ONCOLOGIA, II LEZIONE del 5/03/2007, I ora

Laura Matta

La volta scorsa abbiamo visto dei dati riguardanti l'epidemiologia dei tumori; come i tumori sono distribuiti su scala geografica nel mondo; abbiamo visto come ciascun tumore abbia delle frequenze che sono in realt diverse a seconda delle aree del nostro pianeta, e abbiamo accennato anche al fatto che la diversa distribuzione possa essere dovuta alla presenza di fattori cancerogeni in alcune zone piuttosto che in altre; pensate ad esempio ai virus delle epatiti B e C che sono maggiormente presenti in zone come l'Asia, l'Africa e l'Europa meridionale, e poi abbiamo visto tutta una serie di caratteristiche dei tumori che sono legate a vari fattori come ad esempio l'et. Caratteristiche dei tumori Oggi ci occuperemo di caratterizzare quelli che sono gli aspetti tipici delle cellule neoplastiche, soprattutto per quanto riguarda la loro pi peculiare caratteristica che quella di crescere in maniera diversa dalle cellule normali, e vedremo anche come queste caratteristiche di crescita siano legate a tutta una serie di differenze funzionali, nel senso che le cellule neoplastiche sono caratterizzate da un progressivo allontanamento, in termini di differenziamento, dalle cellule normali. La volta scorsa vi ho presentato questa definizione, che importante ribadire: ci che noi sappiamo delle neoplasie che esse rappresentano una nuova massa tissutale che ha una crescita che considerata eccessiva rispetto al tessuto da cui origina, ricordate che il termine di paragone rappresentato sempre dal tessuto da cui origina, non dovete paragonare il tasso proliferativo di una cellula neoplastica a quello di un organo qualsiasi; per esempio, le cellule del duodeno normalmente si dividono come matte, n pi n meno, anzi, forse di pi delle cellule tumorali, ma dovete valutare la capacit proliferativa del tumore sempre in riferimento a quella dell'organo da cui esso origina; l'altra caratteristica importante che la crescita della neoplasia persiste anche quando lo stimolo che ne ha determinato l'insorgenza viene a mancare. Quali sono le caratteristiche principali delle neoplasie? Si dice spesso che la crescita del tumore afinalistica, attribuendo gi un significato che va al di l di ci che la biologia ci insegna; in realt questo termine indica soltanto che le cellule neoplatiche si dividono anche quando non c' nessuna necessit di dividersi. Normalmente, nei tessuti quiescenti, quand' che abbiamo proliferazione? Abbiamo proliferazione quando, per esempio, c' stato un trauma, una ferita, che ha comportato la distruzione di un certo numero di cellule; in questo caso, la rigenerazione un evento necessario perch serve per ricostituire le cellule che sono morte. Perci diciamo che ha "un fine, uno scopo". Nel caso della neoplasia, le cellule tumorali continuano a proliferare anche in assenza di una giustificazione plausibile. Si dice spesso, inoltre, che le cellule neoplastiche parassitano l'organismo: cosa vuol dire? Esse sviluppano dei meccanismi tali che le portano a competere con l'ospite per quanto riguarda il fabbisogno energetico e nutrizionale. Quindi cercano di sfruttare quelle vie che possano favorirne il mantenimento e la crescita a danno delle cellule normali. Di solito si dice anche che i tumori hanno una crescita autonoma: crescono senza un fine, continuano a crescere anche quando cessa lo stimolo che li ha causati, quindi parrebbe che le cellule neoplastiche, una volta che cominciano, non riescano pi a fermarsi. In realt, noi adesso sappiamo che la componente cellulare dipende fortemente dall'apporto vascolare, cio la massa neoplastica per continuare a crescere ha bisogno di essere in qualche modo supportata da un adeguato sistema vascolare. In alcuni tumori questa crescita non completamente autonoma, ma dipende dalla presenza di particolari ormoni, in assenza dei quali la crescita della massa neoplastica si blocca, o addirittura va incontro a una parziale involuzione. Detto questo, con le distinzioni dei singoli casi, noi possiamo definire il tumore come una crescita afinalistica del tessuto, che tende ad essere atipica (vuol dire che tende a diventare sempre pi diversa 1

