Patologia Generale 2: GIST e mutazioni dei recettori KIT e PDGF

GIST e Mutazioni

Continuiamo l'analisi di quelli che sono i tumori che colpiscono l'apparato gastrointestinale e in particolar modo parleremo dei sarcomi gastrointestinali GIST che sono delle neoplasie intestinali che originano da cellule mesenchimali che sono le cellule interstiziali di Cajal, e fra i tumori connettivali più frequenti del tratto gastrointestinale dal punto di vista molecolare si caratterizzano per la positività al loro antigene di membrana chiamato CD117.

In realtà dopo diversi anni si è visto che questo antigene identificato con questa sigla era nient'altro che il recettore KIT che è il recettore per lo steam cells factor che è uno dei principali fattori che mantengono in vita le cellule staminali.

I GIST colpiscono diversi organi del tratto gastrointestinale in particolar modo lo stomaco è la sede più frequente, poi l'intestino tenue ma possono originare in tutte le sedi del tratto gastrointestinale.

Generalmente presi come tali, maschi e femmine hanno un eguale incidenza e l'età media di insorgenza è fra i 60 e 65 anni. Diversi studi di popolazione hanno messo in evidenza che essenzialmente hanno un'incidenza variabile fra l'11 e 14 casi per 100 mila abitanti. Storicamente i GIST erano classificati come tumori muscolari o nervosi solo poi successivamente si è chiarito in maniera più dettagliata e più precisa l'origine cellulare e come naturalmente succede man mano che la fisiopatologia della malattia viene chiarita si capisce meglio come questa malattia si sviluppa e quali terapie elaborare come strategie farmacologiche più appropriate e più efficaci rispetto a quelle precedenti.

Nel '95 il ruolo di KIT viene chiarito nell'ambito dello sviluppo delle cellule di Cajal e successivamente si è visto che KIT ha un ruolo non solo di marcatore di questi tumori ma ha effettivamente anche un ruolo patogenetico, quindi questi due recettori KIT e la forma alpha del recettore PDGF hanno un ruolo fondamentale nel causare il GIST e in particolar modo nel costituire la mutazione di inizio di questa tipologia di NEOPLASIEi, generalmente l'80 per cento di questi casi presenta un'attivazione costitutiva dovuta da una mutazione del recettore KIT mentre il rimanente 8-10 per cento presenta mutazioni della forma alpha del recettore PDGF. Una cosa importante da dire è che il ritrovamento di GIST non è una cosa insolita, i GIST silenti si trovano in una percentuale abbastanza significativa nella popolazione adulta però questi GIST hanno frequenze similari di mutazioni dei due geni driver rispetto ai tumori conclamati e questo ha portato alla conclusione che le mutazioni dei geni che codificano per questi due recettori hanno un ruolo fondamentale nell'inizio dello sviluppo della neoplasia e che poi l'evoluzione a tumori conclamati richiede mutazioni ulteriori che intervengono nella progressione della malattia. La grande maggioranza dei GIST sono sporadici, alcuni di questi sono associati a malattie di Von Recklinghausen che è la neurofibromatosi di tipo 1 dove questi tumori però hanno andamento generalmente diverso perché colpiscono essenzialmente l'intestino tenue e hanno un comportamento generalmente benigno e sono negativi per le mutazioni del KIT e di tdgfr alpha perché il gene driver in questo caso è il gene che causa laneurofibromatosi di tipo 1 cioe nf1 che codifica per la neurofibromina una proteina che regola negativamente RAS.

