Cellula tumorale :
perdita delle caratteristiche
“sociali ” della cellula normale
• controllo della proliferazione
• risposta e dipendenza dai segnali
da altre cellule, dallo stroma, da fattori circolanti
•
•
•
•
differenziamento
funzioni specifiche
monitoraggio di danni e invecchiamento
morte cellulare programmata
Geni di suscettibilità al cancro
Identificati attraverso lo studio dei “tumori ereditari”
Rb1
retinoblastoma
NF 1 e 2
neurofibromatosi 1 e 2
APC
poliposi adenomatosa famigliare
TSC I e II
sclerosi tuberosa tipo 1 e 2
VHL
sindrome di Von Hippel-Lindau
CDKN2A (p16)
melanoma famigliare
MEN1
neoplasie endocrine multiple 2
SDH B-C-D
paragangliomi e feocromocitomi famigliari
FH
leiomiomatosi e tumori renali
pTEN
sindrome di Cowden
SMAD4
poliposi giovanile del colon
BRCA1 e 2
ca. famigliare della mammella e dell’ovaio
MSH2 MLH1 MSH6 PMS1 PMS2
ca. famigliare del colon
Identificati attraverso lo studio dei “tumori sporadici”
WT1
p53
cadE
MET RET KIT
MYH
tumore di Wilms’
multi tumor suppressor gene
tumore gastrico diffuso
ca. renale papillifero, MEN2, GIST
poliposi recessiva del colon
Proto ONCOGENI
GENI
ONCO - SOPPRESSORI
DIFFERENZIAMENTO
PROLIFERAZIONE
CELLULARE
APOPTOSI
SORVEGLIANZA dell’
INTEGRITA’ del GENOMA
GENI del RIPARO
del DNA: “care takers”
Geni di predispozione AD
…ma a livello cellulare :
X
Recessivi
Parzialmente recessivi
XX
espansione del comparto
proliferitivo delle cripte
intestinali
mutazioni somatiche
casualmente acquisite
da una o più cellule
Tumori spesso
multipli e bilaterali
Modello Rb
XX
mutazioni somatiche
acquisite dalle cellule
proliferanti
Dominanti
X
stimolo proliferativo
con IPERPLASIA delle
cellule che esprimono
l’oncogene
Adenomi multipli
Tumori spesso
multipli e bilaterali
Modello APC
Modello RET
Geni di suscettibilità al cancro
Geni guardiani della
corretta proliferazione cellulare
Geni di sorveglianza
dell’integrità
del genoma
Geni di organizzazione
di un tessuto
comunicazione
tra stroma e cellule
Rischio
del 90-100 %
Rischio
del 40-80 %
Rischio
del 20-40 %
Astrocitoma anaplastico multifocale
nevi
Chirurgia
neurotecheoma
nevi
polichemioterapia
radioterapia
analisi genetica TP53 e p16 (INK4)
TP53 R273H
glioblastoma multiforme a 15 aa
INK4del (p16, p14, p15)
5 melanomi al capo a 12 aa
Locus INK4 , 9p21
p14
p15 – CDKN2B
11 Kb
9p tel.
22 Kb
H H
H
D9S736
NI
D9S1749
NI
D9S958
LOH
hMp1αI1
NI LOH LOH
D9S974
D9S942
NI
D9S1748
D9S1604
D9S1752
D9S 975
R
Ex 3
Ex 2
Ex 1α
Ex 1β
Ex 2
Ex 1
9p cent.
p16 – CDKN2A
LOH R
Ciclina
D
CDK4
p16
p14
Servizi di consulenza genetica
in campo oncologico
forme di predisposizione geneticamente
determinate allo sviluppo di tumori
•
•
•
•
riconoscerle
diagnosticarle mediante analisi genetiche
studiare le manifestazioni cliniche
gestire il rischio oncologico
difetti genetici molto rari
responsabili di circa il 5 % di tutti i casi di tumore
Informazione: errata
corretta
mancante
Validazione dei dati
anamnestici…..
05/27/2003
dec 23 aa
Ca. colon
npl vescica
Ca. colon
npl laringe
Ca. colon
2
sano
Ca. colon
Senilità
Ca. colon
Ca. Ovaio
Linfoma
Validazione dei dati
anamnestici…..