dalle cellule normali) ed autonoma, con i limiti che abbiamo affrontato prima, e aggressiva. Come tutti voi gi sapete, i tumori vengono distinti in due grosse categorie, tumori benigni e tumori maligni. Poi vedremo bene quali sono le differenze; in generale la differenza pi importante che i tumori maligni hanno capacit metastatiche, ovvero sono in grado di indurre proliferazione del tumore a distanza, che poi ci che rappresenta, nella stragrande maggioranza dei casi, l'evento negativo (un tumore di per s potrebbe anche non creare grossi problemi, a meno che non si trovi in zone critiche, per esempio un tumore al cervello pu causare compressione e portare alla morte dell'individuo, sia esso benigno o maligno), cio quello veramente funesto, rappresentato dalla capacit, attraverso l'invasione del tessuto a livello locale, di raggiungere il circolo e di andare a formare tumori a distanza; noi per esempio troviamo delle cellule che vanno a colonizzare il polmone, e tutto ci che legato alla funzionalit delle cellule del polmone viene a mancare in quanto viene sostituito da cellule che hanno struttura e funzione completamente differenti. I tumori benigni sicuramente non metastatizzano, questa una delle poche certezze che noi abbiamo. Il problema che, se vogliamo essere precisi, noi non sappiamo in realt se esistono dei tumori benigni da contrapporre ai tumori maligni, o se i tumori benigni si trovano semplicemente ad uno stadio di un processo che alla fine tender ad esitare comunque in malignit, e quindi in capacit metastatica. La domanda se veramente esistono i tumori benigni; ci che vi posso dire che, dal punto di vista sperimentale, non c' nessuna evidenza che i tumori benigni esistano in quanto tali, ma sappiamo soltanto che rappresentano uno step intermedio di un processo che alla fine porter alla formazione di tumori maligni. In clinica, si tende ancora a marcare questa differenza tra tumori benigni e maligni perch, anche dal punto di vista della casistica, ci sono alcuni tumori che tendono a non evolvere in tumore maligno e a non dare metastasi. Questo discorso un p complesso, e dipende in certa misura da cosa si vuole ottenere. Se noi accettiamo il fatto che esistano dei tumori benigni, da contrapporre ai tumori maligni, vediamo un p come questi tumori vengono classificati. I tumori benigni generalmente vengono identificati, o caratterizzati, dalla presenza di questo suffisso "-oma", che viene aggiunto al tipo di cellule da cui il tumore origina. Quindi, se sitratta per esempio di un tumore benigno del tessuto adiposo avremo un lipoma, un tumore benigno del tessuto osseo si chiamer osteoma, parleremo di fibroma considerando un tumore che comporter la trasformazione di fibroblasti, e cos via. La classificazione dei tumori benigni che coinvolgono cellule mesenchimali , pertanto, abbastanza semplice. Diventa un p pi complicata nel caso di tumori epiteliali, perch in questo caso vengono adottate tre diverse classificazioni. La prima basata sull'aspetto microscopico, su ci che noi osserviamo appunto in un preparato al microscopio; in questo caso noi potremmo dare la definizione di tumore benigno basandoci sulle cellule di origine e, per esempio, nel caso in cui i tumori derivino da ghiandole, noi daremo il nome di adenoma aggiungendo poi il tessuto da cui originano, per cui avremo un adenoma pancreatico, un adenoma delle ghiandole salivari, e via dicendo. Questo per quanto riguarda la classificazione dei tumori basata sulle cellule d'origine, quindi cellule di origine ghiandolare prendono il nome di adenoma perch trattasi di ghiandole. Quanto all'aspetto microscopico, noi possiamo complicarci la vita perch chiamiamo ad esempio adenoma epatico un tumore che cresce semplicemente con un aspetto di tipo ghiandolare, basandoci esclusivamente sull'architettura microscopica del tumore stesso. Infine, ci sono definizioni che vengono date sulla base dell'aspetto macroscopico che il tumore presenta, osservabile anche al momento di una resezione chirurgica. Il tumore avr un aspetto particolare, che ne giustifica la denominazione. Nel caso di tumori del tratto gastrointestinale voi sapete che quelli del colon vengono definiti "polipi", perch macroscopicamente ricordano un polipo che aderisce da una parte e cresce poi dall'altra. Oppure papilloma per quanto riguarda tumori benigni della pelle perch hanno un aspetto di tipo papillare; in questo caso il nome prende origine proprio dall'aspetto macroscopico. Passiamo ai tumori maligni. Quelli di origine mesenchimale prendono il nome di sarcoma (in greco,

"carne"), avendo un aspetto pi "carnoso" in quanto la componente cellulare prevale sulla componente stromale. Quelli di origine epiteliale prendono il nome di carcinoma. Queste parole vanno aggiunte al tessuto da cui il tumore prende origine (un p come "-oma" nel caso dei tumori benigni); per esempio, laddove lipoma indicava il tumore benigno del tessuto adiposo, per definire il tumore maligno voi parlerete di liposarcoma, fibrosarcoma nel caso dei fibroblasti, aggiungerete invece carcinoma per quelli di origine epiteliale, quindi dove prima era adenoma ora avremo adenocarcinoma, possiamo parlare anche di carcinoma a cellule squamose se vogliamo addirittura identificare il tipo di cellule pi rappresentate in quel tipo di tumore. Una categoria abbastanza particolare rappresentata dai tumori misti, che sono tumori cos definiti perch costituiti da cellule aventi la stessa origine, ma evolutesi in maniera diversa dal punto di vista differenziativo. Non presentano quindi l'omogeneit che contraddistingue i tumori affrontati sino ad ora, ma hanno notevoli differenze, pi marcatamente accentuate in tumori definiti teratomi, che rispetto ai tumori misti possiedono un'ulteriore differenza, in quanto vi vediamo rappresentati tutti i foglietti germinativi. Sono autentici "mostri", quello caratteristico il teratoma cistico dell'ovaio, dove, all'interno della massa tumorale, voi potete trovare denti, cervello, peli, tutto ci che volete. Perch? Sono tumori le cui cellule si sono originate dai tre foglietti germinativi tutte quante insieme; i teratomi derivano infatti da cellule totipotenti, in grado di differenziare in qualsiasi direzione. Per completare la parte introduttiva alla classificazione dei tumori, mostra un tabella riassuntiva e commenta, ripetendo che il suffisso "-oma" identifica i tunmori benigni, mentre "sarcoma" e carcinoma" si riferiscono a quelli maligni. I tumori del sangue, cio non solidi, rappresentano un'eccezione perch possono essere indicati in altri modi, per esempio le leucemie, che non rientrano nelle classificazioni precedentemente esaminate. Nella tabella troviamo comunque delle eccezioni, per esempio "melanoma" che compare come tumore maligno nonostante la denominazione lo identifichi come benigno essendo semplicemente presente il suffisso "-oma". Il fatto che abbia preso questo nome non dipende da noi, basta che ricordiate che in questo caso il suffisso completamente fuorviante perch il melanoma un tumore maligno tra l'altro estremamente aggressivo. La stessa cosa vale per il seminoma, tumore del testicolo, maligno nonostante il nome lo faccia sembrare un tumore benigno. Ci sono anche altre eccezioni, per esempio il lipoma: sembrerebbe essere un tumore benigno, ma molti lipomi sono aggressivi, pertanto, per distinguerli, va aggiunto "maligno". Abbiamo fatto una panoramica generale, le eccezioni naturalmente ci sono ed importante tenerlo presente. Anche per quanto riguarda il glioma occorre precisare che il termine indica tumore benigno e tumore maligno; per il tumore maligno dobbiamo anche dire che ha un aspetto di tumore maligno ma raramente d metastasi, per cui un'eccezione nell'eccezione, cos come il basalioma, tumore cutaneo, che per le atipie cellulari e nucleari sicuramente un tumore maligno, ma rarissimo che questo tumore sia in grado di dare metastasi, nonostante sia un tumore fortemente invasivo. Abbiamo parlato di tumori benigni e maligni. Mostra un disegno esemplificativo. Questo un tumore benigno, vedete, ha una crescita verso l'esterno, ha una superficie intatta (non sono presenti ulcerazioni) e, cosa importante, racchiuso da una capsula fibrosa, molto utile da un punto di vista di possibili interventi, che rende il tumore facilmente asportabile. Il tumore maligno si presenta in maniera completamente diversa, ha una crescita che spesso e volentieri si dirige verso l'interno del tessuto, presenta come dei rami che si infiltrano (per questo stato definito cancro, perch ha un aspetto che ricorda le chele del granchio), un tumore in cui spesso abbiamo aree necrotiche, in quanto cresce molto, non sempre viene adeguatamente irrorato e quindi ci sono zone ischemiche le cui cellule vanno incontro a necrosi; ha una superficie ulcerata e non racchiuso dalla famosa capsula fibrosa che era necessaria per poter eliminare il tumore; in questo caso, chiaro che se vogliamo asportare il tumore dobbiamo portar via un'area nettamente maggiore di tessuto perch isolotti di cellule neoplastiche si 3