Sottotipi Molecolari dei GIST

Nei diversi sottotipi molecolari del GIST, si può vedere come:

• circa i 3/4 dei GIST sono causati da mutazioni di KIT
• circa il 10 per cento sono causati da mutazioni del gene che codifica la forma a del recettore delpdgf
• e una piccola percentuale insorge nell'ambito della sindrome di Von Recklinghausen quindi con il gene nf1 che ne è responsabile,
• una quota ancora più piccola è caratterizzata da mutazioni di Braf
• e poi c'è una quota che è intorno a 14-15 per cento che è caratterizzata invece da mutazioni in un gene che si chiama succinildeidrogenasi che è un complesso mitocondriale fatto di 5 proteine codificate da 5 geni nucleari diversi e che sono essenzialmente la subunità A B C D ed un fattore di assemblaggio che serve per assemblare le varie subunità che vanno a formare il complesso 2 a cavallo della membrana mitocondriale interna.

Caratteristiche Istologiche dei GIST

Da un punto di vista istologico i GIST essenzialmente presentano 3 categorie,

• 70 per cento a cellule fusate
• 20 per cento a cellule epitelioidi e questi sono più frequenti nello stomaco e da un punto di vista molecolare si caratterizzano per essere mutati nel gene del pdf receptor o nei geni che codificano la succinicodeidrogenasi
• oppure possono essere misti, fusati ed epitelioidi.

Questa diversa morfologia da l'idea di un tumore abbastanza plastico da un punto di vista delle caratteristiche di sviluppo e ci sono diversi marcatori che sono essenzialmente marcatori di tipo neuroectodermico come kit che è espresso in alcune cellule staminali, nei progenitori, nei mastociti, in alcune cellule di derivazione neuroectodermica oppure marcatori come DOG1 (proteina dei canali del cloro) o nelle forme fusate l'antigene CD34 (marcatore delle cellule staminali dell'Ilech).

Tabella che rappresenta i marcatori di GIST rispetto al fenotipo di biomarcatori similari che originano da altre cellule gastrointestinali come schwannomi, amilomi, osteosarcomi, carcinomi franchi. Il marcatore kit e cd64 sono tipici del gisti, carcinomi esprimono le cheratine per derivazione epiteliale, ACTINA muscolare a cellule liscie per gli omiomi e neomiosarcomi, Lantigene S100 di tipo neuro alle caratteristico degli schwannomi.IMMUNOISTOCHIMICA

• CD117+
• CD34 + (60-70%)
• SMA + (30-40%)
• Desmina: molto rara
• S-100: + (5%)

Immunoistochimica nei GIST Positivi a CD117

IMMUISTOCHIMICA NEI GIST POSITIVI A CD117 sia a cellule epitelioidi sia fusate.

Altro marcatore DOG1 caratteristico marcatore dal punto di vista immunoistochimico di diverse cellule tumorali in quanto canale d membrana per il cloro.

Uno dei modi per individuare lo stadio di progressione della patologia è quello di misurare l'indice mitotico.

Sono due i parametri utili per avere indice prognostico e sono:

• indice mitotico, che viene calcolato andando ad osservare le divisioni cellulari nei campi ad alto ingrandimento. Il cutt-off riportato è < 5 mitosi per 50 campi oppure > 5 mitosi per 50 campi di ingrandimento. Strettamente connesso al primo indice vi è la grandezza della massa tumorale alla diagnosi;
• la dimensione tumorale varia tra i 2 e i 10 cm

Se il GIST compare in determinate sedi anatomiche (esempio gastrico, duodenale, digiunale, ileale, rettale) si può calcolare il rischio di progressione della malattia. La combinazione tra un alto numero di cicli cellulari e la grandezza del tumore rappresenta un fattore di rischio di progressione del tumore. Se vi sono molte mitosi nei tumori a cellule grandi circa l'80-90% indipendentemente dalla sede anatomica hanno alta probabilità di progredire.

Sulla destra si può vedere come può essere identificata una cellula mitotica dalla presenza dei due nuclei neoformati e segregati ai due lati della cellula.Dalle curve di sopravvivenza di Kaplan-Meyer si possono vedere le stratificazioni dei numeri di mitosi che si osservano per 50 campi. Si nota che un numero basso di mitosi corrisponde a distanza di 30 anni alla guarigione quindi ad una prognosi positiva. Mentre con un alto numero di mitosi la sopravvivenza dei pazienti si riduce drasticamente.

