P
SH2
P
P
P
SH2
ENZIMI:
•PLCg
•Tirosin chinasi citoplasmatiche (Src)
•Fosfatidil inositolo 3-chinasi (mediante
adattatore p85)
•Tirosin fosfatasi (SHP1/2)
“ADATTATORI”:
•Grb2
•Shc
•Nck
•IRS
L’attivazione della fosfatidil inositolo 3-chinasi (PI3K) è un meccanismo centrale nella
trasduzione del segnale da parte di recettori per fattori di crescita
Sos
PI3K (PtIns-3chinasi)
PTEN
PI3K (PtIns-3chinasi)
Vi sono due principali modalità di attivazione di PI3K
Tratta da Marks et al. “Cellular Signal Processes”, Garland Science
Sos
TRASDUZIONE DEL SEGNALE DA PARTE
DI FOSFATIDILINOSITOLO 3 FOSFATO
GEFs
AKT
PDK
Famiglia Tec
“small” GTP-binding
proteins
Fosforilazione in
Ser/Tre di proteine
Fosforilazione in tirosina
di proteine
bg
Ser/Thr kinase
Rho GEF
associazione a lipidi Ca-dipend
Ras binding
Ga13
Legame a calmodulina
Ras GEF
mTOR complex 2
(mTORC2)
S473 fosfatasi (PHLLP)
AKT/PKB
P
INIBITORE
ATTIVO
INIBITORE
INATTIVO
P
ATTIVATORE
INATTIVO
ATTIVATORE
ATTIVO
P
ATTIVATORE/INIBITORE
INATTIVO
INIBIZIONE:
-Ciclo cellulare
-Trascrizione
genica
ATTIVATORE/INIBITORE
ATTIVO
ATTIVAZIONE:trascrizione genica
INIBIZIONE: apoptosi
ATTIVAZIONE:
-Apoptosi
Figure 1-9 The sequential ultrastructural changes seen in necrosis (left) and apoptosis (right). In apoptosis, the initial changes consist of nuclear chromatin condensation
and fragmentation, followed by cytoplasmic budding and phagocytosis of the extruded apoptotic bodies. Signs of cytoplasmic blebs, and digestion and leakage of cellular
components. (Adapted from Walker NI, et al: Patterns of cell death. Methods Archiv Exp Pathol 13:18-32, 1988. Reproduced with permission of S. Karger AG, Basel.)
Downloaded from: Robbins & Cotran Pathologic Basis of Disease (on 15 September 2005 04:26 PM)
© 2005 Elsevier
Marzo 2008
Stimolo
Segnale intracellulare
Fase effettrice
Apoptosi
Rimozione corpi apoptotici
apop1
Stimolo
Segnale intracellulare
Fase effettrice
“Death Receptor”
dependent
“Death Receptor”
independent
Formazione complessi
adattatori/caspasi
inattive
Formazione complessi
tra citocromo c rilasciato
da mitocondri/adattatore
citoplasmatico e caspasi
inattiva
Attivazione di caspasi
iniziatrice
Attivazione di caspasi
iniziatrice
Attivazione di caspasi effettrice
Apoptosi
Rimozione corpi apoptotici
apop2
Fagocitosi da parte di macrofgai
BLOCCANO “MOMP” (mitochondrial outer membrane permeabilization)
Sono effettrici di MOMP
Attivano Bax e Bak oppure inibiscono Bcl2
Endonucleasi G
AIF: apoptosis inducing
factor
AKT E INIBIZIONE APOPTOSI
Bad
Bad
Induce MOMP
P
Sequestro nel citoplasma
(legata a proteine 14-3-3)
FOXO
P
FOXO
Induce trascrizione di Bim
Induce trascrizione di Fas ligando
P
MDM2
Sequestro nel citoplasma
(legata a proteine 14-3-3)
MDM2
p53
E’ nel citoplasma
Migra nel nucleo
Induce apoptosi attraverso
Aumentata trascrizione di Noxa
e Puma
p53 Ub
Ub
Ub
Ub
Degradazione
Ubiquitinilazione e degradazione proteine nel proteosoma
Substrate protein
Adaptor protein
Tratta da Marks et al. “Cellular Signal Processes”, Garland Science
AKT e attivazione mTORC1
Inibiscono TSC2 e quindi attivano mTOR
Attivano TSC2 e quindi inibiscono mTOR
RAS
GAPs
Tuberina*
GTP-binding protein
Amartina*
mTORC1
Fattore iniziante la traduzione
Sintesi pirimidine
(attraverso attivazione
dell’enzima chiave per la
sintesi de novo carbamoil
fosfato sinatasi (CAD)
* Mutate in una sindrome di tumori famigliari (“sclerosi tuberosa”): tumori benigni diffusi chiamati amartomi
a livello di rene, polmone, cervello e cute.
In circa il 40% dei tumori colon-rettali identificate mutazioni in uno dei geni facenti parte
della via della PI3K
In the pathway (reviewed in ref. 7), receptor tyrosine kinases (RTKs) recruit IRS
adaptor proteins that induce proper assembly of the p85/PIK3CA complex; the PIK3CA
enzyme then phosphorylates phosphatidylinositol-4,5- bisphosphate (PIP2) to
phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphate (PIP3). (The enzyme PTEN normally reverses
this process under appropriate circumstances.) PDK1 is then recruited to the cell surface
by PIP3 and phosphorylates and activates AKT2; the activation of PAK4, a downstream
step in the pathway, is dependent on PI(3)K signalling, presumably through AKT2.