sono gi spinti ben al di l della massa tumorale, quindi dobbiamo per forza ricorrere a un intervento pi "massiccio", tenendo presente che sicuramente qualche cellula avr gi raggiunto il circolo, perci l'intervento potr eventualmente eliminare il tumore primitivo ma non sar in grado di bloccare la formazione di un tumore a distanza. Prima abbiamo parlato di definizione di tumori dal punto di vista macroscopico: vedete come appare un polipo del colon; vedete che ha un peduncolo che lo tiene attaccato al tessuto normale e poi ha una crescita che per abbastanza ben delimitata, e questo invece l'aspetto di un papilloma cutaneo , notate l'aspetto papillare da cui deriva appunto il nome. Andiamo dai disegni alla realt (carrellata di fotografie: sfogliare testo): il polipo del colon con il rispettivo peduncolo mediante il quale si attacca (per evidenziare il tumore, nella foto c' un foglietto bianco e Columbano si preoccupa di precisare che si tratta di un artificio per mettere in risalto la massa neoplastica: - Non vorrei che qualcuno venisse a disegnarlo in questo modo...), questi sono invece aspetti di tumore maligno e questo il corrispondente tumore maligno o carcinoma del colon, dove molto pi difficile estirpare la massa tumorale senza andare a disturbare anche il tessuto normale. Questo un adenoma epatico, quindi un tumore benigno del fegato, un tumore ben circoscritto, vedete la capsula fibrosa che lo isola dal resto del fegato e il colore giallo verdastro che indica che sta ancora producendo bile; ci significa che le cellule tumorali sono ancora ben differenziate, in grado di fare molte delle cose che fa il fegato normale; questo invece un carcinoma epatocellulare: il tumore in questo caso molto pi "spinto" perch sono pochissime le aree del fegato che non sono infiltrate da cellule neoplastiche, noduli; presenza di zone necrotiche, come vi dicevo prima, perch l'irrorazione non adeguata; in questo caso praticamente impossibile intervenire se non asportando la totalit dell'organo. Vediamo cosa veramente distingue i tumori benigni dai maligni. Una caratteristica alla quale bisogna sempre far riferimento lo stato di differenziamento del tumore. Un secondo parametro estremamente importante la velocit di crescita, un terzo la capacit di invasivit locale, cio la capacit che hanno queste cellule di infiltrarsi nel tessuto normale e di "camminare" attraverso il tessuto perch sono alla ricerca di un pub: cio intenzionate ad intraprendere quel viaggio che le porter, dopo aver percorso una certa distanza, a compiere il tragitto inverso ed imbucarsi nell'organo ospite per colonizzarlo, e quindi formare il tumore a distanza, dando metastasi. Queste sono quattro caratteristiche, delle quali sicuramente le ultime due sono esclusive o quasi dei tumori maligni: abbiamo infatti detto che la capacit di dare metastasi non una caratteristica che si possa attribuire ai tumori benigni: ci sono, come vi ho detto prima, tumori quali il basalioma, in grado di invadere localmente e pu anche essere deturpante, ma non quasi mai metastatico. Questa un'eccezione. Il differenziamento riguarda la componente parenchimale: ricordiamo che nei tumori abbiamo una componente parenchimale e una componente stromale che quella che fornisce il sostegno; quest'ultima da non considerarsi comunque come elemento passivo, perch presenta una serie di caratteristiche che possono favorire lo sviluppo del tumore. Quando noi parliamo di differenziamento, ci basiamo sia sull'aspetto morfologico sia sull'aspetto funzionale: anche qui dovremo verificare i diversi parametri. Anche il grado di differenziamento va sempre paragonato al tessuto d'origine, non va considerato in assoluto, non che il tumore differenzi in qualcosa di strano: voi dovete sempre stabilire il grado di differenziamento del tumore rispetto all'organo, al tessuto dal quale questo tumore si originato. In generale, i tumori benigni vengono definiti come ben differenziati: significa che sono molto simili al tessuto d'origine. I tumori maligni, generalmente, sono scarsamente differenziati, cio tendono ad assumere un aspetto e a svolgere delle funzioni che diventeranno via via sempre pi diverse da quelle delle cellule del tessuto da cui si sono originati. Il grado di differenziamento del tumore maligno viene altrimenti definito come grado di anaplasia: quindi tumori fortemente anaplastici sono ben o scarsamente differenziati? Scarsamente differenziati. Allora, anaplasia: si discute ancora sul fatto che significhi sdifferenziazione o dedifferenziazione, che differenza c'? Secondo alcuni, la cellula tumorale, quindi il grado di anaplasia, dovuto al fatto

