CARCINOMA DEL COLON-RETTO:
EGFR E K-RAS
MARTINA PUGLISI
CRISTINA RUSSO
JESSICA RUSSO
FEDERICA SAMPUGNA
Insieme molto
complesso ed
eterogeneo di malattie
Indipendenza da
segnali di crescita
esterna
Invadere
tessuti
CANCRO
Insensibilita’ a
segnali
antiproliferativi
esterni
Angiogenesi e
vascolarizzazione
Capacita’ di
evitare
l’apoptosi
Perdita di
controllo
proliferativo
Carcinoma colon-retto
MASCHI
FEMMINE
Polmone 27%
Mammella 16%
Colon-retto 11%
Colon-retto 12%
Prostata 8%
Polmone 11%
Fegato 7%
Pancreas 7%
Stomaco 7%
Stomaco 6%
Incidenza di 950.000
casi e 500.000 decessi
l’anno
Più del 95% dei pazienti
affetti da cancro colorettale hanno un’età
superiore ai 45 anni al
momento della diagnosi
Almeno il 50% della popolazione
occidentale sviluppa un adenoma a partire
dall’età di 70 anni e nel 10% dei casi
degenera in cancro
10% dei cancri sono di origine
ereditaria (es: Familial Adenomatous
Polyposis (FAP) in 1 caso ogni 7000
individui; Hereditary Non Polyposis
Colorectal Cancer (HNPCC) nel 2-4%
totale dei casi)
•
La maggior parte dei casi è di origine
sporadica
•
Il tasso di sopravvivenza a 5 anni e’
inferiore al 10%
•
Paesi con maggiore incidenza della malattia
Sedi piu’ colpite dal
carcinoma
FATTORI DI RISCHIO
•
Fattori nutrizionali
Calorie
Calorie
Grassi animali
Grassi animali
Fibre
Fibre
Maggiore rischio
Minore rischio
•
Fumo e inquinamento ambientale
Fattori genetici:
- storia familiare della malattia
- sindromi trasmesse ereditariamante (adenomatosi
poliposa familiare o FAP; sindrome di Lynch..)
•
Altri fattori:
- eta’
- presenza di polipi nel
colon
- processi infiammatori
cronici dell’intestino
•
Storia naturale del cancro colon - rettale
Presenta un ampio spettro di neoplasie che vanno da
escrescenze benigne al cancro invasivo e sono
essenzialmente di natura epiteliale.
Distinguiamo 3 gruppi:
2.Polipi neoplastici
polipi adenomatosi (adenomi) t.benigni, ma
precursori del cancro
1.Polipi non neoplastici
iperplastici, giovanili,
infiammatori,
amartomatosi,
non precursori del cancro
3.Cancri
Classificazione istologica dei polipi
Classificazione dei polipi
STADIAZIONE
Il sistema TNM si basa sulla valutazione di tre elementi:
•T : estensione del tumore primitivo
•N : assenza o presenza ed estensione di metastasi ai linfonodi
regionali
•M : assenza o presenza di metastasi a distanza
L’aggiunta di numeri a queste 3 componenti indica l’estensione del
tumore:
T0,T1,T2,T3,T4
N0,N1,N2,N3
M0,M1
Esami diagnostici
•
•
•
•
•
•
•
Ricerca sangue occulto nelle feci.
Colon scopia – colonscopia virtuale.
Clisma opaco.
Tc
RMN.
Ecografia – CL.
Esami ematochimici.
Il cancro è una malattia dei geni
Perché delle cellule inizino a dividersi in maniera
incontrollata devono essere danneggiati i geni che
ne regolano la crescita.
È necessaria una serie di numerose mutazioni di
questi geni prima che una cellula normale si
trasformi in una cellula cancerosa.
