Tumori stromali gastrointestinali GIST P.L. Mingazzini Dipartimento di Chirurgia P. Valdoni Università di Roma La Sapienza
Tumori stromali gastrointestinali: il paradiso degli acronimi Mesenchymal tumours of the gastointestinal tract a paradise for acronyms: GIST, STUMP, GANT, GI PACT Chan JKC Adv Anat Pathol 6:19-40,1999 Gastrointestinal mesenchymal tumors immunophenotypic classification: GIST, GINST, GILT, GIGT, GINT, GIFT Rudolph P et al. Virchows Arch 441: 238-248,2002
Evoluzione della Classificazione dei Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Classicamente i tumori mesenchimali gastrointestinali sono stati considerati come derivanti dalle cellule muscolari liscie, descritti e classificati da Stout A. P. (1941, 1967) come: Leiomiomi Leiomiosarcomi Leiomioblastomi Leiomiomi a cellule epitelioidi Leiomiosarcomi a cellule epitelioidi
Evoluzione della Classificazione dei Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Negli anni 80, studi ultrastrutturali ed immunoistochimici dimostrarono, nella maggioranza dei casi, un fenotipo non riconducibile alla cellula muscolare liscia e conseguentemente l eterogeneità di questo gruppo di neoplasie. Mazur e Clark, valutando con l immunoistochimica e la microscopia elettronica una casistica di tumori gastrici, stabilirono una istogenesi muscolare liscia solo per alcuni casi, suggerendo per altri una possibile derivazione neurale, proponendo quindi la designazione generica di Tumori Stromali, dalla quale deriva la sigla: GIST. Mazur M.T. Clark H. B. Gastric stromal tumors Reappraisal of histogenesis Am J Surg Pathol 7: 507-519, 1983
Evoluzione della Classificazione dei Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Caratteristiche ultrastrutturali ed immunoistochimiche di tipo neurale suggerirono la derivazione dalle cellule nervose del plesso autonomo mioenterico. Herrera GA et al. Malignant small bowel neoplasm of enteric plexus derivation: Plexosarcoma. Dig Dis Sci 29:275-284,1984 Successive osservazioni confermarono l ipotesi istogenetica neurale per questo gruppo di tumori e venne proposta la denominazione di: Gastrointestinal autonomic nerve tumor - GANT. Walker P Dvorak AM Gastrointestinal autonomic nerve (GAN) tumor. Arch Pathol Lab Med 110:309-316, 1986 Herrera GA et al. Gastrointestinal autonomic nerve tumors Arch Pathol Lab Med 113:846-853, 1989
Evoluzione della Classificazione dei Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Evidenza immunoistochimica di positività in un alta percentuale di tumori stromali ha suggerito di considerare l antigene CD34 quale marker specifico di GIST. Mikhael AI et al. CD34 expression in stromal tumors of the gastrointestinal tract. Appl Immunoistochem 2:89-93, 1994 Miettinen M et al. Gastrointestinal stromal tumors: value of CD34 antigen in their identification and separation from true leiomyomas and schwannomas. Am J Surg Pathol 19:207-216, 1995 Risultò successivamente la scarsa specificità del CD34: solo una percentuale dei GIST è positiva a CD34, sono positivi a CD34 anche alcuni tumori muscolari e schwannomi. In conclusione il termine GIST torna a corrispondere solo ad una generica denominazione di tumore mesenchimale originato nel tratto gastroenterico.
BIOLOGIA MOLECOLARE Studi di biologia molecolare hanno definito il KIT, codificato dal gene c-kit, come recettore transmembrana tirosin chinasi costituito da un dominio extracellulare contenente il sito ligando e un dominio intracellulare contenente il dominio enzimatico chinasi. Il recettore KIT è fortemente espresso nelle cellule staminali ematopoietiche, nelle mast cellule, nei melanociti e nelle cellule interstiziali di Cajal. I recettori KIT dimerizzano in seguito al legame con - STF - stem cell factor e attivano il dominio chinasi; la fosforilazione dei residui di tirosina attiva una serie di segali coinvolti nella differenziazione cellulare, nella proliferazione, nell apoptosi e nella genesi tumorale.
