Patologia - Devil Java works

Patologia
14/11/13
Pro.ssa Teti
Ludovica Crocè
La professoressa dice di non essere stata informata del cambio di
programma.
Chiede come sia andato il progress test…
Delle comunicanti abbiamo parlato, mi sembra.
Vi ricordate che avevamo detto che nei tumori, le giunzioni occludenti,
come tutte le giunzioni intercellulari, sono:
- ridotte di numero
- più sottili
- discontinue
- le fibrille sono ridotte
- ridotte di spessore
Già abbiamo parlato di quelle aderenti, le giunzioni occludenti, quando
sono ridotte di numero generano delle comunità cellulari.
Le giunzioni comunicanti, come voi sapete, generano delle coppie di
cellule; le cellule sono accoppiate dal punto di vista ionico e allora
comunicano tra di loro con segnali,soprattutto, di inibizione della crescita.
Durante la trasformazione neoplastica, queste giunzioni comunicanti sono
ridotte, per cui le cellule non hanno più questo accoppiamento ionico,
chimico e soprattutto lo perdono con le cellule normali dello stesso
tessuto; per cui queste cellule già trasformate rimangono come delle isole,
come delle zone di cellule che tra loro comunicano, ma che hanno perso i
contatti con le cellule normali circostanti.
Questo crea una comunità cellulare che diventa più insensibile ai segnali di
regolazione e più sensibile ai segnali di trasformazione neoplastica, perché
perdono non solo il contatto ma proprio la comunicazione con le cellule;
questo è un evento importante nella trasformazione neoplastica e quindi
hanno poi, quindi, tutto un processo di trasduzione del segnale diverso,
modificato, rispetto a quello delle cellule normali.
Quelle occlundentes sono quelle zone che determinano la formazione di
una vera e propria barriera contro la diffusione attraverso gli epiteli e
quindi impediscono il transito di molecole, anche di molecole dannose, di
molecole oncogene, che possono trasformare le cellule.
È quindi una difesa importantissima quella della continuità delle zone
occludentes.
Ed anche nei tumori ( le occludentes) sono ridotte di numero e densità.
Le zone occludentes, quindi, non svolgono solo la funzione di creare
questa barriera selettiva ed ovviamente quella della adesione
intercellulare,ma svolgono anche un’altra funzione, quella di rendere
stabile la topografia biochimica della membrana cellulare.
Che cosa significa questo?
Come voi sapete, molte cellule epiteliali hanno delle funzioni diverse ai
diversi poli della cellula.
Ad esempio cellule che hanno: un polo basale, un polo corto verso il lume.
Questi si chiamano “poli cellulari” perché hanno attività enzimatiche
diverse, svolgono funzioni diverse.
Cioè ad un polo una cellula ha una funzione, ad un altro polo ha un’altra
funzione.
Questo livello di differenziazione, questa topografia biochimica della
membrana, viene mantenuta proprio dalle zone occludenti, perché sapete
che impediscono ( sapete che il modello di membrana, riconosciuto
attualmente, è quello fluido; quindi c’è una riorganizzazione delle proteine
di membrana, anche delle proteine integrali di membrana) che ci sia una
eccessiva mobilizzazione di queste attività enzimatiche, quindi
mantengono la topografia biochimica della membrana cellulare.
Difatti in molte alterazioni, anche displastiche, si comincia ad avere anche
un’alterazione della topografia biochimica.
Proprio la displasia, lo abbiamo detto all’inizio della lezione, è quella
condizione in cui proprio si altera l’architettura del tessuto, proprio perché
si altera la localizzazione di queste attività enzimatiche.
Io sto facendo tutto un discorso iniziale sull’importanza della membrana
plasmatica nella trasformazione neoplastica e sul ruolo che svolge, perché
la membrana non solo partecipa alle attività cellulari attraverso le
giunzioni di cui abbiamo parlato, ma anche attraverso l’espressione di
recettori che sono fondamentali per la crescita neoplastica, e che sono
recettori per il fattore di crescita.
Quindi la membrana della cellula neoplastica, non solo presenta queste
modificazioni a livello delle strutture giunzionali ma ne presenta anche di
importanti in relazione ai recettori del fattore di crescita.
Ed è un fatto significativo diciamo questo.
Perché?
Perché la cellula neoplastica è in grado non solo di esprimere il recettore
del fattore di crescita, ma di produrre anche il fattore di crescita.
Un po’ come i linfociti T attivati che producono: interleuchina 2 ed il
recettore per l’interleuchina 2.
Accade lo stesso nella cellula neoplastica,cioè c’è un’attivazione autocrina
della cellula neoplastica.
(Rimprovera un collega che utilizza il telefonino)
Sono capaci quindi di una regolazione autocrina: la cellula produce sia il
fattore di crescita ( che interagisce con la stessa cellula che lo ha secreto,
perché la cellula è in grado di produrre anche i recettori) che i recettori.
Quali sono i peptidi che hanno questa capacità di attivazione autocrina,
cioè proliferativa?
Sono, in primo luogo:
- il trasforming growth factor alpha (“TGFa”)
( vi ricordo, invece, che l’isoforma beta è un inibitore della
proliferazione, soprattutto al livello epiteliale)
- il fattore di crescita legato al PGGF che è uno dei più potenti fattori
legati alla proliferazione.
Prodotto dalle piastrine, ma anche dalle cellule neoplastiche, è un
fattore ad attività autocrina.
È, come vi ho detto l’altra volta, addirittura in grado di attivare la
proliferazione delle cellule muscolari.
- Bombessina, che è un peptide vasoattivo, prodotto al livello delle
cellule gastriche dell’antro pilorico e del duodeno.
È in grado di stimolare la gastrina, ma è anche un potente agente
mitogeno.
Il TGFa è prodotto da vari tipi di neoplasie, non da alcune ed è, come
dice la stessa parola, correlato con la trasformazione.
PGGF ha una produzione un po’ più ristretta, a livello soprattutto dei
sarcomi, cioè dei tumori del tessuto connettivo.
A livello dei gliomi.
La Bombessina ancora più ristretta come attività, perché è prodotta
dalle cellule del carcinoma al polmone.
A questo punto conviene fare un pochino una riflessione su alcuni punti
fondamentali della neoplasia.
Allora, il primo punto fondamentale è che la neoplasia è di tipo
MONOCLONALE.
Cosa vuol dire?
Vuol dire che la neoplasia coinvolge una sola cellula, e che da questa
cellula trasformata, si produce un clone; si producono cellule identiche,
uguali alla cellula da cui derivano.
Mentre, invece, quando abbiamo un processo IPERPLASTICO, questo
coinvolge più cellule perché sono tutte sottoposte all’azione di un
agente stimolante.
La neoplasia è il frutto, come vi ho sempre detto, di una trasformazione
a livello genico.
Quell’alterazione a livello genico è di una cellula, non può coinvolgere
più cellule.
La maggior parte delle alterazioni a livello genico, nei tumori, sono
alterazioni di tipo strutturale; cioè alterazioni numeriche dei cromosomi,
alterazioni dei geni nel senso di mutazioni ( geni sottoposti a mutazioni
puntiformi, traslocazioni, delezioni…)però, sempre più evidente, risulta
il fatto che in alcuni tumori ci sono anche modificazioni epigenetiche,
cioè delle modificazioni chimiche sia delle basi del DNA che degli
istoni.