….un problema legale, etico, organizzativo.
05/27/2003
dec 23 aa
npl vescica
BrCa
BrCa 74
sano
npl laringe
Pancreas 42
2
npl laringe
BrCa 43
BrCa 44
Prostata 71
Ca. Ovaio
Linfoma
Predisposizioni SINDROMICHE
caratteristiche fenotipiche, lesioni amartomatose
benigne e pre-neoplastiche multiple
diagnosi CLINICA
•
•
•
•
•
•
•
•
•
neurofibromatosi 1 e 2
poliposi adenomatosa fam. (FAP)
poliposi giovanile
sindrome di Peutz-Jeghers
sindrome di Cowden
neoplasie endocrine multiple 1 e 2
sindrome di Von Hippel - Lindau
sindrome di Carney
sindrome di Denys-Drash, WAGR
* riconoscerle
* considerarle
“ malattie ereditarie ”
Tumori in NF1
(PNST, gliomi, astrocitomi,
feocromocitomi)
forma di predisposizione
ad espressività variabile
48
macchie
16
macchie
12
PNST
Neurofibromatosi
neoplasie benigne ad origine dalle cellule di Schwann
delle guaine dei nervi periferici
• Neurofibromatosi tipo I
– 1 su 3.000 - 4.000 individui
– gene NF1 in 17q11.2 (60 esoni)
• Neurofibromatosi tipo II
– 1 su 40.000 individui
– gene NF2 in 22q12.2 (16 esoni)
Neurofibromatosi :
NF1
• più di 6 macchie caffè-latte
• lentigginosi delle pieghe
• neurofibromi cutanei e delle radici
dei nervi
• noduli di Lisch (amartomi
dell’iride)
• neurofibromi plessiformi
• anomalie ossee e scoliosi
• glioma delle vie ottiche
• ipertensione e vasculopatia
• tumori (schwannomi maligni,
neoplasie cerebrali, leucemia)
• difficoltà di apprendimento
NF2
• rare macchie
• rari schwannomi cutanei
• schwannomi dei nervi spinali
o cranici
• schwannoma bilaterale della
branca vestibolare del nervo
acustico
• meningiomi
• ependimomi, astrocitomi
• opacità sub-capsulare
posteriore del cristallino
Neurofibromatosi tipo 1
criteri diagnostici NIH (1987) presenza di 2 o più dei seguenti :
• sei o più macchie caffè-latte (95%)
> 5 mm in età pre-pubere, > 15 mm in età post-pubere
•
•
•
•
•
due o più neurofibromi o uno plessiforme (20%)
lentigginosi in regione ascellare o inguinale (90%)
glioma ottico (tumore della via ottica)
due o più noduli di Lisch (amartomi dell’iride)
una tipica lesione ossea


displasia dello sfenoide
displasia o ispessimento della corticale delle ossa lunghe
con o senza pseudo-artrosi
• un parente di primo grado con diagnosi di NF1
Segni e sintomi
manifestazioni ossee
macchie caffè latte
neurofibromi plessiformi
della faccia e collo :
in altre sedi :
lentiggini
glioma ottico
scoliosi displastica
MPNST
neurofibromi cutanei e
sottocutanei
ipertensione
Età comparsa
congenite
alla nascita
o nei primi anni di vita
primo anno di vita
entro l’adolescenza
3-5 anni
primi 6 anni di vita
tra i 6 e i 10 anni
adolescenti e adulti
dopo la pubertà
(aumentano in gravidanza)
qualsiasi età
Gene NF1 17q11.2
60 esoni – mRNA di 9022 basi – 2818 aa
NF1: neurofibromina
GTPase activating protein
Neurofibromatosi tipo 1
50% dei casi sono dovuti a nuove mutazioni
Mutazioni del gene NF1
possono essere identificate in più del 95% dei casi
missense o in frame del/ins : 10%
Neurofibromatosi tipo 1 : PTT
- estrazione dell’RNA
- retrotrascrizione dell’mRNA di NF1 (poliT)
- amplificazione di frammenti sovrapposti
- traduzione in vitro (reticolociti di coniglio)
- separazione dei frammenti proteici in gel
di poliacrilamide
- ricerca di frammenti più corti
STOP
Frammento a
Frammento c
Frammento e
