Genetika endokrinních nádorů - familiární izolovaný adenom hypofýzy - FIPA

Chceme najít geny, které predisponují k nádorům hypofýzy, zjistit, jak tyto geny fungují, a posoudit tyto geny (a podobné geny) v dalších stavech souvisejících s nádory hypofýzy.

Budeme studovat nedávno identifikovaný nový gen AIP pro familiární adenom hypofýzy (AhR interagující protein) a jeho partnerské molekuly, například AhR (aryl hydrocarbon receptor) u familiárních a sporadických případů adenomu hypofýzy.

Máme 3 hlavní otázky:

Je identifikovaný gen (např. AIP) podílející se na patogenezi familiárních nádorů hypofýzy (akromegalie), existují v těchto rodinách nějaké mutace tohoto genu? Jaká je funkce nového genu při tumorigenezi hypofýzy? Má nový gen nebo jeho partneři roli ve sporadické tumorigenezi adenomu hypofýzy?

Nádory hypofýzy tvoří přibližně 15 % všech intrakraniálních novotvarů a projevují se s odlišnými klinickými charakteristikami, obvykle ve smyslu lokálních efektů zabírajících prostor nebo sekundárně k nádorové hypersekreci nebo jejím následkům. Akromegalie a gigantismus jsou ve více než 99 % případů způsobeny somatotrofním adenomem, u kterého bylo ve velké většině případů prokázáno, že je monoklonální1. Bylo navrženo, že existuje 6 hlavních rysů onkogeneze, které musí být všechny přítomny v případech rakoviny2, ale zdá se, že pouze 3 z nich (aktivace onkogenu, inaktivace tumor supresorového genu [TSG], inhibice apoptózy) být relevantní pro tumorigenezi hypofýzy; tyto nádory jsou obvykle benigní adenomy a tvorba nových krevních cév a schopnost metastázovat jsou neobvyklé, i když určitý způsob, jak se vyhnout stárnutí, může být důležitý. Bylo proto navrženo, že velmi malý počet mutací v onkogenech a/nebo TSG může být kauzálně zodpovědný za adenomy hypofýzy. To z nich dělá vynikající model pro raná stádia tumorigeneze. Přestože bylo o molekulární patologii těchto nádorů zjištěno mnoho, včetně rozsáhlých studií z naší vlastní laboratoře3-7, iniciační mutace nebo mutace zodpovědné za tumorigenezi dosud vzdorovaly analýze.

První práce prokázala, že asi 30 % pacientů s akromegalií mělo jednu ze 2 mutací alfa-podjednotky G proteinu spojeného s receptorem, což vedlo ke konstitutivní aktivaci, ale bylo obtížné prokázat, že to má relevantní biologické důsledky. Identifikovali jsme částečné selhání regulace zpětné vazby u somatotrofních nádorů, ale nebyly zaznamenány žádné mutace příslušných genů6,8. My a další jsme také zkoumali možnost, že existují somatické mutace ve sporadických somatotrofních nádorech genů identifikovaných u některých dědičných syndromů spojených s akromegalií (MEN-I, Carneyho syndrom), ale tyto se zdají být extrémně vzácné9. Pracovali jsme však ve spolupráci s chicagskou skupinou, která se snažila identifikovat gen zodpovědný za familiární akromegalii, velmi vzácný dominantní stav10-14. Za posledních 40 let bylo po celém světě popsáno asi 46 rodin a z kohorty 8 rodin byla identifikována oblast na chromozomu 11q13: snažili jsme se použít data z našich studií microarray15 k určení abnormálního genu u těchto pacientů, ale tak daleko neúspěšně. Naše nedávná práce naznačila, že existují abnormality buněčného cyklu u adenomů hypofýzy, zejména down-regulace inhibitoru kinázy závislé na cyklování p27 a aktivace cyklování E, a že to je sekundární k domnělému abnormálnímu receptoru (receptorům) růstového faktoru. , ale specifické mutace těchto receptorů chybí16.

