I tumori e la citogenetica

I tumori e la citogenetica

Universita’ di Bari

by GP&NA

La genesi dei tumori I

- Le cellule di un organismo multicellulare collaborano a vantaggio dell’intero organismo

- Quando una cellula ha un vantaggio riproduttivo POTREBBE divenire la fondatrice di un clone di cellule numeroso che potrà prendere il controllo dell’organismo

Ci sono dei meccanismi di controllo che regolano la morte cellulare (apoptosi)……………….p53 ad esempio

Nel corso dell’evoluzione, tuttavia, gli esseri viventi hanno evoluto molti e sofisticati livelli di controllo per cui si ha la manifestazione del tumore solo dopo che siano andati persi più controlli indipendenti


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La genesi dei tumori II- La trasformazione di una cellula normale in una cellula di un tumore maligno richiede una media di sei o sette mutazioni successive che si sommino nella stessa cellula.

improbabile che si raggiunga l’effetto additivo in una linea cellulare: le cellule potrebbero completare il loro ciclo vitale prima di riuscire a collezionare tutte le mutazioni

- le mutazioni devono realizzarsi in geni il cui prodotto sia essenziale per il ciclo cellulare

Tipici tassi di mutazione di 10-6 per gene.


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Meccanismi generali possono rendere più probabile tale accumulo di mutazioni:

1. mutazioni che intaccano la stabilità dell’intero genoma (aumentare il tasso complessivo di mutazione)

Mutazioni nel processo tumorale

2. mutazioni che aumentano la proliferazione cellulare (creando una popolazione espansa di cellule bersaglio per la mutazione successiva)

GENI MUTATORI

ONCOGENI E ONCOSOPPRESSORI


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Geni coinvolti nei tumoriGENI MUTATORI: responsabili del mantenimento dell’integrita’ del genoma durante le replicazione cellulare. La perdita di funzione di entrambi gli alleli espone la cellula a commettere errori (mutazioni recessive);ONCOGENI: geni la cui azione promuove positivamente la proliferazione cellulare. Un singolo allele mutante puo’ influenzare il fenotipo dell’intera cellula (mutazioni dominanti));

ONCOSOPPRESSORI (TS): i prodotti di tali geni inibiscono la proliferazione cellulare. Per cambiare il comportamento di una cellula devono essere inattivati entrambi gli alleli (mutazioni recessive).


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Geni coinvolti nei tumoriMutazioni in un gene soppressore del

tumoreMutazioni in un proto-oncogene

Gene soppressore del tumore

Controllo normaledella crescita


PERDITA DI CONTROLLO DELLA CRESCITA


proto-oncogene

Entrambi gli alleli sono

mutati

PERDITA DI CONTROLLO DELLA CRESCITA

proto-oncogenemutato in oncogene


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Mutazioni che intaccano la stabilità dell’intero genoma

Atassia telangectasia

1. Patologia recessiva caratterizzata da disturbi neurologici e dilatazione dei vasi sanguigni nella congiuntiva e nei bulbi oculari

2. Pazienti con AT hanno predisposizione ai tumori

PERCHE’?

LA MUTAZIONE ALLA BASE DI QUESTA PATOLOGIA E’ IN UN GENE ADIBITO AL RIPARO

DEGLI ERRORI DEL DNA


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Mutazioni che aumentano la proliferazione cellulare

Carcinoma del colon

Esempio di progressione a tappe da tumore benigno a tumore maligno

Iperplasia Le cellule conservano morfologia

Cancro in situ Le cellule perdono il contatto con il tessuto


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Le cellule mutate iniziano a duplicarsi in modo incontrollato

Displasia. Le cellule perdono morfologia

Cancro invasivo Le cellule divengono invasive e metastatizzano

Processo di vascolarizzazione

E’ cruciale il tipo cellulare dove si localizza la

mutazione

Esempio: traslocazione di un gene, poco attivo o inattivo, in prossimita’ della zona regolatrice di un altro gene attivamente trascritto in un tipo cellulare

Esempi: linfomi


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Cellule normali e cancerose

CELLULE NORMALI CELLULE CANCEROSE

PERDITA INIBIZIONE DA CONTATTO

INIBIZIONE DA CONTATTO

INCAPACI DI CRESCERE IN SOSPENSIONE(ECCEZIONE I LINFOCITI)

CRESCONO IN SOSPENSIONE

INDIPENDENTI DA FATTORI DI CRESCITA

DIPENDENTI DAI FATTORI DI CRESCITA

MORTALI IMMORTALI


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Cromosomi e tumori

Le anomalie cromosomiche fanno parte della descrizione classica del fenotipo citologico delle cellule tumorali

Inizialmente…….troppo varie per localizzazione e per natura (aneuploidie, inversioni, traslocazioni, inversioni) per poter essere classificate….con il miglioramento delle tecniche citogenetiche…..

INIDIVIDUAZIONE DI RIARRANGIAMENTI NON CASUALI


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Lo studio dei riarrangiamenti non casuali è stato riportato essenzialmente nel campo delle emopatie maligne, poiché le cellule ematiche si prestano molto meglio delle cellule dei tumori solidi all’esplorazione citogenetica

Cromosomi e tumori


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ERITROCITI PIASTRINE

LEUCOCITI

GRANULOCITI POLIMORFONUCLEATI

Neutrofili

Basofili

Eosinofili

CELLULE MONONUCLEATE

Monociti

Linfociti

B

T

Elementi figurati del sangue


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Classificazione dei tumori ematologici

leucemie acute e croniche (in relazione al decorso clinico)

leucemie se colpiscono il midollo

linfomi se colpiscono i linfonodi


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Esempi di metafasi tumorali


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La CML è stata la prima malattia neoplastica dell’uomo in cui una specifica anomalia del cariotipo, il cromosoma Philadelphia (Ph), è stata associata alla generazione della leucemia.

CML, Leucemia Mieloide Cronica


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cromosoma non normale

chr Philadelphia (1961)

Nel 95% dei casi di CML

Indagini FISH E MOLECOLARI

SI FORMANO DUE GENI DI FUSIONE:- ABL-BCR su DER9 (nessuna proteina prodotta)- BCR-ABL su Ph (proteina di fusione coinvolta nella proliferazone cellulare)

ABL

BCR

ABL/BCR

BCR/ABL



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Traslocazione reciproca braccio lungo chr.9 e il braccio lungo chr.22: t(9;22)(q34;q11).



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AML INVERSIONE inv(16)(p13;q22) (CBFB-MYH11)

AML, Leucemia Mieloide Acuta


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AML INVERSIONE inv(16)(p13;q22)


Utilizzando sonde non opportune puo’non vedersi l’inversione


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Esempio dell’uso di librerie totali per evidenziare riarrangiamenti

Traslocazioni complesse in AML

t(8;13;14)


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La traslocazione t(15;17)(q22;q21) è associata clinicamente alla leucemia acuta promielocitica (APL)

Leucemia Acuta Promielocitica (APL) (geni coinvolti PML-RAR)

In verde chr17In rosso chr15


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t(15;17)(q22;q21)

La FISH permette di trovare traslocazioni criptiche (quelle che non si vedono dall’analisi del cariotipo)

Leucemia Acuta Promielocitica (APL)


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t(8;14)

Linfomi Non Hodgkin


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TRASLOCAZIONE t(14;18)(q32;q21)Linfomi Non Hodgkin


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