Allora, intanto io vorrei dirvelo questo, perché entrerete in contatto con
questa realtà.
Ci sono tre tipi di modificazioni epigenetiche:
- dovute ad acetilazione e metilazione degli istoni
- modificazione dei microRNA
- metilazione del DNA
Cosa sono i microRNA?
Risposta di una collega:” sono Rna che vanno a bloccare dei geni,
legandosi a determinate sequenze…”
Risposta della professoressa:
“devi dire quali sequenze…il fatto è questo i microRNAnon vanno a
bloccare i geni.
I microRNA interagiscono con le sequenze 3’UTR degli mRNA, quindi a
livello trascrizionale non genico, siamo molto più giù.
Quindi sono degli RNA piccoli, che agiscono interagendo con questa
porzione 3 primo UTR di questi RNA messaggeri, che vengono distrutti,
degradati e non posso poi tradurre il messaggio.
Ci sono microRNA che agisco in maniera diretta, altri che agiscono in
maniera indiretta.
Quelli diretti agiscono direttamente sull’RNA, bloccando poi la
traduzione.
E questo vale per tutte le cellule; cioè se un microRNA ha un’azione
diretta, questa azione diretta si esplica a livello di tutte le cellule
dell’organismo, quindi non c’è specificità tissutale.
Ci sono altri microRNA che, invece, sempre bloccano la traduzione di
alcuni geni, ma in maniera indiretta cioè attraverso altri microRNa che a
loro volta, poi, agiranno a valle.
Questa è tessuto-specifica, quindi dipende dal tipo di espressione di
differenziazione che ha quella cellula.
Quindi sono queste le alterazioni epigenetiche coinvolte nei tumori.
Un altro punto importante è questo: lo sviluppo della maggior parte dei
tumori è un processo multifasico, in cui c’è il coinvolgimento di molteplici
mutazioni che colpiscono geni diversi, anche su cromosomi diversi.
Cioè è raro che ci sia un tumore causato dalla mutazione di un solo gene;
cioè mutato questo gene, ci sta questo tumore.
È molto raro.
Perché ci sia un tumore è necessario che siano mutati più geni.
Si chiamano proprio GENI PRECOCI, che si trovano nella prima fase
della trasformazione e che poi vengono, successivamente, mutati.
Questo che cosa comporta?
Questo comporta non solo che ci siano più geni mutati anche su
cromosomi diversi, ma anche che il processo avvenga in più fasi.
Ci sono tre fasi che si chiamano appunto TAPPE DELLA
CANCEROGENESI e sono:
- induzione
- promozione
- progressione neoplastica
per questo lo definiamo un processo multifasico.
L’INDUZIONE è quella fase in cui agiscono gli agenti oncogeni.
Cioè in cui, le sostanze con potere oncogene (che possono essere agenti
fisici,chimici, biologici) inducono una trasformazione, ovvero una
mutazione a livello genico. Questo vuol dire indurre una trasformazione.
Parliamo, ad esempio, degli agenti oncogeni chimici.
Ci sono agenti oncogeni chimici che sono completi, cioè che inducono sia
la induzione che la promozione.
Attivano non solo, quindi, l’induzione ma anche la proliferazione
neoplastica.
Ma ci sono degli agenti oncogeni ( la maggior parte) che vengono detti
incompleti, cioè sono in grado di modificare la struttura dei geni, però le
cellule non manifestano immediatamente questa trasformazione a livello
genico.
Cioè determinano quello che si chiama STATO DI INDUZIONE, ovvero
quella condizione in cui la cellula ha subito la mutazione a livello del
DNA, ma quella cellula non presenta modificazioni del fenotipo.
Ha soltanto modificazioni a livello del genotipo ma non del fenotipo, e
rimane in uno stato detto di QUIESCENZA.
La cellula si chiama CELLULA SILENTE o dorman cell.
Questo stato di induzione può durare anche a lungo, fino a quando non
intervengono i cosiddetti FATTORI PROMUOVENTI.
I fattori promuoventi non sono fattori in grado di modificare il DNA,
questo lo dovete avere ben chiaro.
Sono agenti in grado di attivare la proliferazione cellulare, quindi sono
soprattutto:
- fattori di crescita
- citochine
- ormoni
cioè questi agenti promuoventi che non sono assolutamente cancerogeni
( i cancerogeni sono quelli che agiscono a livello della induzione)
determinano la proliferazione soprattutto a livello di queste cellule che
avevano già subito una modificazione a livello del DNA, determinando
il passaggio dallo stato di induzione a quello di promozione, con
attivazione della proliferazione cellulare.
Poi una volta avvenuto questo passaggio, il successivo passaggio allo
stato di progressione è quasi automatico.
Questo concetto, che è un processo multifasico, non è importante solo
per capire la progressione del tumore,ma anche per capire perché ci
sono delle recidive, cioè perché anche in seguito a trattamento
chirurgico o chemioterapico, possono rimanere delle cellule che dal
punto di vista macroscopico o fenotipico non presentano modificazioni,
ma che poi hanno una mutazione a livello del loro genoma e quindi
possono essere in grado di entrare nella fase di promozione e
progressione in seguito all’azione di sostanze come virus, o di agenti
oncogeni attivanti, in generale, la proliferazione.
Quando passiamo allo stato di PROGRESSIONE, anche questa fase
avviene i più tappe.
Dovete avere l’idea chiara che, quando c’è un tumore già formato ( cioè
in fase di promozione e progressione), si generano all’interno della
massa tumorale i cosiddetti SUBCLONI.
Abbiamo detto che è una massa MONOCLONALE, però all’interno di
questo clone di cellule, si realizzano diverse comunità neoplastiche,
diverse tra di loro; si formano dei subcloni, perché la cellula neoplastica
ha una instabilità genomica, cioè il genoma è instabile per le
modificazioni che ha subito.
Questo genera dei sublconi che hanno potenziale metastico, potenziale
invasivo, potenziale maligno diverso.
E che succede?
Si ha la selezione.
Cioè tra questi subcloni, si crea una competizione e vengono
selezionati quelli più aggressivi.
Questo ve l’ho detto poco fa…
L’INDUZIONE viene anche detta INIZIAZIONE, quindi iniziazione è
un sinonimo di induzione.
Una volta avvenuta la iniziazione, la crescita neoplastica deve essere
sostenuta ( quindi per andare allo stadio di promozione e progressione)
da fattori che non coinvolgono mutazioni del DNA, lo abbiamo chiarito
questo credo.
Ecco, questo è un altro fatto interessante secondo me.
Noi abbiamo detto mutazione genica, d’accordo.
Ci sono però anche i cosiddetti fattori ambientali, che possono essere
degli agenti oncogeni, quelli che causano i tumori.
L’incidenza dei tumori, di particolari tipi di tumori, varia moltissimo di
paese in paese.
Ovviamente molto importante è l’alimentazione; purtroppo ieri ho
seguito la vicenda della Terra dei Fuochi, quella zona tra Napoli e
Caserta in cui si ha un’alta incidenza di tumori, per la presenza di
sostanze tossiche.
Noi abbiamo Milazzo, secondo me, terribile come inquinamento.
In Giappone c’è il consumo frequente di pesce crudo, che può essere la
causa della maggiore incidenza di tumori gastrici in Giappone, rispetto
che in altri paesi.
Il fumo, ve l’ho già detto, vero? Non lo ripeto.