Fattori Prognostici e Rischio di Malignità nei GIST

Le linee guida per determinare il potenziale maligno dei GIST fa sicuramente riferimento ai due parametri precedentemente citati. Per quanto riguarda i GIST gastrici si possono dividere in:

• benigni,
• probabilmente benigni,
• potenziale maligno incerto,
• potenziale maligno da basso a moderato,
• alto potenziale maligno

La mortalità cambia in maniera sostanziale. Esempio il 36% di mortalità associata allʼalto potenziale maligno.

Il GIST è stata una malattia molto aggressiva e incurabile fino alla produzione di inibitori dell'attività chinasica. Un esempio importante del 1994 è il farmaco GLIVEC nome commerciale dell'imatinib mesilato (simile a PP). Inizialmente formulato per il trattamento dei pazienti con leucemia mieloide cronica e poi usato per il trattamento dei GIST.

Oncogene Addiction e Terapia Personalizzata

Concetto di oncogene addiction cioè la dipendenza da un oncogene, un processo in cui i tumori con irregolarità genetica, epigenetica, cromosomiche diventano di pendenti da uno o più geni per il mantenimento della sopravvivenza. Di conseguenza le cellule tumorali si basano sulla segnalazione continua degli oncogeni che rappresentano un interruttore sempre acceso. Le cellule tumorali si formano a causa di una mutazione specifica su geni specifici diventano dipendente dalla mutazione che le ha prodotte. Ricordiamo che il termine addiction è la traduzione di dipendenza dunque possiamo dire che le cellule tumorali sono "assuefatte" dalla mutazione driver generante e sensibili alla inibizione di quel determinato gene.

Su questo concetto teorico è stata creata la terapia personalizzata sulla base della tipologia di alterazione di che un determinato paziente presenta.

Terapia dei GIST

Essenzialmente le terapie sono:

• chirurgica con chemioterapia adiuvante, nel caso di malattia localizzata e resecabile;
• chemioterapia esclusiva nel caso di una patologia non resecabile o estesa ad organi vitali ( la sopravvivenza di tali pazienti è di circa 18 mesi,)
• talvolta si aggiunge inibitore specifico di c-KIT (imatinib) estendendo la sopravvivenza a 5 anni.
• Per la refrattarietà della patologia, generalmente nei tumori senza mutazione di kit o di PDGFR, o con mutazioni che portano resistenza, vengono usate altre terapie. La TTP- time to progresion è relativamente breve da 2 a 2 anni e mezzo. Questi pazienti refrattari si trattano con aumento della posologia o con trattamenti di seconda linea che prevedono l'utilizzo di SUNITINIB (inibitore con più target terapeutici molecolari e dunque con efficacia maggiore).

Recettori Responsabili dei GIST

I due recettori responsabili di quasi il 90 % dei GIST:

• recettore KIT
• recettore PDGF alfa

Formati da diversi domini:

• di legame del ligando,
• di dimerizzazione,
• il dominio con regolazione negativa juxtamembrana dei recettori TK,
• porzione citoplasmatica con dominio catalitico e loop di attivazione . Il loop di attivazione è rappresentato da una piccola catena poliamminoacidica che ha azione di blocco/sblocco del sito attivo fino all'attivazione dello stesso recettore all'azione del ligando e alla cascata di fosforilazione.

Le mutazioni si stratificano nel caso di Kit nell 'esone 8, 9 , 11, 13, 17. Le mutazione dell'esone 9 e 11sono le più frequenti. Giocano ruoli differenti sia per la prognosi, risvolto clinico, sia per l'attività biologica nei pazienti. Alcune di queste mutazioni sono sensibili all'imatinib altre sviluppano resistenza intrinseca.