M. di Menetrier e GIST

M. di Menetrier e GIST M. Di Menetrier e GIST: Disordini Iperproliferativi dello Stomaco Marco Romano Gastroenterologia, SUN Tel: 0815666714 Cell: 3356768097 Distinte malattie iperproliferative gastriche la conoscenza dei meccanismi molecolari delle quali ha permesso lo sviluppo di terapie molecolari mirate che hanno dato benefici sul piano clinico Entrambe derivano da una deregolazione di differenti popolazioni di cellule progenitrici M. di Menetrier: aumentata attività di signalling attraverso la tirosino chinasi (RTK) associata all EGFR GIST: aumentata attività di signalling attraverso le RTK di KIT e PDGFRA Menetrier vs GIST Menetrier s Disease Gastropatia Ipertrofica Ipoalbuminemica 1. Pliche gastriche ipertrofiche (corpo e fondo) 2. Ipocloridria 3. Iperplasia foveolare, dilatazione cistica delle ghiandole, atrofia della mucosa ossintica, infiltrazione patchy eosinofila della lamina propria, ispessimento della muscolaris mucosae con strie di muscolatura liscia che si approfondano nella lamina propria. 4. Ipoalbuminemia da protido-dispersione intestinale 1

M. Di Menetrier: Clinica Uomini di 55 anni Dolore epigastrico, nausea, vomito Anemia Edemi periferici Aumento rischio trombotico (da riduzione del volume intravascolare) Andamento progressivo nell adulto, esiste una forma dell infanzia che si risolve spontaneamente, associata ad infezione da CMV Caratteristiche Macro e Microscopiche M. Di Menetrier: Terapia Gastrectomia totale o parziale per i pazienti con malattia altamente disabilitante GIST Stomaco 50-60% Intestino tenue 25-30% Retto 5% Esofago 2% Miscellanea (appendice, colecisti, pancreas, mesentere, omento, retroperitoneo) 5% 2

GIST Gastrico 8-95 anni di età, picco 60 anni, meno del 10% < 40 anni M>F nell adulto, in età pediatrica F>M In Svezia 1983-2000: incidenza annuale di 20 casi/1000.000 abitanti GIST: Clinica Si sviluppa come massa sottomucosa (2-30 cm alla diagnosi) In 1765 casi (Miettinen et al Am J Surg Pathol 2005) 54.4% sintomi da emorragia GI alta (anemia) 16.8% dolore epigastrico 1.7% perforazione da rorrura del tumore GIST: Istologia ISTOLOGIA Cellule fusiformi nel 70% dei casi, cellule epitelioidi nel 10% dei casi, misti nel 20% 95% dei GIST esprimono RTK KIT (anche noto come CD117) Possibile espressione di altri markers (CD34 nel 70%, desmina nel 5%) RTK KIT, CD34 e desmina: utile combinazione per confermare la diagnosi (la positività per desmina esclude leiomiosarcoma) 3

GIST: Terapia Stomaco: Anatomia Chirurgia: cruciale evitare la rottura per complicanze emorragiche o disseminazione intra-addominale del tumore Risultati: scarsi per frequente recidiva con metastasi epatiche e peritoneali Chemioterapia o radioterapia: inutile Cellule Interstiziali di Cajal (ICC) Menetrier vs GIST ICC, cellule fusiformi, specializzate, localizzate nella parete del tratto gastroenterico che fungono da pace-maker ed aiutano la regolazione della peristalsi ad onde lente del canale alimentare. I corpi cellulari sono in prossimità dei nervi mienterici mentre i loro processi si estendono profondamente fino a prendere connessione con le cellule muscolari lisce degli strati interni ed esterni regolando l input neuronale 4

Receptor Tyrosine Kinases (RTKs) RTKs glicoproteine transmembarna attivate dal legame con i loro specifici ligandi Il legame causa un cambio conformazionale della proteina con attivazione del dominio citoplasmatico e conseguente autofosforilazione del recettore e fosforilazione di una serie di proteine di segnale localizzate a valle RTKs Dominio extracellulare che lega l agonista (ligando) Dominio transmembrana Dominio citoplasmatico che possiede la attività TK Diversi RTK hanno diversi domini extracellulari (specifici per il loro ligando) mentre il dominio citoplasmatico (costituito da un dominio iuxta membrama, un dominio catalitico ed una regione carbossi-terminale) è altamente conservato Raggruppabili in famiglie sulla base della omologia dei domini extra cellulari e citoplasmatici; ad es EGFR e RTKs correlati (ERBB2 o HER2) noti come type I RTK, KIT è un type III RTK EGFR Glicoproteina transmembrana di 170-kDa che funge da recettore per 7 ligandi che legano o esclusivamente l EGFR (TGF-, EGF, amphiregulin, epigen) o sia EGFR che HER4 (HB-EGF, betacellulin, epiregulin) Il legame con l agonista porta a dimerizzazione del recettore e ad attivazione kinasica, prerequisito per l innesco dei successivi eventi di signalling intracellulare KIT Glicoproteina transmembrana di 145-kDa che funge da recettore per SCF (stem cell factor), strettamente correlata ai recettori per PDGF KIT cruciale per lo sviluppo delle cellule interstiziali di Cajal (ICCs), per cellule progenitrici emopoietiche, mastociti e cellule germinative Il legame di SCF a KIT è seguito da omodimerizzazione del recettore, attivazione di KIT TK e fosforilazione di vari substrati che, in molti casi, sono essi stessi kinasi che fungono da effettori della trasduzione intracellulare del segnale. 5

