Genetica van endocriene tumoren - Familiaal geïsoleerd hypofyse-adenoom - FIPA

We willen genen vinden die vatbaar zijn voor hypofysetumoren, om erachter te komen hoe die genen werken en om die genen (en vergelijkbare genen) te beoordelen in andere aandoeningen die verband houden met hypofysetumoren.

We zullen het recent geïdentificeerde nieuwe familiale hypofyse-adenoom-gen AIP (AhR-interactie-eiwit) en zijn partnermoleculen, bijvoorbeeld AhR (aryl-koolwaterstofreceptor) bestuderen in gevallen van familiale en sporadische hypofyse-adenoom.

We hebben 3 hoofdvragen:

Is het geïdentificeerde gen (bijv. AIP) betrokken bij de pathogenese van familiale hypofysetumoren (acromegalie), zijn er mutaties in dit gen in deze families? Wat is de functie van het nieuwe gen bij het ontstaan ​​van hypofysetumoren? Speelt het nieuwe gen of zijn partners een rol bij het ontstaan ​​van sporadische hypofyse-adenoomtumoren?

Hypofysetumoren vormen ongeveer 15% van alle intracraniale neoplasmata en vertonen duidelijke klinische kenmerken, meestal in termen van lokale ruimte-innemende effecten, of secundair aan tumorale hypersecretie of de gevolgen daarvan. Acromegalie en gigantisme zijn in meer dan 99% van de gevallen te wijten aan een somatotroof adenoom, waarvan is aangetoond dat het in de meeste gevallen monoklonaal is1. Er is gesuggereerd dat er 6 belangrijke kenmerken van oncogenese zijn die allemaal aanwezig moeten zijn in gevallen van kanker2, maar slechts 3 hiervan (activering van een oncogen, inactivering van een tumorsuppressorgen [TSG], remming van apoptose) lijken relevant zijn voor het ontstaan ​​van hypofysetumoren; deze tumoren zijn meestal goedaardige adenomen, en de vorming van nieuwe bloedvaten en het vermogen tot metastase zijn ongebruikelijk, hoewel een manier om veroudering te omzeilen belangrijk kan zijn. Daarom is gesuggereerd dat een zeer klein aantal mutaties in oncogenen en/of TSG's causaal verantwoordelijk kan zijn voor hypofyse-adenomen. Dit maakt ze een uitstekend model voor de vroege stadia van het ontstaan ​​van tumoren. Hoewel er veel is vastgesteld met betrekking tot de moleculaire pathologie van deze tumoren, inclusief uitgebreide studies uit ons eigen laboratorium3-7, hebben de initiërende mutatie of mutaties die verantwoordelijk zijn voor het ontstaan ​​van tumoren tot op heden de analyse getrotseerd.

Vroeg werk wees uit dat ongeveer 30% van de patiënten met acromegalie een van de twee mutaties van de alfa-subeenheid van het receptor-geassocieerde G-eiwit had, wat leidde tot constitutieve activering, maar het was moeilijk om aan te tonen dat dit relevante biologische gevolgen heeft. We hebben een gedeeltelijk falen van de feedbackregulatie bij somatotrofe tumoren vastgesteld, maar er zijn geen mutaties van de relevante genen geregistreerd6,8. Wij en anderen hebben ook de mogelijkheid onderzocht dat er somatische mutaties zijn in sporadische somatotrofe tumoren van genen die zijn geïdentificeerd in sommige erfelijke syndromen geassocieerd met acromegalie (MEN-I, Carney-syndroom), maar deze lijken uiterst zeldzaam te zijn9. We hebben echter samengewerkt met een Chicago-groep die heeft geprobeerd het gen te identificeren dat verantwoordelijk is voor familiaire acromegalie, een zeer zeldzame dominante aandoening10-14. In de afgelopen 40 jaar zijn wereldwijd zo'n 46 families beschreven en uit een cohort van 8 families is een regio op chromosoom 11q13 geïdentificeerd: we hebben geprobeerd gegevens uit onze microarray-onderzoeken15 te gebruiken om het abnormale gen bij deze patiënten te lokaliseren, maar zo ver tevergeefs. Ons recente werk heeft gesuggereerd dat er afwijkingen zijn van de celcyclus in hypofyse-adenomen, met name neerwaartse regulatie van de cyclusafhankelijke kinaseremmer p27 en activering van fietsende E, en dat dit secundair is aan een vermeende abnormale groeifactorreceptor (en). , maar specifieke mutaties van deze receptoren zijn afwezig16.

