I GENI ONCOSOPPRESSORI

• Freno alla proliferazione;• Regolazione della crescita cellulare

e NON prevenzione dei tumori;

• La loro perdita è un evento chiave in molti tumori.

BRCA-1 e BRCA-2 sono coinvolti in molti processi cellulari. In particolare entrambi questi geni contribuiscono ai processi di riparazione del DNA ed alla regolazione trascrizionale in risposta ai danni al DNA. Studi recenti suggeriscono che le proteine BRCA sono necessarie per il mantenimento della stabilità cromosomica. Inoltre, tali proteine regolano la trascrizione di alcuni geni coinvolti nella riparazione del DNA, del controllo del ciclo cellulare e dell’apoptosi. Le funzioni delle proteine BRCA sono anche collegate a specifici e distinti eventi di fosforilazione.

BRCA-1 e BRCA-2

BRCA-1 è composto da 22 esoni codificanti. Questo gene codifica per 1863 aa. Mutazioni nei geni BRCA predispongono le donne ai tumori al seno ed all’ovaio. Molti alleli predisponenti subiscono mutazioni di perdita di funzione, soprattutto il prematuro arresto della sintesi del gene che ha come conseguenza una proteina troncata.

Le proteine BRCA interagiscono con un certo numero di proteine regolatrici:

BRCA-1 viene iperfosforilata in risposta a danni al DNA e viene poi indirizzata verso i siti delle forche replicative.

ATM fosforila la Ser 1387 in seguito a danni provocati da radiazioni ionizzanti.

ATR fosforila la Ser 1457 in seguito a danni provocati da raggi UV.

CHK2 fosforila la Ser 988 in seguito a danni provocati da radiazioni ionizzanti.

BRCA-1 e BRCA-2 hanno il compito di individuare e riparare la DSBs.

BRCA-2 ha un ruolo più diretto nella riparazione del DNA: forma un complesso con la proteina Rad51. Tale complesso è fondamentale per il mantenimento di una corretta divisione cellulare e dell’integrità dei cromosomi.

BRCA-2 regola la localizzazione intracellulare e la funzione di Rad51. Fosforilazioni indotte da danni al DNA portano al distacco di Rad51 da BRCA-2.

Fisicamente, le interazioni tra BCRA-2 e Rad51 sono mediate dalle ripetizioni BRC.

BRCA-1, fosforilato da ATM in risposta a DSBs, attiva i processi di riparazione del DNA attraverso HR, in cooperazione con BRCA-2 e Rad51. BRCA-1 recluta anche il complesso Rad50-Mre11-NBS presso il sito dove è il danno al DNA.

L’overespressione di BRCA-1 è in grado di stimolare inibitori del ciclo cellulare come p21 e fattori di risposta allo stress come GADD45. BRCA-1 agisce anche da co-attivatore di p53.

L’overespressione di BRCA-2, invece, è associata con una down-regolazione dell’attività di trascrizione basale di p53.

Altri geni oncosoppressori

• NF-2Mutazioni del gene NF-2 nella linea germinale predispongono alla neurofibromatosi di tipo 2. La proteina codificata da questo gene (merlin) si lega da un lato all’actina a dall’altro alla CD44.

• PTENLa struttura di questo gene suggerisce che possa regolare negativamente le interazioni tra cellula e matrice extracellulare mediante defosforilazione di substrati.

• VHLLa proteina VHL regola l’allungamento della trascrizione ad opera della RNA polimerasi.

• WT-1La proteina WT-1 è un regolatore della trascrizione che inibisce la trascrizione di geni che promuovono la crescita cellulare.

Diversi tipi di molecole espresse sulla superficie cellulare possono regolare la crescita cellulare. Queste molecole comprendono:

1) recettori di fattori che inibiscono la crescita come TGF-β;2) proteine che regolano l’adesione cellulare come le caderine.

Il legame tra TGF-β ed il suo recettore inibisce la trascrizione di geni come p16, che blocca la trascrizione cellulare sintetizzando gli inibitori delle CDK4 e CDK6 (famiglia delle INK4).

I geni Smad codificano per proteine coinvolte nelle vie di trasmissione dei segnali inibitori generati dal legame tra TGF- β ed il suo recettore.

Il gene APC

APC è un importante gene oncosoppresore. Difetti nella sua espressione sono associati con sindromi neoplastiche ereditarie e sporadiche.

Tumori associati a mutazioni somatiche:• Carcinomi dello stomaco;• Carcinomi del colon;• Carcinomi del pancreas;• Melanomi.

Tumori associati a mutazioni ereditarie:• Poliposi adenomatosa familiare del colon;• Carcinomi del colon.

APC antagonizza l’attività trascrizionale della β-catenina promuovendo la sua fuoriuscita dal nucleo e la sua distruzione da parte degli enzimi proteolitici nel citoplasma. Nei melanomi è stata riscontrata una forma mutata della β-catenina che non si lega alla proteina APC ed è quindi resistente alla degradazione.

La perdita di entrambi gli alleli del gene APC si riscontra nei carcinomi del colon ereditari ed in quelli sporadici.

I soggetti che perdono la funzione del gene APC sviluppano polipi adenomatosi del colon e dopo successive mutazioni aggiuntive si sviluppa un carcinoma.

Oncogeni ad attività tirosin-chinasica come ras, v-src, c-src, c-yes, e c-lyn possono fosforilare sia le β catenine che le caderine provocando modificazioni dell’adesione del complesso con il citoscheletro ed aumentare,quindi, l’invasività cellulare.

Anche la perdita di funzione di alcuni oncosoppressori come APC può portare all’alterazione dell’attività di queste proteine. Studi effettuati di recente indicano che APC sia un adattatore tra β-catenine e la CtBP (C-terminal binding protein). CtBP diminuisce la quantità di β-catenine nucleari libere sequestrando i complessi APC/β-catenine. Le β-catenine non possono così attivare la trascrizione dei geni che promuovono la crescita cellulare.

APC, axina e β-catenina sono componenti della via di segnalazione WntWnt che gioca un ruolo importantissimo nello sviluppo, nella proliferazione cellulare e nella differenziazione. L’axina forma un complesso con GSK-3β, β catenina APC ed altri fattori. Agisce come impalcatura per l’assemblaggio di un complesso multiproteico, e promuove la fosforilazione GSK-3β-dipendente della β catenina. Una mutazione nei geni dell’APC, dell’axina o delle β catenine risulta in un accumulo di β-catenina nel citoplasma che poi trasloca nel nucleo e interagisce con TCF/LEF (T cell factor/lymphocyte enhancer binding factors) promuovendone l’attività trascrizionale.