore del tumore
Mutazioni in un proto-oncogene
Gene soppressore
del tumore
Controllo normale
della crescita
proto-oncogene
Controllo normale
della crescita
Controllo normale
della crescita
Entrambi gli
alleli sono mutati
PERDITA DI CONTROLLO DELLA CRESCITA
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proto-oncogene
mutato in oncogene
PERDITA DI CONTROLLO DELLA CRESCITA
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Mutazioni che intaccano la stabilità
dell’intero genoma
Atassia telangectasia
1. Patologia recessiva caratterizzata da disturbi neurologici
e dilatazione dei vasi sanguigni nella congiuntiva e nei bulbi
oculari
2. Pazienti con AT hanno predisposizione ai tumori
PERCHE’?
LA MUTAZIONE ALLA BASE DI QUESTA
PATOLOGIA E’ IN UN GENE ADIBITO AL RIPARO
DEGLI ERRORI DEL DNA
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Mutazioni che aumentano la proliferazione cellulare
Carcinoma del colon
Le cellule mutate
iniziano a duplicarsi
in modo incontrollato
Displasia. Le
cellule perdono
morfologia
Cancro invasivo
Le cellule
divengono
invasive e
metastatizzano
Processo di vascolarizzazione
Iperplasia
Le cellule
conservano
morfologia
Cancro in situ
Le cellule
perdono il
contatto con
il tessuto
Esempio di progressione a tappe da tumore benigno a tumore maligno
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E’ cruciale il tipo cellulare
dove si localizza la mutazione
Esempio: traslocazione di un gene, poco attivo o
inattivo, in prossimita’ della zona regolatrice di un
altro gene attivamente trascritto in un tipo cellulare
Esempi: linfomi
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Cellule normali e cancerose
CELLULE NORMALI
INIBIZIONE
DA CONTATTO
CELLULE CANCEROSE
PERDITA
INIBIZIONE
DA CONTATTO
INCAPACI DI CRESCERE IN
SOSPENSIONE
(ECCEZIONE I LINFOCITI)
CRESCONO IN SOSPENSIONE
DIPENDENTI DAI
FATTORI DI CRESCITA
INDIPENDENTI DA
FATTORI DI CRESCITA
MORTALI
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IMMORTALI
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Cromosomi e tumori
Le anomalie cromosomiche fanno parte della
descrizione classica del fenotipo citologico delle cellule
tumorali
Inizialmente…….
troppo varie per localizzazione e per natura (aneuploidie,
inversioni, traslocazioni, inversioni) per poter essere
classificate
….con il miglioramento delle tecniche citogenetiche…..
INIDIVIDUAZIONE DI RIARRANGIAMENTI NON CASUALI
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Cromosomi e tumori
Lo studio dei riarrangiamenti non casuali è
stato riportato essenzialmente nel campo
delle emopatie maligne, poiché le cellule
ematiche si prestano molto meglio delle
cellule dei tumori solidi all’esplorazione
citogenetica
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Elementi figurati del sangue
ERITROCITI
PIASTRINE
Neutrofili
GRANULOCITI POLIMORFONUCLEATI
Basofili
Eosinofili
LEUCOCITI
Monociti
CELLULE MONONUCLEATE
B
Linfociti
T
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Classificazione dei tumori ematologici
leucemie se colpiscono il midollo
linfomi se colpiscono i linfonodi
leucemie acute e croniche
(in relazione al decorso clinico)
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Esempi di metafasi tumorali
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CML, Leucemia Mieloide Cronica
La CML è stata la prima
malattia neoplastica dell’uomo
in cui una specifica anomalia del
cariotipo, il cromosoma
Philadelphia (Ph),
è stata associata alla
generazione della leucemia.
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CML, Leucemia Mieloide Cronica
Nel 95% dei casi di CML
ABL
ABL/BCR
BCR
BCR/ABL
cromosoma non normale
chr Philadelphia (1961)
Indagini FISH E MOLECOLARI
Traslocazione reciproca braccio lungo
chr.9 e il braccio lungo chr.22:
t(9;22)(q34;q11).
SI FORMANO DUE GENI DI FUSIONE:
- ABL-BCR su DER9 (nessuna proteina prodotta)
- BCR-ABL su Ph (proteina di fusione coinvolta nella proliferazone
cellulare)
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CML, Leucemia Mieloide Cronica
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CML, Leucemia Mieloide Cronica
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CML, Leucemia Mieloide Cronica
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AML, Leucemia Mieloide Acuta
AML INVERSIONE inv(16)(p13;q22) (CBFB-MYH11)
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AML, Leucemia Mieloide Acuta
AML INVERSIONE inv(16)(p13;q22)
Utilizzando sonde
non opportune puo’non
vedersi l’inversione
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AML, Leucemia Mieloide Acuta
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Traslocazioni complesse in AML
Esempio dell’uso di
librerie totali per
evidenziare
riarrangiamenti
t(8;13;14)
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Leucemia Acuta Promielocitica (APL)
coinvolti PML-RAR)
La traslocazione
t(15;17)(q22;q21)
è associata
clinicamente alla
leucemia acuta
promielocitica
(APL)
In verde chr17
In rosso chr15
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(geni
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Leucemia Acuta Promielocitica (APL)
La FISH permette
di trovare
traslocazioni
criptiche (quelle che
non si vedono
dall’analisi del
cariotipo)
t(15;17)(q22;q21)
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Linfomi Non Hodgkin
t(8;14)
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Linfomi Non Hodgkin
TRASLOCAZIONE t(14;18)(q32;q21)
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