Università di Torino
Dipartimento di Genetica
Biologia e Biochimica
barbara pasini
Sindrome di
von Hippel-Lindau
HPT-JT
MEN2
CDK-Inhibitors
MEN1
iperplasia /
adenoma
paratiroidi
carcinoma
midollare della tiroide
AIP
PRKAR1A
feocromocitoma
paraganglioma
tumori endocrini
pancreatici
angiomatosi retinica
emangioblastoma SNC
carcinoma renale (CC)
adenoma ipofisi
gastrinomi duodenali
carcinoidi
ecc.
VHL
SDHB-SDHD
SDHC, SDHAF2SDH5, SDHA
TMEM127 e NF1
caratteristiche generali delle
neoplasie endocrine multiple
• autosomiche dominanti
• combinazione di “lesioni” specifiche
-
istologia / clinica caratteristica
-
-
età caratteristiche di insorgenza
-
-
PT: iperplasia in MEN2A / adenomi in MEN1 / adenoma cistico HPT-JT
PiA: frequente PRL in MEN1 – frequente GH in AIP
PNET: spesso secernenti in MEN1 / non secernenti VHL
MTC con CCH in MEN2
più manifestazioni presenti contemporaneamente
sviluppo di manifestazioni in successione
manifestazioni cutanee, cistiche ecc.
malformazioni, dismorfismi (MEN2B)
• penetranza alta ma espressività variabile
• correlazione genotipo-fenotipo
- MEN2, VHL, SDH (no MEN1)
Von Hippel Lindau (AD)
Età più comune
- RA
angiomi retinici
- CHB
emangioblastoma cerebellare
- SHB
emangioblastoma midollare
- RCC
carcinoma renale
- PC
feocromocitoma
- PNET tumori endocrini pancreatici
- cisto-adenomi sierosi multipli del pancreas
45-73%
44-72%
13-44%
35-70%
7-20%
10-17%
35-75%
(età media 25 aa,
(età media 29.9 aa,
(età media 33.3 aa,
(età media 39.7 aa,
(età media 24 aa,
(età media 35 aa,
12-25)
18-25)
24-35)
25-50)
12-25)
24-35)
Ong KR et al. Hum Mut 2007;28:143-149
573 casi
gene VHL
Localizzato nel 1988 in 3p (3p25-26), clonato nel 1993
5’
3’-UTR
1
2
ATG
3
stop at nt. 852
proteina VHL di 213 aa - 28-30 kDa
(isoforma 2 di 19 kDa)
espressa in molti tessuti
citoplasmatica
- ubiquitinazione HIFa
- riduzione dell’espressione delle integrine (5a)
- riduzione dell’espressione della ciclina D1 (aumento di p27)
- legame con p53 ……
VHL protein (213 aa)
Linker: aa 189-194
beta-domain
7 stranded b sandwich:
aa 63-154
(HIF1a binding: aa 67-117)
H4: aa 193-204
Box 1: aa 116-119
Box 2: aa 148-155
(2 short b strand of
hydrophobic residues
buried upon folding)
alpha-domain
aa 155-192
H1 – H2 – H3
Linker: aa 154-156
polar interface
between a and b domains
Stebbins CE et al Science 1999
945 famiglie con mutazione VHL
riportate in letteratura:
Totale
VHL-1
VHL-2
(senza pheo) (con pheo)
- missenso
- inframe del/ins
- frameshift
- nonsenso
- splicing
- delezioni
52%
6%
13%
11%
7%
11%
Nordstrom-O’Brien M et al. 2010
44.5%
7%
16.5%
12%
4%
15%
83.5%
0.8%
4.4%
7%
0.8%
3.6%
Von Hippel Lindau (AD)
Tipo 1 senza pheo
Tipo 2 con pheo
mutazioni troncanti
(HB, RA, RCC più precoci)
missense b-domain (HIF)
delezioni parziali o complete
delezioni C3orf10 (1B raro RCC)
2A HB, raro RCC
Tyr98His Germany - Black Forest
Tyr112His
b-domain (HIF) bassa destabilizzazione
a-domain (El C) bassa destabilizzazione
2B HB + RCC
missense “surface”
a-domain (El C) alta destabilizzazione
codons 74-90 > 130-136
2C “solo” pheo
Arg64Pro, Ser68Trp, Val84Leu, Gly93Ser,
Val155Leu, Leu188Val, Arg238Try
Policitemia congenita
(AR: eritrocitosi famigliare tipo 2)
omozigosi o eterozigosi composta
Arg200Trp, His191Asp, Pro192Ser ecc.