che questa cellula si differenziata, poi ha invertito il suo cammino e ha cominciato a tornare indietro verso uno stato meno differenziato; la cellula era arrivata alla fine del cammino, cio ad uno stato ben differenziato, poi torna indietro ad uno stato, diciamo, di tipo "fetale". Quest'indirizzo vede la cellula regredire da uno stato di piena maturit ad uno stato, diciamo, di cellula pi immatura. Questa spiegazione deriva dal fatto che molti dei marcatori tumorali, molte delle attivit enzimatiche riscontrabili nelle cellule neoplastiche sono simili a quelle del tessuto da cui originano quando erano ancora allo stato fetale, quindi una sorta di ritorno alle origini. L'altra teoria, che in questo momento pi accreditata, ci dice che la cellula neoplastica una cellula staminale che non riuscita a completare il suo percorso differenziativo; per cui, se la cellula staminale per diventare ben differenziata, deve passare da A a B, da B a C, da C a D, in questo caso si ferma probabilmente a B, oppure a C, o da qualche altra parte, cio non ha completato il processo differenziativo. Queste due teorie sono chiaramente contrapposte. generalmente, maggiore lo stadio differenziativo delle cellule tumorali, maggiormente risulter essere conservata la capacit funzionale delle cellule stesse, questo abbastanza chiaro. Tant' che carcinomi ben differenziati producono proteine e ormoni che sono caratteristici delle cellule del ressuto da cui si originano; questi sono tumori che noi potremmo definire come non fortemente anaplastici. Invece, tumori altamente anaplastici sintetizzano proteine fetali o ormoni che non sono tipici di quel tessuto, a dimostrazione del fatto che quando diventano molto anaplastici, non solo dal punto di vista morfologico ma anche da quello funzionale, cominciano ad assumere aspetti e comportamenti anche molto diversi da quelli del tessuto d'origine. Vediamo l'anaplasia rapportandoci in primo luogo agli aspetti morfologici. Da che cosa sono caratterizzati i tumori? Dal cosiddetto pleomorfismo cellulare e nucleare; in un tessuto normale, le cellule di un tipo sono simili le une alle altre, e in termini di dimensioni, e in termini di rapporto nucleo/citoplasma, e in termini di nuclei per cellula o nucleoli per nucleo, sono cellule che hanno una polarit ben caratterizzata. Tutto questo tende a scomparire man mano che il tumore diventa anaplastico. Capiremo subito di trovarci di fronte ad un tumore quando osserveremo questo pleomorfismo in cui le cellule cominciano ad apparire di forme diverse le une dalle altre, avremo cellule pi grandi e cellule pi piccole, avremo una perdita di polarit per cui non si riesce pi a capire come e dove queste cellule siano orientate (questo succede anche in una normale piastra: se voi mettete cellule normali mantengono una polarit, le cellule tumorali crescono invece in modo completamente disordinato). Tutto questo ci dice che siamo di fronte ad un tumore, e quanto pi maggiore l'eterogeneit che noi osserviamo, tanto pi anaplastico sar il tumore stesso. Quali sono le alterazioni principali? Alterazioni del volume e della forma della cellula, da intendersi sia in senso di un aumento che di una diminuzione del volume cellulare, non c' una regola generale, abbiamo tumori di cellule nane e tumori di cellule giganti; in ogni caso abbiamo dimensioni cellulari completamente difformi da quelle del tessuto normale. Poi la polarit modificata, esiste un'eterogeneit marcata. Anche il nucleo, non solo la cellula, tende a modificarsi: allora noi vediamo che, mentre normalmente il rapporto nucleo/citoplasma di 1:4 (il nucleo costituisce solo il 25% del volume cellulare), si pu arrivare in certi tumori anche ad un rapporto di 1:1: Perch? Perch sono cellule proiettate in assoluto verso la proliferazione, quindi si ha un'intensa replicazione del DNA e contemporaneamente, mentre il tumore diventa sempre pi anaplastico, ricordate che si verificano mutazioni che alla fine risultano anche in aberrazioni cromosomiche; quindi quello che spesso succede che, nel momento in cui vanno in mitosi, le cellule tumorali non si dividono, o meglio il nucleo non si divide; i cromosomi tendono ad aggregarsi tra loro (si dividono ma non si staccano), per cui noi avremo dei nuclei che saranno sempre pi grandi, saranno non pi caratterizzati da euploidia, perch potremo avere delle quantit di DNA assolutamente alterate, visto che la divisione non avviene ordinatamente per coppie, ma pezzi di cromosoma rimangono attaccati. Possiamo avere anche un aumento del numero dei nuclei, delle dimensioni e del numero dei 5

