Tumorile cu Celule Germinale

Tumorile umane cu celule germinale(TCG) sunt reprezentate de un grup heterogen de neoplasme.Aceste tumori testiculare pot fi impartite in 3 grupuri:

Infantil/Prepubertal

Adolescent/Tanar adult

Seminom spermatocitic

Fiecare cu propria constelatie de trasaturi histologice,moleculare si clinice.

Originea lor este reprezentata de celulele germinale aflate in diferite stadii de dezvoltare.

TCG sunt cele mai comune tipuri de cancer la barbatii intre 20-35 de ani.Ele afecteaza 1 din 500 de barbati,aspect care variaza in functie de zona geografica(mai frecvente in nord vestul Europei).

TCG clinic se prezinta ca o tumora(umflatura)nedureroasa.Poate cauza un discomfort minor datorita greutatii sale, dar rareori durere.Majoritatea cazurilor de cancere testiculare sunt unilaterale afectand predominant testicolul drept.Tumorile bilaterale sunt rare la diagnosticare,dar la 2% dintre pacientii cu TCG unilaterala o noua tumora metacrona se va dezvolta in testicolul restant.

TCG sunt adesea maligne si metastazante rapid daca nu sunt tratate din timp.Calea principala de matastazare este cea limfatica,ganglionii afectati cel mai des fiind cei din zona lombara si cei mediastinali.Tumorile de testicol drept deobicei metastazeaza la ganglionii dintre aorta si vena cava inferioara,iar cele de testicol stang la ganglionii laterali de aorta.

Precursorul tumorii invasive este neoplazia cu celule germinale intratubulare,tipul neclasificat(Intratubular germ cell neoplasia, unclassified type - IGCNU).

Factori predispozanti ai patogenezei sunt :

Criptorhidismul

Nivel ridicat al estrogenilor in utero

Disgenezia gonadala

Studii de epidemiologie,histology,aspect clinic si constitutia cromozomiala a tumorilor sustine conceptual de entitati distincte derivate din celulele germinale,fiecare cu o patogeneza diferita.

Teratoamele infantile nu prezinta aberatii cromozomiale,sau cel mult dispun de supra/sub reprezentari ale anumitor zone cromozomiale.In schimb seminoamele si non seminoamele prezinta un odel constand de pierderi si adaugari de material genetic la nivelul cromozomilor 11,13,18,7,8 si X.

Cea mai des intalnita structura aberanta cromozomiala este Isocromozomul 12p.Tumorile care nu prezinta aceasta modificare au alte anormalitati structurale la nivelul 12p,printre care amplificarea regiunii 12p11.2-p 12.1.Genele relevante din punct de vedere patogenetic de pe acest segment sunt probabil un fragment de 1.7 mb(baze).Acest plus de material genetic poate fi legat de dezvoltarea invaziva. Modificarile de cromozom 9 sunt legate doar de seminoamele spermatocitice.

Teratoamele infantile si Seminoamele spermatocitice sunt tumori benigne.Seminoamele si nonseminoamele sunt maligne si sunt cea mai comuna forma de cancer a adultului tanar de rasa Caucaziana. Rata lor de vindecare este de peste 90% cu radioterapie si chimioterapie asociate. In plus leziunile precursoare sunt usor de tratat ,motiv pentru care metodele de diagnosticare precoce sunt foarte utile si ca atare se justifica efortul de a le dezvolta cat mai bine.

Pana in prezent susceptibilitatea genetica a TCG nu a fost identificata corespunzator la om. Studiile de linkage sunt dificile datorita raritatii pedigree-urilor multigenerationale cu mai mutli indivizi afectati, sterilitatii rezultate in urma chimio si radioterapiei precum si complexitatii controlului genetic. Studiile de cartografiere a familiilor stranse de Consortiul International de Linkage al Cancerului Testicular releva asociere cu cromozomii 3,4,5,11,12,18(BISHOP 1998; LEAHY et al. 1995).