Attivazione indotta dal ligando SCF dell attività tirosin chinasica del KIT plasmalemma plasmalemma citoplasma citoplasma Stem Cell Factor Recettore Tirosin chinasi Fosfati recettore Tirosin chinasi SCF fosfati substrati Substrati Fletcher J A et al. Hum Pathol 33 : 484-495 2002 Fletcher J A et al. Hum Pathol 33 : 484-495 2002
BIOLOGIA MOLECOLARE Le cellule interstiziali di Cajal - ICC- costituiscono una complessa rete di connessione tra il sistema nervoso periferico e la parete muscolare liscia del tratto gastroenterico, regolano la peristalsi e sono perciò denominate gastrointestinal pacemaker cells La cellula interstiziale di Cajal - ICC - origina da cellule staminali mesenchimali e l espressione del KIT in queste cellule riveste un ruolo fondamentale nella differenziazione, nella proliferazione ed eventualmente nella progressione neoplastica.
Evoluzione della Classificazione dei Tumori Mesenchimali Gastrointestinali: KIT revolution. La rivoluzione inizia con l identificazione, in una serie di tumori mesenchimali, di tumori con mutazioni del proto oncogene c-kit associate all espressione del recettore KIT attivato indipendentemente dal ligando. Hirota S et al. Gain-of-function mutation of c-kit in uman gastrointestinal stromal tumors Science 279:577-580,1998 L espressione di KIT, assente nei tumori muscolari e nervosi, è stata proposta come il più sensibile e specifico marker di GIST. Il recettore KIT rappresenta anche il bersaglio della terapia sistemica dei GIST con GLIVEC, inibitore specifico della tirosin chinasi. Dei Tos AP The reappraisal of GIST: from Stout to the KIT revolution Virchows Arch 442:521-428, 2003
GIST: attivazione ligando indipendente dell attività tirosin chinasica del KIT indotta da una mutazione oncogenica. Mutazione iuxatamembrana del gene c-kit esone 11. Fletcher J A et al. Hum Pathol 33 : 484-495 2002
ADP Meccanismo d azione del GLIVEC: inibitore specifico della tirosin chinasi. ATP substrato ATP substrato T K T K GLIVEC ADP substrato attivato ATP substrato Schindler T et al Structural mechanism for STI-571 inhibition of Abelson tyrosine Kinase. Science 2000; 289:1938-42.
Evoluzione della Classificazione dei Tumori Mesenchimali Gastrointestinali: KIT revolution. L immunofenotipo e le caratteristiche ultrastrutturali hanno evidenziato una differenziazione verso la ICC. Kindblom LG et al. Gastrointestinal pacemaker cell tumor(gipact): gastrointestinal stromal tumors show phenotypic characteristic of the interstitial cells of Cajal Am Jpathol 152:1259-1269,1998 I gastrointestinal autonomic nerve tumors GANT mostrano mutazioni ed espressioni di KIT identiche ai GIST, perciò in base alla sovrapposizione del fenotipo non possono essere considerati una entità separata. Lee JR et al. Gastrointestinal autonomic nerve tumor: immunoistochemical and molecular identity with gastrointestinal stromal tumors. Am J Srg Pathol 25:979-987,2001
DEFINIZIONE dei TUMORI STROMALI GASTROINESTINALI Consensus Conference National Institutes of Health 2001 GISTs can be defined as a distinctive group of KIT- espressing mesenchymal neoplasms of the gastrointestinal tract, showing differentiation towards the the interstitial cell of Cajal, also known as the gastrointestinal pacemaker cells. Fletcher CDM et al. Diagnosis of gastrointestinalstromal tumors: a consensus approach. Hum Pathol 33:459-465, 2002
Tumori Mesenchimali Gastrointestinali: KIT REVOLUTION Lo studio del recettore KIT ha permesso di: di identificare e diagnosticare un gruppo di neoplasie stromali gastrointestinali con caratteristiche cliniche-patologiche e comportamento biologico diverso dalle altre neoplasie mesenchimali del tratto GI, leiomioma,leiomiosarcoma,schwannoma. di spiegarne il meccanismo patogenetico legato a mutazioni recettoriali. di definirne l istogenesi dalla cellula interstiziale di Cajal. di individuare una terapia mirata che ha come bersaglio l alterazione molecolare del KIT, all origine dei GISTs.