AAAAAAAAAA
TTTTTTTTTT
cDNA
Frammento b
Frammento d
Frammento f
67
Tumori in NF2
(schwannomi, meningiomi,
astrocitomi, gliomi,
ependimomi)
40
67
Vescica 47
Vie urinarie 62
76
schwannoma vestibolare (dx) 69
schwannoma vestibolare (sx) 69
meningioma (etmoide) 69
meningioma (frontale sx) 69
69
42
40
schwannoma vestibolare (dx) 39
schwannoma vestibolare (sx) 39
meningioma (rocca petrosa) 39
macchie cutanee (4 cl)
38
14
18
Neurofibromatosi tipo 2
Sintomi di esordio
Forma grave
•
•
•
•
•
•
•
•
•
< 25 anni
presenza di meningiomi
e schwannomi in altre sedi
sordità monolaterale (35%)
debolezza focale (12%)
ronzio, acufeni (10%)
sordità bilaterale (9%)
difetto dell’equilibrio (8%)
apoplessia (8%)
perdita di sensibilità focale (6%)
cecità (1%)
diagnosi per famigliarità (11%)
Forma lieve
> 25 anni
schwannoma bilaterale del
nervo acustico
Forma intermedia
altri fenotipi
Neurofibromatosi tipo 2
gene NF2 in 22q12.2
16 esoni (+ 1 splicing alternativo)
proteine di 595 e 590 aa
50% dei casi sono dovuti a nuove mutazioni
25-30% dei nuovi casi sono mosaici somatici
mutazioni del gene NF2
vengono identificate nel 65% dei casi circa
- 10% : delezioni parziali o complete del gene
- 10% : mutazioni missenso o delezioni in frame
- 80% : mutazioni troncanti (non senso, frameshift, splicing)
NF2: merlina
coordinamento dei segnali tra fattori
di crescita e adesione cellulare
Predisposizioni NON sindromiche
familial clustering
diagnosi PROBABILISTICA
• neoplasie RARE
- sindrome di Li-Fraumeni
- ca. midollare della tiroide ecc.
- retinoblastoma
- tumore gastrico diffuso
- sindrome di Purtillo-Duncan
• neoplasie FREQUENTI
- ca. famigliare mammella - ovaio
- HNPCC
- melanoma famigliare
probabilità pre-test
alta
probabilità pre-test
da definire
per ogni caso
TP53
IVS 3 -11 C>G
(delezione in frame: aa 33-125)
Sindrome di Li - Fraumeni
• 1 caso di sarcoma < 45 anni
• 1 parente di 1° grado con un “cancro” < 45 anni
• 1 parente di 2° grado con un “cancro” < 45 anni
o un sarcoma a qualsiasi età
Li-Fraumeni “like”: nuclei famigliari senza sarcomi
Li-Fraumeni “variant”:
tre tumori primitivi nello stesso soggetto (I°< 45 aa)
npl. <12 aa o npl. Li-F <45aa + parente con npl. Li-F any age + parente
any cancer < 60aa
Li-Fraumeni “incompleta”: 2 criteri su 3
Sindrome di Li - Fraumeni
Fattori predittivi di mutazione TP53
•
•
•
•
rabdomiosarcoma embrionale < 4 anni
sarcomi < 20 anni
carcinoma della mammella < age 40
presenza di :
npl cerebrali (bambini o giovani adulti)
ca. giovanile cortico-surrene
• assenza di :
Prevalenza:
Ereditarietà:
Penetranza:
leucemie e linfomi come primi tumori
1:50.000 ???
autosomica dominante
del 20% nell’infanzia, del 50% a 40 aa,
del 90% a 60 aa
Sindrome di Li - Fraumeni
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
25% carcinoma della mammella : età media 36,2 anni
22% sarcomi
11% osteosarcomi : età media 16 aa
11% sa. tessuti molli :
RMSE 5-6 aa
IFM
25 aa
LMS
45 aa
14% tumori cerebrali : infanzia, 30-40 aa
74%:
astrocitomi e glioblastomi
15%:
medulloblastomi e PNET
9%:
papillomi dei plessi corioidei
2%:
ependimomi, schwannomi
4,2% LLA e HD
4% ca. gastrico, ca polmonare 46 aa
3,6% ca. corteccia surrenalica
< 16 aa
2,5% ca. colon
1.3% ca. prostata e ca. pancreas
0.8-0.6% ca. vescica, epatoca., Wilms, epatoblast.