Questa è la diapositiva che avevo messo apposta e che vi spiega un
pochino il discorso della cancerogenesi, di questo processo multifasico.
Queste sono cellule che hanno il genotipo ed il fenotipo normale.
Questa cellula con la X si trova nella fase di iniziazione ed è una cellula
che ha subito un danno a livello del DNA, però vedete che dal punto di
vista fenotipico non presenta nessuna modificazione rispetto alle altre
cellule, solo dal punto di vista genotipico.
Qui ( in questa slide) più che parlare di promozione e progressione, si
parla di promozione al primo ed al secondo stadio, ma comunque il
concetto è lo stesso.
Ecco nello stadio di promozione o primo stadio di promozione, la
cellula, è sottoposta all’azione di agenti promuoventi che attivano la
proliferazione. Perché, se vi ricordate, io mi sono prolungata un pochino
nel meccanismo di azione dei fattori di crescita.
Vi ho detto che attivano le protein-chinasi, le tirosin-chinasi a livello del
recettore, a livello delle proteine di membrana e questo determina,
appunto, un’attivazione della proliferazione per cui le cellule (prima
qualcuna poi le altre), iniziano a modificarsi anche a livello del
fenotipo. E questa può essere considerata una condizione preneoplastica.
Poi successivamente, un ulteriore agente promuovente, che è un
mitogeno che agisce principalmente, specificamente sulle cellule già
modificate ( abbiamo parlato, se vi ricordate, delle alterazioni preneoplastiche, sono cellule più sensibili all’azione di determinati agenti
mitogenici, promuoventi) determinando l’espansione quindi la
promozione di secondo stadio, quindi la progressione del processo
neoplastico. Quali sono i fattori coinvolti nell’INVASIONE?
Perché una delle caratteristiche dei tumori maligni, la ripeto, che
presentano un’alterazione sia a livello dei geni che regolano la
proliferazione, che dei geni che regolano poi l’espressione di proteine, è
l‘invasività.
Perché un tumore possa invadere i tessuti vicini o addirittura, diciamo,
staccarsi dal tumore primitivo ed invadere i tessuti lontani…la metastasi è
la riproduzione a distanza di un tumore. Cioè la capacità di un tumore di
staccarsi e riprodursi a distanza, questa è la definizione di metastasi.
Per riprodursi a distanza, le cellule, devono avere un potenziale invasivo
abbastanza alto e un notevole apporto ematico.
Quindi una delle caratteristiche della presenza di un tumore è la
formazione di nuovi vasi sanguigni, la NEO ANGIOGENESI, perché
durante lo sviluppo tumorale, si producono dei fattori di crescita che hanno
anche la capacità di attivare la proliferazione delle cellule endoteliali, a
livello delle venule pre esistenti e quindi si creano, in questo modo, nuovi
vasi sanguigni.
Per cui: adeguato apporto ematico.
Per potere dare luogo alla metastasi, una cellula o due cellule, si devono
staccare dal tumore primitivo, quindi la prima condizione è la riduzione
della adesione tra cellule.
Ecco perché ho iniziato questa lezione con la membrana.
L’adesività omotipica viene alterata.
C’è un fatto importante in questo processo: le cellule tumorali perdono,
riducono l’adesività omotipica, però acquisiscono il carattere di aderire a
molecole non omotipiche, in particolare a molecole della matrice
extracellulare.
Questo fenomeno si spiega con la transizione da carattere di cellula
epiteliale a carattere di cellula mesenchimale, il così detto TEM (
Transizione Epitelio Mesenchimale).
Per cui, le cellule perdono le caderine e le altre molecole di adesione, ma
acquisiscono altre molecole di adesione, come le integrine, che gli
consentono di aderire ad altre molecole sia della membrana basale che
della matrice extracellulare.
Questa è la transizione a cellula mesenchimale.
In più le cellule neoplastiche hanno la capacità di produrre degli enzimi in
grado di lisare la matrice extracellulare, cioè le cellule per dare luogo alle
metastasi, devono camminare in un mare piuttosto ostile, denso, costituito
dal collagene della matrice extracellulare, per arrivare ad un vaso linfatico,
ad un vaso sanguigno.
E come possono fare tutto questo? Se lisano la matrice extracellulare,
possono crearsi un passaggio.
Quindi sono in grado di produrre enzimi proteolitici e poi sono capaci di
movimento attivo.
Ecco, infatti, come si sviluppa l’angiogenesi: c’è una cellula neoplastica
che fa già parte di un gruppetto di cellule e perché ci sia questo stato di
promozione, di progressione, cioè che diventi una massa neoplastica
significativa, necessita di un adeguato apporto di sangue.
Quando si forma questo gruppo di cellule, alcune di queste, sono più
lontane di altre dal vaso sanguigno per cui si trovano in condizione di
ipossia; questa condizione determina l’attivazione dell’espressione di
BEGF.
Quindi le cellule neoplastiche producono grosse quantità di BEGF, ma non
solo di questo, anche di FGF ( Fibroblast Growth Factor) che un fattore
proliferativo, mitogenico ma anche angiogenico ; pertanto questi inducono
le cellule endoteliali di quel sito, a proliferare, con formazione di nuovi
vasi sanguigni che ovviamente si inoltrano nella massa tumorale, fornendo
il sostegno attraverso sia ossigeno che sostanze nutritive, necessarie per la
progressione e quindi poi anche per l’invasività.
Il primo problema è che questi vasi sanguigni non sono ben strutturati.
Non sono strutturati come i vasi sanguigni normali perché mancano della
membrana basale; questi vasi sono soggetti al cosiddetto “ leakage” cioè
trasudano liquido e sangue, e questo è il motivo (spesso) del
sanguinamento di alcuni tumori, che può rappresentare un allarme della
presenza di un tumore, di una rottura del vaso perché, appunto, questi vasi
sanguigni sono meno strutturati di quelli normali.
Ecco vedete la cellula tumorale, deve assolutamente perdere l’adesività
omotipica però acquisisce la capacità di legare alcune molecole della
membrana basale, come la laminina, il collagene di tipi IV…e ovviamente
perché la cellula neoplastica esprime in maggiore quantità, quando c’è
questa transizione verso la cellula mesenchimale, di recettori per la
lamininina, che sono rappresentati dalle integrine, le beta1 integrine.
Nel libro c’è un errore ma non l’ho potuto cambiare, sono le beta1
integrine e non le beta2.
Sono le VLA ( Very Late Antigens) 2, 4, 5 e 6. Anche queste sono
coinvolte nell’infiammazione, però per quanto riguarda i neutrofili, del
legame non l’endotelio sono responsabili le beta2 integrine, sono CD11 e
CD18 ad essere coinvolte.
Allora, queste integrine (VLA) interagiscono, a seconda che siano la 2, la
4, la 5 o la 6, con vari tipi di molecole della matrice extracellulare come: la
laminina, la fibronectina. Con la fibronectina anche il beta4 ed il beta3.
Che cosa succede?
Succede che attraverso queste integrine beta1, la cellula neoplastica,
aderisce alla membrana basale.
Voi dovete capire una cosa, può sembrare strano, ma perché la cellula
progredisca nel suo cammino ( dopo che si è staccata), deve aderire prima
aderire e poi può progredire.
Perché? Perché aderendo libera questi enzimi proteolitici, distrugge quello
che le è intorno progredisce; poi aderisce di nuovo, libera enzimi
proteolitici…quindi, ecco, può sembrare un paradosso che la cellula per
progredire, debba aderire.