Velmi nedávno jedna finská skupina identifikovala dominantní gen s velmi nízkou penetrací, který se zdá segregovat s familiárním somatotrofem a nádory vylučujícími prolaktin17. To leží na pozici 11q13 nebo blízko ní, ale zůstává nejasné, zda se skutečně jedná o stejný gen identifikovaný v našich rodinách s mnohem silněji pronikavým stavem. Gen kóduje AIP (= protein interagující s arylhydrokarbonovým receptorem, také známý jako XAP2 protein 2 asociovaný s virem hepatitidy B nebo ARA9 = AhR (aryl hydrocarbon receptor)-aktivovaný protein 9. AIP má 330 aminokyselin a má PPIázu podobnou doména FKBP12 a čtyři tetratrikopeptidové repetice (TPR), pravděpodobně důležité pro interakce protein-protein.

AIP je domnělý aktivační partner pro arylový uhlovodíkový receptor, pravděpodobně zvyšuje funkci AhR. AhR je spojován s indukcí jaterních detoxikačních genových produktů v reakci na environmentální toxiny, jako je dioxin18. Zdá se však, že další funkcí je regulace buněčného cyklu, suprese cyklinu E a zvýšení exprese p2719. Bylo také prokázáno, že AhR interaguje s cyklickým AMP. V tomto druhém případě se zdá, že interakce s cAMP soutěží s dráhou závislou na dioxinu, takže AhR má zvýšený transport do jádra s transkripčními účinky zcela odlišnými od těch, které jsou stimulovány dioxinem a souvisejícími ligandy. Protože cAMP je důležitým druhým poslem u somatotrofních nádorů, může to být relevantní dráha, která je základem zjevné aktivity AIP jako nádorového supresoru.

Existuje tedy primární důvod domnívat se, že AIP může skutečně fungovat jako TSG u adenomů hypofýzy a ztráta heterozygotnosti pro 11q13, jak byla pozorována u nádorů v rodinných případech17. Počáteční finská data však byla založena pouze na 3 rodinách a nyní plánujeme prozkoumat celou naši kohortu rodin s akromegalií a prolaktinomy a také další rodiny, které shromažďujeme. Kontaktovali jsme mnoho endokrinologů po celém Spojeném království a identifikovali jsme malý počet dalších rodin. Konečně, v počáteční studii byli někteří pacienti zjevně izolovanými případy akromegalie, ale projevující se v neobvykle mladém věku, zvláště s gigantismem. V takových případech byly zaznamenány příliš mutace genu AIP.

Plán vyšetřování: Plánujeme provést screening všech známých rodin s anamnézou akromegalie a/nebo prolaktinomů, jakož i dalších rodin nádorů hypofýzy, které budou identifikovány ve Spojeném království, na mutace genu AIP. Kromě toho bychom rádi provedli screening dalších genů souvisejících s chaperonovou AIP molekulou, jako je AhR, a další geny v současnosti identifikované (PDE4A5, survivin a Tom20 protein) nebo nemusí být identifikovány. Protože data naznačují, že časný nástup agresivních, zdánlivě sporadických případů akromegalie nebo prolaktinomu mohou být také způsobeny zárodečnými mutacemi, zařadíme pacienty s klinicky sporadickým, ale s časným nástupem agresivního onemocnění.

Pacienti se budou rekrutovat z endokrinologických oddělení ze spolupracujících center (Barts Hospital London, Newcastle, Oxford, Stroke-on-Trent, Sheffield, Manchester, Aberdeen a Stroke-on-Trent).

Vzorky krve budou hodnoceny na zárodečnou DNA, RNA a protein izolovaný pro periferní lymfocyty odebrané ve vzorku periferní krve. Budou identifikováni postižení rodinní příslušníci a příbuzní prvního stupně, postižení i nepostižení. Současně budou všechny zjevné mutace nebo polymorfismy AIP sledovány v kohortě 100 vzorků krve ze zárodečné linie od normálních dobrovolníků pro posouzení frekvence základního genu za účelem posouzení jejich vztahu ke stavu onemocnění. Vzorky nádorů pacientů budou odebrány a bude studována exprese RNA a proteinů.