Post on 01-May-2015
CCRCARCINOMA DEL COLON RETTO
Vincenzo Stanghellini051.636-4101
v.stanghellini@unibo.it
CCR lifetime risk
5%
Life habits Hereditary factors
Epidemiologia
Nel mondo
In Italia
Esofago Stomaco Colon-retto
670.000 150.000 970.000
2.000 10.000 32.000
Nuovi casi / anno (incidenza)
Età max. incidenza
Rapporto M:F 3:1 2:1 1:1
6a - 7a decade di vita
INCIDENZA DI CANCRO IN EUROPA (N°/ANNO)
16%
15%
6%
6%
4% 32%
9%1%
9%
2%
GI (579542)
Polmoni (301090)
Mammella (291049)
Ginec (159922)
Vescica (117346)
ORL (120101)
Reni (66426)
Brain (41354)
Mieloma (23239)
Altro (178217)
Source Globocan 2000
INCIDENZA DI CANCRO GI IN EUROPA (N°/ANNO)
23%
10%
6%
9%
52%
Colorettale (304687)
Stomaco (130810)
Pancreas (60139)
Fegato (49574)
Esofago (34332)
Source Globocan 2000
SOPRAVVIVENZA A 5 ANNI PER CANCRO GI IN ITALIA (%)
Colorettale (47)
Stomaco (24)
Esofago (8)
Fegato (4)
Pancreas (4)
Source Globocan 2000
BASSA PREVALENZA DI CCR EREDITARIO
Poliposi giovanile
Peutz-Jeghers
HNPCC
Sporadico
Turcot-Gardner
Bowden
FAP
FAP attenuata
Poliposi infiamm
Houston et al, BMJ 1990
POLIPI E CCR
La maggior parte dei CCR originano da polipi adenomatosi, in seguito a
mutazioni che attivaziono oncogeni e inibiscono geni oncosoppressori
Probabilità di degenerazione maligna
1. Forma sessile > peduncolata
2. Istologia villoso > tubulo-villoso > tubulare
3. Dimensioni (>2.5 cm) > (1.5-2.5 cm) > (<1.5 cm)
Polipi spesso non isolati ma associati ad altri polipi e/o CCR ( 30%)
X 3
10% 2-10% <2%
CCR - FATTORI ESOGENI
Infiammazione cronica della mucosa intestinale
• IBD: RCU, Crohn
• anastomosi uretero-sigmoidea
FANS
Fattori dietetici
• fibre vegetali
• grassi animali
• Ca++
ASPIRINA E MORTALITA’ PER CCR
RR
0
0,25
0,5
0,75
1
1,25
1,5
Incidenza CCR
Popolazione US Health professionals
Non consumatori di aspirina
Consumatori di aspirina
Uso regolare sul lungo termine rischio nell’uomo
2-5 cp/wk 0.72 0.56-0.92
6-14 cp/wk 0.30 0.11-0.81
Chan et al. Gastroenterology 2008;134:21-8
Alimentazione e cancro
www.yahoo.com: 40.000.000 voci
Pubmed: 21.238 voci, 2157 nel 2006
Argomento molto “caldo”
RR
0,5
1
1,5
2
Consumo quotidiano
Grassi animali
Fibre vegetali
CCR CHEMOPREVENZIONE: DIETA
Diluisce le sostanze cancerogene
Fermenta gli acidi grassi a catena corta
Accorcia il tempo di transito
Lega gli acidi biliari
Può contenere agenti anti-cancerogeni
CCR CHEMOPREVENZIONE: DIETA RICCA DI FIBRE
CHEMOPREVENZIONE CCRRAZIONALE DELL’APPORTO DI CALCIO
Elevato consumo CCR raro
Inibisce la proliferazione dell’epitelio nell’uomo
Previene la formazione di adenomi nei roditori
CONSUMO DI CALCIO E RISCHIO DI CCR
Casi /100,000
USA Helsinki
Rural Denmark Rural Finland
Copenhagen
0
10
20
30
40
0 900 1100 1300 1500 1700
Consumo di Calcio(mg/day)
CCR - FATTORI GENETICI
0
3
6
9
0 1 >1
0
3
6
9
<50 50-59 >60
RISCHIO DI CCR IN PARENTI DI PAZIENTI CON ADENOMA/CCR
Età del fratello con adenoma n° di genitori o fratelli con cancro
RR RR
CCR - PATOGENESI MOLECOLARE
ONCOGENI aumentata espressione, mut.puntiformi
