Instabilità genomica
L’instabilità genetica è una delle caratteristiche comuni del cancro del colon-retto. Tre tipi principali di instabilità genetica sono stati riportati nel cancro del colon-retto . L’instabilità del microsatellite si verifica a causa di variazioni nei geni di riparazione del disallineamento del DNA, mentre l’instabilità cromosomica (CIN) si distingue per le principali alterazioni cromosomiche che si verificano alla divisione cellulare e di solito comporta mutazioni della proteina β‐catenina e della poliposi adenomatosa coli (APC). Meno prevalenti sono le mutazioni (linea germinale) nei geni di stabilità del DNA, compresi i geni MMR del DNA, MSH6, MSH2, PMS2 e MLH1, che sono collegati con mutazioni di frameshift e sostituzioni di coppia di basi in sequenze di ripetizione a breve tandem che causano instabilità dei microsatelliti in HNPCC .
I cambiamenti chiave nell’instabilità cromosomica nella CRC consistono in alterazioni prevalenti nel numero cromosomico e perdite evidenti a livello molecolare sui cromosomi 5q, 18q e 17p; e mutazione KRAS oncogene. I geni principali coinvolti in queste alterazioni sono TP53 (17p), la proteina adenomatosa poliposi coli (APC) (5q) e MADH2/MADH4/DCC (18q). La perdita del cromosoma è legata all’instabilità a livello cromosomico e molecolare. In circa il 13% dei tumori del cancro del colon-retto, la carenza di MMR porta a MSI . Circa il 40% dei casi di cancro del colon-retto si distinguono per alterazioni epigenetiche, in particolare la metilazione del DNA, un fenomeno chiamato fenotipo metilatore delle isole CpG (CIMP) . Nell’altro 47% dei tumori del colon-retto, la CIN colpisce i tumori mediante inserzioni e delezioni nei cromosomi . Il gruppo di instabilità cromosomica comprende tumori con cariotipi polipoidi o aneuploidi e tumori che hanno numerose inserzioni o perdite di bracci cromosomici. L’instabilità cromosomica deriva da specifiche alterazioni molecolari, silenziamento genico e anche da difetti strutturali verificatisi durante il ciclo cellulare . In alcuni adenomi colorettali è stato osservato che la progressione tumorale inizia con l’amplificazione del cromosoma 7. Dopo questo evento, le altre alterazioni cromosomiche specifiche, come perdite su 17p, 8p, 18q, 20q e 15q e guadagni su 20q, 8q, 13 e 7 si verificheranno generalmente nei tumori del colon-retto .
I tumori con instabilità microsatellite sono ben noti per possedere più mutazioni rispetto ad altri tumori. Instabilità cromosomica e tumori instabilità microsatellite sono stati considerati principalmente come altrettanto speciale, come tumori instabilità microsatellite di solito hanno cariotipi costanti e diploidi . Rapporti recenti hanno illustrato che l’instabilità microsatellite e l’instabilità cromosomica possono sorgere nello stesso tumore . Trautmann et al. trovato hanno osservato che circa il 50% di instabilità microsatellite ereditaria (MSI‐H) tumori hanno simile livello di aberrazioni cromosomiche. Sebbene la conferma per un livello simile di instabilità cromosomica possa essere osservata nella maggior parte dei tumori ereditari di instabilità del microsatellite, le mutazioni specifiche riconosciute differivano tra instabilità ereditaria del microsatellite e tumori di stabilità del microsatellite . I tumori ereditari di instabilità del microsatellite hanno perdite di 15q e 18q e guadagni di cromosomi 8, 12 e 13, mentre i tumori di stabilità del microsatellite hanno un alto livello e una gamma variabile di aberrazione cromosomica . In un recente studio di Lassmann et al. in 22 tumori colorettali caucasici su circa 287 sequenze trovato frequenti aberrazioni in specifiche regioni dei cromosomi. Questo studio ha suggerito pochi geni candidati con delezione frequente e amplificazioni in queste regioni cromosomiche. Una recente analisi dell’esoma dei genomi del cancro del colon-retto ha identificato circa otto volte più variazione non anonima in un tumore che mostrava instabilità microsatellite .