Tyr98Asn 292 T>A
HIF binding Hyp564
(liner of the pochet)
slightly increased levels of HIF2a,
increased levels of integrins and slightly
VHL-2B
disorganized tight junctions
higher destabilization of
HIF binding domain
HIF binding Hyp564
(liner of the pochet)
low levels of HIF2a, only slightly
increased levels of integrins and
adequate tight junctions
lower destabilization of
HIF binding domain
VHL-2A (Black Forest)
Tyr98His
292 T>C
VHL – HIF1a interface
Hyp564 pocket: H115 – S111 (HB, floor)
lined by W88 – Y98 – W117
with right chian orientation of H115
by S65, Y112, R113, G114
insPheo
VHL with RCC (6)
VHL without RCC (14)
VHL with Pheo
PGL-HNPGL (HB-PHEO in fam)
Rischio di RCC nei casi VHL con delezioni
McNeill et al. Am J Med Genet 2009;149A:2147-51
127 casi con delezioni VHL
18/03/2008
VHL
delezione di 7.5 kb
esone 1
87
61
Cisti renali 60
47
Polmone 45
Cisti renali
42
Cisti renali
Emangioblastoma
-
+
+
55
Tumore endocrino Pancreas 55
Emangioblastoma 29
Carcinoma renale 42
Cisti pancreatiche 40
Carcinoma renale 44
Emangioblastoma 47
Cistoadenoma epididimo 30
Angiomi retinici 53
Carcinoma renale 55
45
Emangioblastoma
Cisti renali
+
-
11
8
13
12
9
23
19
53
Cervice U. 53
Rischio di RCC nei casi VHL con mutazioni puntiformi
Età media:
38.2aa
Età media:
45.8 aa
Età media:
35.3+9.6 aa
Età media:
42.3 aa
Ong KR et al. Hum Mut 2007;28:143-149
573 casi
VHL esone 3
c.478_479delGA
+
66
T um ore endocrino Pancreas 58
Carcinom a renal e 46
Angi omi reti ni ci 52
Carcinom a renal e 58
Cisti pa ncreati che 55
Em angiobl astom a 58
Carcinom a renal e 58
Cistoad enoma le gamento l argo 60
+
-
41
T um ore endocrino Pancreas
Cisti renal i
Angi omi reti ni ci 27
Carcinom a renal e 29
Cisti pa ncreati che
Carcinom a renal e 31
38
-
35
2
-
8
-
6
+
4
+
2
+
32
Em angiobl astom a 15
Angi omi reti ni ci 27
Em angiobl astom a 25
VHL tipo 1 con alto rischio di RCC
mutazioni in:
Ser65 - Trp88 - Ser111 - His115
aboliscono il legame con HIF
Forman JR et al. Proteins 2009;77:84-96
mutazioni in:
Leu89 - Leu118 - Asn131 - Gln132
Phe136 - Ile151
destabilizzano il dominio di legame con HIF
Rischio di PHEO nei casi VHL con mutazioni puntiformi
Ong KR et al. Hum Mut 2007;28:143-149
573 casi
VHL con alto rischio di PHEO
mutazioni in:
Val155 - Arg161 - Val166
che aboliscono il legame con elonghina C
Gln164
che destabilizza il dominio di legame
con elonghina C
Forman JR et al. Proteins 2009;77:84-96
17/05/2005
-
-
57
55
VHL esone 3
p.Arg161Gln de novo
-
30
+
26
Feocromocitoma 17
Feocromocitoma 19
Angiomi retinici 20
Emangioblastoma 20
Emangioblastoma 20
Emangioblastoma 20
Cisti renali 26
77
74
73
VHL esone 3
p.Tyr156Ser
35
legame con elong C
53
51
46
48
1
2
1
18/03/2008
18
Feocromocitoma 13
Feocromocitoma 13
13
Feocromocitoma 13
82
74
73
35
+
58
56
51
53
1
Feocromocitoma Midollare surrene 49
Feocromocitoma Midollare surrene 50
Tumore endocrino Pancreas 53
Angiomi retinici 50
Carcinoma renale 50
Carcinoma renale 53
+
23
Feocromocitoma Midollare surrene 13
Feocromocitoma Midollare surrene 13
+
18
Feocromocitoma Midollare surrene 13
2
1
VHL con alto rischio per tutte le manifestazioni
mutazioni:
Arg167Gln , Arg167Trp
destabilizzano la struttura secondaria della proteina
(Arg167 forma ponti idrogeno con Asp187, Leu188 e Phe190)
mutazioni in Arg167
sono responsabili del
45% circa dei casi VHL-2
nella popolazione caucasica
Forman JR et al. Proteins 2009;77:84-96
VHL esone 3
p.Arg167Trp
86
69
4
62
2
65
3
63
56
55
+
2
35
SNC 33
28
23
Feocromocitoma Midollare surrene 22
Feocromocitoma Midollare surrene 22
Angiomi retinici (multipli dex) 22
Angiomi retinici (multipli sin) 22
Cisti renali (multiple bilat.) 22
VHL esone 1
p.Arg82Leu
15/02/2006
91
86
76
67
57
59
42
Leucemia 41
+
3
62
Feocromocitoma (dx) 46
Mammella (F) 49
50
SNC 45
51
-
17
11
38
+
26
Feocromocitoma (dx) 19
Feocromocitoma (sn) 23
SNP 21
74
Mammella (F) 73
84
87
62
Prostata
77
VHL - Elongin C interface
Most relevant contact:
Leu158 – Cys162 – Arg161
Hydrogen bonds:
Arg82 – Arg161 – Lys159
62
87
84
Breast cancer 73
Prostate cancer 61
76
86
67
91
57
59
42
74
77
16
Leukemia 41
+
3
50
55
67
CNS 45
Right adrenal pheo 46
Breast cancer 49
+
21
15
42
Breast cancer 41
31
Right adrenal pheo 19
Neurinoma T9-T10 21
Left adrenal pheo 23
Right adrenal pheo 30
pNETs 33
lymph nodal localisation of malignant pheo 33
0
76
Sede ignota 76
80
81
VHL esone 2
p.Asp121Asn
82
2
75
Polmone
82
94
84
65
71
*
1
31
Angioma (midollare C5) 29
48
Feocromocitoma (dx) Midollare surrene 43
Feocromocitoma (sx) Midollare surrene 43
Cisti renali (sx) 43
48
Adenoma Corteccia surrene 37
*
25
18
14
Feocromocitoma (dx) Midollare surrene 14
VHL – a b interface
Polar interface between alpha and beta domain
Hydrogen bonds involving:
a amino acids:
H3
Asp187, Leu188
H1
Glu160, Arg161, Gln164, Arg167
b amino acids:
L6
Asp121, Thr124, Asp126
L2
Arg82
c.361G>A
blood
c.361G>A
pheo1
c.361G>A
pheo2
Von Hippel Lindau (AD)
casistiche PNET
Perigny M et al.
