Predisposizioniereditarie allo sviluppo

di tumori neuroendocriniMEN2 e MEN1

barbara pasini

Università di TorinoDipartimento di Genetica

Biologia e Biochimica

iperplasia /adenomaparatiroidi

feocromocitoma

carcinomamidollare della tiroide

MEN2

tumori endocrinipancreatici

adenoma ipofisi

gastrinomi duodenalicarcinoidi ecc.

MEN1

angiomatosi retinicaemangioblastoma SNCcarcinoma renale (CC)

VHL

HPT-JT

AIPPRKAR1A

CDK-Inhibitors

SDHB-SDHD SDHC, SDHAF2SDH5, SDHATMEM127 e NF1

paraganglioma

caratteristiche generali delleneoplasie endocrine multiple

• autosomiche dominanti • combinazione di “lesioni” specifiche

- istologia / clinica caratteristica- PT: iperplasia in MEN2A / adenomi in MEN1 / adenoma cistico HPT-JT- PiA: frequente PRL in MEN1 – frequente GH in AIP- PNET: spesso secernenti in MEN1 / non secernenti VHL- MTC con CCH in MEN2

- età caratteristiche di insorgenza- più manifestazioni presenti contemporaneamente- sviluppo di manifestazioni in successione

- manifestazioni cutanee, cistiche ecc.

- malformazioni, dismorfismi (MEN2B)

• penetranza alta ma espressività variabile• correlazione genotipo-fenotipo

- MEN2, VHL, SDH (no MEN1)

test genetico nelleneoplasie endocrine multiple

• indicazione al test• sospetto clinico: almeno due segni di malattia o famigliarità• vantaggio del test genetico rispetto alla diagnosi clinica

- paziente giovane alla prima manifestazione

- le altre manifestazioni attese sono più tardive

- lo screening clinico è costoso / impegnativo

- il test genetico è informativo

• utilità del test• confermare la diagnosi (può venire negativo !)• correlazioni genotipo-fenotipo• stimare il rischio per ulteriori manifestazioni di malattia• curare in modo opportuno le manifestazioni di malattia• screening dei famigliari a rischio (età precoce)• diagnosi prenatale

MEN 2 (AD)

MEN 2A: 95% carcinoma midollare della tiroide

50% feocromocitoma 15-30% iperparatiroidismo (iperplasia >> adenoma) raramente lichen amiloidosico interscapolare

malattia di Hirschsprungnervi corneali prominenti

MEN 2 (AD)

MEN 2A - 1 : MTC + pheo + HPT

MEN 2A - 2 : MTC + pheo

MEN 2A - 3 : MTC + HPT

FMTC : almeno 4-8 casi di MTC in famigliaparenti affetti viventi con sorveglianza clinica

negativa per pheo e HPT

MEN 2B : insorgenza precoce di MTC con o senza pheo

dismorfismi facciali, neuromi delle mucose (labbra) habitus marfanoide, cifoscoliosi

ganglioneuromatosi intestinale

pectus excavatum, pes cavus

Spinelli e Berniniin Endocrinopatie pediatriche di interesse chirurgico R. Domini et al.

Andrioli M.

MEN 2B

proto-oncogene RET (10q11.2)

RTK (receptor tyrosine kinase)

cys-rich region

trans-membrane

tyrosine kinasedomain

cadherine-like

3 isoforms:- 1072 (ex 19)- 1114 (ex 20)- 1106 (ex 21)

Ligandi : fattori neurotrofici della famiglia del transforming growth factor :

GDNF, Neurturina, Persefina, Artemina

Co-recettori : Proteine legate al glicosil-fosfatidil-inositolo

GFR1, GFR2, GFR3, GFR4

Mutazioni “germinali” in recettori TK

• RET : neoplasie endocrine multiple tipo 2

• MET : carcinoma renale ereditario papillare

• KIT : GIST (gastro-intestinal stromal tumors) famigliari

• PDGFR : GIST e neurofibromatosi intestinale

“Caratteristiche comuni” :- predisposizioni ai tumori AD- pattern limitato di espressione dei geni- origine dei tumori dalle cellule che li esprimono- possible presenza di difetti di sviluppo

ex 10

ex 11

ex 15

ex 13

ex 14

ex 16

Gly321Arg (1 family)

Gly533Cys (1 family)

Cys855Tyr (HD, MEN2 ??)