Il ruolo dei geni nei tumori
●
Geni oncogeni
●
geni oncosoppressori
●
geni coinvolti nel cosiddetto "suicidio cellulare" (o apoptosi)
●
geni implicati nei meccanismi di riparazione del DNA
19/12/2015
ONCOGENI
19/12/2015
DA PROTO-ONCOGENE A ONCOGENE
19/12/2015
●
Mutazioni puntiformi
●
Delezioni
●
Amplificazione genica
GENI ONCOSOPPRESSORI
-sono necessarie due
mutazioni per inattivare
un gene soppressore di
tumore e di conseguenza
per causare la perdita di
controllo sulla crescita e
sulla divisione cellulare
19/12/2015
K-RAS(oncogene)
●
Monomerica
●
Attività GTPasica
●
Trasduzione segnali di proliferazione
APC ( oncosoppressore)
●
19/12/2015
Agisce su proteina coinvolta
nelle giunzioni cellula-cellula
p53
●
19/12/2015
Alterazione di p53 causa il
progredire del ciclo cellulare
DCC (oncosoppressore)
●
●
DCC coinvolto nei
processi di
differenziamento e
nell’adesione
cellulare.
Perdita di
eterozigoti
19/12/2015
Instabilità cromosomica
Genetics, cytogenetics, and epigenetics of colorectal cancer.
Migliore L, Migheli F, Spisni R, Coppedè F.
Abstract
Most of the colorectal cancer (CRC) cases are sporadic, only 25% of the patients have a family
history of the disease, and major genes causing syndromes predisposing to CRC only account
for 5-6% of the total cases. The following subtypes can be recognized: MIN (microsatellite
instability), CIN (chromosomal instability), and CIMP (CpG island methylator phenotype). CIN
occurs in 80-85% of CRC. Chromosomal instability proceeds through two major
mechanisms, missegregation that results in aneuploidy through the gain or loss of whole
chromosomes, and unbalanced structural rearrangements that lead to the loss and/or
gain of chromosomal regions. The loss of heterozygosity that occur in the first phases of the
CRC cancerogenesis (in particular for the genes on 18q) as well as the alteration of methylation
pattern of multiple key genes can drive the development of colorectal cancer by facilitating the
acquisition of multiple tumor-associated mutations and the instability phenotype.
PMID:
21490705
[PubMed - indexed for MEDLINE]
MicroRNA nei tumori
I microRNA sono implicati in
diversi processi cellulari quali
controllo del ciclo cellulare,
differenziamentoI ed
apoptosi.
Molti geni dei miRNA sono
localizzati in regioni
genomiche frequentemente
riarrangiate in tumori (siti
fragili, regioni delete, regioni
di break-point)
19/12/2015
MicroRNA come biomarcatori
MicroRNA-21 as a potential colon and rectal cancer biomarker.
Li T, Leong MH, Harms B, Kennedy G, Chen L.
Source
Tao Li, Mei Ha Leong, Lin Chen, Department of General Surgery, Chinese PLA General Hospital, Beijing
100853, China.
Abstract
Colorectal cancer (CRC) is one of the most common malignant diseases worldwide and the prognosis is still poor
although much progress has been achieved in recent years. In order to reduce CRC-related deaths, many
studies are aimed at identifying novel screening- and prognosis-related biomarkers. MicroRNAs (miRNAs)
are a class of 18-27-nucleotide single-stranded RNA molecules that regulate gene expression at the posttranscriptional level. It has been demonstrated that miRNAs regulate a variety of physiological functions,
including development, cell differentiation, proliferation, and apoptosis. They play important roles in
various physiologic and developmental processes and in the initiation and progression of various human
cancers. It has been shown that miRNAs can critically regulate tumor cell gene expression, and evidence
suggests that they may function as both oncogenes and tumor suppressor genes. In CRC, miRNAs-21 is
one of the most important miRNAs and is rapidly emerging as a novel biomarker in CRC, with good
potential as a diagnostic and therapeutic target. In this review, we summarize the latest research findings
of the clinicopathological relevance of miRNAs-21 in CRC initiation, development, and progress, highlighting
its potential diagnostic, prognostic, and therapeutic application, as well as discussing future prospects.