Schema del Signalling Mediato da EGFR e KIT TGF and Menetrier s Disease TGF Action Menetrier s Disease Stimulates epithelial cell growth Stimulates mucin production Causes oxyntic atrophy and foveolar hyperplasia Inhibits gastric secretion Gastric folds hypertrophy Increased mucus Absence of parietal cells and foveolar hyperplasia Low gastric acid TGFa mrna Overexpression in Menetrier s Disease KIT Signalling e GIST Mutazioni che portano ad attivazione di KIT rappresentano l evento iniziale nella maggior parte di GIST dell adulto A favore di tale ipotesi Mutazioni presenti in piccoli GIST scoperti per caso Mutazioni di KIT in cellule germinali associate a GIST familiare Topi transgenici che over-esprimono KIT mutato sviluppano GIST Mutazioni di KIT sono antecedenti ad anomalie citologiche 6

KIT Signalling e GIST Mutazioni di KIT non sempre presenti in GIST Piccolo subset di GIST presentano mutazione del gene che codifica per PDFGRA (RTK omologo di KIT), altri GIST negativi per mutazioni sia di KIT che di PDGFRA Quindi la oncogenesi di GIST è multifattoriale Comunque, mutazione di KIT o PDGFRA (mai entrambe) trovate nell 80-90% di GIST GIST con mutazione di PDGFRA in genere gastrici con morfologia a cellule fusiformi. GIST Pediatrico Entità clinico patologica a sé stante. Forte associazione con genere femminile Quasi esclusivamente a localizzazione gastrica con crescita multinodulare Elevata frequenza di metastasi linfonodali (rara nella forma adulta) Nun mutazioni di RTK (<10%) Morfologia epitelioide Progressione di malattia lenta Patogenesi simile a quella dei GIST senza mutazioni di RTK M. Di Menetrier M. Di Menetrier e GIST: Disordini delle Cellule Progenitrici? Cellule progenitrici nel corpo gastrico localizzate a livello dell istmo ghiandolare Da tale regione le cellule progenitrici danno origine alle cellule superficiali mucose (pit cells) che migrano verso la superficie luminale, alle cellule parietali che si muovono verso la base ghiandolare ed alle cellule mucose del collo che migrano verso il fondo dove si differenziano in cellule principali Vita delle pit cells 3-5 giorni, cellule parietali e principali 54 e 194 giorni, rispettivamente Rapporto pit cells/gland cells: 1:4 Tale rapporto è alterato nella MM per aumento delle pit cells e riduzione di c. parietali e principali 7

M. Di Menetrier: Ipotesi Patogenetica Aumentata espressione di TGF- (cause sconosciute) Aumentato signalling dell EGFR in presenza di livelli di gastrina inappropriatamente normali Espansione e redirezionamento del compartimento proliferativo cellulare gastrico con aumentata produzione di pit cells a spese di c. parietali e principali Repatterning della mucosa ossintica verso un fenotipo antale con comparsa a livello del corpo di prodotti normalmente espressi nell antro: gastrina, PDX1 (pancreatic and duodenal homeobox gene 1) e TFF2 (trefoil factor 2) Ontogenesi delle Linee Cellulari del Corpo Gastrico nel Normale e nella Malattia di Menetrier (Ipotesi) GIST: Derivano da ICCs? GIST hanno caratteristiche simili al sottotipo di ICCs che si trovano a livello gastrico in prossimità del plesso mienterico con espressione di: CD34, catena pesante della miosina dei miociti lisci embrrionali, filamento intermedio nestina ICCs del plesso mienterico non si sviluppano in topi che non esprimono KIT o il suo ligando SCF Pazienti con GIST familiare o topi con mutazione germinativa di KIT presentano iperplasia monoclonale di ICCs Mutazione di KIT evento iniziale nella maggior parte di GISTs M. Di Menetrier: Terapia Molecolare CETUXIMAB: anticorpo monoclonale che blocca il legame del ligando (TGF all EGFR) Single-patient proof-of-concept study Trial in 10 pazienti (risultati in due pz pubblicati: CG&H 2005; 3:654-659) Miglioramento clinico-laboratoristico Riduzione numero cellule Ki67+ e MAPK fosforilato; shift della zona proliferativa dalla base in senso prossimale 8

CT Scan di un Paziente con M. di Menetrier Prima e Dopo Cetuximab Parietal Cells Immunostaining in Menetrier s Disease Following Therapy with anti-egfr Mab Terapia Molecolare di GIST Proof-of concept Study 9

RESULTS Terapia Molecolare del GIST IMATINIB e SUNITINIB: KIT inhibitors Single-patient proof-of-concept study Testato nel trattamento di GIST avanzato, non resecabile Controllo della malattia nel 70-85% dei pz Progression free-survival mediana 24 mesi Sopravvivenza mediana 36 mesi Ben tollerato e privo di effetti collaterali Approvato nel 2002 da FDA per il trattamento di GIST avanzato, non resecabile Terapia Molecolare del GIST Miglior risultato nella mutazione dell esone 11 di KIT Problema: resistenza ad Imatinib - Primaria: nei primi 180 giorni di terapia - Secondaria - Sunitinib da utilizzare se resistenza ad imatinib o progressione di malattia sotto terapia con imatinib M. Di Menetrier: Prospettive Future M. di Menetrier: Quesiti Singolo disordine o spettro di disordini? Altri ligandi coinvolti, oltre TGF? Ruolo di CMV Ruolo terapeutico per inibitori di TK di EGFR o di inibitori di ADAM 17? 10

GIST: Prospettive Future Chirurgia + Imatinib: aumento di efficacia terapeutica? Dose ottimale e durata di terapia con Imatinib Nuovi trattamenti per pz che sviluppano resistenza ad inibitori di RTK Inibitori di vie del segnale a valle (PI3K) 11