L’instabilità genomica è una caratteristica fondamentale della tumorigenesi. Tre tipi di instabilità genomica sono stati riportati nel cancro del colon: (i) traslocazioni cromosomiche, (ii) instabilità microsatellite, e (iii) instabilità cromosomica . L’origine dell’instabilità cromosomica è stata riportata in pochi sottoinsiemi di tumori del colon-retto. Tuttavia, l’instabilità dei microsatelliti è nota per derivare da variazioni inattivanti o da metilazione insolita dei geni nella famiglia di geni del DNA MMR. I geni MMR riparano disallineamenti nucleotidici derivanti durante la replicazione . Variazioni che portano all’inattivazione del sistema MMR si verificano nell ‘ 1-2% dei tumori del colon-retto a causa di mutazioni germinali nei membri dei geni di riparazione mismatch, MSH2, MLH1, MSH6 e PMS2. Le mutazioni nel sistema di MMR sono una delle cause principali della sindrome adenomatosa familiare della poliposi e della sindrome ereditaria del cancro del colon nonpolyposis.
In instabilità microsatellite o instabilità cromosomica la perdita di instabilità genomica si verifica dopo la formazione di adenoma, ma prima della progressione a malignità franca . Tuttavia, l’instabilità genomica può essere un bersaglio sorprendente per le terapie antitumorali in quanto è quasi onnipresente nel cancro del colon-retto ed è una caratteristica distintiva delle cellule cancerose. La possibilità di indirizzare l’instabilità genomica per la terapia anticolorettale del cancro è stata dimostrata in in vitrosystems . Esplorare le basi e i ruoli dell’instabilità genetica ed epigenetica nella carcinogenesi colorettale ha il potenziale per portare a un ulteriore sviluppo di metodi di prevenzione efficienti e terapie per il cancro del colon-retto .
Secondo le teorie proposte, le mutazioni in molte vie hanno un ruolo importante nella serie di progressione del carcinoma dell’adenoma. Nel cancro del colon, mutazioni nella proteina adenomatosa poliposi coli (APC) così come le vie p53 sono visti in circa il 95% dei casi . È stato riportato che in circa il 70% dei tumori le mutazioni somatiche portano all’alterazione della via Ras/Raf. L’effetto e i ruoli particolari delle mutazioni somatiche in altri geni e percorsi del cancro del colon-retto sono meno esaminati e meno compresi .
Il profilo mutazionale e gli studi comparativi richiedono sia campioni di tessuto tumorale che normali. Il raggiungimento di campioni tumorali per studi sul cancro del colon-retto pone notevoli difficoltà tecniche. Il segnale e il rumore sono indistinguibili quando i campioni tumorali rendono la contaminazione con tessuto normale. Pochissimi studi hanno condotto un’analisi sistematica per risolvere lo spettro di particolari mutazioni in una serie di geni nei tessuti del cancro del colon e nei loro tessuti normali corrispondenti, vale a dire un’analisi sistematica di tutti i geni nella via APC (Adenomatous polyposis coli protein, axin, and β‐catenin), p53 pathway (BAX, p53, and MDM2), e RAS pathway (B‐Raf and K‐Ras) nei tessuti del cancro del colon-retto . Pochi di questi studi hanno riportato variazioni specifiche tra le mutazioni osservate nei tumori di instabilità cromosomica e instabilità microsatellite. La maggior parte dei tumori instabilità microsatellite hanno 30% più mutazioni in β‐catenina rispetto alla proteina adenomatosa poliposi coli (APC), mentre le mutazioni β‐catenina sono eccezionalmente rare nei tumori instabilità non microsatellite . Questa è una conferma indiretta che raccomanda che l’instabilità del microsatellite si verifichi prima dell’inattivazione della via della proteina adenomatosa poliposi coli della proteina adenomatosa poliposi coli (APC). Inoltre, lo spettro delle mutazioni è differente nella via adenomatosa della proteina del coli della poliposi (APC) in molti dei tumori di instabilità del microsatellite senza mutazioni della β‐catenina una volta confrontati ai tumori di instabilità del nonmicrosatellite. Specialmente, nelle sequenze di ripetizione semplici di instabilità microsatellite c’è un tasso elevato di ricorrenza delle mutazioni che nei cancri di instabilità nonmicrosatellite .