19/12/2015
Laboratorio di ricerca in biologia
molecolare della Fondazione Policlinico
G.B. Morgagni di Catania
Colture Cellulari
Le colture cellulari sono sistemi semplificati che consentono il
mantenimento di cellule in vitro; vengono utilizzate come modello in cui
studiare l'effetto dell’espressione di fenomeni biologici.
VANTAGGI
SVANTAGGI
Sistemi semplificati ed altamente riproducibili.
Sistemi semplificati rispetto ad un organismo
integrato.
Concentrano l’analisi dei meccanismi cellulari
del fenomeno in esame.
Condizioni di esposizione alle sostanze diversi
da quello in vivo.
Controllo dell’ambiente di crescita.
Instabilità genetica
Economicità e rapidità di risposta.
Difficoltà di correlare le concentrazioni con
quelle in vivo
Disponibilità di tipi cellulari
Difficoltà ad ottenere colture sterili
No problemi etici e legali (Riduzione numero
animali sacrificati.)
Sostanze inoculate possono interagire con il
terreno di coltura
Colture primarie: derivano direttamente da un tessuto o un organo per
dissociazione meccanica o protealitica (tripsina + EDTA) delle singole
componenti cellulari.
Colture secondarie: sono cellule capaci di proliferare illimitatamente
attraverso immortalizzazione della coltura.
Esistono diversi
metodi per ottenere questo risultato, per esempio:
●
●
Introduzione del gene esogeno che codifica per la subunità catalica
della telomerasi
Utilizzo di oncogeni derivati da virus tumorali, che innescano
meccanismi di trasformazione simili a quelli che determinano la
proliferazione tumorale.
Procedure iniziali
Quando al paziente viene diagnosticato il carcinoma, si
procede inizialmente in modo aspecifico attraverso
un intervento chirurgico e una terapia adiuvante
entro i 40 giorni successivi all'intervento, se c'è
coinvolgimento di linfonodi. Una discreta
percentuale riesce a guarire seguendo solo questa
procedura. Se il tumore è troppo esteso o c'è
metastasi, si prendono in considerazione le target
therapy.
Target Therapy
A differenza dell'approccio della
chemioterapia classica, che agisce
su meccanismi aspecifici legati a
caratteristiche proprie di tutte le
cellule a rapida proliferazione,
comprese quelle normali, la
terapia mirata interviene sui
meccanismi legati all'espressione
di oncogeni e oncosoppressori ,
alla base della specifica azione di
promozione tumorale , che ha come conseguenza la trasformazione
della cellula da normale a patologica. L'aumento di comprensione del
processo di carcinogenesi ha permesso infatti di individuare una serie
sempre maggiore di mutazioni a carico dei geni che esprimono
particolari enzimi che fanno parte di alcune cascate di segnali
intracellulari, alterazioni in grado di sovvertire l'omeostasi, spingendo la
cellula verso la proliferazione incontrollata e facendole acquisire
caratteristiche di aggressività per l'organismo.
<<E'
molto importante cambiare il modo di vedere le malattie, guardando
soprattutto alle alterazioni molecolari che le causano, per capire come
sfruttare al meglio me opportunità offerte da questi nuovi approcci >> [F.De
Braud, direttore dell'iIstituto Europeo di Oncologia di Milano]
La target therapy in oncologia ha
rivoluzionato l'approccio alla
malattia neoplastica passando da
una farmacologia basata sulla
malattia a una terapia trasversale
guidata dal difetto molecolare.
Gli esperti sembrano concordare, il
futuro sarà sempre più rivolto verso
la personalizzazione delle cure. Ma
per farlo va affinata la ricerca sui
marcatori biologici, così da trattare
con i costosi medicinali target solo
chi risponde al trattamento,
evitando, così, gli sprechi che
vengono pagati a caro prezzo anche
dalle casse del SSN.