Zeer recent heeft een Finse groep een dominant gen geïdentificeerd met een zeer lage penetrantie dat lijkt te segregeren met familiale somatotrofe en prolactine-afscheidende tumoren17. Dit ligt op of nabij positie 11q13, maar het blijft onduidelijk of dit inderdaad hetzelfde gen is dat geïdentificeerd is in onze families met een veel sterkere penetrante aandoening. Het gen codeert voor AIP (= aryl-koolwaterstofreceptor-interactie-eiwit, ook bekend als XAP2 hepatitis B-virus X-geassocieerd eiwit 2 of ARA9 = AhR (aryl-koolwaterstofreceptor)-geactiveerd eiwit 9. AIP heeft 330 aminozuren en heeft een PPIase-achtig domein FKBP12 en vier tetratricopeptide-herhalingen (TPR's), waarschijnlijk belangrijk voor eiwit-eiwitinteracties.

AIP is een vermeende activerende partner voor de arylkoolwaterstofreceptor, waardoor de functie van AhR waarschijnlijk toeneemt. AhR is in verband gebracht met de inductie van leverontgiftende genproducten als reactie op milieutoxines zoals dioxine18. Een extra functie lijkt echter de regulering van de celcyclus, het onderdrukken van cycline E en het verhogen van de expressie van p2719 te zijn. Er is ook aangetoond dat de AhR interageert met cyclisch AMP. In dit laatste geval lijkt de interactie met cAMP te concurreren met de dioxine-afhankelijke route, zodat AhR het transport naar de kern heeft verbeterd met transcriptionele effecten die heel anders zijn dan die gestimuleerd door dioxine en verwante liganden. Aangezien cAMP een belangrijke tweede boodschapper is bij somatotrofe tumoren, kan dit de relevante route zijn die ten grondslag ligt aan de schijnbare activiteit van AIP als tumoronderdrukker.

Er is daarom een ​​primaire reden om aan te nemen dat AIP inderdaad kan functioneren als een TSG in hypofyse-adenomen en verlies van heterozygositeit voor 11q13 zoals waargenomen bij tumoren in familiale gevallen17. De aanvankelijke Finse gegevens waren echter alleen gebaseerd op 3 families en we zijn nu van plan om ons hele cohort van families met acromegalie en prolactinomen te onderzoeken, evenals andere families die we aan het verzamelen zijn. We hebben contact opgenomen met veel endocrinologen in het VK en we hebben een klein aantal extra families geïdentificeerd. Ten slotte waren sommige patiënten in de eerste studie ogenschijnlijk geïsoleerde gevallen van acromegalie, maar vertoonden ze zich op een ongewoon jonge leeftijd, vooral met gigantisme. Ook in dergelijke gevallen werden mutaties van het AIP-gen geregistreerd.

Plan van onderzoek: We zijn van plan om alle bekende families met een voorgeschiedenis van acromegalie en/of prolactinomen, evenals andere hypofysetumorfamilies die in het VK geïdentificeerd moeten worden, te screenen op mutaties van het AIP-gen. Daarnaast willen we andere genen screenen die verband houden met het chaperon-AIP-molecuul, zoals AhR, en andere genen die momenteel zijn geïdentificeerd (PDE4A5, survivin en Tom20-eiwit) of mogelijk nog niet zijn geïdentificeerd. Aangezien de gegevens suggereren dat agressieve, ogenschijnlijk sporadische gevallen van acromegalie of prolactinoom met vroege aanvang ook kunnen worden veroorzaakt door kiembaanmutaties, zullen we patiënten met klinisch sporadische maar vroeg aanvangende agressieve ziekte opnemen.

De patiënten zullen worden gerekruteerd uit de afdelingen Endocrinologie van de samenwerkende centra (Barts Hospital London, Newcastle, Oxford, Stroke-on-Trent, Sheffield, Manchester, Aberdeen en Stroke-on-Trent).

Bloedmonsters zullen worden beoordeeld op kiembaan-DNA, RNA en eiwit geïsoleerd voor perifere lymfocyten verzameld in een perifeer bloedmonster. Getroffen familieleden zullen worden geïdentificeerd, evenals familieleden in de eerste graad, zowel getroffen als niet-getroffen. Tegelijkertijd zullen alle schijnbare mutaties of polymorfismen van AIP worden gevolgd in een cohort van 100 kiembaanbloedmonsters van normale vrijwilligers voor beoordeling van de achtergrondgenfrequentie om hun relatie met de ziektestatus te beoordelen. Er worden tumormonsters van patiënten verzameld en de expressie van RNA en eiwitten wordt bestudeerd.