nucleoli, quindi anche soltanto concentrandovi sul nucleo voi potete facilmente identificare una cellula tumorale e distinguerla da una normale. Tutto questo quando la progressione tumorale ha gi raggiunto un certo stadio, queste cose all'inizio voi non le trovate. Paragone tra nodulo iperplastico o anche adenoma e carcinoma epatocellulare, non si evince se si riferisca ad un'immagine o a un disegno. Nel primo caso i nuclei sono ancora abbastanza simili tra loro, mentre nel carcinoma voi potete osservare dei nuclei che sono estremamente pi grandi, allungati, rotondi, vedete i due nucleoli all'interno, perdita di polarit, le cellule crescono in maniera assolutamente caotica, tutto questo facilmente osservabile a livello microscopico. Mostra un'immagine con degli elementi indicati da freccia; chiede: - Cosa sono? - Nel silenzio generale, risponde da solo: - Sono i famosi corpi apoptotici... eh, ormai... siccome erano nel primo semestre... Abbiamo parlato anche di alterazioni del contenuto di DNA; ricordatevi che normalmente le nostre cellule sono caratterizzate da uno stato di diploidia (2n) con qualche eccezione, le cellule acinari del pancreas, gli epatociti possono avere 4n, si tratta di un raddoppio. Invece il tumore caratterizzato da aneuploidia, quindi 3n, 7n, 25n, tutto quello che volete, perch, come vi ho detto prima, il riflesso di un accumularsi di alterazioni che poi in untlima analisi porta ad una modificazione nel numero di cromosomi e ad alterazioni che si riflettono negli eventi mitotici. Ci che viene regolato in maniera fine nelle cellule normali, ormai nei tumori non esiste pi, e ogni volta che la cellula si divide d origine a qualcosa di aberrante. Aumento dell'indice mitotico, dopo tutto quello che abbiamo detto, dovrebbe essere abbastanza chiaro: le cellule tumorali che crescono sono generalmente di pi delle cellule del tessuto normale da cui il tumore origina; assolutamente importante il fatto che nel tumore le figure mitotiche che voi vedete sono assolutamente atipiche, fusi tripolari, quadripolari, etc. Spesso ma non sempre! Ci sono sempre eccezioni: ricordatevi che quando si parla di tumori, quasi impossibile che non ci siano eccezioni. Guardate un p il cariotipo di un carcinoma a piccole cellule del polmone, considerate tutto quello che successo nel frattempo, cio da quando alcune cellule alterate si sono moltiplicate e hanno formato una massa tumorale, guardate qui che razza di cariotipo presenta questa cellula, quante volte abbiamo tre cromosomi anzich due, questi sono attaccati... insomma, un quadro estremamente complicato. A proposito di mitosi, guardate un p questo fuso tripolare! Sono tutte aberrazioni facilmente riscontrabili con un normale preparato ematossilina & eosina che caratterizzano proprio le cellule tumorali. Tutte queste alterazioni sono state osservate soprattutto in seguito a biopsie, osservazioni microscopiche di tumori su pazienti o in seguito a esperimenti fatti su animali (il senso si capisce...). In realt, ci sono tutta un'altra serie di informazioni che stato pi facile stabilire utilizzando sistemi cellulari (colture cellulari) poi riconfermate in vivo. Il fatto che le cellule tumorali si comportino diversamente da quelle normali stato chiarito con studi di questo tipo. Il concetto stesso di immortalit dei tumori, costituiti da cellule che non solo sfuggono alla senescenza, ma sono praticamente immortali, difficile da dimostrare in vivo perch il tumore, pur essendo aggressivo e furbo, cio in grado di sfruttare tutto quanto sia possibile sfruttare a detrimento dell'ospite, si comporta un p "da stupido", perch portando alla morte l'individuo porta alla morte se stesso. Non facile applicare il concetto di immortalit ad un qualcosa che subdolamente cresce e si avvantaggia rispetto all'organismo, ma alla fine destinato a morire perch diventa troppo esigente o comunque troppo aggressivo. Il concetto di immortalit delle cellule tumorali voi lo potete stabilire prendendo le cellule di un tumore e ponendole in coltura; in questo caso le cellule tumorali provenivano da un carcinoma cervicale (le HeLa), prelevate nel 1951 quando la signora stata operata, e rappresentano tuttora le cellule pi utilizzate per le ricerche in tutto il mondo, e questo ve lo dico semplicemente perch dimostra come le cellule tumorali siano effettivamente immortali, mentre le cellule normali, una volta messe in coltura, dopo un certo periodo di tempo entrano nello "stato di crisi" e muoiono. Le cellule tumorali sono da questo punto di vista immortali, si possono trasferire da un punto all'altro del mondo, poi si piazzano su una piastra e ricominceranno a crescere replicando se stesse.