ONCOSOPPRESSORI inattivazione di entrambi gli alleli per delezionecromosomica e/o mutazione puntiforme
METILAZIONE DNA disattivazione (silenced expression) di geni che vengono metilati (es.mismatch repair
genes)
CCR - PATOGENESI MOLECOLARE
ONCOGENI
- K-ras Cr 18 mut.puntiformi 40-70% K – 5-50% adenomi
- c-myc Cr 12 aumentata espressione 60-70% K
ONCOSOPPRESSORI (recessivi: entrambi alleli LOH loss of heterozigosity)
- APC Cr 5 perdita allelica 20-50% K – 30% adenomi
- MMC Cr 5 delezioni mut.puntiformi 55% K
- DCC Cr 18 delezioni 70% K – raro adenomi
- Gene p53 Cr 17 perdita allelica 75% K – raro adenomi
Accumulo più che la sequenza il determinante principale della progressione neoplastica
“tardivi”
APC K-ras progressione carcinogenetica in assenza di precursore adenomatoso (es. adenoCa in RCU)
APC è stato clonato nel 1991 mediante: a) identificazione delezione interstiziale
sul cromosoma 5q in pz con FAP (LOH); b) studi di analisi del linkage
Studi successivi hanno dimostrato che APC è fondamentale anche in CCR
sporadici (>70% - caratteristica peculiare dei CCR)
>90% delle mutazioni del gene APC determinano un segnale di stop prematuro e
di conseguenza un prodotto genetico troncato ed inefficace. Tale proteina
troncata tipica di APC mutati viene impiegata per lo screening genetico
Cr 5 - APC (adenomatous polyposis coli - tumor suppressor gene)
MODELLO MOLECOLARE DI PROGRESSIONE NEOPLASTICA DEL CRC
Normale Epitelio iperproliferativo
CancroPiccoloadenoma
Grandeadenoma
Inattivazione Oncosoppressore APC
Cr 5
Attivazione Oncogene Ras
Cr 18
Delezione DCCCr 18
(displasia)
Inattivazione p53Cr 17
Displasia
Lieve Moderata Severa
Metastasi
Altre anomalieDNA-MMR etc.
APC/-CATENINA PATHWAY
APC proteina di grandi dimensioni che regola il legame di proteine
intracellulari (-catenina, -catenina, GSK-3, exina, tubulina, GB1, hDLG)
degradazione citosolica (fosforilazione)
-catenina proteina che favorisce l’aggregazione intercellulare
APC mutato accumulo citoplasmatico di -catenina
-catenina in eccesso al nucleo dove interagisce con il fattore di
trascrizione T-cell (Tcf) determinando up-regulation di vari oncogeni (C-Myc,
cyclin D1, PPAR-) (enterociti cripte della mucosa del colon)
APC/-CATENINA PATHWAY
Ruolo precoce della via APC/-catenina (riscontro di alterazioni della -
catenina, anche in polipi adenomatosi benigni)
Alterazioni di -catenina possono portare alla formazione di polipi anche in
presenza di APC normale, in quanto “successive” a quelle di APC
Peroxisome proliferator-activating receptor gene (PPAR). Inibito dai FANS
Oncogene? Modulatore? Codifica per recettori nucleari (regolatori di
trascrizione di proteine che controllano il metabolismo dei lipidi e la crescita
cellulare). Se attivato crescita cellulare, ma differenziazione in cellule
neoplastiche
PATHOGENETIC MECHANISMS OF NSAID-GASTROPATHY
ARACHIDONIC ACID
Protective PgPgI2
Pro-inflammatory PgPgE2, PgD2, PgF2a
COX-1costitutive
COX-2inducible