Lys603Gln (1 family FMTC – PTC ??)Cys609 , Cys611 (mut Cys611 + Arg886Trp in cis)Cys618, Cys620

Cys630Asp631Tyr ??Cys634 (mut Cys634 + Asp631Glu, Arg635Gly, Ala640Gly, Ala641Ser in cis) (mut Cys634 + Val 648Ile in trans in ACTH producing Pheo)Ser649Leu (CCH ??), Lys666Glu (??)

Glu768Asp (GAT, GAC)Asn777Ser Val778Ile (multifocal MTC ??), Gln781Arg (FMTC ??)Leu790Phe (TTT, TTC)

Val804Leu, Met Val804Met + Tyr806Cys in cis, Val804Met + Ser904Cys in cisVal804Met + Arg844Leu in cisMet848Thr (MTC ??), Ile852Met (MTC ??)

Ala883Phe, Ala883Thr (MTC ??)Ser891Ala, Ser904Phe (MTC ??)

Arg912Pro (1 family)Met918Thr, Ser922Pro/Tyr (MTC ??)

Asp623Lys ??Asp631Val+His665Gln ??Ile647 (ATC>ATT)Gly691Ser

Leu769 (CTT>CTG)Tyr791Phe (TAT>TTT)

Ser904 (TCC>TCG)

Polimorfismi Mutazioni

Tyr806Cys ??Ser836 (AGC>AGT)

ex 8

ex 5

ex 9

Glu616del ??

ex 10

ex 11

Cys609 #Cys611Cys618 #Cys620 #

12 bp dup(634-635)