Oltre ad essere "immortali", le cellule tumorali hanno un'altra caratteristica importante: non dipendono pi dall'ancoraggio, le cellule normali per crescere necessitano di un supporto (voi mettete le cellule sulla piastra, si attaccano e in presenza di fattori di crescita crescono); queste cellule crescono anche in un sistema semiliquido, non hanno bisogno di un supporto rigido, riescono a crescere anche dove la cellula normale non cresce. Non solo: presentano anche un'altra importante deviazione, che la perdita dell'inibizione da contatto. Tutte le nostre cellule comunicano tra loro e questa comunicazione fa s che le cellule non crescano sempre, addirittura anche in piastra, se voi mettete un certo numero di cellule e le fate dividere, queste si dividono coprendo la piastra; nel momento in cui hanno occupato tutto lo spazio disponibile non crescono pi, perch ogni cellula soggetta ai segnali negativi dell'altra cellula che le impediscono di dividersi ulteriormente. Se fate la stessa cosa con delle cellule tumorali, queste cellule occupano tutto lo spazio e poi cominciano a crescere in altezza, quindi significa che se ne infischiano dei segnali di inibizione che solitamente si innescano quando due cellule vengono a contatto, molto importante per spiegare come mai queste cellule, anche in vivo, crescano in maniera abnorme. Perdita dell'orientamento dipendente dal substrato, l'abbiamo gi detto, non rispettano la polarit ma crescono in maniera del tutto casuale, e, altra cosa importante, diminuita necessit dei fattori di crescita. Le cellule normalmente, che siano fibroblasti, che siano epatociti, qualunque cosa vogliate, se le mettete in coltura, non crescono, a meno che non aggiungiate un fattore di crescita, che legandosi al recettore stimoli, attraverso la via di trasduzione del segnale, un qualcosa che dica alla cellula di dividersi. Senza fattori di crescita, le cellule non solo non crescono ma generalmente vanno incontro a morte. Le cellule tumorali riescono a crescere, anche se non in totale assenza di fattori di crescita, a concentrazioni di questi che sarebbero del tutto insufficienti per le cellule normali. Le cellule tumorali riescono quindi a crescere anche quando l'ambiente non particolarmente favorevole: questo perch hanno imparato a prodursi i propri fattori di crescita. Li sintetizzano, li espellono, li riacchiappano tramite recettori di membrana; usufruiscono di un circuito autocrino. Abbiamo visto differenze morfologiche, differenze comportamentali e abbiamo detto come queste differenze (in termini di eterogeneit cellulare, dimensioni del nucleo...) siano tutte caratteristiche tipiche del tumore, non applicabili per a tutti i tipi di tumore. Questo rende difficile formulare una definizione generale che valga per tutti i tipi di tumore e spiega come ogni tumore faccia in realt storia a s. Un ricercatore messicano soltanto esaminando tumori al microscopio ne ha catalogati oltre seicento. Queste atipie morfologiche e biochimiche sono estremamente variabili da tumore a tumore anche nell'ambito dello stesso tumore, cio lo stesso tumore, per esempio il carcinoma epatico, si comporta in maniera diversa a seconda del paziente in cui si trova. Da cosa dipenda non lo sappiamo, o meglio, possiamo pensare mille cose diverse. Perci si deve escogitare una terapia mirata per ogni tipo di tumore; ecco perch i discorsi attuali vertono su genomica, personalizzazione della terapia (non auspicabile che la stessa terapia funzioni per lo stesso tumore in pazienti diversi: in un caso il tumore sar cresciuto per mutazione del gene X, nell'altro caso per mutazione del gene Y, in base a ci che somministriamo potremmo agire sull'uno e non ottenere alcun risultato nell'altro). Non pu pertanto esistere una cellula neoplastica universale che esemplifichi il comportamento di tutti i tumori, ma esistono tante cellule neoplastiche ognuna delle quali diversa da tumore a tumore. Queste considerazioni hanno portato un illustre ricercatore a fare questo commento: "Non si possono fare generalizzazioni nell'ambito dei tumori, a parte il fatto che non si possono fare generalizzazioni". Vuol dire che per ogni tumore vanno indagati e capiti la sua storia, il suo comportamento senza che ci che noi osserviamo possa essere applicato a tumori di altro genere. 2 ora Abbiamo visto alcune delle caratteristiche che ci danno informazioni sul minor grado di 7

differenziamento delle cellule tumorali, che sono per quello che abbiamo visto basate su aspetti morfologici. Ho detto prima per, che il criterio di differenziamento usato come parametro per distinguere le cellule tumorali dalle cellule normali, si basa su un aspetto che non solo morfologico ma anche funzionale. Allora anche in questo caso cos come per ci che riguardava le atipie osservabili al microscopio, possiamo dire in generale che neoplasie ben differenziate hanno un attivit funzionale che abbastanza simile a quella del tessuto da cui il tumore si origina, mentre al contrario cellule altamente anaplastiche non solo sono molto diverse dalle cellule del tessuto d origine per quanto riguarda l aspetto morfologico ma anche per quanto riguarda quelle che sono le funzioni svolte da quelle cellule; in altre parole queste cellule tumorali cominciano a comportarsi in maniera deviante anche dal punto di vista funzionale, cio cominciano a sintetizzare delle cose che mai le cellule del tessuto dal quale deriva il tumore avrebbero sintetizzato, come certi tipi di proteine o di ormoni ecc. Vi faccio alcuni esempi: -le cellule del carcinoma a piccole cellule del polmone producono l ormone antidiuretico, che la loro controparte normale mai produrrebbe come anche l adrenocorticotropo -le cellule del carcinoma renale producono l ormone paratiroideo, cosa che avviene anche da parte di cellule del carcinoma cellulare -le cellule del carcinoma della mammella producono prostaglandine Diciamo che queste cellule man mano che diventano sempre pi anaplastiche cominciano a produrre delle sostanze che non sono certamente parte del corredo della loro controparte normale. Il fatto di produrre in sede ectopica certi tipi di ormoni si accompagna al fatto che le cellule tumorali producono anche delle proteine che la controparte normale produceva soltanto allo stato fetale; quindi noi osserviamo che: uno dei marcatori del carcinoma epatico l alfafetoproteina (AFP), appunto una proteina prodotta solo in fase fetale e non pi prodotta quando l epatocita matura; la prostata produce l antigene prostatico specifico (PSA) che viene considerato come marcatore anche se studi molto recenti in parte contestano l uso di questo marcatore come indicatore di tumore alla prostata, e poi per esempio i tumori del colon producono quest altro antigene, CEA, che nuovamente la controparte normale non riuscirebbe a produrre, quindi anche questo un segno di un mancato differenziamento o comunque di una situazione caratterizzata da anaplasia. Purtroppo l utilizzo di questi marcatori tumorali non sempre lecito perch noi per esempio abbiamo un aumento di alfafetoproteina che pu essere semplicemente legato ad un epatite e quindi non necessariamente ad un tumore, cos come l aumento di CEA non indica necessariamente tumori del colon ma pu indicare anche cirrosi o epatite. Fino adesso abbiamo parlato di differenziamento e abbiamo detto che in generale lo stato di differenziamento legato alla minore o maggiore reattivit dei tumori, abbiamo detto che normalmente i tumori benigni sono pi differenziati mentre i tumori maligni scarsamente differenziati e quanto minore il differenziamento e tanto maggiore lo stato anaplastico presumibilmente tanto maggiore l aggressivit del tumore stesso. Un altro criterio molto importante nel cercare di stabilire anche la futura evoluzione del tumore rappresentato dalla velocit di evoluzione. Per quanto riguarda la capacit di crescita, anche qui in generale, diciamo che i tumori benigni hanno una velocit di crescita inferiore rispetto ai tumori maligni. Anche qui per ci sono dei problemi: innanzitutto ogni tumore ha la sua velocit di crescita, e dipende