Ma l’adesione è necessaria affinchè la cellula possa poi liberare questi
enzimi proteolitici, che le consentono di lisare la matrice extracellulare, e
di andare avanti.
Fa così anche con la membrana basale, si lega alla laminina e libera
soprattutto le “gelatinasi a e b” che sono quelle più specificamente
coinvolte nella lisi del collagene di tipo IV, presente nella membrana
basale.
E vedete cosa succede?
1. Aderisce
2. Si lega alla laminina
3. Libera le gelatinasi
4. Viene interrotta la membrana basale e la cellula si insinua in questa
lesione, in questa soluzione di continuità, emettendo degli pseudopodi (
come fanno i neutrofili, è lo stesso concetto; la biologia utilizza
meccanismi simili, quando li perfeziona, li utilizza in tutte le circostanze).
E poi che cosa succede? Che appena la cellula passa attraverso la
membrana basale, si trova a contatto con la matrice extracellulare.
E che fa?
Immediatamente interagisce, soprattutto, con la fibronectina.
Questo è il recettore per la fibronectina, aderisce alla matrice
extracellulare.
Questi sono gli enzimi proteolici che, dopo aver aderito alla matrice
extracellulare, vengono prodotti; vedete, sono soprattutto:
-
metalloproteinasi,
gelatinasi per il collagene della matrice extracellulare,
Stromelisine
serinproteasi ( che non sono metalloproteasi)
l’attivatore tissutale del plasminogeno
Le cellule, abbiamo detto, si legano alla membrana, alla matrice,
liberano li enzimi proteolitici e si muovono. Quindi devono acquisire
anche capacità di movimento.
Perché si muovono le cellule neoplastiche?
Perché producono loro stesse e vengono prodotti anche da cellule a loro
vicine, dei fattori che si chiamano “scattering factors”, cioè fattori di
dispersione, prodotti sia dalle cellule neoplastiche che dai fibroblasti.
Quindi agiscono sia per via autocrina, sia per via paracrina.
Scatter vuol dire disperdere.
Fattore di dispersione che veniva chiamato, prima che lo si identificasse
“hepatocytes growth factor”.
Seguiamo l’andamento di queste cellule, seguiamo tutte le tappe
dell’invasività di queste cellule : abbiamo il tumore primario e abbiamo
visto che c’è una modificazione a livello delle giunzioni intercellulari,
questo facilita la formazione di cloni un po’ più isolati, rispetto alle cellule
del tessuto.
Ad un certo punto anche l’adesività omotipica si altera e si ha il distacco di
cellule dal tumore primario.
Le cellule fanno questa strada: membrana basale, matrice extracellulare,
finchè migrano ( con lo scatter factor) ed arrivano sino ad un vaso
sanguigno.
E qui fanno sempre la stessa identica cosa, si legano alla membrana basale
vascolare ( la precedente era la membrana basale tissutale).
Quindi:
- aderiscono
- gelatinasi
- ingresso nel torrente circolatorio
all’interno del torrente circolatorio, invasione delle venule.
All’interno di questo torrente circolatorio succede che…qui c’è scritto
trasporto delle cellule sottoforma di microemboli.
Perché sottoforma di microemboli? Perché’ la cosa antipatica è che
questa cellula neoplastica, all’interno dei vasi, continua a proliferare.
Perché se rimanesse sola, potrebbe anche essere distrutta, avvolta dalla
fibrina, potrebbe esserci l’azione dei fattori della coagulazione, ci
potrebbe essere l’attivazione a dissolvere questo coagulo, quindi
l’azione del fibrinogeno, della trombina.
Invece la cellula neoplastica, all’interno dei vasi continua la sua attività
proliferativa; per cui da una cellula che entra ( dico una ma potrebbero
essere anche due) si forma un microembolo, cioè un gruppetto di cellule
e quindi viene trasportato, all’interno del vaso, un gruppetto di cellule
che poi, ad un certo punto, diventando grande, si dispone all’esterno ed
entra in contatto con la membrana basale del vaso e c’è il processo
inverso.
Il processo inverso nel senso che ora uscirà del vaso, sempre però:
- adesione
- gelatinasi
- fuoriuscita
- migrazione all’interno del tessuto anche se non si sa se c’è
l’attecchimento o meno.
Perché noi abbiamo tre fasi che sono:
- ristagno
- migrazione
- attecchimento
non sempre le cellule che fanno tutto questo percorso poi attecchiscono
nella sede, nella quale poi fuoriescono dal vaso sanguigno.
Ci sono due condizioni per cui le cellule neoplastiche attecchiscano per la
terza fase della metastasi e quindi per dare origine alla metastasi vera e
propria.
Sono due condizioni:
1. che il tessuto a livello del quale si sono liberate le cellule
neoplastiche, non abbia grandi difese immunitarie. Che non sia ricco
di linfociti, che non abbia capacità di difese immunitarie troppo
elevate; la milza, per questo, non è mai sede di metastasi, il fegato si.
Ma il fegato perché?
Perché nel fegato si realizza un’altra condizione.
2. perché la seconda condizione di attecchimento è che la cellula
neoplastica trovi un metabolismo adeguato alle sue necessità.
Allora nel fegato che metabolismo c’è? Perché il fegato è una sede
preferita?
Perché nel fegato è abbastanza sostenuta la glicolisi anaerobica.
Le cellule neoplastiche utilizzano la glicolisi anche in presenza di
ossigeno; nel fegato si verificano anche delle situazioni di ipossia, con
attivazione della glicolisi perché le cellule epatiche sono costrette.
Le cellule neoplastiche però, pur in presenza di ossigeno, non utilizzano
l’ossigeno e quindi attivano la glicolisi. E ci sono molti motivi per cui
questo si verifica.
Una collega risponde: “ un blocco dei sistemi navetta”.
Riprende la prof.ssa…esatto perché le cellule neoplastiche sono spesso
carenti di alfa glicerofosfato deidrogenasi, per cui viene alterato il
passaggio per ossidare il NADH.
Il NADH non può passare attraverso la membrana mitocondriale e lo fa
cedendo i suoi elettroni.
Quindi questo è il motivo principale.
Per cui, se trovano questo metabolismo anaerobio più attivo, come accade
nel fegato (dove non c’è una enorme attività immunitaria) ecco che le
cellule attecchiscono.
Vediamo quali sono i geni coinvolti nella trasformazione neoplastica.
Abbiamo accennato l’altra volta al fatto che siano geni detti “proto
oncogeni”, che hanno un’attività positiva sulla proliferazione, perché
codificano per proteine che attivano la proliferazione ed altri oncogeni che
invece sono normali geni, che però ( al pari dei proto oncogeni) codificano
per proteine che inibiscono la proliferazione.
Ovviamente, mi pare che lo avevamo anche accennato, quando ci sono
mutazioni a carico di questi proto oncogeni, queste mutazioni sono di tipo
dominante cioè è sufficiente che sia mutato un solo allele perché si abbia
la trasformazione.
Al contrario per quanto riguarda gli onco soppressori.
Per gli onco soppressori parliamo di una mutazione recessiva ( sono,
infatti, per lo più deleti), quindi è necessario che vengano inattivati tutti e
due gli alleli; perché quella proteina, anche se codificata in quantità minore
dall’allele non mutato, può essere sufficiente a svolgere la funzione.
