Il fenotipo tumorale Tumore = crescita anomala di un tessuto in cui le cellule si dividono in modo incontrollato e relativamente autonomo, portando ad un aumento progressivo del numero di cellule in divisione

Cellule tumorali Cellule tumorali maligne benigne (non invasive) (invasive)

carcinomi (epiteliali) . sarcomi (mesenchimali) . linfomi e leucemie

Il tumore è una patologia del differenziamento piuttosto che della proliferazione cellulare

Il fenotipo trasformato

tre classi di modificazioni fenotipiche

processo “multistep”

-immortalizzazione

(delezione o mutazione di geni della senescenza)

-crescita aberrante

(perdita dei meccanismi di controllo della crescita, secrezione autocrina di mitogeni, attivazione permanente o deregolazione di recettori o secondi messaggeri della trasduzione del segnale)

-malignità

(capacità di generare tumori maligni “in vivo”)

Esteri del forbolo

Clonaggio in agar (Macpherson and Montagner, 1964)

cellule tumorali mammarie

agar 0.3% agar 0.6%

Perdita dell’inibizione da contatto e della limitazione della crescita da parte della densità cellulare

le cellule tumorali in coltura crescono in pluristrato

Agenti cancerogeni → mutageni

Agenti pre-cancerogeni

Citocromo P-450

2-naftilamminaIl risultato della produzione di un noto colorante, che è l'anilina. La 2-naftilammina, quando arriva a livello epatico, viene inattivata per azione del Cyt P450 e di una trasferasi che trasporta il gruppo glucuronico sull'azoto. Il composto inattivo glucuronato viene trasportato nel nostro organismo attraverso il torrente sanguigno ed eliminato a livello dei tubuli renali. Nell'ambiente acido dell'urina (inferiore al pH del sangue), avviene un distaccamento del gruppo glucuronico; praticamente è come se la reazione tornasse indietro, con una formazione di un nitroione altamente reattivo che si lega al DNA delle cellule dei tubuli renali provocando tumori alla vescica. 

Proto-oncogeni ed oncogeni

Ras

ERBB2

Linfoma di Burkitt

PDGF

oncosoppressori

Instabilità genetica nelle cellule tumorali

-difetti nei geni del mismatch repair

-difetti nei geni della riparazione per escissione

cancro ereditario del colon non associato a poliposi

-xeroderma pigmentoso-carcinoma mammario (BRCA1 BRCA2)

Difetti nella mitosi: -extra-centrosomi -mutazioni in Mad e Bub -anomalie del fuso

Immortalizzazione delle cellule tumorali e telomeri

100-150 nt per ciclo

Cellule tumorali e mutazione di p53

Altri agenti virali:-EBV (Epstein-Barr Virus)-virus dell’epatite B e C

Agenti batterici:-Helicobacter pylori (produzione di radicali liberi dell’ossigeno per infiammazione cronica)

Invasività: cambiamenti nell’adesione cellulare, nella motilità e nella produzione di proteasi

-Ridotta adesività delle cellule epiteliali per perdita della caderina E

-Aumento della motilità e della risposta ai chemioattrattori

-Aumento della produzione di enzimi litici della matrice extracellulare:-attivatore del plasminogeno-metalloproteasi

Urochinasi-attivatore del plasminogeno

uPa è una serino-proteasi

2 catene polipeptidiche:

catena A possiede il dominio “growth factor-like” + dominio di legame

catena B possiede il dominio catalitico

è secreta come pro-uPa a singola catena che va incontro a proteolisi limitata

si lega all’uPaR cioè al suo recettore di 35-60 kDa molto glicosilato legato alla membrana tramite un ponte glicoside-fosfatidilinositolo

il legame uPa:uPaR focalizza l’attività enzimatica ed accelera di circa 16 volte l’attivazione del plasminogeno

Metalloproteasi

-contengono uno ione Zn nel sito attivo e sono inibite da agenti chelanti

-hanno notevole omologia di sequenza

-sono secrete in forma pro-enzimatica in cui lo Zn è bloccato da un residuo di Cys ed attivate da proteolisi

-esistono per esse inibitori specifici (TIMP)

TIMP1- e –2 si legano covalentemente nel rapporto molare 1:1 con le metalloproteasi attive, ed inoltre TIMP-1 con pro-MMP9 e TIMP-2 con pro-MMP2

-collagenasi interstiziali (MMP-1 MMP-8)

collagene interstiziale (tipo I e III), tipo VII, tipo X

gelatine, collagene tipo IV, altre proteine della matrice

-collagenasi del tipo IV (MMP-2 MMP-9)

collagene tipo IV, V, VII, X, gelatine, fibronectina

collageni interstiziali

-stromelisine (MMP-3 MMP-7 MMP-10)

collagene tipo I, IV, V, VIII, IX, fibronectina, laminina, elastina, proteine dei proteoglicani (ampia gamma di substrati)

Aspetti comuni di uPa ed MMP

-espressione modulata a livello trascrizionale da oncogeni, promotori tumorali e fattori di crescita

-secrezione sotto forma di proenzima

-inibizione da parte di inibitori specifici presenti nella matrice extracellulare la cui espressione è modulata da fattori di crescita, ormoni e citochine

-co-regolazione di essi e dei loro inibitori da parte di parecchi fattori di crescita

Cisteino-proteasi endo- ed eso-peptidasi con sito catalitico contenente un gruppo tiolo attivo di una Cys

enzimi lisosomiali attivi a pH acido (catepsine B, D, H, L, N, K)

in condizioni patologiche (neoplasie, infiammazioni, artriti):

-rilascio delle cisteino-proteasi nell’ambiente extracellulare

inibitori cistatine (famiglia multigenica)

agiscono in sede extra-cellulare

-attivazione di pro-MMP

-degradazione del collagene

-digestione del core proteico dei proteoglicani

-attivazione di pro-uPa (solo per catepsina B)

Invasività: stimolazione dell’angiogenesi

Fattori angiogenici sono rilasciati dalle cellule neoplastiche ma anche dai fibroblasti adiacenti e dai macrofagi

Viene stimolata anche l’infiltrazione di vasi linfatici ma svolge un ruolo abbastanza secondario

-Immissione delle cellule in circolo-immissione e crescita nei linfonodi regionali-immissione nel torrente sanguigno-bassa sopravvivenza (1 sola cellula/1000)-extravasazione a livello del primo letto capillare attraversato dove si realizzano interazioni molecolari ottimali-vulnerabilità nei confronti dell’immuno-sorveglianza (topi mutanti per Rag2)