Riscul crescut de TCG intre tata si fiu mai mult decat intre frati dovedeste o posibila X-linkare a afectiunii. Dealtfel studii pe cromozomul X si asocierea sa la TCG au demonstrat implicarea Xq27-bratul lung al cromozomului X,banda 2,subbanda 7(RAPLEY et al. 2000),mai ales pt tumorile bilaterale.Acest lucru demonstreaza rolul pe care il are aceasta portiune de cromozom X in dezvoltarea de tumori bilaterale.

Geneza tumorala pare a fi destul de complicata si necesita 2 stadii.

Primul reprezinta formarea CIS(carcinom in situ).Celulele CIS sunt recunoscute ca fiind precursoare pt toate tipurile de TCG mai putin spermatocitom(RAJPERT-DE MEYTS et al. 1996).Aceste celule se comporta ca celule stem pluripotente.Ele dau nastere nonseminomului,sau odata cu varsta isi pierd pluripotenta si dau nastere la tipuri limitate de celule si tesuturi.

Al doilea stadiu este reprezentat de evenimentul somatic ce duce la transformarea CIS in TCG. Nu este evident cum si cand apare CIS ,dar este asemanator cu celulele carcinomului embrionar descoperite la TCG de soarece in stadii initiale.

O teorie propusa ar fi cea conform careia TCG-urile s-ar dezvolta din cauza unor celule primordiale(PCG) al caror proces de mitoza nu se opreste dupa faza G1 ci continua sa se divida pentru cateva zile, dand nastere la celule stem pluripotente denumite celule carcinomatoase embrionale care se dezorganizeaza si formeaza tumori ale diferitelor celule si tesuturi. Astfel incat,se pare ca reglarea ciclului celular joaca un rol foarte important in geneza TCG.

A fost sugerat ca TCG se dezvolta datorita unor celule germinale primordiale(CGP)care nu mai intra in pauza G1 a ciclului mitotic si continua sa se divida pentru mai multe zile dand nastere celulei stem pluripotente , formand astfel carcinomul embrionar. Acesta devine dezorganizat si formeaza tumori de diverse varietati tisulare(Stevens and Mackensen 1961).Ca atare putem spune ca reglarea ciclului celular joaca un rol major in geneza TCG.

O ipoteza alternativa ar fi ca TCG pot fi generate de migrarea necorespunzatoare a unor CGP. In timpul embriogenezei, un numar considerabil de CGP nu reusesc sa ajunga pe crestele genitale si mor adesea in locatii ectopice.Studiile au aratat ca interactiunea MGF-KIT este necesara pentru supravietuirea acestor celulelor. MGF stimuleaza supravituirea sau proliferarea in cultura a CGP. S-a demonstrate ca BAX ar fi necesar pentru moartea celulelor germinale in timpul sau dupa migrarea celor care nu reusesc sa ajunga pe crestele genitale. Mutatiile locusului W ,cum ar fi deletii mari, rearanjamente si mutatii punctiforme care afecteaza calitatea proteinei c-kit exprimate si nivelul activitatii kinazei. Ligandul pentru receptorul c-kit este MGF (mast cell growth factor factor de crestere mastocitar) sau KL(kit ligand) sau SLF(steel factor) care este codificat de locusul Sl. MGF este produs ca un factor de crestere legat de membrane care sufera clivare proteolitica pentru a genera o forma solubila. Locusul Sl este foarte mutabil si numeroase mutatii spontane si induse (prin radiatii X de exemplu) au fost descrise.