Le proteine codificate dai proto oncogeni sono coinvolte nel processare,
nel trasdurre il segnale proveniente dagli stimoli mitogenici sino al nucleo.
Però che cosa succede?
Succede che nelle cellule trasformate, in cui appunto gli oncogeni mutati
codificano per queste proteine coinvolte nella trasduzione del segnale,
queste proteine si comportano come se fossero in presenza di stimoli
mitogenici, anche in assenza di qualunque stimolo mitogenico…non so se
è chiaro.
E questo perché sono mutate con guadagno di funzione e quindi agiscono
come se fossero state attivate da segnali mitogenici, anche in assenza di
questi.
Ecco perché queste cellule sono caratterizzate da una crescita così detta
autonoma.
Voi trovate nella definizione di tumore: crescita autonoma, finalistica…io
non vorrei che lo imparaste a memoria…
Dovete rendervi conto di cosa significa crescita autonoma, proprio del
discorso dell’economia della cellula…cioè la cellula attiva questi processi
di proliferazione anche in assenza di stimoli mitogenici, perché sono
proprio alterate le proteiche che trasmettono questi messaggi.
Ovviamente le cellule sono in grado di inibire anche le cellule che sono
vicine e gli anti-oncogeni agiscono proprio in questo senso.
Quindi che fanno questi anti- oncogeni?
Codificano per proteine che partecipano alla trasmissione del segnale
proliferativo; anche in questo caso, se queste proteine coinvolte nella
trasmissione del segnale di inibizione sono modificate o non sono prodotte
perché sono deleti i geni, questi segnali di inibizione non vengono attivati
anche se la cellula è sottoposta a stimoli di natura inibitoria.
Perciò i prodotti degli anti-oncogeni non sono da considerare dei prodotti
semplicemente di tipo citostatico ma sono dei prodotti che agiscono
attivamente nella cellula, non in maniera passiva.
L’inibizione della proliferazione è un evento attivo, che ha le stesse
caratteristiche del processo che invece porta all’attivazione della
proliferazione cellulare.
E sappiamo che sono proprio queste molecole,a basso peso molecolare,
che passano attraverso le giunzioni comunicanti.
Come risponde la cellula, se tutto va bene, a questo segnale inibitorio?
Può essere indotta a rimanere in fase G1, quindi le viene impedito di
superare il checkpoint e di passare in fase S.
Quindi viene costretta a rimanere in fase G1.
Anche se vi ho detto che, dopo un certo periodo di tempo che la cellula sta
in fase G1, senza ricevere alcuno stimolo, muore.
Oppure viene stimolata ad andare direttamente nel compartimento di
differenziazione.
Ora, non so se voi avete fatto il ciclo mitotico della cellula…oltre alle 4
fasi del ciclo mitotico della cellula, quando si producono in condizioni
fisiologiche, due cellule alla fine della fase M, di norma, una cellula
ritorno nel ciclo e l’altra va nel compartimento di differenziazione.
Quando ci sono stimoli inibitori della proliferazione cellulare, tutte e due
le cellule prodotte, magari sono indotte ad entrare nel compartimento di
differenziazione e quindi a non proliferare più; in questo modo si riduce il
grado di proliferazione.
Oppure ancora, la cellula viene indotta ad andare incontro all’apoptosi,
muore subito e non se ne parla più.
Questi sono i tre meccanismi di risposta al segnale di inibizione della
crescita.
Abbiamo detto:
- strutturali
- numeriche
- puntiformi
e tutti i vari tipi di mutazioni penso che li conosciate…
Questa ( riferendosi ad una slide) è una dimostrazione di quali siano le
modificazioni più importanti a livello genico; c’è ad esempio un:
- processo di amplificazione genica ( un proto oncogene produce una
quantità maggiore del suo prodotto, quindi da una copia o due del
gene, in seguito alla duplicazione, si hanno più copie di oncogene).
- processo di traslocazione ( come avviene nel linfoma di Burkitt, ad
esempio) è una traslocazione ( la più frequente 8 -14, ma anche altre)
che comporta il fatto che un proto oncogene che è il C-Myc (che non
è solo un fattore di trascrizione ma è anche uno di quei geni
precocemente attivati in G1 e che viene regolato da una sua regione
regolatrice a livelli basali), viene traslocato in una regione sotto il
controlloo di una regione regolatrice di una immunoglobulina.
Le immunoglobuline sono prodotte in grandi quantità nelle nostre cellule,
quindi la regione “promoter”, la regione regolatrice delle
immunoglobuline, è una regione che attiva l’espressione del gene, la
trascrizione del gene.
Se C-Myc, quindi, va sotto il controllo di questa regione regolatrice delle
immunoglobuline, viene prodotto in maggiori quantità.
Appunto nel linfoma di Burkitt ci sono questi tipi di traslocazione ,che
riguardando il cromosoma 8 che può traslocare non solo con il cromosoma
14 ( che sarebbe quello che codifica per le catene pesanti) ma anche con le
altre regioni del cromosoma 2 e 22 ( che codificano per le catene “k” e
“lambda” delle catene leggere).
Quindi può avvenire non solo la traslocazione più frequente che conoscete
e questo appunto determina una “traslocazione reciproca” per cui avremo
un cromosoma 8 q- a livello del braccio lungo del cromosoma 8, con una
porzione del cromosoma 8 che è andata a traslocare su una porzione del
cromosoma 14, che diventa appunto +.
Un altro tipo di mutazione presente nei tumori è quella che vediamo, ad
esempio, nella leucemia mieloide.
Si tratta di un altro tipo di traslocazione.
Una traslocazione 9 – 22.
Sul cromosoma 22 è presente una regione in cui si verificano
frequentemente delle rotture di combinazione, questa regione prende il
nome di BCR : “ breakpoint cluster region”, perché queste zone di frattura
sono tutte raggruppate in una regione.
Che cosa succede nella traslocazione 9 – 22?
Succede che questa regione BCR va a traslocare, sulla regione del
cromosoma 9, dove si trova un proto oncogene chiamato ABL.
E la traslocazione da risultati diversi perché si forma un ibrido BCR-ABL
che codifica per una proteina ad attività intensissima tirosin-chinasica, e
quando si ha l’attiva di una proteina tirosin-chiansica, si ha l’attivazione
della proliferazione cellulare in maniera enorme.
Questo ibrido è sotto il controllo trascrizionale del gene BCR.
L’ intensa attività tirosin-chinasica di questa proteina di fusione (BCRABL), porta a sua volta ad attivare ( a fosforilare a livello della tirosina )
altri enzimi coinvolti nella proliferazione cellulare, soprattutto la via KT.
Quindi via RAS, RAF da queste poi l’attivazione della fosfatidilinotistolo
chinasi KT e quindi questa via…e soprattutto ad attivare una proteina (
perché io prima ne ho parlato, perché queste proteine di cui abbiamo
parlato nella regolazione della proliferazione, sono tutte coinvolte nei
tumori) mediante la via KT della BCL2.
Questo evento porta alla attivazione di segnali fortemente positivi per la
proliferazione e questo soprattutto se in un primo momento si ha
un’attività proliferativa anti- apoptotica ( perché BCL2 è antiapoptotico)
prima ancora che ci sia un’alterazione della differenziazione, anche se poi
questo ci sarà perché nei tumori maligni abbiamo sempre una alterazione
della proliferazione e della differenziazione.