Gastric mucosal protection Platlet aggregation
Inflammation
PATHOGENETIC MECHANISMS OF NSAID-GASTROPATHY
ARACHIDONIC ACID
Protective PgPgI2
Pro-inflammatory PgPgE2, PgD2, PgF2a
NSAIDSCOX-1costitutive
COX-2inducible
Gastric mucosal injury Platlet aggregation
Analgesic effect Inflammation
Drosophila melangoster o mosca comune della frutta
Wnt = wingless / intern gene la cui
mutazione recessiva si caratterizza con
assenza di ali della drosophila melangaster
WNT1 WNT2, WNT2B WNT3, WNT3A WNT4 WNT5A, WNT5B WNT6 WNT7A, WNT7B WNT8A, WNT8B WNT9A, WNT9B WNT10A WNT10B, WNT11 WNT16
Geni umani che codificano per proteine Wnt
Wnt signaling pathway è un insieme di proteine
designate al trasporto di informazioni dalla superficie
cellulare al nucledo coinvolte in comunicazioni tra
cellule sia nell’embrione che nell’adulto
Fz o FRZ (frizzled) = arricciato, increspato
DSH (dishevelled) = arruffato, scapigliato
Wnt (wingless intern gene)
Fz o FRZ (frizzled)
DSH (dishevelled)
The Wnt/wingless signaling pathway
Proteine Wnt si legano a recettori di
membrana (G-protein) della famiglia Frizzled
(Fz o FRZ) (polarità cellulare) proteine della
famiglia Dishevelled (DSH) (polarità e
differenziazione cellulare) β-Cat che può
raggiungere il nucleo (Arm) fattore di
trascrizione cellulare (T-cell factor = Tcf)
oncogeni
The Wnt/wingless signaling pathway
Dishevelled (DSH) è parte del compesso
recettoriale di membrana FRZ per proteine Wnt
Wnt/FzDSH axin/GSK/APC β-Cat nel
citoplasma β-Cat nel nucleo dove, legando il
fattore di trascrizione T-cell (Tcf) vari oncogeni
(COX-2, PPAR-, C-Myc, cyclin D1)
NSAIDS ?
Metilazione del DNA
Fondamentale fattore epigenetico. Possibile residuo di antiche infezioni
virali (normale meccanismo di identificazione self non-self nei virus)
Modificazione chimica del DNA (CH3) che può essere ereditata e
successivamente rimossa senza modificare la sequenza originale
Es: CH3-C5 dell’anello pirimidinico della citosina ( legame con proteine
trascrizionali) espressione genica (tipico di tutti i vertebrati)
Fisiologicamente coinvolto nello sviluppo (imprinting, inattivazione cr-X,
soppressione di elementi ripetitivi) ma anche carcinogenesi
Ipometilazione: precoce; instabilità cromosomica, imprinting loss (LOI)
Ipermetilazione: associata a promoters e spesso indotta da gene (oncogene
suppressor) silencing
Centinaia di migliaia di geni metilati in ciascuna cellula neoplastica
Cr 18 - Oncogene K-ras
H- K- N-ras. K-ras è più frequentemente coinvolto nel CCR
Codificano per una famiglia di piccole proteine di transmembrana simili a
G-proteins che agiscono come interrutori unidirezionali per la trasmissione
di stimoli extra-cellulari di accrescimento nucleare
In condizioni fisiologiche oscillano da una forma attiva (GTP-bound) ad una
inattiva (GDP-bound). Point-mutations resisetenza a GTP-ase e fissano
la forma attiva continuo stimolo proliferativo
Mutazioni di ras in CCR sporadici (50%), adenomi >1 cm (50%) e solo
raramente in adenomi piccoli.