Ipoteza conform careia aparitia TCG ar fi cauzata de migrarea necorespunzatoare de pe crestele genitale a unora dintre celulele germinale ar putea fi combatuta deoarece, celulele germinale migrate necorespunzator ar putea necesita factori de crestere care nu se gasesc in locatiile ectopice in care ajung si in lipsa unui mediu propice si a semnalelor, CGP ar putea muri. Mai mult decat atat, chiar daca CGP cu destinatii ectopice ar supravietui si s-ar transforma in tumori, foarte probabil ca acestea nu ar fi TCG atata timp cat CGP nu au ajuns pe crestele genitale ci au migrat in alte zone. Astfel incat, este necesar sa se determine functia tuturor diferitelor forme de control molecular al dezvoltarii CGP care sunt in legatura cu dezvolatrea TCG.

Existenta de suprareprezentare a 12p (bratului scurt al cromozomului 12) in toate subtipurile histologice ale TCG, inclusiv in stadiile preinvazive ale acestora sugereaza ca adaugarea uneia sau mai multor gene pe 12p(amplificarile corespund 12p 11.1-p12.1) este esentiala pentru dezvolatrea acestui tip de cancer. Pana in prezent studiile indreptate spre identificarea genelor raspunzatoare au fost bazate pe abordarea de tip gena-candidat.

Folosind metoda bicolora-FISH,physical cartografierea fizica si PCR semicantitativa SROA(the shortest region of overlap of amplification cea mai scurta regiune de suprapunere a amplificarii) s-a apreciat ca fiind intre 1750-3000kb.Pe deasupra,a fost cartografiat un numar de gene in si de jur imprejurul acestei regiuni.In timp ce 14 gene cunoscute au putut fi excluse din randul canditatelor datorita localizarii lor in afara regiunii, s-a putut demonstra ca KRAS2, JAW1 si SOX5 sunt localizate inauntrul SROA.In timp ce KRAS2 si JAW1 apar reprezentate catre marginea proximala a zonei, SOX5 apare in zona centrala a SROA. KRAS2 si JAW1 sunt exprimate in toate TCG pe cand unui aplicon 12p de la un subiect cu TCG ii lipseste expresia pentru SOX5. Regiunea critica a suprareprezentarii 12p in TCG reprezinta mai putin de 8% din lungimea totala a bratului scurt al cromozomului 12(12p).

Caile de semnalizare KIT si RAS in cancerul testicular cu celule germinale(2007)

Tumorile testiculare cu celule germinale reprezinta cauza principala in morbiditatea canceroasa la barbatii tineri albi. Identificarea schimbarilor in copiile ADN poate evidentia genele implicate in dezvoltarea tumorii.Au fost determinate cele mai mici suprapuneri de regiuni de dezechilibru din TGCT prin alaliza dispunerii ative a hibridizarii genomice. Expresia profilului de gene din 12p,care este invariabil dobandita in TGCT si ampliconii determinati la 12p11-l2.1 si 4q12, sugereaza implicarea KRAS si KIT in dezvoltarea TGCT si respectiv a semioamelor.Amplificarea acestor gene nu a fost gasita in neoplaziile intratubulare cu celule germinative adiacente bolii invazive sugerand implicarea lor in progresia tumorala.Activarea mutatiilor genelor RAS ( KRAS sau NRAS) si expresia KRAS erau evenimente ce se excludeau reciproc.Aceste corelatii intre nivelele de expresie ale KIT,KRAS si

GRB7 (care codifica un adaptor molecular ce interactioneaza cu receptorul KIT tirozin kinazei) au un rol important in activarea semnalizarii KIT si RAS in dezvoltarea TGCT.Pentru a stabili un rol al KIT in cadrul semioamelor a fost adaptat nivelul de expresie a KIT in Tcam-2,o linie celulara a semiomului.Posibila origine semiomatoasa a acestei linii celulare a fost sustinuna de expresia KIT si OCT3/4 si castigul de materia 12p.Reducerea expresiei de KIT SI Tcam-2 in cursul inhibitiei ARN a determinat descresterea viabilitatii celulare.O mai buna intelegere a semnalizaroo KIT si RAS in TGCT poate conduce la noi abordari terapeutice a acestor tumori.

