Il Gene oncosoppressore SMARCB1/INI1, responsabile del

BANDO DI CONCORSO “PREMIO COSTANZA NICOLETTI
Elaborato di Piergiorgio Modena
Nel presente elaborato sono descritti gli studi da me recentemente svolti nell’ambito dei progetti di
ricerca in corso sui Sarcomi dei tessuti molli (A) e sull’ Ependimoma intracranico (B). Le relative
pubblicazioni scientifiche sono allegate per esteso alla domanda di partecipazione al bando di
concorso, in formato elettronico.
A) Il gene oncosoppressore SMARCB1/INI1, responsabile del Tumore Rabdoide infantile, e’
frequentemente inattivato nel Sarcoma Epitelioide.
Il gene SMARCB1/INI1 codifica per una subunita’ invariante del complesso di rimodellamento della
cromatina SWI/SNF ed e’ noto agire come oncosoppressore. Questo gene e’ frequentemente
inattivato, mediante mutazione puntiforme e/o delezione, nel Tumore Rabdoide infantile e sono stati
descritti anche casi di mutazione germinale associata a predisposizione genetica all’insorgenza di
questo tumore.
Recentemente, nell’ambito di un progetto di caratterizzazione molecolare delle anomalie genetiche
associate all’insorgenza dei sarcomi, mi sono occupato del Sarcoma Epitelioide, una rara neoplasia dei
tessuti molli che origina negli arti o nell’area pelvica, presenta un alto tasso di recidive e metastasi e
pone spesso problemi di diagnosi corretta.
In seguito ai risultati da me ottenuti con indagini citogenetiche dettagliate (citogenetica
convenzionale, Spectral Kayotyping, FISH)1, il cromosoma 22 e’ risultato il cromosoma piu’
frequentemente coinvolto in riarrangiamenti in questo tipo di sarcoma. Mediante ulteriori analisi
molecolari combinate (FISH, array-CGH, Real-Time PCR, Immunoistochimica, Western blotting e
analisi mutazionale), ho dimostrato la inattivazione del gene SMARCB1/INI1, localizzato nella regione
22q11.2, in 6/11 casi di Sarcoma Epitelioide estesamente analizzati a livello di anomalie genetiche del
DNA, livelli di espressione dell’RNA e proteica; questi risultati sono stati recentemente pubblicati 2 (si
veda in allegato copia della pubblicazione in formato elettronico).
Al fine di estendere queste osservazioni ad una casistica piu’ ampia, recentemente ho analizzato 30
casi di Sarcoma Epitelioide (inclusi alcuni casi pediatrici) operati all’Istituto Nazionale Tumori di
Milano negli ultimi anni e la cui diagnosi istopatologica e’ stata rivalutata e confermata dai patologi
dell’Istituto. Ho osservato perdita di espressione della proteina Smarcb1 in 17/30 (57%) casi e
ulteriori 5/30 (17%) casi presentavano espressione proteica solo focale. Questi ultimi risultati sono
stati presentati all’ ultimo congresso dell’ American Association for Cancer Research3.
Recentemente, diverse pubblicazioni hanno citato in maniera positiva i risultati da me ottenuti e
appena descritti, comprese due Review di prestigiosi ricercatori del settore4,5. Ritengo che la rilevanza
di questi miei studi risieda in particolare nell’avere:

Dimostrato la validita’ dell’utilizzo di un anticorpo anti-Smarcb1 in analisi di
immunoistochimica, cosa che costituisce un valido supporto alla corretta diagnosi istopatologica del
Tumore Rabdoide, del Sarcoma Epitelioide e delle diverse entita’ tumorali aventi difficile diagnosi
differenziale;

Evidenziato, in aggiunta al gia’ noto coinvolgimento nel Tumore Rabdoide, un piu’ ampio
ruolo del gene SMARCB1/INI1 nell’insorgenza del cancro, in quanto risulta inattivato in casi di
sarcoma sia pediatrici che dell’adulto che mancano delle caratteristiche istologiche del Tumore
Rabdoide. Rimane non ancora definita la relazione esistente tra queste diverse entita’ tumorali.

Dimostrato che l’ inattivazione di SMARCB1/INI1 puo’ avvenire mediante eventi di delezione
omozigote dell’ intero gene, che sono per loro natura difficili da individuare mediante le ordinarie
analisi di mutazione genica basate sull’uso della tecnica di PCR. Cio’ suggerisce che le limitate analisi
mutazionali del gene SMARCB1/INI1 compiute finora in tipi tumorali scorrelati dal Tumore Rabdoide
possono avere sottostimato la frequenza dell’inattivazione del gene, che peraltro e’ localizzato in una
regione cromosomica frequentemente deleta in molti tumori umani.