Ras mutato nelle feci possibile test di screening (fasi precoci di CCR)
Cr 17 - Oncosoppressore p53
Gene più frequentemente mutato nelle neoplasie maligne dell’uomo,
raramente nelle forme benigne (es. adenomi)
In condizioni fisiologiche codifica per attivatore trascrizionale di geni
inibitori della crescita (>20) che interviene in condizioni di stress (es.
danneggiamento del DNA, O2) per facilitare la riparazione del DNA
Previene la propagazione di cellule con DNA danneggiato “guardiano
del genoma” (pro-apoptotico)
Indice prognostico quod vitam negativo
CCR – FORME FAMILIARI
SYNDROMI POLIPOSICHE GI EREDITARIE (AUTOSOMICHE DOMINANTI)
Sindrome sede istotipo pot. maligno lesioni associate
HNPCC colon adenoma comune endometrio, ovaio, ecc.
FAP “ “ “ UGI, CNS, tiroide, ecc.
Gardner’s intestino “ “ osteomi, fibromi, lipomi,
cisti epidermoidi, cancro
ampollare
Turcot’s colon “ “ tumori cerebrali
Peutz-Jeghers tratto GI amartoma raro pigmentazione mucocutanea,
tumori di ovaio, mammella,
pancreas,
endometrio
Poliposi giovanile “ amartoma “ varie, congenite
>adenoma
FAP familial adenomatous polyposis
• 1:8.300-14.025 nati vivi
• Prevalenza 2.3 – 3.2 / 100.000
• M:F = 1:1
• >100 adenomi del colon e/o adenomi multipli + parente I° FAP
• 75-80% ha un genitore affetto
• 0.5-1% CCR (in calo per diagnosi precoce)
• 100% rischio di evoluzione maligna
• Mutazioni APC (braccio lungo 5q) (tutte le cellule hanno un allele mutato - la malattia
adenomatosa inizia per delezione/mutazione dell’allele inizialmente sano)
ETA’ E SVILUPPO DELLA NEOPLASIA IN FAP
0
20
40
60
80
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
% c
on
n
eop
lasi
a
anni
FAP Cancro su Adenoma
Sporadico
Età media all’esordio16 (7-36)
95% pts ha polipi a 35 aa
Età media alla comparsa 39 (34-43)
Quando effettuare i test genetici?
1. Persone con caratteristiche incerte di FAP (20 polipi, senza familiarità)
2. Persone con FAP manifesta (100 polipi), ma senza altri casi noti nella
famiglia (paternità dubbia?)
3. Parenti di soggetti affetti da FAP con mutazione genetica nota (stessa
mutazione in tutti i membri della famiglia – normale rischio di CCR)
N.B. La mancata evidenza di mutazioni genetiche
non esclude la presenza di FAP (10% falsi –vi)
HNPCC hereditary nonpolyposis colorectal cancer
già sindrome di Lynch
• 0.8 - 1% CCR
• Rari adenomi del colon in trasformazione maligna
• 45% sviluppa altri carcinomi colici o extra-colici entro 10 aa dal K colon
• Instabilità microsatellitare (MSI)
• Mutazioni MMR (MLH1 – MSH2 - …) >95% dei casi
HNPCC
Esordio precoce
Localizzazioni primitive multiple
Predominanza nel colon destro
adenomipochi o assenti
Carattere autosomico dominante
Cancro dell’endometrio
CRITERI DI AMSTERDAM PER HNPCC
3. Tre o più membri con CRC
2. Due o più generazioni
1. Un membro parente di 1° di altri due
80 anni
41 anniK. endometrio
22 anni
54 anni
1. In uno o più membri diagnosi a < 50 anni
0. FAP è stata esclusa
Tutti i criteri devono essere soddisfatti per la diagnosi di HNPCC
TUMORI EXTRA-COLICI IN HNPCC
Keratoacanthoma / neoplasia delle ghiandole sebacee
(sindrome di Muir-Torre)