Amplificarea si/sau supraexprimarea genelor ce codifica receptorii KIT si ERBB2 tirozin kinazei a fost relatata in TGCT. Acesti receptori pot fixa molecula adaptor GRB7 codificata de o gena adiacenta ERBB2 la 17q12,regiune de asemenea fercvant dobandita in TGCT.Legarea GRB7 poate fi implicata uin activrea semnalizarii RAS si KRAS2 LA 12p, ce este castigata in TGCT si se afla intr-o regiune minim suprapusa de amplificare la 12p111.2-l2.1,regiune descisa anterior.Proteinele RAS activeaza BRAF,iar activarea mutatiilor genelor ce codifica aceste proteine a fost descrisa in cadrul mai multor tumori.Studiul stabileste relatia dintre nivelul de exprimare si acvivarea mutatiilor acestor gene .Nivele crescute de exprimate si activare a mutatiilor in RAS erau evenimente ce se exclud reciproc si activarea mutatiilor in RAS a fost identificata numai in subtipul semiomatos.Mutatiille in BRAF nu au fost identificate.Nivelul crescut de exprimare a ERBB2 a fost asociat cu forma histologica a nonsemioamelor(biopsie din nodul limfatic dupa terapie).

Mutatiile si supraexprimarea a KRAS2, GRB7 si KIT sunt compatibile cu impicarea lor in dezvoltare TGCT.

- Studiu realizat in 2008 pe un esantion de 220 de pacienti-

Mutatiile genei KIT au loc in aproximativ 8% din TCG, KIT fiind gena care sufera cel mai frecvent mutatii dintre genele prezente in cancer.Un raport arata ca 93% dintre pacientii cu boala bilaterala au mutatia codonului 816 a genei KIT. Identificarea acestei mutatii poate prezice dezvoltarea unei TCG contralaterale.Intr-un studiu realizat in anul 2008 s-au investigat 220 de tumori de la 211 pacienti cu TCG si tumori cu celule germinale extragonadale . La 170 dintre pacientii cu TCG unilaterala a fost identificata o mutatie de exon 11 la un pacient cu TCg unilaterala si 8 mutatii KIT in exonul 17(9/175,5,1%).La 32 dintre pacientii cu TCG bilaterale un pacient avea o mutatie KIT activa in exonul 17(3,1%). Incidenta de mutatii active ale KIT in TCG sporadice fata de cele familiale nu este diferita semnificativ. Toate mutatiile au fost identificate in seminoame. Nu s-a gasit nici o dovada de crestere a frecventei de mutatii KIT in TCG bilaterale.

Bibliografie

         12p-amplicon structure analysis in testicular germ cell tumors of adolescents and adults by array CGH.

         Expression profile of genes from 12p in testicular germ cell tumors of adolescents and adults associated with i(12p) and amplification at 12p11.2-p12.1.

         Identification of the critical region of 12p over-representation in testicular germ cell tumors of adolescents and adults.

         Coamplification of DAD-R, SOX5, and EKI1 in human testicular seminomas, with specific overexpression of DAD-R, correlates with reduced levels of apoptosis and earlier clinical manifestation.

         Restricted 12p amplification and RAS mutation in human germ cell tumors of the adult testis.

         KIT and RAS signalling pathways in testicular germ cell tumours: new data and a review of the literature.2007

         Activating mutations and/or expression levels of tyrosine kinase receptors GRB7, RAS, and BRAF in testicular germ cell tumors.

         Somatic KIT mutations occur predominantly in seminoma germ cell tumors and are not predictive of bilateral disease: report of 220 tumors and review of literature.2008

         Mutations of c-kit gene in bilateral testicular germ cell tumours in Japan.

• https://www.cancerindex.org/geneweb/
• GENETIC CONTROL OF SUSCEPTIBILITY TO TESTICULAR CANCER By MAN-YEE JOSEPHINE LAM Department of Genetics

CASE WESTERN RESERVE UNIVERSITY

May, 2005