Epidermal Growth Factor
Receptor (EGFR)
●
●
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●
E' un recettore tirosin-chinasico, con :
-dominio extracellulare : interazione
con il ligando
-singolo dominio transmembrana
idrofobico
-dominio citoplasmatico: attività
tirosin-chinasica
Il gene che lo codifica è localizzato sul
cromosoma 7
Stimola la proliferazione cellulare, la
capacità del tumore di invadere e di dare
metastasi, l'angiogenesi
Innesca una serie di cascate implicate nella
trasduzione del segnale
Over-espressione delle EGFR e
la FISH
L’ ibridazione in fluorescenza in situ ( FISH) è
una tecnica citogenetica che utilizza delle
sonde a fluorescenza che si legano in
modo estremamente selettivo ad alcune
specifiche regioni del cromosoma,
permettendo di determinare il numero di
copie di un dato cromosoma presente
all'interno del nucleo o di regioni presenti
su specifici cromosomi. L'uso di fluocromi
diversi consente di marcare le sonde in
modo specifico, rendendo possibile la
visualizzazione di bersagli cromosomici
diversi nello stesso nucleo.
FISH di una cellula normale
FISH di una cellula che
presenta overespressione del gene.
Inibitori EGFR
●
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●
Anticorpi monoclonali :Cetuximab, Panitumumab
Agiscono sul dominio extracellulare dell'EGFR comportandosi da inibitori
esterni, competono con il ligando naturale
Inibitori delle Tirosin-chinasi (TKIs): Gefitinib, Erlotinib
Agiscono sul dominio intracellulare
dell'EGFR bloccando l'attività
tironsin-chinasica delle cellule,
viene bloccata tutta la via di
trasduzione del segnale
Cetuximab
Il Cetuximab è un anticorpo monoclonale di
tipo IgG. Gli anticorpi monoclonali sono
proteine che riconoscono, in maniera
specifica, altre determinate proteine
chiamate antigeni e si legano ad esse. Il
Cetuximab si lega al recettore per il fattore di
crescita epidermico (EGFR) che è appunto
presente in sovra numero sulla superficie di
cellule tumorali. Come risultato di questo
legame , la cellula tumorale non può più
ricevere i messaggi necessari per la crescita,
la progressione e le metastasi. Il risultato è
dunque una riduzione della neoplasia. È
stato visto che circa il 60% dei pazienti
risponde a questo tipo di trattamento.
Gene K-ras
Il gene K-ras ha una funzione fondamentale nel
sistema di trasduzione del segnale valle
dell’EGFR e ha un ruolo di estrema importanza
nella regolazione della crescita cellulare,nella
promozione dell’angiogenesi e nella riduzione
dell’apoptosi. Fa parte della famiglie delle
proteine Ras ,una classe di proteine GTPasiche ,
di cui fanno parte anche NRas e HRas.
Mutazione K-ras
La mutazione di K-ras più frequente
è quella al codone 12 e consiste
nella sostituzione dell’amminoacido
glicina con la valina .
Test del K-ras
La determinazione del KRAS è essenziale perché lo stato della
proteina KRAS può influenzare la prognosi della malattia e la
risposta, la risposta a quelle cure mirate all'inattivazione del
recettore del fattore di crescita epidermico (EGFR). Quindi, il
medico può scegliere meglio se sottoporre o meno un paziente a
un determinato trattamento con farmaci biologici mirati a
inattivare il fattore di crescita epidermico EGF.
Lo stato o la forma della proteina KRAS possono essere
identificati con il test di Kras, un test semplice e non invasivo che
analizza il DNA estratto dalle cellule tumorali di campioni di
tessuto prelevati durante una biopsia o altre analisi. La presenza
del gene KRAS mutato nelle cellule tumorali è individuabile
attraverso diversi passaggi:
-PCR
-Sequenziamento
-Procedura in laboratorio