anche dallo stadio in cui si trova il tumore, perch per esempio si visto che dei tumori al momento x hanno una velocit di crescita scarsissima e magari dopo due mesi la velocit diventa enorme, o viceversa possiamo trovarci di fronte a situazioni in cui in un tumore che ha una velocit di crescita abbastanza preoccupante due mesi dopo la frazione di cellule in ciclo notevolmente pi bassa, quindi il fatto che la velocit di crescita non sia costante pone un ulteriore limite a quelli che possono essere i sistemi che ci possono aiutare a prevedere quella che l evoluzione del tumore. Con tutti questi limiti noi diciamo che in generale la velocit di crescita correlata al livello di differenziamento, ovvero tanto meno differenziato il tumore tanto maggiore la velocit di crescita. Sono stati fatto tantissimi studi partendo dal presupposto che il tumore non sia altro che l espressione di un aumentata velocit di crescita, un tempo si credeva che il tumore crescesse perch le cellule che costituivano il tumore si dividevano pi rapidamente delle cellule normali. Sono stati fatti tutta una serie di calcoli, prima a livello teorico, e poi non sempre supportati dalle osservazioni cliniche, in cui per esempio si dice che se noi prendessimo una singola cellula tumorale, diciamo quella iniziale, e supponendo che quella cellula sia intorno ai 10-20 micron di diametro, ci vorrebbero circa 30 cicli cellulari perch a partire da questa cellula, che non pu essere vista da nessun tipo di strumento, si arrivi a 10 cellule, cio ad una massa tumorale di 1grammo che la pi piccola massa evidenziabile clinicamente e diagnosticabile come tumore, dopo di che si visto che sono necessarie solo 10 replicazioni perch da questa piccola massa tumorale si arrivi ad una massa di 10 cellule, pari ad 1chilo, che la pi grande massa compatibile con la sopravvivenza dell individuo. Il che significa che dal momento in poi che diagnostichiamo il tumore, presumibilmente, questo tumore gi metastatizzato. Tutto questo parte dal presupposto che tutte le cellule che derivano da quella cellula primordiale originariamente trasformata siano uguali, e soprattutto siano uguali anche a livello di capacit replicativa. In realt per fortuna cos non e la curva reale di crescita del tumore non corrisponde mai ad una curva teorica basata su questo tipo di ragionamento. Questo perch noi sappiamo che a partire dalla prima cellula inizialmente si ha un espansione di tipo clonale in cui tutte le cellule sono identiche tra loro e hanno le stesse capacit proliferative ma ad un certo numero di cicli noi cominciamo ad osservare delle cellule che cominciano ad essere diverse dalla prima cellula. Quindi in realt quando noi arriviamo ad un tumore noi non abbiamo pi una popolazione cellulare omogenea, di fatto il tumore rappresentato da una massa eterogenea di cellule che hanno caratteristiche completamente diverse tra di loro: alcune cellule sono per esempio caratterizzate da una capacit invasiva, cio sono in grado di infiltrare il tessuto ma non sono in grado di dare metastasi; altre cellule son solo metastatiche ma non sono in grado di invadere un tessuto; alcune cellule addirittura non fanno n l uno nell altro e altre cellule sono fuori dal ciclo, cio hanno perso la capacit stessa di proliferare. Quindi il risultato che noi abbiamo alla fine una massa di cellule tumorali estremamente eterogenea, cosa che pone problemi in termini di terapia perch innanzitutto, generalmente l approccio della chemioterapia basato sul fatto di utilizzare delle cose che uccidono le cellule in ciclo e se noi abbiamo una popolazione cellulare caratterizzata di 100 cellule, con solo 5 in ciclo,noi uccidiamo quelle 5 ma non tocchiamo le altre 95, per cui si cerca di stimolare tramite resezioni del tumore o radiazioni il rientro in circolo del maggior numero di cellule e poi si da l agente che uccide le cellule in ciclo. Il discorso per molto complicato perch molte di queste cellule son diverse tra loro e quindi noi beccheremo sempre delle cellule che sono resistenti al tipo di trattamento che stiamo andando ad 9