A J Surg Pathol 2009;33:739-748
Dati inerenti 108 PNET in VHL – casistica NIH
Blansfield JA et al. Surgery, 2007;142:814-818
Von Hippel Lindau (AD)
mutazioni con effetto “moderato”
fenotipi particolari ?
/2009
27 anni: emangioblastoma cerebellare
29 anni: policitemia vera
80
Polmone
57
60
-
-
*
-
*
51
-
54
attivazione di sito accettore criptico
304 bp a monte
frame-shift e stop prematuro
(c.37_340del304bp, p.Gly14ThrfsX44)
*
33
34
12
analisi dell’mRNA: difetto parziale
di splicing dell’allele mutato
57
*
2
32
2
Neuroblastoma (tum. neuroblastico G3) 1
VHL IVS1+5G>C
94
7
3
mutazione somatica (second hit ?)
nell’emangioblastoma
(esone 3: c. 486C>G, p.Cys162Trp)
test genetico nelle
neoplasie endocrine multiple - VHL
• indicazione al test
• sospetto clinico: almeno due segni di malattia o famigliarità
• vantaggio del test genetico rispetto alla diagnosi clinica
- paziente giovane alla prima manifestazione
- le altre manifestazioni attese sono più tardive
- lo screening clinico è costoso / impegnativo
- il test genetico è informativo
• utilità del test
•
•
•
•
•
•
confermare la diagnosi
correlazioni genotipo-fenotipo
stimare il rischio per ulteriori manifestazioni di malattia
curare in modo opportuno le manifestazioni di malattia
screening dei famigliari a rischio (età precoce)
diagnosi prenatale
Von Hippel Lindau (AD)
Criteri di accesso al test genetico
• manifestazioni isolate “giovanili” o multiple
–
–
–
–
angioma retinico < 30 anni o multiplo-bilaterale
ca. renale cellule chiare < 30 anni o multiplo-bilaterale
emangioblastoma cerebellare-spinale < 50 anni o multiplo-bilaterale
feocromocitoma < 50 anni o bilaterale
• due manifestazioni di malattia o famigliarità positiva
– tra le precedenti
– e/o cisti multiple pancreatiche, renali
• diagnosi clinica della sindrome
analisi VHL in 79 casi indice
• feocromocitoma
–
–
–
–
sporadico
bilaterale/con PGL
famigliare
sindromico
• cisti renali
0/25
4/8 (50%)
2/2 (100%)
3/3 (100%)
(AR o PNET o HB+RCC)
• PNET/cistoadenoma/cisti
– PNET/cistoA
– cisti pancreatiche
0/3
2/3 (66%)
• angiomi retinici/emangiobl.
–
–
–
–
AR mutipli/fam.
HB sporadico
HB multipli
HB sindromico
(AR o policitemia)
0/4
0/7
0/1
2/2 (100%)
– mutiple/bilat.
0/3
• tumore renale
–
–
–
–
–
–
–
–
sporadico
0/2
multipli/bilat.
0/4
famigliare
0/1
con PNET
0/2
con cisti pancreatiche 0/1
con emangioblastoma 0/3
con angiomi retinici
1/1
multipli e sindromici
6/6 (100%)
(HB, AR, CP, CE, PNET)
screening dei famigliari per
mutazione VHL nota in famiglia (50):
- 20 mutati
- 30 non portatori
Mutazioni germinali in feocromocitomi (surrene) - paragangliomi
Mutazioni germinali in feocromocitomi (surrene) – paragangliomi maligni
Mutazioni germinali in feocromocitomi (surrene) – paragangliomi “sospetti” ereditari