Ve ne ho parlato sia come esempio ma anche perché questa proteina è stata
una delle prime ad essere stata associata ad una neoplasia umana, in cui si
è delucidato il meccanismo alla base della patologia ( leucemia mieloide).
È importante che questa proteina abbia attività tirosin-chinasica, per poter
essere oncogena ( quindi causa di tumore) , perché se invece ci sono
mutazioni di questa proteina che ne ledono l’attività tirosin-chinasica, non
avrà più potere trasformante.
C’è anche il coinvolgimento di C-sis.
Volevo dirvi un’altra cosa in relazione alla leucemia mieloide
cronica…non tutte le cellule neoplastiche sono dovute alla presenta della
modificazione di cui abbiamo parlato. Circa il 95% delle cellule
presentano quella modificazione, ma c’è una percentuale minore presenta
una modificazione a livello del gene Jack2.
Jack2 è un gene che fa parte di quelli che codificano per una proteine detta
Jack- chinasi, che è coinvolto negli eventi proliferativi.
In condizioni normali, un agente mitogeno interagisce con il recettore
Jack2, che attiva Stat il quale è un fattore di trascrizione che agisce a
livello genico.
Nella leucemia mieloide cronica, in questi casi, una mutazione ( noi la
facciamo anche come diagnostica molecolare, perché è una mutazione
diciamo già definita del gene Jack2) a livello di Jack2, determina
l’attivazione di Jack2 anche in assenza di uno stimolo mitogenico, quindi
Jack2 agisce, attiva Stat e questo, a sua volta, attiva la proliferazione,
anche in assenza di un fattore mitogenico.
Il meccanismo della formazione della leucemia mieloide cronica,
indipendentemente dalla formazione del cromosoma a filamento ( quello
della prima traslocazione di cui abbiamo parlato), è dovuto ad una
modifica del gene Jack2 che attiva la via di trasduzione del segnale,
indipendentemente dal legame del recettore a cui è legato con il fattore di
crescita.
Questa è la duplicazione, quindi è il secondo meccanismo…quello
numerico.
Duplicazione, amplificazione abbiamo già visto…ci sono anche delle
forme di trisomia presenti nelle forme mielodegenerative.
- E poi la mutazione puntiforme che a livello dei proto oncogeni
riguarda quasi esclusivamente RAS, perché nelle altre mutazioni dei
proto oncogeni, abbiamo la mutazione, la traslocazione ecc…
Mentre la mutazione puntiforme riguarda RAS, perché RAS codifica per
g- protein che, in condizioni di attivazione, lega GTP.
In condizione di riposo lega GDP, in condizione di attivazione lega GTP e
trasmette il segnale a RAF.
Cosa succede?
Appena trasmette il segnale di attivazione a RAF, le g- protein, attivano
subito la loro attività enzimatica GTPasica che idrolizza il GTP,
trasformandolo in GDP.
In questo modo RAS e g- protein non trasmettono più il segnale
mitogenico.
È un processo molto importante che ha azione, proprio per evitare che ci
siano processi di attivazione eccessivi; e la stessa proteina g- protein che
trasmette il segnale di attivazione a RAF e poi attiva la sua attività
enzimatica GTPasica, per tornare allo stato di riposo.
Le proteine G, alterate per mutazioni puntiforme, presentano delle
alterazioni nella sequenza di amminoacidi relativi alla loro attività
GTPasica, per cui non sono più in grado di idrolizzare il GTP e
mantengono così il loro stato di attivazione, anche se lo stimolo
mitogenico è stato allontanato.
Anche i virus sono agenti oncogeni.
La cosa paradossale, diciamo particolare, è che un retrovirus ( perché di
retrovirus stiamo parlando) anche se non è trasformante, lo può diventare
dopo che infetta la cellula.
Perché avendo la capacità di interagire con il genoma cellulare, quando si
moltiplica, si duplica il virus , può avere all’interno del suo genoma un
gene cellulare, sotto il controllo di una regione regolatrice virale e quindi
può diventare, a sua volta, un virus trasformante attraverso questo
processo: virus non trasformante, la regione regolatrice regola alcune
proteine virale, l’infezione alla cellula animale che ha un proprio
oncogene, se si inserisce un proto oncogene nella zona vicina ed il
retrovirus si riproduce completamente, fuoriescono dalla cellula delle
particelle virali che sono ora oncogene, trasformanti.
Perché quella porzione del proto oncogene della cellula animale si trova
ora sotto il controllo della regione regolatrice virale.
Quindi l’infezione della cellula e la cellula che rende trasformante il virus.
È un discorso un po’ particolare.
Questo è il meccanismo della formazione di queste particelle nuove
virali.
Questo credo che lo sappiate, tutto il processo di ingresso del genoma
virale nella cellula, la formazione del RNA virale, la duplicazione
mediante l’azione della trascrittasi inversa… da singolo filamento a doppio
filamento…doppio filamento che si può integrare nel genoma cellula
quindi si ha il pro- virus.
Trascrizione, traduzione, formazione di nuove particelle e quindi di
virus…
Allora appunto i retrovirus creano nuovi oncogeni modificando,
deregolando i proto oncogeni cellulari.
I geni oncogeni dei virus ad RNA non sono necessari ai virus e la
replicazione dei virus non è citotossica, mentre invece è citotossica la
replicazione dei virus a DNA, non so se questo ve lo ricordate.
Difatti i virus a DNA determinano infiammazione quando provocano lisi
cellulare, quando si replicano quindi totalmente.
Sono trasformanti e quindi determinano tumori ( che sono per lo più però
tumori benigni, mentre i virus ad RNA causano tumori maligni), quando
non viene riprodotto tutto l’intero virus, ma quando vengono trascritti
soltanto quei geni detti “precoci”, cioè quei geni che determinano la sintesi
di proteine trasformanti. Che non siano né proteine strutturali né proteine
trasformanti proprie del virus, allora si ha la trasformazione cellulare…per
quanto riguarda i virus a DNA.
Con i virus ad RNA, la trasformazione, si ha anche con la replicazione del
virus, che però non è citotossica, altrimenti non si avrebbe la
trasformazione.
I vari proto oncogeni partecipano a tutte le fasi della crescita e dello
sviluppo della cellula, quindi ad eventi biologici, biochimici e molecolari
come:
- interazione ligando-recettore
- gli enzimi coinvolti nella risposta recettoriale
- negli eventi che sono coinvolti nella trascrizione e nella traduzione
Abbiamo quattro classi di oncogeni:
- la prima classe di divide in due sottoclassi : prima A e prima B.
La sottoclasse prima B è costituita proprio dalle tirosinchinasi
citoplasmatiche, cioè quelle di cui abbiamo parlato in precedenza,
quelle con il modulo SH2: SARC, FOSFOLIPASI C GAMMA ecc.
I geni che codificano per queste proteine sono proto oncogeni.
L’altra sottoclasse è costituita dai recettori per i fattori di crescita
- La classe seconda è costituita dai fattori di crescita.
- La classe terza è costituita dalle proteine coinvolte nella trasduzione
del segnale, in particolare dalle G protein e da tutte quelle dei
processi post recettoriali.
- La classe quarta è costituita dai fattori di trascrizione, in grado di
legarsi a sequenze specifiche del DNA.
Nella classe prima B ci sono appunto questi recettori per i fattori di
crescita, aderenti proprio alla parte interna della plasma membrana.
Andiamo velocemente…la proteina SARC è così chiamata perché ha
molta omologia con un gene del virus che causa il sarcoma di Rous.