Cys630Cys634cys-rich region

trans-membrane

tyrosine kinasedomain

Mutazioni RET extra-cellulari: livello di rischio 2, 3

Effetto biologico : dimerizzazione ligando-indipendente del recettore RET

MEN2A-1: 8%MEN2A-2: 31%MEN2A-3: 20%FMTC : 60 %HSCR: 65 casi

MEN2A-1: 92%MEN2A-2: 69%MEN2A-3: 80%FMTC : 30 %

RET esone 11 p.Cys634Tyr

mut

wt

05/15/2003

Uterus MTC

Pheo Bil HPT

3 9

MTC 33

Pheo Bil 40

MTC 17

Pheo Bil 35

3 4

05/15/2003

Uterus MTC

Pheo Bil HPT

3 9

MTC 33

Pheo Bil 40

MTC 17

Pheo Bil 35

3 4

+

wt

wt wt wt+

+ +

wt + +

+ + + +wt wt

RET esone 11p.Cys634Tyr

05/15/2003

Uterus MTC

Pheo Bil HPT

3 9

MTC 33

Pheo Bil 40

MTC 35

MTC 30Pheo 31

MTC 17

Pheo Bil 35

3 4

MTC 18

MTC 13

CCH 14

CCH 11

MTC 11

MTC 10

RET esone 11p.Cys634Tyr

RET esone 14p.Val804Met

CT al test geneticobasale : 10.36 pg/mlpicco : 215.36 pg/ml

05/14/2003

64 MTC 52

80 70

36 34 micro MTC 30

8 57 51

2

30 27 18

wt

wt wt mutmut mut

mutmut CT al test geneticobasale : 2.60 pg/mlpicco : 18.20 pg/ml

RET esone 10p.Cys618Arg

27/05/2004

MTC 41HPT

7

MTC 45

6

MTC 37

84 5

MTC 34

9

Pheo 74MTC 75

2 3

1 2

1 4 5 7 8

CNS 44

1 2 3

1

2

2

3

3

3

4 5

2

6

CCH 12

7

CCH 9

8 9

3

10

MTC 8

11 12 13

CCH 7

14

NO CCH 9HSCR

15

3

10

6

2

11

2

12

2

13 14

16

wt wt wt

wt wt wt

wt wt

wt wt

27/05/2004

MTC 41HPT

7

MTC 45

6

MTC 37

8

MTC 34

9

Pheo 74MTC 75

2 3

CCH 12

7

CCH 9

8 9

3

10

MTC 8

11 12 13

CCH 7

14

NO CCH 9HSCR

15 16

wt wt wt

23 famiglie 65casi

Mutazioni RET in Cys esone 10 : MEN2A-FMTC e malattia di Hirschsprung

MEN2A – HDaganglionosi del colon distaleostruzione e megacolon a monte

MEN2B – ganglioneuromatosiperdita del “tono” muscolaredistensione,dilatazione segmentariamegacolon

ex 15

ex 13

ex 14

ex 16

Glu768 Asp Leu790 Phe

Tyr791 Phe (variante genetica con modesto effetto biologico)

Val804 LeuVal804 Met

Ala883 PheSer891 Ala

Met918 Thr

trans-membrane

Livello di rischio 1 (MEN2B)Effetto biologico: cambiamento della

specificità di substrato

ATPbindingdomain

Catalyticcorepocket

inter-TK

Mutazioni RET intra-cellulari:

Livello di rischio 3 (FMTC) (raramente MEN2A)

08/06/2010

11 CMT Tiroide

+

55 52 Mammella (F) 41

54

51 89 85

71 73 85

80

83 91

56 Endometrio (ginecologica?) 83 50Polmone

75

70 71

RET esone 16p.Met918Thr

Nato nel 1998:- labbra e neurofibromi linguali tipici- dal 2001, accertamenti per ripetuti episodi di stipsi-2007: biopsia lesione linguae dosaggio calcitonina (187.6 pg/ml vn < 10) cromogranina A (143.7 ng/ml vn < 98) normali valori del paratormone (27.4), calcemia (9.7) e catecolamine urinarieeco tiroide: nodulo di 5 mm del lobo destro e nodulo solido, ipoecogeno, a margini irregolari di 6 x 5 mm del lobo sinistrotest da stimolo: calcitoninemia basale di 90.6 ng/lpicco al 3' di 1032.0 e al 5' di 811.3, cromo A: 90 ng/mlEI: carcinoma midollare della tiroide bilaterale (dx: 4 mm, sin: 5 mm) associato ad iperplasia delle cellule C, iperplasia reattiva in 12 linfonodi analizzati2008: calcitonina basale 13 pg/ml (picco a 3’: 58, a 5’: 51), CromoA 117 ng/ml2009: calcitonina 21 pg/mL, cromoA 91 ng/m

20/05/2010

41 CMT Tiroide 36

Genitale (M) (stromale testicolo) 32

+

33

1

33

+

46

-

74

+

+

-

-

+

37

64 Colon 45

Pancreas 62

66 Prostata

62

83

RET esone 10c.1852T>A (p.Cys618Ser)

Nato nel 1968 con stenosi del piloro 12.2000 (32): tumefazione del testicolo sinistro Ecografia: lesione nodulare solida di circa 1,5 cm CEA 71.1 ng/ml (vn < 5), aFP 1.7 UI/ml (vn < 5)BHCG < 1 mUI/ml intervento di orchi-funicolectomia sinistraEI: neoplasia stromale del testicolo (basso grado di atipie, CEA negativo)TC addome completo nella normaCEA 77.3 ng/ml (vn < 5)2005 (36): CEA 92.6esame PET: area di captazione in regione paratracheale sinistra alla base del collo cui segue esame ecografico nodulo tiroideo sinistro di 2,9 cm risultato negativo per CTMcalcitonina 621 pg/ml, PTH (28) e catecolamine urinarie neg.