effettuare. Tornando al discorso di prima sulla maggior velocit di divisione delle cellule tumorali, ora sappiamo che non vero, quello che cambia la frazione di cellule che entrano in circolo rispetto alla frazione di cellule normali del tessuto che in grado di entrare in circolo. In altre parole se prendiamo un organo quiescente, per esempio il fegato, gli epatociti entrano velocissimamente in ciclo mentre in un tumore epatico il numero di cellule tumorali che riesce ad entrare in circolo sicuramente superiore, ma non si dividono pi velocemente. Se anche, noi considerassimo soltanto una frazione di cellule tumorali che si divide, neanche questo ci spiegherebbe una crescita che in realt normalmente molto pi lenta di quella che ci aspetteremmo; questo perch fino a poco tempo fa questi calcoli non prendevano in considerazione il fatto che nella massa tumorale un certo numero di cellule va incontro a morte cellulare, quindi non che le cellule tumorali siano diventate pi resistenti alla morte, perch c una frazione che pu essere pi o meno consistente, a seconda del tipo di tumore, che va incontro a morte, e quindi questa la percentuale di cellule che esce dal sistema e noi dobbiamo riuscire a stabilirla per capire quanto rapidamente il tumore pu crescere. La frazione di crescita in quasi tutti i tumori diminuisce nel tempo, quindi man mano che il tumore va avanti addirittura il numero di cellule che si divide diminuisce e invece, soprattutto nei tumori solidi, aumenta l indice di morte cellulare. Quindi voi pensate che inizialmente abbiamo tutte cellule che si dividono rapidamente poi cominciano a formare dei sottocloni e tra questi sottocloni ce ne sono alcuni che non riescono pi a dividersi o si dividono raramente, e alcuni dei sottocloni che addirittura non in grado neanche di rientrare o di completare il ciclo cellulare e quindi vengono eliminate. Se noi prendiamo dei tumori mammari diversi fra loro, che in base all indice di marcatura, quindi in base alla capacit replicativa dovrebbero raddoppiare in un certo tot di ore, noi vediamo che in realt il tempo di raddoppiamento reale non corrisponde assolutamente a quello ipotizzato, perch per esempio un tumore che ci impiega 204 ore per il suo raddoppiamento anzich le 64 previste ha una frazione di cellule che vanno incontro ad apoptosi molto alta, il 69 %; viceversa quest altro tumore ha un tempo di raddoppiamento (23), quasi simile a quello teorico (20), perch la frazione di cellule che vanno incontro a morte trascurabile (9%). Neanche lo stabilire quante cellule si dividono sufficiente per anticipare il comportamento del tumore se non teniamo presente anche la frazione di cellule che esce dal sistema in quanto muore. Inizialmente come il tumore cresce tutte le cellule che si formano a partire da quella originale sono in grado di dividersi e non vanno incontro a morte fin quando incominciano a formarsi tutta una serie di varianti, alcune delle quali sono destinate a morire, quindi non contribuiscono pi alla crescita del tumore,alcune si bloccano in G0 quindi perdono la capacit di rientrare in circolo e addirittura alcune cellule vanno incontro ad un processo di differenziamento e diventano delle cellule normali e non partecipano pi alla crescita del tumore. In questi ultimissimi anni si data grande enfasi anche al concetto di cellule staminali neoplastiche, da questi studi emerso che anche in una massa tumorale molto grande, una grande quantit di cellule potrebbe essere eliminata e potrebbe non portare ad un esito drammatico, ma il problema che all interno di questa massa c un piccolissimo numero di cellule compreso tra lo 0,1 e lo 2,5 % rappresentato da cellule staminali in qualche modo trasformate. Queste cellule staminali neoplastiche non sembrano avere una grande capacit proliferativa ma quello

che fanno ogni volta ricostituirsi in una cellula tumorale, per cui noi possiamo anche uccidere il 90, addirittura il 97,5 % delle cellule tumorali ma se noi non abbiamo ucciso queste non abbiamo risolto niente, perch questa piccolissima quota immediatamente riformer le cellule tumorali. Questo un grosso limite alle nostre conoscenze anche se alcuni studi sono in grado in qualche misura di identificare questa piccolissima frazione di cellule. uscito da pochissimo un lavoro in cui si dice per esempio per il tumore del colon queste cellule sono .. per la positivit ad un antigene che il CD133 e solo queste cellule se vengono isolate e vengono iniettate in un topo nudo, quindi deficitario dal punto di vista immunologico, riescono ad indurre tumore sull animale mentre l altro 97,5 % anche se iniettato negli stessi animale non dar mai tumori. Questo ci fa capire il fallimento di molti trattamenti chemioterapici che sono in qualche modo non intelligenti, nel senso che tendono ad uccidere un gran numero di cellule ma senza probabilmente toccare quello che il nucleo che sostiene, oltre ad averlo iniziato, il processo tumorale. Sempre per quanto riguarda l accrescimento ricordatevi : -la stagione di crescita dei tumori non mai superiore al 40 %, esagerando anche -gli indici di marcatura (LI) , intendendo quei sistemi che ci consentono di dire quante cellule stanno replicando il DNA, -l indice mitotico (MI) , intendendo quante cellule sono in mitosi al momento della mia osservazione, e che estremamente eterogeneo non solo tra tumore e tumore ma anche nell ambito dello stesso tumore e questo pu giustificare la popolazione cellulare del tumore estremamente eterogenea - presenza di cloni che non sono in grado di proliferare -eterogeneit tra tumori dello stesso tipo istologico -il ciclo cellulare quasi normale, nel senso di velocit,velocit di crescita del tumore indipendente alla lunghezza del ciclo cellulare -morte cellulare

TUMORI BENIGNI E MALIGNI CARATTERISTICHE BENIGNI11

MALIGNI

Velocit di crescitaModalit di crescita

lentaespansiva,cio si accrescono come una sfera,dal centro verso la periferia

Rapidainfiltrativa, cio formano delle specie di ramificazioni all interno del tessuto e tendono ad allontanarsi dal nucleo positivo

Metastasi Capsula

mai frequente, serve ad evitare che queste cellule s infiltrino nel tessuto adiacente rara, perch crescono meno del tumore maligno e hanno apporto vascolare che gli impedisce di andare incontro a necrosi rare modeste

Frequente no a volte hanno una pseudocaspula con alcune capacit di tenere all interno le cellule tumorali frequente

Necrosi

Ulcerazioni Atipie

frequenti evidenti, al punto che quelle nucleari son considerate generalmente ci che ci consente di definire tale un tumore maligno numerose aumentato a favore del nucleo alterato,esempio aneuploidia che frequente

Mitosi Rapporto nucleo/citoplasma Aploidia

rare normale normale, 2 al massimo 4N