Tumore del polmone 30.000 fumatori o ex-fumatori Il più importante fattore di rischio nel tumore del polmone è rappresentato dal fumo di sigaretta: esiste infatti un chiaro rapporto dose-effetto, e questo vale anche per il fumo passivo, tra questa abitudine e la neoplasia. Ciò significa che più si è fumato (o più fumo si è respirato nella vita), maggiore è la probabilità di ammalarsi Le cellule tumorali sono caratterizzate da crescita incontrollata Cellule che si moltiplicano in assenza dei segnali che normalmente inducono divisione cellulare Cellule che si moltiplicano in presenza di segnali che inibiscono la divisione cellulare Cellule che nno rispondono ai segnali di morte Le cellule tumorali accumulano mutazioni che conferiscono loro un vantaggio di sopravvivenza e di proliferazione Le cellule tumorali sono definite da due caratteristiche ereditabili: (1) si riproducono senza controllo (tumore) (le cellule sono insensibili alla densità di popolazione) (2) invadono e colonizzano tessuti diversi (tumore maligno) (le cellule proliferano indipendentemente dall’ancoraggio) Differenze fra un tumore benigno ed un tumore maligno RUOLO DEI CANCER ASSOCIATED FIBROBLASTS NELLA INVASIONE TUMORALE I CAF (CANCER ASSOCIATED FIBROBLASTS) sono in grado di produrre e riorganizzare la matrice extracellulare (ECM) che permette ai tumori di invadere i tessuti Kalluri et al. Nature Reviews Cancer advance online publication; published online 30 March 2006 | doi:10.1038/nrc1877 Nat Cell Biol. 2007 Dec;9(12):1392-400. Epub 2007 Nov 25. Fibroblast-led collective invasion of carcinoma cells with differing roles for RhoGTPases in leading and following cells. Gaggioli C1, Hooper S, Hidalgo-Carcedo C, Grosse R, Marshall JF, Harrington K, Sahai E. Autocrine IL-1β-TRAF6 signalling promotes squamous cell carcinoma invasion through paracrine TNFα signalling to carcinoma-associated fibroblasts. Chaudhry SI, Hooper S, Nye E, Williamson P, Harrington K, Sahai E. Oncogene. 2013 Feb 7;32(6):747-58. doi: 10.1038/onc.2012.91. Epub 2012 Mar 26. TNFα acts in a paracrine manner to increase the invasion-promoting potential of carcinoma-associated fibroblasts (CAFs). Tumor associated macrophages (TAM) Sono macrofagi che si trovano fisicamente associati al tumore. Sono essenziali per lo sviluppo e la progressione di diversi tumori. Possono sia favorire che inibire la crescita dei tumori. La loro attività può essere modulata tramite citochine e farmaci. I meccanismi alla base della relazione tumori/TAM sono oggetto di uno studio intenso. This image shows part of a glioblastoma tumor from a mouse treated with a CSF1R inhibitor. The drug was shown to induce tumor-associated macrophages (green) to phagocytose or eat tumor cells (red) (December 2013). 1) La maggior parte dei tumori deriva da una unica cellula mutata 2) La progressione tumorale dipende dall’accumularsi di molte mutazioni • Cancer incidence as a function of age. The number of newly diagnosed cases of colon cancer in women in England in one year is plotted as a function of age at diagnosis and expressed relative to the total number of individuals in each age group. If only a single mutation were required to trigger the cancer and this mutation had an equal chance of occurring at any time, the incidence would be independent of age. • for most types of cancer the incidence rises steeply with age—as would be expected if cancer is caused by a slow accumulation of numerous random mutations in a single line of cells. Cancers Develop in Slow Stages From Aberrant Cells The graph shows the length of the delay before onset of bladder cancer in a set of 78 workers in the chemical industry who had been exposed to the carcinogen 2naphthylamine, grouped according to the duration of their exposure. • the disease does not usually become apparent until long after exposure to the causal agent. During this long incubation period, the prospective cancer cells undergo a succession of changes. The same applies to cancers where the initial genetic lesion has no such obvious external cause. Proprietà che rendono una cellula cancerogenica Perdita del controllo proliferativo Perdita di inibizione da contatto (formazione di foci) Secrezione di fattori angiogenetici Perdita di adesività Resistenza all’apoptosi Secrezione di proteasi Molti proto-oncogeni controllano le funzioni cellulari che ci si aspetta siano alterate nelle cellule tumorali • Fattori della crescita • Recettori di superficie • Componenti dei sistemi di trasduzione del segnale (Ras, Abl) • Proteine che legano il DNA compresi alcuni fattori di trascrizione (MYC, JUN) • Proteine che proteggono dall’apoptosi Gli oncosoppressori sono geni che normalmente inibiscono la progressione del ciclo cellulare • Componenti del sistema che controlla la progressione del ciclo cellulare dalla fase G1 alla fase S (Rb, P53) Il cancro può derivare da cellule che non muoiono quando dovrebbero Anomalie nell’apoptosi contribuiscono alla proliferazione tumorale P53 è il “guardiano del genoma” e funziona come un gene soppressore di tumore • L’invasività implica la capacità di staccarsi dal tessuto originario, entrare nel circolo sanguigno o in quello linfatico, colonizzare un nuovo tessuto e formare un tumore secondario o metastasi • Ogni tumore da metastasi preferenzialmente in alcuni distretti. • Prostata:metastasi ossee common sites (green) in the bone marrow for metastases from carcinoma of the prostate