GIST: CLASSIFICAZIONE ISTOLOGICA CCNIH 2001 GIST a cellule fusate 70 % strutturati in brevi fasci o vortici, disposizione a palizzata,citoplasma eosinofilo, bordi cellulari indistinti, nuclei ovoidali uniformi, vacuoli citoplasmatici iuxstanucleari, frequenti emorragie stromali. GIST a cellule epitelioidi 20 % strutturati in nidi, nuclei tondeggianti uniformi, alone chiaro perinucleare, citoplasma eosinofilo. GIST a cellularità mista 10 % transizione brusca da cellule fusate a cellule epitelioidi o aspetto citologico intermedio. Immunoreattività a CD117: diffusa positività citoplasmatica, nel 50% accentuazione focale dot like, spesso aspetto combinato. Fibre schenoidi PAS + nel 15% particolarmente nel piccolo intestino.
GIST: DISTRIBUZIONE ANATOMICA GIST possono originare ovunque nel tratto gastroenterico dall esofago al retto, sono possibili anche localizzazioni extragastrointestinali nel mesentere, omento, retroperitoneo. Esofago 5 % Stomaco 55 % Piccolo intestino 25 % Grosso intestino 10 % Extra gastrointestinali 5 % Tipi Istologici rispetto alla sede: a cellule epitelioidi più frequenti nello stomaco, a cellule fusate più frequenti nel piccolo intestino spesso con fibre schenoidi. Modificazioni prognostiche rispetto alla sede:
GIST: FATTORI PROGNOSTCI Consensus Conference National Institutes of Health 2001 Non esistono criteri per distinguere GIST benigni o maligni, né per identificare lesioni con maggiore probabilità di dare metastasi, perciò il termine benigno deve essere evitato. GIST unpredictable malignant potential E stato perciò proposto di suddividere i GIST in base alla valutazione combinata delle dimensioni del tumore ed all attività mitotica in 4 categorie di rischio.
GIST: RISCHIO DI COMPORTAMENTO AGGRESSIVO Dimensione cm. Indice mitotico 50 HPF Rischio molto basso <2 <5 Rischio basso 2-5 <5 Rischio intermedio <5 6-10 5-10 <5 Alto rischio >5 >5 >10 qualsiasi qualsiasi > 10 Fletcher CDM et al. Diagnosis of gastrointestinalstromal tumors: a consensus approach. Hum Pathol 33:459-465, 2002
TUMORI MESENCHIMALI GASTROINTESTINALI CLASSIFICAZIONE IMMUNOFENOTIPICA Espressione Antigenica GIST 56.1 % CD117 GINST 13.5 % - CD117 negativi CD34 GILT 9.4 % - leiomiogenici MSA, ASMA, DES GIGT 8.6 % - gliali NSE, S100, GFAP GINT 4.5 % - neuronali SYN, NSE, S100, GFAP GIFT 7.8 % - fibrosi VIM Rudolph P et al. Virchows Arch 441:238-248, 2002
TUMORI MESENCHIMALI GASTROINTESTINALI CLASSIFICAZIONE di Juan Rosai Espressione Antigenica GIST a differenziazione muscolare liscia CD117, SMA GIST a differenziazione neurale CD117, NSE, S-100 GIST a differenziazione duplice: CD117, SMA, NSE, S-100 muscolare liscia e neurale GIST nessuna differenziazione CD34 Rosai J - Rosai and Ackerma s Surgical Pathology - 2004
CASISTICA del Dipartimento di Chirurgia Pietro Valdoni Dall archivio del U.O.C. di Anatomia Patologica, comprendente 48.200 casi, dal 1987 al 2004, abbiamo selezionato, utilizzando per la ricerca il Sistema Informatico Windopath Dianoema e come parole chiave leiomioma, leiomioblastoma, schwannoma, leiomiosarcoma, sarcoma, fibrosarcoma, liposarcoma, tumore stromale gastrointestinale, 121 casi di Tumori Mesenchimali Gastrointestinali relativi ad esofago, stomaco, piccolo intestino, grosso intestino, omento, mesentere, retroperitoneo.
Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Esperienza Personale - Obiettivo dello studio individuare, nell ambito delle neoplasie mesenchimali gastrointestinali del nostro archivio, i tumori positivi alla reazione immunoistochimica per il recettore KIT,diagnosticati, precedentemente all introduzione del KIT, come leiomiomi, leiomiosarcomi, leiomioblastomi, schwannomi, sarcomi. studiare le caratteristiche istologiche ed immunofenotipiche dei GISTs valutare i parametri clinico-patologici di significato prognostico identificare i casi suscettibili a terapia adiuvante.
Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Esperienza Personale - Metodo di studio Valutazione dei parametri istologici classici Tipo cellulare Indice mitotico Necrosi Emorragia Studio immunoistochimico con anticorpi anti CD117 (proteina KIT) anti-actina muscolo liscio anti S-100 anti NSE anti CD34 Anti Ki 67
Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Esperienza Personale - Risultati Diagnosi pre-studio Leiomioma 41 Leiomiosarcoma 31 Schwannoma 12 Leiomioblastoma 2 Sarcoma 8 Gist 12 Gist (tipo gan) 6 Gist a fenotipo muscolare 6 Gist a fenotipo muscolare, leiomiosarcoma 1 Gist indifferenziato 6 Liposarcoma 3
Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Esperienza Personale - Risultati Distribuzione per sede, in ordine decrescente Stomaco 37 Piccolo intestino 27 Omento/Peritoneo 14 Grosso intestino 13 Retroperitoneo 10 Altre sedi 9 Esofago 4 Colecisti 2 Linfonodi 2 Milza 1 Fegato 1
Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Esperienza Personale Diagnosi pre post-studio GIST Var % Leiomioma 41 20 48,8 Leiomiosarcoma 31 K 13 41,9 Schwannoma 12 7 58,3 Leiomioblastoma 2 2 100 Sarcoma 8 I 1 12,5 Gist 12 12 - Gist (tipo gan) 6 5 16,6 Gist a fenotipo muscolare 6 T 5 16,6 Gist a fenotipo muscolare, lms 1 1 - Gist indifferenziato 6 6 - Liposarcoma 3 3 -
Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Esperienza Personale Valutazione dei parametri clinici della casistica TOT. % % % Età media cm GISTs 61 59 41 61 6 Leiomioma 12 40 60 40 3 Leiomiosarcoma 16 32 68 57 11 Schwannoma 4 20 80 47 8 Liposarcoma 3 33 67 48 8 Fibrosarcoma 3 25 75 50 8
Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Esperienza Personale Valutazione dei parametri immunoistochimici della casistica C-KIT % CD34 % Act % S-100 % NSE % GISTs 100 76 14 35 50 Leiomioma 0 7 100 0 33 Leiomiosarcoma 0 16 58 16 68 Schwannoma 0 20 0 100 20 Liposarcoma 0 33 33 100 67 Fibrosarcoma 0 25 50 0 50
Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Esperienza Personale Analisi immunoistochimica per l antigene CD117 61 39 CD 117 POS 61% NEG 39%
Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Esperienza Personale Rivalutazione delle diagnosi dopo analisi con CD 117 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 57 39 100 75 63 43 61 25 37 Lmm Lms Lmb Sarc Schw Gist D. originaria
Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Esperienza Personale GIST e tumori KIT- ordinati per sede, diagnosi e frequenza 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Sto PI Retper GI Efg Gist Lmm Lms Sarc L/FSarc Schw
Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Esperienza Personale Distribuzione dei GIST in base alla categoria di rischio 40,5 23 19 17,5 RMB RB RI RA
Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Esperienza Personale Distribuzione dei GIST in base alla categoria di rischio, alla sede ed alla frequenza 48 53 92 80 100 52 47 RA RI RB RMB Stomaco PI Retrop. GI Efg 8 20
Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Esperienza Personale Risultati Casistica complessiva Lesione N. Casi % GIST RMB 19 14,8 GIST RB 22 17,1 GIST RI 11 8,5 GIST - RA 22 17,1 Leiomioma 21 16,4 Leiomiosarcoma 18 14,0 Schwannoma 5 3,9 Sarcoma 7 5,4 Liposarcoma 3 2,3
Tumori Mesenchimali Gastrointestinali Esperienza Personale Risultati Recidive Totale 6 Prognosi Intervallo Sede Leiomioma 1 RI 3 P Leiomiosarcoma 2 RA 1 P Schwannoma 1 RI 1 P GIST 1 RA 1 GI GIST (GAN) 1 RI 1 P