12.05.2005tiroidectomia totale con linfoadenectomialaterocervicale bilateraleasportazione del timoreimpianto di tessuto paratiroideoEI: carcinoma midollare della tiroidemonolocale di 3,5 x 1,8 cmnon segnalata iperplasia delle cellule C, pT2N0

RR 50% MEN210% stenosi piloro< 2% HSCR

RET esone 13p.Glu798Asp

05/14/2003

59 MTC 54Pheo 59

Paraganglioma 59

31 27

6967 Leukemia

24

2

89 83

93 92

2

40 46

35 85

Breast Cancer 58

mut

wtwt

HUMARA TEST

Blood Pheo Celiac mass

+ - + - + -Hpa II

RET esone 13p.Leu790Phe

Calcitoninemia9.7 pg/ml

05/14/2003

62 Pheo 31MTC 62

40 38

51 46 83

2

50 40

23

80

94 40

mut

mut

14/01/2005

66 Feocromocitoma 31

CMT 62

+

45

-

42 CMT 39

+

15178

+

51 46

41

RET esone 13p.Leu790Phe

analisi RET nelcarcinoma midollare della tiroide - apparentemente sporadico

e nel feocromocitoma

138 casi analizzati di CMT sporadico:mutazioni RET in 12 casi (8.7%):

- 7 in cisteine esone 10 (Cys611, 618, 620)- 1 esone 13 (p.Glu768Asp)- 3 esone 14 (p.Val804Met)- 1 esone 16 (p.Met918Thr metastatico a 29 aa)

età alla diagnosi dai 28 ai 77 anni

1 2 3 4 6 7 12 14 17 195 8 9 10 13 15 16 18 2011 21

gene RET

35 casi analizzati di PHEOsporadici, bilaterali, famigliari:nessuna mutazioni RET (0%)

p.s. 8 mutazioni VHL (23%)

Mutazioni germinali in feocromocitomi (surrene) - paragangliomi

Mutazioni germinali in feocromocitomi (surrene) – paragangliomi maligni

Mutazioni germinali in feocromocitomi (surrene) – paragangliomi “sospetti” ereditari

analisi RET in sospetta MEN2 e altri fenotipi

CMT famigliare:1 mut / 3 (33%): esone 14 (p.Val804Met)

sospetta MEN2A:

4 mut / 9 (44%): esone 10 (1) e 11 (3)casi negativi: CMT + HPT, PHEO con CCH

sospetta MEN2B:3 mut / 3 (100%): esone 16 (p.Met918Thr)

1 2 3 4 6 7 12 14 17 195 8 9 10 13 15 16 18 2011 21

gene RET

nessuna mutazioni RET in:- 6 casi con CCH- 4 casi di iperparatiroidismo- 3 casi con diade/ triade di Carney

Screening dei famigliari permutazione RET nota in fam. (73):- 26 mutati- 47 non portatori

MEN2: Gestione clinica

611, 618, 620, 634

609, 768, 790, 804, 891

Neoplasie endocrine multiple tipo 1 (AD)

Autosomicadominantealta penetranzama espressività variabile

Altre manifestazioni• lipomi• angiofibromi facciali• collagenomi• ependimoma• feocromocitoma• noduli corteccia surrenalica

Neoplasie endocrine multiple tipo 1 (AD)

Penetranza del 50% a 20 anni – 95% a 40 anni

Gastrinomi:- in circa il 40% dei casi- sintomi di ZES di solito < 40 anni- spesso multipli e < 1 cm- triangolo del gastrinoma:

duodenotesta del pancreaslegamento epatoduodenale (NO gastrici !!!)

- trattamento alla diagnosi (segni biochimici o > 1 cm)- metastasi alla diagnosi nel 50% (pancreas > duodeno)- mortalità nel 30% dei casi metastatici al fegato

<> Insulinomi:- in circa il 10% dei casi- tumori per lo più unici e solitamente benigni- iper-insulinismo se 1- 4 cm- associati a macro-adenomi

<> VIPoma: 2% dei casi

<> Glucagonoma: 2% dei casi

<> Non funzionanti: frequenti

gene MEN1

clonatonel 199710 esoni in 9 Kb

localizzatonel 1988 in 11q13

proteina menina di 610 aa – 67 kDaespressa in molti tessutilocalizzazione nuclearenelle cellule quiescentilocalizzazione citoplasmaticanelle cellule in divisione

Mutazioni germinali MEN1

riportate 1133 mutazioni (459 differenti)