Members of the pathway highlighted in red were found to be genetically altered in the
colorectal cancers examined here. Phosphate groups are indicated in yellow.
Intermediates: IRS2, insulin-receptor substrate-2; PIK3CA, the phosphoinositide-3kinase p110 catalytic subunit; PTEN, phosphatase-and-tensin homologue; PDK1,
phosphoinositide-dependent protein kinase-1; AKT2, v-akt murine thymoma viral
oncogene homologue-2 kinase; PAK4, p21-activated kinase 4.
PI3K E I SUOI DOWNSTREAM TARGET REGOLANO NEGATIVAMENTE L’AUTOFAGIA
L’autofagia è caratterizzata dalla formazione di membrane a doppio strato che racchiudono cytosol o organelli
cellulari e li veicolano a lisosomi dove vengono degradati
IN ROSSO MOLECOLE CHE INIBISCONO ED IN
CHE ATTIVANO L’AUTOFAGIA
PI3 kinase è implicata nella regolazione del metabolismo perché auemnta il trasporto di
glucosio
L’effetto di Warburg viene anche definito glicolisi aerobica perché definisce una condizione in cui – indipendentemente
dalla presenza o meno di O2 - la cellula utilizza preferibilmente la via glicolitica.
L’aumentato trasporto di glucosio da parte delle cellule tumorali viene utilizzato
per visualizzarle mediante fluorodesossiglucosio radioattivo mediante
“positron emission tomography” (PET)
T=tumore
K=kidney (reni)
B=bladder (vescica)
PFK1 è inibito da ATP, ma cellule
proliferanti esprimono maggiori
quantità di PFK2 che forma un
attivatore allosterico di PFK1 (F, 2,
6-BP)
Cellule neoplastiche over-esprimono GLUT-1 e attivazione
Via PI3K/AKT induce aumentata espressione di GLUT-4
PHGDH è overespresso in
alcuni tipi di tumori e necessario
per la loro crescita
PKM2 è maggiormente espressa
in cellule tumorali, è meno attiva
di PKM1 e la sua bassa attività
favorisce accumulo di precursori
utilizzati per la sintesi di nucleotidi ,
aminoacidi e fosfolipidi
LDH è iperespressa in cellule proliferanti
(il gene codificante è regolato da Myc)
HKs: esochinasi; PFK1/2: fosphofruttochinasi; G6PD: glucosio-6-fosfato deidrogenasi; PHGDH: fosfoglicerato deidrogenasi
PK2: isoforma M2 di piruvato chinasi; LDH-A: Lattico deidrogenasi. Da Hamanka and Chandel, J. Exp Med 13/02/2012
Gain-of-function
Loss-of-function
Tumori ossei/Vescicali/Della cervice uterina
Carcinomi a piccole cellule
del polmone
Tumori gastrointestinali dello stroma/Melanomi/
Leucemie mieloidi
Fig. 1. First- and second-generation tyrosine kinase inhibitors for cancer
treatment
Membro di famiglia erbB di recettori per fattori di crescita (comprende EGF-R e altri).
Gene amplificato nel 25% dei tumori mammari primari di tipo invasivo
Sindrome ipereosinofilica
Ab monoclonale
J. Baselga Science 312, 1175 -1178 (2006)
Published by AAAS
Current approaches to inhibit signalling through ERBB2
include antibody binding and inhibition of tyrosine kinase
activity. a | The antibody trastuzumab binds directly to
domain IV of the extracellular region of ERBB2, suppressing
ERBB2 signalling activity, preventing cleavage of the
extracellular domain74 and marking tumour cells that
overexpress ERBB2 for further immunological attack through
antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity. b |
Pertuzumab, another ERBB2-specific monoclonal antibody,
binds to domain II of the extracellular region of ERBB2. As
this region contains the dimerization domain, pertuzumab
binding prevents ERBB2 from forming dimers with its
signalling partners — a key step in ERBB2-mediated
signalling. c | The antibody–drug conjugate trastuzumab–
DM1 consists of trastuzumab conjugated to the antimicrotubule agent DM1 (a maytansine derivative). After
binding to ERBB2, trastuzumab–DM1 is internalized and
DM1 is released into the cell to exert its cytotoxic effects. d |
ERBB2-specific binding by antibodies with bispecific or
trispecific selectivity for cytotoxic effector cells can mark
tumour cells that overexpress ERBB2 for immunological
destruction. e | Inhibition of the activity of the ERBB2
tyrosine kinase domain with agents such as lapatinib also
prevents ERBB2-dependent signalling. f | Heat shock protein
90 (HSP90) controls the stability of the nascent and mature
forms of ERBB2 and several downstream signalling
components, including RAF1 and AKT1 (for reviews, see Refs.
Inhibition of HSP90 activity results in ubiquitylation and
proteasomal degradation of both ERBB2 and its downstream
signalling partners, thereby abrogating the activity of the
relevant signalling pathway.