Genetica dei tumori endocrini - Adenoma ipofisario isolato familiare - FIPA

Desideriamo trovare geni che predispongono ai tumori ipofisari, scoprire come funzionano quei geni e valutare quei geni (e geni simili) in altre condizioni correlate ai tumori ipofisari.

Studieremo il nuovo gene dell'adenoma ipofisario familiare recentemente identificato AIP (AhR interacting protein) e le sue molecole partner, ad esempio AhR (recettore per gli idrocarburi arilici) in casi di adenoma ipofisario familiare e sporadico.

Abbiamo 3 domande principali:

Il gene identificato (ad es. AIP) coinvolti nella patogenesi dei tumori ipofisari familiari (acromegalia), ci sono mutazioni in questo gene in queste famiglie? Qual è la funzione del nuovo gene nella tumorigenesi ipofisaria? Il nuovo gene oi suoi partner hanno un ruolo nella tumorigenesi dell'adenoma ipofisario sporadico?

I tumori ipofisari comprendono circa il 15% di tutte le neoplasie intracraniche e si presentano con caratteristiche cliniche distinte, solitamente in termini di effetti locali di occupazione dello spazio o secondari all'ipersecrezione tumorale o alle sue conseguenze. L'acromegalia e il gigantismo sono dovuti in oltre il 99% dei casi ad un adenoma somatotropo, che si è dimostrato essere monoclonale nella grande maggioranza dei casi1. È stato suggerito che ci sono 6 caratteristiche principali dell'oncogenesi che devono essere tutte presenti nei casi di cancro2, ma solo 3 di queste (attivazione di un oncogene, inattivazione di un gene oncosoppressore [TSG], inibizione dell'apoptosi) sembrano essere rilevante per la tumorigenesi ipofisaria; questi tumori sono generalmente adenomi benigni e la formazione di nuovi vasi sanguigni e la capacità di metastasi sono rare, sebbene possa essere importante un modo per eludere la senescenza. È stato quindi suggerito che un numero molto piccolo di mutazioni in oncogeni e/o TSG possa essere causalmente responsabile degli adenomi ipofisari. Questo li rende un modello eccellente per le prime fasi della tumorigenesi. Tuttavia, mentre molto è stato stabilito per quanto riguarda la patologia molecolare di questi tumori, inclusi studi approfonditi dal nostro laboratorio3-7, la mutazione iniziale o le mutazioni responsabili della tumorigenesi hanno finora sfidato l'analisi.

I primi lavori hanno stabilito che circa il 30% dei pazienti con acromegalia presentava una delle 2 mutazioni della subunità alfa della proteina G associata al recettore, che portava all'attivazione costitutiva, ma è stato difficile dimostrare che ciò abbia conseguenze biologiche rilevanti. Abbiamo identificato un parziale fallimento della regolazione del feedback sui tumori somatotropi, ma non sono state registrate mutazioni dei geni rilevanti6,8. Noi e altri abbiamo anche esplorato la possibilità che ci siano mutazioni somatiche nei tumori somatotropi sporadici di geni identificati in alcune sindromi ereditarie associate all'acromegalia (MEN-I, sindrome di Carney), ma queste sembrano essere estremamente rare9. Tuttavia, abbiamo lavorato in collaborazione con un gruppo di Chicago che ha cercato di identificare il gene responsabile dell'acromegalia familiare, una condizione dominante molto rara10-14. Circa 46 famiglie sono state descritte in tutto il mondo negli ultimi 40 anni e da una coorte di 8 famiglie è stata identificata una regione sul cromosoma 11q13: abbiamo cercato di utilizzare i dati dei nostri studi di microarray15 per individuare il gene anomalo in questi pazienti, ma così lontano senza successo. Il nostro recente lavoro ha suggerito che ci sono anomalie del ciclo cellulare negli adenomi ipofisari, in particolare la down-regulation dell'inibitore della chinasi dipendente dal ciclo p27 e l'attivazione del ciclo E, e che questo è secondario a un presunto recettore del fattore di crescita anormale , ma sono assenti specifiche mutazioni di questi recettori16.