Il sarcoma di Rous è un tumore che coinvolge il petto di pollo ed è stato
studiato nei primi anni del ‘900, quando ancora non si sapeva che
c’erano i virus.
È stata scoperta una cosa stranissima, che un filtrato che non conteneva
cellula, proveniente da un tumore di un pollo ( appunto da un sarcoma),
era in grado di riprodurre lo stesso tumore all’interno di un pollo non
ammalato; questo proprio perché era causato da un virus.
I virus all’inizio venivano chiamati “ particelle filtranti”, perché
filtravano anche attraverso i filtri più stretti.
Questo è l’esperimento di Rous, che ha dimostrato che: da un pollo con
il sarcoma a livello del petto, in seguito all’estrazione di questo sarcoma
ed alla sua “omogeneizzazione” ( perché veniva, diciamo,
omogeneizzato) e filtrazione ( attraverso un filtro molto stretto),
inoculando solo il filtrato in un pollo giovane, il tumore si ripresentava.
Questi sono tutti tumori che sono stati studiati negli animali…questa è
la leucemia murina di Abelson ( studiata nei topi), in cui abbiamo un
gene ABL che è omologo a quello che abbiamo trovano coinvolto nella
leucemia mieloide cronica.
Questo ABL presente nel topo ha molta omologia con l’ABL che
troviamo nell’uomo e con i geni omologhi a SARC, quindi fa parte
anche di quelle proteine citoplasmatiche.
Poi l’interazione dei fattori di crescita con i loro recettori.
Parliamo dei recettori per i fattori di crescita.
Abbiamo detto una classe prima B…
Uno dei recettori più studiati e’ il recettore per un fattore di crescita che
viene detto “ Epithelial Growth Factor”, che è un potente agente
mitogenico per tutte le cellule, non solo per quelle epiteliali.
E allora questo recettore EGF, è codificato da un proto oncogene che si
chiama EV, importante anche nel carcinoma della mammella.
Questo recettore, codificato da una mutazione del gene EV, comporta il
fatto che manchi della porzione extracitoplasmatica e questo significa
una cosa importantissima, cioè che il recettore ( carente della porzione
extramembrana, extracitoplasmatica) si comporti come un recettore che
ha interagito con un fattore di crescita.
La cellula percepisce un segnale mitogenico quando la porzione
extramembrana del recettore è complessata con il fattore di crescita, se
questa porzione extramembrana manca, la cellula percepisce lo stesso
segnale andando incontro ad attività proliferativa, indipendentemente
dalla presenza del fattore di crescita.
E soprattutto è associato al carcinoma epiteliale del polmone.
Un altro oncogene …e questo è il virus dell’eritoblastosi..chiamato EV
A che potenzia l’azione di EV B, ma che ha anche una sua attività
autonoma in quanto codifica per il recettore ad alta affinità per l’ormone
tiroideo.
L’ormone tiroideo si lega al recettore, che ha una localizzazione
intranucleare. Si lega a regioni regolatrici, attivando molti geni coinvolti
nella proliferazione.
Un altro proto oncogene importante a livello della proliferazione delle
cellule del midollo osseo è il gene CFMS ( Colony stimulating factor),
che codifica per il recettore per il Monocyte Colony stimulating factor
1, che è quindi un fattore di proliferazione e differenziazione per i
monociti. Quindi quando è mutato può essere coinvolto in processi
leucemici.
C-sis ha delle omologie di sequenza con la catena b del PDGF (
Platelet- Derived Growth Factor).
Un altro fattore di crescita importante è il Fibroblast Growth Factor, che
è coinvolto nel Sarcoma di Kaposi e in molti tumori della vescica o
dello stomaco.
Nel carcinoma mammario, il corrispondente oncogene prende il nome di
IT2.
L’ FGF non è solo un fattore mitogenico in senso lato, ma anche un
potente fattore angiogenico, come il BEGF ( Basic Epidermal Growth
Factor). Quindi ha fattore mitogenico per i fibroblasti ed angiogenico
perché incrementa lo sviluppo di vasi sanguigni e quindi favorisce la
crescita dei tumori solidi.
Però l’FGF, al contrario dei BEFG, è anche un proto oncogene.
Questi qua…. Tumori post- recettoriali…abbiamo parlato delle Gprotein…
Questa è un po’ la sequenza che avviene in condizioni normali…penso che
già lo sappiate dalla biochimica… ve l’ho fatto vedere perché lo possiate
ricordare…
Quando appunto presentano queste mutazioni puntiformi, le proteine G,
non sono più in grado di attivare l’attività GTPasica e quindi mantengono
sempre il loro stato di attivazione.
Vedete come dall’interazione tra recettore e fattore di crescita si ha tutta
l’attivazione di una serie di risposte a livello della membrana che portano
alla attività di 21RAS…GAP vuol dire GTPasi protein…quindi
attivazione di GTPasi; e badate che c’è anche un altro tipo di mutazione,
molto meno frequente, che non riguarda RAS, ma riguarda la GTPasi.
Perché le G-protein hanno attività GTPasica, ma pur avendo questa attività
queste proteine, è un’attività che comunque deve essere attivata.
La cellula per mettersi al riparo da eccessivi stimoli mitogenici, ha
addirittura una proteina che attiva la attività GTPasica; mutazioni di questa
proteina possono determinare la condizione di attività iperproliferativa.
Quindi non soltanto a livello delle G- protein ma anche nella proteina che
attiva la GTPasi.
Appunto RAF che viene subito attivata dalle G protein, le fosfolipasi C…e
queste sono le vie del segnale attivate dalle Fosfolipasi C, diacilglicerolo e
proteichinasi C….inositolo trifosfato che attiva la mobilizzazione del
calcio ì, il DAG che attiva la protein chinasi C che ha anche attività
tirosin-chinasica, SARC che ha diversi substrati e la Fosfoinositolo 3
chinasi.
Mi ero dimenticata di dirvi che in molti tumori c’è un’amplificazione
genica extra cromosomica, cioè molte volte l’amplificazione dei geni
avviene a livello di regioni di DNA che sono extracromosomiche, che
hanno DNA circolare e che presentano molte copie geniche, soprattutto di
proto oncogeni come C-Myc e RAS.
Si chiama “double…?”
E poi inserzione di un nuovo promotore trascrizionale, come per esempio
la trasformazione virale, come abbiamo visto poco fa.
Vedete, nelle cellule normali si ha la presenza di livelli basali di fattori di
crescita, di recettori, di tutti i segnali di trasduzione normali e basali
Nelle cellule neoplastiche si ha una iperattività o dei fattori mitogenici, o
dei recettori per i fattori mitogenici, oppure delle vie di trasduzione del
segnale o dei fattori che attivano la trascrizione genica.
Per quanto riguarda gli oncosoppressori, di P53 ne abbiamo parlato,
l’altro onco soppressore abbastanza importante è quello che codifica per il
gene RB del retino blastoma, che è coinvolto nella proliferazione, perché
quando non è fosforilato lega i due fattori che danno il via alla
proliferazione cellulare ( al passaggio alla fase S) E2F e DP1.
Quando invece viene fosforilato, perché vengono attivate le vie di
fosforilazione a livello di tirosin chinasi, “molla” il complesso E2F- Dp1 e
l’Rb viene fosforilato dai complessi chinasi ciclina dipendenti.