• 73% mutazioni troncanti- 41% delezioni / inserzioni

(0/11)- 23% nonsenso (1/11)- 9% difetti di splicing (6/11)

• 6% inserzioni / delezioni in frame• 20% missenso (4/11)

- 68% in aa conservati nei geni omologhi- 27% in aa non identici ma affini- 5% in aa non conservati

• 1% delezioni genomiche(0/11)

assenza di correlazioni tra genotipo e fenotipo(nel FIHP le mutazioni missenso sono il 38%)4 hot-spots mutazionali (12.3% delle mutazioni)

• 77 % dei casi famigliari MEN1• 64 % dei casi isolati di MEN1• 20 % dei casi famigliari di HPT• assenti nei casi famigliari di prolattinoma o

acromegalia (gene AIP in 11q13)

• rare nei casi sporadici di :- gastrinoma (5%)- carcinoide timico (7%)- adenoma delle paratiroidi (< 1%)- prolattinoma (< 1%)- angiofibroma (< 1%)

Mutazioni germinali MEN1

11/71 (15.5%)

MEN1IVS3+1G>A

17/05/2005

16/10/2009

51 Adenoma Ipofisi 35

Adenoma Paratiroide 35Tumore endocrino Pancreas 37Tumore endocrino Stomaco 37Tumore endocrino Duodeno 37

+

25

-

20

+

37 83

MEN1p.Lys557X

17/05/2005

41Carcinoide 36

Tumore endocrino 39

+

49 41

10

-

65 74

3 2 3

Carcinoide mediastino 36Tumore endocrino Pancreas 39

16/10/2009

40 Adenoma Paratiroide 23

Tumore endocrino Pancreas 26

+

35

54Tumore endocrino Pancreas

68

80Colon

70Mammella (F)

Stomaco Esofago MEN1IVS6-2A>G

16/10/2009

27

-

27

-

58 Adenoma Ipofisi 49

Tumore endocrino Pancreas 49

+

60 Adenoma Paratiroide 52

55 Adenoma Paratiroide 47

80 84

4

2

79Stomaco 78

81

47 57 54 51

32 28 21 27 26 13

43 Adenoma Paratiroide 41

26 11 7

45 70 82 84

26Leucemia 25

MEN1p.Arg415X

16/10/2009

58 Adenoma Ipofisi 29

Tumore endocrino Pancreas 44Tumore endocrino Pancreas 44Tumore endocrino Pancreas 44

Adenoma Paratiroide 44Adenoma Paratiroide 44

Pancreas (cistoadenoma mucinoso) 44

+

60 61 Adenoma Ipofisi 44

Tumore endocrino Pancreas 48Adenoma Paratiroide 51Adenoma Paratiroide 48

41 Adenoma Paratiroide 36

Tumore endocrino Pancreas 36

+

41 Adenoma Paratiroide 40

Carcinoide Timo 40

+

38 Tumore endocrino Pancreas 30

+

32

-

26 Adenoma Paratiroide 13Adenoma Paratiroide 24

+

19

+

13

-

10 3 2

32 29 15 36 Adenoma Paratiroide 22Adenoma Paratiroide 33

Adenoma Ipofisi 25Tumore endocrino Pancreas 31

47 63Fegato

65

76

1

MEN1IVS4-9G>A

16/10/2009

67 CMT Tiroide 60

-

38 Adenoma Paratiroide 30Adenoma Paratiroide 30

-

27

67 79

45 42

80Stomaco 75

92

3

Stomaco

Mammella (F)

45Stomaco 40

16/10/2009

30 Feocromocitoma Midollare surrene 15

Paraganglioma Addome 20Feocromocitoma Midollare surrene 28

Ganglioneuroblastoma (pelvi) 1

-

SNC

16/10/2009

71 CMT Tiroide 63

Adenoma Paratiroide 63Tumore endocrino Pancreas 68

Adenoma Paratiroide 63

-

68 Meninge 62

SNP (neurinoma dx) 63

76 7

35 46 Melanoma cutaneo gamba sx 31

10

46 58

Mammella (F)

5

2

3

2

Polmone

3

3

3

Mammella (F)

2

4

?

MEN1 – likeMEN4