UNIVERSITÁ DEGLI STUDI DI PARMA FACOLTÁ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI STUDIO DEI MECCANISMI DI RESISTENZA AD INIBITORI DELL EGFR

Transcript

1 UNIVERSITÁ DEGLI STUDI DI PARMA FACOLTÁ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA IN BIOLOGIA MOLECOLARE TESI SPERIMENTALE STUDIO DEI MECCANISMI DI RESISTENZA AD INIBITORI DELL EGFR Relatore: Chiar.mo Prof. ROBERTA ALFIERI Correlatore: Chiar.mo Prof. PIER GIORGIO PETRONINI Laureanda: RUBINA VECCHIATO ANNO ACCADEMICO

2 INTRODUZIONE Il tumore al polmone Il cancro al polmone costituisce una delle principali cause di morte nei paesi industrializzati. A livello mondiale questa malattia rappresenta il 17% di tutti i tumori maligni negli individui di sesso maschile (Hoffman et al. 2000); questa percentuale scende al 4% nelle persone di sesso femminile (Jemal et al. 2005). In questi ultimi anni il tasso di incidenza del carcinoma polmonare negli uomini ha subito una lieve flessione; tra le donne invece è stato registrato un aumento dei nuovi casi. Nonostante intense ricerche cliniche e precliniche da più di una decade, la prognosi risulta difficoltosa con una sopravvivenza di solo il 5-15% a cinque anni dalla diagnosi (Imyanitov et al. Articolo in stampa). (Fig. 1 e Fig. 2) Fig. 1 Mortalità per neoplasia corretta per età nei maschi, negli Stati Uniti (Jemal et al. 2005)

3 Fig. 2. Mortalità per neoplasia corretta per età nelle donne, negli Stati Uniti (Jemal et al. 2005). Il più importante fattore di rischio nel tumore del polmone è rappresentato dal fumo di sigaretta: esiste infatti un chiaro rapporto tra esposizione al fumo e probabilità di ammalarsi; questa relazione vale in particolare per alcuni sottotipi di cancro al polmone: il carcinoma spinocellulare e il microcitoma. Il fumo di sigaretta contiene numerose sostanze che agiscono a livello dei bronchi: sono cancerogeni gli idrocarburi aromatici policiclici (cioè i prodotti della combustione, tra cui il benzopirene), le nitrosamine (derivati dell ammoniaca usati nella lavorazione delle sigarette), i fenoli e le aldeidi (contenuti nella carta). Esistono altri cancerogeni chimici come l amianto, il radon, i metalli pesanti, il catrame, che provocano il tumore del polmone soprattutto in persone che vengono a contatto con queste sostanze per motivi di lavoro

4 Classificazione Il cancro del polmone si divide in due tipi:il primo tipo è il carcinoma polmonare a piccole cellule (small cell lung cancer [SCLC]), che rappresenta circa il 20% dei tumori al polmone. Il secondo tipo è il carcinoma polmonare non a piccole cellule (non-small cell lung cancer [NSCLC]), che annovera la restante parte dei casi. Carcinoma polmonare a piccole cellule (SCLC) Questo tumore si sviluppa vicino ai bronchi e al centro dei polmoni, mostrando una crescita a cuffia peribronchiale e perivascolare. Al microscopio ottico è documentabile la presenza di cellule di piccole dimensioni (da cui il nome microcitoma), che possono avere aspetto fusiforme. Ha un origine di tipo neuroendocrina ed è quasi sempre causato dal fumo. Dal punto di vista biologico è molto aggressivo essendo caratterizzato da un elevata cinetica proliferativa, con breve tempo di raddoppiamento ed alto indice mitotico. La sua prognosi è peggiore rispetto a quella del cancro del polmone non a piccole cellule. Carcinoma polmonare non a piccole cellule (NSCLC) Questa forma di neoplasia comprende tre sottotipi le cui cellule differiscono per forma e dimensione. Carcinoma a cellule squamose: si forma nelle vie aeree di medio-grosso calibro ed è dovuto alla trasformazione dell epitelio bronchiale provocata dal fumo di sigaretta. Microscopicamente si osservano la presenza di caratteristici ponti intercellulari e la formazione di perle epiteliali dette anche perle cornee. E il tumore polmonare con prognosi migliore. Adenocarcinoma: deriva dalle cellule mucosecernenti dell epitelio bronchiale e si sviluppa prevalentemente alla periferia dei polmoni. Le caratteristiche morfologiche principali sono la presenza di vacuoli mucosi intracitoplasmatici e di formazioni ghiandolari. E il cancro del polmone più comune nelle donne e nelle persone che non hanno mai fumato e talvolta è dovuto alla presenza di cicatrici polmonari