Il P53 lo abbiamo visto, soprattutto tramite al P21, blocca pure questi
complessi.
Una cosa interessante è che alcuni virus, come il papilloma virus, si
comportano bloccando i prodotti dei geni onco soppressori.
Cioè i geni oncosoppressori non sono mutati o alterati, codificano il loro
prodotto genico,eppure non funzionano, perché sono complessati dalle
proteine del papilloma virus.
Sono il 16 ed il 18 che producono l’uno la proteina 7 che lega l’RB ed il
18 che produce la proteina E6 che lega P53.
Quindi come se questi geni fossero deleti ed invece sono complessati dalle
proteine che legano il papilloma virus.
Qui c’è la metilazione, parlando delle varie mutazioni…ancora abbiamo
qui l’alterazione genetica quindi abbiamo il cambiamento nella sequenza
del DNA…abbiamo avuto la mutazione rispetto a questa
sequenza…questa sequenza presenta una mutazione adenina al posto di
una timina, e quindi poi si la divisone cellulare e poi l’amplificazione
cellulare e quindi si mantiene la mutazione.
Per cui a livello del gene, per esempio si forma l’RNA e questa
alterazione che si ritrova nella proteina che poi viene tradotta nell’RNA,
non può essere revertita da nessun trattamento farmaceutico.
Se invece abbiamo una modificazione come ad esempio una metilazione a
livello della citosina, ( le citosine coinvolte, lo avevamo detto, sono
prevalentemente a livello del promoter) il gene viene silenziato.
Ci sono molti studi promettenti di traials clinici che utilizzano dei farmaci
che sono in grado di de metilare le citosine, oppure ci sono proprio
inibitori delle acetilasi, quelli di vecchia generazione e quindi poco
specifici e quelli di nuova generazione che invece sono specifici per la
classe di istoni coinvolti, che revertono la metilazione della citosina.
Con l’intervento di queste sostanze, che riescono ad attuare la de
acetilazione, quindi il gene viene espresso.
La metilazione del Dna viene riconosciuta ampiamente sia come
meccanismo patogenetico di tumori come markers di un tumore e quindi
utilizzata a livello diagnostico.
In questa diapositiva si vede come la replicazione possa venire
regolarmente, in condizioni normali, nella trascrizione di un tumor
suppressor g; come invece questa non si verifica quando si ha la
metilazione della citosina, quando vengono attivati i geni che codificano
per le Dna metil transferasi.
Ci sono tre tipi di Dna metil transferasi:
- 2 tipi (DMT3A e DMT3B) sono prodotti nella metilazione de novo,
cioè attivano la metilazione di citosine de novo;
- Il DMT1 invece mantiene lo stato di metilazione;
Cioè la metilazione dei geni non è negativa, diventa negativa quando è
eccessiva e rivolta a livello del tumor suppressor gene, ma uno stato di
metilazione dei geni è necessario per mantenere la trascrizione genica a
livello basale.
Quindi chi mantiene lo stato di metilazione ( metilazione di
mantenimento), cioè fa metilare le basi di nuove catene di Dna, in modo
similare a quelle del Dna parentale è il DMT1.
Per quanto riguarda quello di nuova metilazione, sono DMT3A e DMT3B.
E queste si studiano proprio in corso di tumore.
L’inattivazione degli oncogeni non avviene solo per metilazione, ma anche
per alterazioni strutturali quali possono essere: delezione o mutazione di
senso errato.
Come per P53, che può essere alterato o per delezione o per mutazione di
senso errato.
Vedete che ci sono molti tipi di tumore in cui c’è delezione o innativazione
soprattutto del tumor suppressor gene come nel:
- retino blastoma
- tumore di wilms
- alcuni tipi di carcinoma del colon
Abbiamo detto che si chiama retino blastoma perché riguarda
soprattutto l’occhio, però non è sempre così. La delezione che riguarda
il retinoblastome è un cromosoma 13.
Ed il tumore di wilms riguarda il rene, è dovuto ad una delezione su una
regione (P13) del cromosoma 11.
Sono tumori tessuto-specifici.
Questi tumori embrionali ( retino blastoma e nefroblastoma di Wilms)
sono tutti tumori che si trovano nella prima infanzia: nei bambini e negli
adolescenti.
La mutazione riguarda infatti la linea germinale, si ha un’alterazione a
livello germinale di un allele e poi il tumore si sviluppa quando si ha
l’alterazione dell’altro allele.
Quindi queste delezioni degli anti oncogeni riguarda soprattutto la linea
germinale.
Nelle cellule predisposte basta che ci sia un solo allele mutato.
Però perché ci sia il tumore è necessario che entrambi gli alleli siano
mutati, questo è un esempio di quello che avviene nel retino blastoma,
in cui manca la regione codificante per l’RB.
È importante che, nel caso del retino blastoma, si distingua se la
mutazione è a livello somatico o della linea germinale. Perché la
proteina RB si trova a livello di tutti i tessuti e non solo della retina,
abbiamo visto infatti che prende parte alla proliferazione cellulare.
Le mutazioni degli geni oncosoppressori sono prevalentemente a livello
della linea germinale, mentre le mutazioni dei proto oncogeni solo a
livello somatico.
Se il gene che codifica RB1 è mutato e la mutazione riguarda solo la
linea germinale, parliamo di retino blastoma.
Se invece la mutazione riguarda il proto oncogene ( quindi parliamo di
mutazioni somatiche), il tumore si verifica anche a livello di altri
distretti, di altri organi; quindi non è localizzato solo a livello della
retina.
Quindi l’alterazione del gene che codifica per RB1 può riguardare sia la
linea somatica che quella germinale.
Una mutazione simile a quella dell’RB si ha con il Papilloma Virus, che
complessa l’E7, che complessa l’RB.
Il tumore di Wilms, vi ho detto che è tessuto specifico, nefroblastoma.
Codifica per un fattore di trascrizione che ha la zinc finger, che
consente il legame (di questo fattore di trascrizione) a sequenze
specifiche del dna.
E antagonizza il recettore per l’epithermal growth factor, e questo è
anche importante.
Poi c’è un’altra mutazione (delezione) che riguarda una regione che
coinvolge la codificazione di un gene che codifica per una fosfatasi.
Quindi per un gene che codifica per un enzima che è in equilibrio con
una tirosin chinasi, ecco perché questo è un gene onco soppressore,
perché in questa regione ( 3, P13, 23) che comporta il tumore in varie
zone come polmone ed ovaio, c’è un locus che codifica per la tirosin
fosfatasi gamma.
Cioè per un enzima fostatasi che idrolizza gli atomi di fosforo dovuti
all’attività tirosin chinasica, che evita quindi il segnale di proliferazione.
In questi tumori viene persa questa regione allelica che codifica per
questa fosfatasi.
Una cosa importante nel tumore del colon non poliposico, viene alterato
un altro gene.
Questo è importantissimo perché, se si fa uno screeing adeguato (
perché, in questo tumore, abbiamo un’alterazione dei processi di
riparazione del Dna, del mismatch repair), nei soggetti a rischio, si
possono sventare molti casi di tumore al colon.
Quindi l’individuazione di questi geni coinvolti nel mismatch repair è di
fondamentale importanza anche a livello di prevenzione.
Vi volevo lasciare con questo messaggio, dato che voi poi farete i
medici, perché questo vi potrà aiutare a salvare molte vite.
La ricerca scientifica è quindi importante sia a livello clinico che
preventivo.