Epatobiliare
Stomaco
Tenue
Vie urinarie
Endometrio
Ovaie
HNPCC
0
50
100
0 10 20 30 40 50 60
Ris
chio
di c
an
cro
(%
)
Età
CRC
Endometrio
Mismatch repair (MMR) genes
Correggono accoppiamenti sbagliati delle basi e piccole inserzioni o
delezioni che avvengono durante la replicazione del DNA
hMSH2 e 6 (human mutS homolog 2 e 6), hMLH1 e 3 (human mutL
homolog 1 e 3), hPMS1 e 2 (human postmeiotic segregation 1 e 2) , hEXOI
(human exonuclease I)
In HNPCC (mutazioni / perdita allelica) e 20% di CCR sporadici
(metilazione regione promoter / loss of imprinting -LOI)
Imprinting = perdita selettiva dell’espressione di specifici geni parentali
indotta da metilazione di un allele
Struttura DNA
Desossiribosio
Gruppo fosfato
Base azotata puriniche (adenina - guanina)
pirimidiniche (citosina - timina)
Polimero a doppia elica i cui monomeri sono desossiribonucleotidi :
Modello semplificato di mismatch repair umano
hMSH2 forma con hMSH6 un eterodimero che corre lungo la catena di DNA
per identificare errori
hMLH1 si unisce a PMS2 e, sotto l’effetto di ATP legano hMSH2-hMSH6
Il complesso di 4 proteine e 2 ATP attiva hEXOI ad effettuare la riparazione
Microsatellite instability (MSI)
Zone “microsatellitari” (sequenze ripetute di coppie di basi x 10-100)
Mutazioni accumulo di errori nel genoma particolarmente
frequenti nelle zone “microsatellitari” che sono particolarmente
“pericolose” si trovano anche in geni che controllano la crescita
(es. BAX apoptosi) microsatellite instability (MSI)
LINEEGUIDA PER TEST GENETICI IN CCR
• Forte anamnesi di CCR familiare
• Risultati interpretabili adeguatamente
• Possibilità di influenzare screening e gestione di pazienti e/o familiari
TEST GENETICI DISPONIBILI
• FAP
• HNPCC
• Peutz-Jeghers syndrome (PJS)
• Familial juvenile polyposis (JPS)
http://www.genetests.org consulenza genetica (anamnesi familiare, calcolo del rischio, selezione del test)
ROLE OF INTESTINAL MICROFLORA ON THE DEVELOPMENT OF TUMOR IN MURINE MODEL FOR IBD OR IBD-CANCER
Tumor induced in mouse ileum and colon
Germ-free
Holoxenic 28/130 (21.5%)
P53-/- TCRß -/- KNOCK-OUTKado et al, 2001;61:2395-8
Colon Adenocarcinoma
Germ-free Holoxenic P-Value
Incidence %
N° of Adenoca./mouse
0
0
<0.05
<0.05
70%
0.8±0.8
GPX- KNOCK-OUT MICEGlutathion Peroxidase (GPx)Chu, Cancer Res., 2004;64:962-8
GPX- KO GPX
0/84(0%)
0/28(0%) 0/11(0%)
Human Microbiota
> x10 eucariote cells
encode 9x106 genes
450-fold more than human genome
~20,000 Genes protein-coding
A human supraorganism
1000-1150 bacterial species identified
Each individual harbours >160 species
>57 species common to>90% of individuals
Each individual harbours 1-1.5 Kg of microbiota
Turnbaugh et al, Nature 2007; Qin et al, Nature 2010
Effetti del microbiota nell’uomo
Fisiologici
• Normale sviluppo GI• Adattamento immunologico• Protezione da patogeni• Digestione polisaccaridi• Assorbimento lipidico• Metabolismo di carcinogeni• …
Patologici• Alterate funzioni digestive• CCR• IBD• SIBO • IBS • Colite da antibiotici • Enterite necrotizzante• Steatosi epatica• Obesità • Abnorme percezioni dolorose• Turbe psicologiche• …