0.4-0.2% ca. nasofaringe e laringe, melanoma, tum. germinali, neuroblastoma
Sindrome di Li - Fraumeni
• 15 %
• 4%
• 2%
sviluppo di 2° tumore (latenza: 1-27 anni)
RA 57 % (64 % se 1° tum. STS)
RR 83 se 1° tumore < 19 aa
RR 9.7 se 1° tumore 20 - 44 aa
RR 1.5 se 1° tumore < 45 aa
sviluppo di un 3° tumore RA 38 %
sviluppo di un 4° tumore
tra i casi di 2° tumore : il 66 % dei pazienti irradiati (35-70 Gy)
sviluppano un tumore solido nel campo di RT
2
62
58
68
colon 67
SDH-B
W47X
+
69
+
62
Polmone 62
60
+
+
39
39
Paraganglioma 35
62
Paraganglioma 29
32
Paraganglioma 13
Paraganglioma 29
36
33
2
11
21
9
6
Controllo della sintesi e degradazione di
HIF1a
RET: Cys618Ser
MTC
MTC
MTC
MTC
MTC
MTC
MTC
CCH
MTC
MTC
micro MTC
MTC
MTC
MTC
Predisposizioni NON sindromiche
familial clustering
diagnosi PROBABILISTICA
• neoplasie RARE
- sindrome di Li-Fraumeni
- ca. midollare della tiroide ecc.
- retinoblastoma
- tumore gastrico diffuso
- sindrome di Purtillo-Duncan
• neoplasie FREQUENTI
- ca. famigliare mammella - ovaio
- HNPCC
- melanoma famigliare
probabilità pre-test
alta
probabilità pre-test
da definire
per ogni caso
Diagnosi di predisposizione
allo sviluppo di tumori
Tumore sporadico
frequenza attesa nella
popolazione generale
Tumori Famigliari
Tumori Ereditari
• aggregazione casuale
• comuni fattori di rischio
• varianti genetiche a bassa
penetranza
predisposizioni
geneticamente determinate
ad alta penetranza
predisposizioni
sindromiche
Aggregazioni famigliari di tumori
(mammella, ovaio, colon, utero, melanomi)
TUMORI FAMIGLIARI
TUMORI EREDITARI
utilità pratica :
“sorveglianza clinica ottimale”
Criteri per la definizione dei programmi di “prevenzione”:
- entità del rischio (basso, medio, alto)
- distribuzione del rischio per età (età di inizio dei controlli)
- rapidità di sviluppo della neoplasia (periodicità)
- prognosi della neoplasia (tipo di strategia preventiva)
Aggregazioni famigliari di tumori
(mammella, ovaio, colon, utero, melanomi)
TUMORI FAMIGLIARI
TUMORI EREDITARI
strumenti dignostici :
probabilità di mutazione
vs. aggregazione casuale
test genetico
geni maggiori di suscettibilità
varianti genetiche a bassa penetranza ??
Aggregazioni famigliari di tumori
percorso diagnostico
• ricostruzione della storia famigliare
• stima della probabilità di mutazione
in base a:
- n° collaterali affetti
- pattern di ereditarietà
- età di insorgenza della malattia
- eventuale presenza di tumori multipli
- n° ed età dei collaterali sani
• ricorso al test genetico
Stime di PROBABILITA’ pre - test
di identificare un difetto genetico
Regressione logistica
Modello Bayesiano
caratteristiche qualificanti
dei nuclei famigliari a
mutazione nota
probabilità di
aggregazione casuale
<>
difetto genetico
probabilità di mutazione
in geni noti
• frequenza allelica
• penetranza
• frequenza della npl nella
polazione generale
Probability to carry a BRCA mutation
personal :
familial :