Suggerito, anche a seguito dell’evidenza di un suo piu’ ampio coinvolgimento nell’insorgenza
di diversi tipi di cancro, che il gene SMARCB1/INI1 e alterazioni del complesso proteico SWI/SNF di
cui costituisce una subunita’ essenziale meritano di essere investigate piu’ a fondo come target
molecolari di terapia. Cio’ sarebbe primariamente a vantaggio di quelle malattie rare come il Tumore
Rabdoide che sono considerate “malattie orfane” per quanto riguarda lo sviluppo di nuovi farmaci
mirati da parte della comunita’ scientifica e farmaceutica.
B) Identificazione di profili molecolari associati a rilevanti caratteristiche cliniche dell’
Ependimoma intracranico
L’ependimoma e’ un tumore raro della glia e rappresenta il 10% dei tumori cerebrali infantili, con
un picco di insorgenza al di sotto dei tre anni di eta’. La sopravvivenza a 5 anni libera da malattia
varia tra il 30-60%, ed e’ influenzata negativemente dalla presenza di malattia residua dopo la
chirurgia, dalla presenza di anaplasia e dall’eta’ inferiore ai 3 anni. Nell’ambito del progetto iterregionale AIRC 2005-2007 “Comprehensive diagnosis and treatment for intracranial pediatric
ependymoma”, ho analizzato 24 campioni di ependimoma intracranico primario al fine di individuare
il profilo degli sbilanciamenti genomici mediante microarray-based Comparative Genomic
Hybrydization alla risoluazione di 1 Mb (array-CGH), il profilo di espressione genica mediante l’uso
della piattaforma Affymetrix U133 Plus 2.0 GeneChip e la metilazione dei promotori di geni
oncosoppressori mediante Methylation-specific PCR (MSP). I risultati sono stati validati con tecniche
indipendenti (FISH, LOH, Real-Time PCR) e correlati con le caratteristiche cliniche dei pazienti
mediante analisi statistica di Class comparison, grazie alle dettagliate informazioni cliniche e di
follow-up disponibili tramite il protocollo AIEOP diagnostico-terapeutico per l’ ependimoma
pediatrico. L’utilizzo di piattaforme high-throughput mi ha permesso di:

Mappare precisamente e restringere l’ampiezza di regioni di sbilanciamento genomico
(gain/loss) gia’ note, da un ampio intervallo cromosomico a poche Mb, con conseguente
identificazione dei geni candidati posizionali deregolati dagli sbilanciamenti allelici, quali la
sulfotransferasi SULT4A1 nella regione di delezione in 22q13.3 e HIC1 (hypermethylated in
cancer 1) in 17p13, il quale e’ sottoposto frequentemente a contemporanea delezione di un
allele e metilazione del secondo.

Identificare nuove, ristrette regioni di gain/loss, inclusa una amplificazione ad alto numero di
copie di sole 600 Kb in 11q22 che contiene il candidato oncogene YAP1, il quale e’ risultato
overespresso in numerosi campioni tumorali.

Identificare, mediante analisi comparativa con tessuti normali e tumori cerebrali diversi dall’
ependimoma, un profilo di espressione ependimoma-specifico caratterizzato dalla anomala
attivazione di geni appartenenti a pathway dello sviluppo e del differenziamento, tra cui in
particolare quelli del signaling di EGFR, NOTCH e di Sonic hedgehog, che rappresentano
promettenti target terapeutici.

Identificare specifici
significativamente
sbilanciamenti
associati
alla
genomici e profili di espressione che sono
localizzazione
del
tumore
(sovratentoriale
versus
infratentoriale); all’eta’ del paziente alla diagnosi (minore versus maggiore di 3 anni); al
rischio retrospettivo di recidiva (pazienti recidivati versus non recidivati).
I risultati ottenuti sono stati sottomessi alla rivista Journal of Clinical Oncology, che ha giudicato
il lavoro meritevole di pubblicazione previe minori revisioni che sono state effettuate e sono in
corso di valutazione finale6 (si veda in allegato copia della pubblicazione in formato elettronico).
Referenze citate
1.
Lualdi E, Modena P, Debiec-Rychter M, Pedeutour F, Teixeira MR, Facchinetti F, Dagrada GP, Pilotti S, Sozzi
G. Molecular cytogenetic characterization of proximal-type epithelioid sarcoma. Genes Chromosomes Cancer,
2004, 41:283-290.
2
Modena P, Lualdi E, Facchinetti F, Galli L, Teixeira MR, Pilotti S, Sozzi G. SMARCB1/INI1 tumor suppressor
gene is frequently inactivated in epithelioid sarcomas. Cancer Res., 2005, 65(10):4012-9.
3
Modena P, Lualdi E, Facchinetti F, Livio A, Pilotti S, Sozzi G. SMARCB1/INI1 Tumor Suppressor Gene
Inactivation in Sarcomas. The 97th American Association for Cancer Research Annual Meeting, Washington, USA,
1-5/4/2006. Poster presentation n° 3317.
4
Biegel JA. Molecular genetics of atypical teratoid/rhabdoid tumor. Neurosurg. Focus, 2006, 20(1):E11.
5
Oda Y, Tsuneyoshi M. Extrarenal rhabdoid tumors of soft tissue: clinicopathological and molecular genetic
review and distinction from other soft-tissue sarcomas with rhabdoid features. Pathol Int., 2006, 56(6):287-95.
6
P Modena, E Lualdi, F Facchinetti, J Veltman, J Reid, S Minardi., I Janssen, F Giangaspero, M Forni, G
Finocchiaro, L Genitori, F Giordano, R Riccardi, E Schoenmakers, M Massimino, G Sozzi. Identification of tumorspecific molecular signatures in intracranial ependymoma and association with clinical characteristics. J Clin Oncol,
2006, under review.