gland Per crescere un tumore ha bisogno di assumere nutrienti e ossigeno e di liberarsi delle sostanze di rifiuto Una cellula tumorale può acquisire la capacità di evadere il controllo tissutale , attraversare la membrana dei vasi ed approdare in altre sedi dell’organismo dove forma nuove colonie (capacità metastatizzante) Concetto di EMT (transizione epitelio/mesenchima) Nella invasività tumorale Le diverse fasi della trasformazione Proprietà che rendono una cellula cancerogenica Perdita del controllo proliferativo Perdita di inibizione da contatto (formazione di foci) Secrezione di fattori angiogenetici Perdita di adesività Resistenza all’apoptosi Secrezione di proteasi Quali sono i geni mutati nei tumori? Molti proto-oncogeni controllano le funzioni cellulari che ci si aspetta siano alterate nelle cellule tumorali • Fattori della crescita • Recettori per i fattori della crescita • Componenti delle vie di trasduzione del segnale (Ras, Abl) • Fattori di trascrizione (MYC, JUN) • Proteine che proteggono dall’apoptosi Gli oncosoppressori sono geni che normalmente inibiscono la progressione del ciclo cellulare • Componenti del sistema che controlla la progressione del ciclo cellulare dalla fase G1 alla fase S (Rb, P53) Anomalie nelle vie di segnalazione e nei controlli del ciclo cellulare contribuiscono alla proliferazione tumorale Cdk-ciclina G1 Perché è importante identificare I geni associati allo sviluppo dei tumori e le loro mutazioni? Gefitinib (ZD1839, Iressa®), a selective drug inhibitor of the epidermal growth factor receptor (EGFR) tyrosine kinase (TK), responsible for 10% of lung tumors La scoperta dei meccanismi molecolari che sono alla base della trasformazione tumorale consente la messa a punto di strumenti diagnostici e terapeutici più specifici Pazienti con patologie simili sono molto diversi quando si analizza il loro tumore a livello molecolare • Terapie convenzionali: radioterapia chemioterapia con antimitotici Effetti delle radiazioni ionizzanti sulle cellule normali e sulle cellule tumorali Finestra terapeutica Diagnosi molecolare: -individuazione di oncogeni o geni soppressori tumorali mutati -scelta del trattamento -monitoraggio degli effetti del trattamento • Terapie convenzionali: radioterapia chemioterapia con antimitotici • Nuovi agenti terapeutici “disegnati” per colpire uno specifico difetto molecolare: antagonisti per recettori di fattori della crescita Inibizione di specifici recettori: tamoxifen Herceptin HER2= human epidermal growth factor receptor • Terapie convenzionali: radioterapia chemioterapia con antimitotici • Nuovi agenti terapeutici “disegnati” per colpire uno specifico difetto molecolare: antagonisti per recettori di fattori della crescita inibitori delle chinasi La traslocazione reciproca dei cromosomi 9 e 22 porta alla formazione di un gene chimerico che codifica per una chinasi che è responasabile della leucemia mieloide cronica Inibizione di attivatori della proliferazione specifici della cellula tumorale • Terapie convenzionali: radioterapia chemioterapia con antimitotici • Nuovi agenti terapeutici “disegnati” per colpire uno specifico difetto molecolare: antagonisti per recettori di fattori della crescita inibitori delle chinasi inibitori dell’angiogenesi inibitori di proteine anti-apoptotiche Alcuni tumori sono trattati con inibitori dell’angiogenesi Talidomide: un vecchio farmaco con nuove possibilità di utilizzo • Terapie convenzionali: radioterapia chemioterapia con antimitotici • Nuovi agenti terapeutici “disegnati” per colpire uno specifico difetto molecolare: antagonisti per recettori di fattori della crescita inibitori delle chinasi inibitori dell’angiogenesi inibitori di proteine anti-apoptotiche BCL2 ha funzione antiapoptotica ed i suoi livelli sono elevati in molte forme di leucemia L’analisi dell’espressione genica mediante microarray consente di classificare i pazienti in base alla probabilità che il tumore sia benigno o maligno e consente quindi di adottare la terapia più idonea Buona prognosi Cattiva prognosi Modeling cancer in mouse models allows investigators to generate accurate models of human malignancies through the expression of oncogenes, knock-in of genetic point mutations, and knock-out of tumor suppressors central to the human malignancy being studied. Carver B S , Pandolfi P P Clin Cancer Res 2006;12:53055311 ©2006 by American Association for Cancer Research MEFs represent an excellent tool for the evaluation of therapies in various genetic backgrounds, as well as the screening of novel therapies through the use of RNA interference or small-molecule inhibitors. Carver B S , Pandolfi P P Clin Cancer Res 2006;12:53055311 ©2006 by American Association for Cancer Research From mouse modeling of PTEN loss, we have shown that haploinsufficency is an early event in prostate tumorigenesis, resulting in the development of high-grade prostatic intraepithelial neoplasia. (coesistenza di un prto.oncogene e di un oncosoppressore mutati) Carver B S , Pandolfi P P Clin Cancer Res 2006;12:53055311 ©2006 by American Association for Cancer Research Targeting a malignancy, such as prostate cancer, which shows the loss of PTEN can be accomplished with combination targeted therapy. Carver B S , Pandolfi P P Clin Cancer Res 2006;12:53055311 ©2006 by American Association for Cancer Research Inibizione di specifici recettori: tamoxifen Herceptin HER2= human epidermal growth factor receptor