Molto recentemente, un gruppo finlandese ha identificato un gene dominante a penetranza molto bassa che sembra segregare con tumori familiari somatotropi e secernenti prolattina17. Questo si trova in corrispondenza o in prossimità della posizione 11q13, ma non è chiaro se si tratti effettivamente dello stesso gene identificato nelle nostre famiglie con una condizione di penetrazione molto più forte. Il gene codifica per AIP (= proteina che interagisce con il recettore degli idrocarburi arilici, nota anche come proteina 2 associata al virus dell'epatite B XAP2 o ARA9 = proteina 9 attivata da AhR (recettore per gli idrocarburi arilici). L'AIP ha 330 aminoacidi e ha una funzione simile alla PPIasi dominio FKBP12 e quattro ripetizioni di tetratricopeptide (TPR), probabilmente importanti per le interazioni proteina-proteina.

L'AIP è un partner attivante putativo per il recettore degli idrocarburi arilici, probabilmente aumentando la funzione di AhR. AhR è stato collegato all'induzione di prodotti genici disintossicanti epatici in risposta a tossine ambientali come la diossina18. Tuttavia, una funzione aggiuntiva sembra essere la regolazione del ciclo cellulare, la soppressione della ciclina E e l'aumento dell'espressione di p2719. È stato anche dimostrato che l'AhR interagisce con l'AMP ciclico. In quest'ultimo caso, l'interazione con il cAMP sembra competere con la via diossina-dipendente, in modo tale che AhR ha migliorato il trasporto nel nucleo con effetti trascrizionali abbastanza separati da quelli stimolati dalla diossina e dai relativi ligandi. Poiché il cAMP è un importante secondo messaggero nei tumori somatotropi, questo potrebbe essere il percorso rilevante alla base dell'apparente attività dell'AIP come soppressore del tumore.

C'è quindi una ragione principale per credere che l'AIP possa effettivamente funzionare come un TSG negli adenomi ipofisari e la perdita di eterozigosi per 11q13 come è stata osservata nei tumori nei casi familiari17. Tuttavia, i dati finlandesi iniziali erano basati solo su 3 famiglie e ora abbiamo in programma di indagare su tutta la nostra coorte di famiglie con acromegalia e prolattinomi, nonché su altre famiglie che stiamo raccogliendo. Abbiamo contattato molti endocrinologi in tutto il Regno Unito e abbiamo identificato un piccolo numero di altre famiglie. Infine, nello studio iniziale alcuni dei pazienti erano casi apparentemente isolati di acromegalia, ma si presentavano in un'età insolitamente giovane, soprattutto con gigantismo. Anche in questi casi sono state registrate mutazioni del gene AIP.

Piano di indagine: abbiamo in programma di esaminare tutte le famiglie conosciute con una storia di acromegalia e/o prolattinomi, così come altre famiglie di tumori ipofisari da identificare nel Regno Unito, per mutazioni del gene AIP. Inoltre vorremmo esaminare altri geni correlati alla molecola chaperon AIP, come AhR, e altri geni attualmente identificati (PDE4A5, survivin e proteina Tom20) o che potrebbero non essere stati identificati. Poiché i dati suggeriscono che i casi di acromegalia o prolattinoma ad esordio precoce, aggressivi e apparentemente sporadici potrebbero anche essere causati da mutazioni germinali, includeremo pazienti con malattia aggressiva clinicamente sporadica ma ad esordio precoce.

I pazienti saranno reclutati dai dipartimenti di endocrinologia dei centri che collaborano (Barts Hospital London, Newcastle, Oxford, Stroke-on-Trent, Sheffield, Manchester, Aberdeen e Stroke-on-Trent).

I campioni di sangue saranno valutati per DNA germinale, RNA e proteine ​​isolate per linfociti periferici raccolti in un campione di sangue periferico. Saranno identificati i membri della famiglia affetti, così come i parenti di primo grado sia affetti che non affetti. Allo stesso tempo, tutte le mutazioni oi polimorfismi apparenti di AIP saranno tracciati in una coorte di 100 campioni di sangue della linea germinale di volontari normali per la valutazione della frequenza del gene di fondo al fine di valutare la loro relazione con lo stato della malattia. Verranno raccolti campioni tumorali dei pazienti e studiata l'espressione di RNA e proteine.