5 Carcinoma indifferenziato a grandi cellule: si sviluppa tendenzialmente alla periferia dei polmoni; tende a crescere e a metastizzare velocemente, rendendo la prognosi difficile. All esame istologico i tratti caratteristici sono dati dal polimorfismo cellulare con nuclei vescicolari o ipercromici e citoplasma abbondante. Carcinogenesi polmonare L evoluzione del tumore al polmone viene rappresentata come stadi di gravità crescente, i cui parametri sono stati fissati dal sistema TNM ([T] dimensione del tumore primitivo, [N] interessamento dei linfonodi regionali, [M] presenza di metastasi a distanza). La carcinogenesi del tumore al polmone è un processo multifasico e multifattoriale che si caratterizza per un insieme di danni a carico di geni che controllano la crescita e la differenziazione cellulare. Le tre classi di geni cellulari coinvolti sono: proto-oncogeni, geni onco-sopressori e geni preposti al controllo della stabilità del genoma. Le modalità di attivazione degli oncogeni sono l amplificazione genica, le mutazioni puntiformi e gli arrangiamenti cromosomici; gli oncosoppressori invece possono essere inattivati da perdita di un allele parentale accompagnata da una mutazione puntiforme o da ipermetilazione epigenetica dell altro allele (Fong et al. 1999). La terza classe di geni comprende gli MMR (mismatch repair genes), i NER (nucleotide-excision repair) e i BER (base-excision repair), i quali controllano la corretta duplicazione del genoma e correggono danni del DNA indotti dall esposizione a mutageni (Vogelstein et al. 2004)

6 Oncosoppressori p53 p53 è il gene oncosoppressore più frequentemente mutato nelle diverse forme di tumore. Il prodotto genico svolge diversi ruoli nella cellula, in particolare funge da attivatore trascrizionale di geni che contengono il sito di legame per la proteina da esso codificata; il gene bersaglio più importante è p21 WAF1 che inibisce i complessi ciclina/chinasi dipendenti da ciclina (CDK) nella fase G1 del ciclo cellulare. La proteina p53 mutante non è in grado di legarsi correttamente al DNA e di conseguenza p21 WAF1 non può fungere da blocco del ciclo cellulare. Il gene che codifica per l inibitore delle CDK p21 CIP1 è un altro target della regolazione mediata da p53 ed è parzialmente responsabile dell arresto in fase G1 (Sherr CJ 1996). Le mutazioni di p53 nel tumore al polmone sono correlate al fumo di sigaretta e sono per la maggior parte transversioni G-T; mutazioni missenso di p53 possono invece prolungare l emivita della proteina. p53 è anche responsabile della risposta cellulare allo stress genotossico indotto dall esposizione a raggi ultravioletti e carcinogeni ambientali: infatti assicura che la cellula arresti la sua crescita nella fase G1 in modo che essa provi a riparare il DNA; se il danno è irreversibile la cellula attiva un programma di morte per apoptosi. La disfunzione di p53 permette la sopravvivenza inappropriata di cellule geneticamente danneggiate, stabilendo una tappa per l accumulo di mutazioni multiple e la seguente progressione tumorale. La stabilità della proteina p53 è regolata dal prodotto dell oncogene MDM2, il quale ne induce la sua degradazione proteasomica. Nel 25% dei NSCLC la proteina MDM2 è iperespressa e questo comporta l abbassamento dei livelli di p