Via MAP Chinase / ERK

Oltre l’80% dei melanomi cutanei non dovuti a fotoesposizione cronica(CSD) si associa a mutazioni che attivano in modo costitutivo la via di segnalazione MAP KChinase / ERK, responsabile della regolazione della proliferazione e della sopravvivenza cellulare.

Il Cancer Genome Atlas ha classificato i melanomi non CSD in sottotipi: BRAF, RAS, NF1 e triple-wild basati sulle mutazioni che più frequentemente colpiscono questa via.

BRAF è il gene più comunemente mutato ed è alterato in circa il 50% dei melanomi non CSD. BRAF codifica una serina-treonina chinasi che fosforila MEK (MAP2K) quando legato a RAS-GTP attivato. Fino al 90% delle mutazioni di BRAF interessano l’esone 15 e provocano sostituzioni V600E che determinano l’attivazione costitutiva di BRAF; sostituzioni meno comuni includono V600K, V600R e K601E.

Circa il 25% dei melanomi ha mutazioni nel NRAS, che codifica per una piccola proteina G che si lega e attiva il BRAF quando è legato al GTP. La maggior parte delle mutazioni di NRAS si trova all’interno dell’esone 1 e determina la sostituzione della glicina in posizione 12 o 13 o all’interno dell’esone 2 con sostituzione della glutammina in posizione 61; in entrambi i casi, la mutazione impedisce l’idrolisi del GTP e determina l’attivazione costitutiva di NRAS e dei suoi effettori a valle. Sono inoltre state identificate rare mutazioni di HRAS (G13D, G13S e Q61K) e KRAS (G12D, G12R e Q61R). Talvolta, seppur raramente, le mutazioni di BRAF e RAS sono rilevate nello stesso tumore. Altre alterazioni nella via della MAP chinasi includono mutazioni con perdita di funzione nei geni per RAS-GAP NF1 e RASA2 che si associano rispettivamente al 15 e 5% di melanomi non CSD e guadagno di funzione in MEK1 (MAP2K1) e MEK2 (MAP2K2) che sono stati identificati nell’8% dei melanomi non CSD. Nonostante la prevalenza delle mutazioni di BRAF e NRAS nei melanomi non CSD, queste mutazioni sono, da sole, insufficienti a determinare la malignità. È noto che i nevi acquisiti e i nevi congeniti benigni contengono mutazioni BRAF e NRAS. Le mutazioni di BRAF sono in grado di indurre l’arresto della crescita in vitro. Ciò suggerisce che l’attivazione costitutiva di BRAF innesca meccanismi di checkpoint progettati a limitare la crescita maligna, un fenomeno noto come senescenza indotta da oncogene (OIS). Per superare l’OIS, sono necessarie quindi ulteriori mutazioni o alterazioni epigenetiche, che influenzano spesso la via della chinasi PI3 e / o CDKN2A.

Via PI3 della chinasi

Fino al 50% dei melanomi non CSD presentano mutazioni che colpiscono la via della chinasi PI3 e i suoi effettori. L’inattivazione del PTEN, una fosfatasi che defosforila il PIP3 e determina l’inibizione della funzione anti-apoptotica di Akt, è stata identificata nel 10% dei melanomi. Oltre all’inattivazione del PTEN, possono essere presenti mutazioni o amplificazioni con guadagno di funzione che influenzano la subunità catalitica di PI3 chinasi (4%) o Akt (fino al 30%). Il 4-9% dei melanomi contiene mutazioni nel gene che codifica per RAC1, una piccola proteina G della famiglia Rho che induce la formazione di lamellipodi e contribuisce alla motilità cellulare a valle della PI3 chinasi e di altri percorsi in vitro. La mutazione più comunemente identificata, una sostituzione P29S, è causata da una transizione da citosina a timina coerente con una firma UV; provoca un aumento dello scambio nucleotidico GDP / GTP che favorisce la forma attivata e ciò potrebbe determinare un aumento della migrazione e della proliferazione cellulare. E’ importante sottolineare che questa mutazione è stata anche associata ad una maggiore espressione di PD-L1 sulle cellule di melanoma. Mutazioni con guadagno di funzione nel gene che codifica per PREX2, un fattore di scambio di nucleotidi di guanina (GEF) per RAC1, sono state trovate anche nel 26% dei melanomi non CSD, sebbene il suo ruolo rimanga ancora poco chiaro. Infine, oltre il 15% dei tumori contiene mutazioni nella via di segnalazione mTOR che opera a valle di Akt tra cui MTOR, TSC1, TSC2, RICTOR e RPTOR.

CDKN2A

E’ noto per essere il gene più comunemente alterato nel melanoma familiare. Mutazioni somatiche con perdita di funzione nel CDKN2A sono state riscontrate nel 15% dei melanomi, e nel 70% dei melanomi sporadici sono state descritte perdite o downregolazioni epigenetiche. CDKN2A codifica sia per p16 / INK4a, un inibitore G1-CDK, sia p14 / ARF, una proteina che blocca la degradazione mediata da MDM2 di p53.

TERT

Mutazioni nella regione del promotore TERT si trovano nel 70% dei melanomi. Coerentemente con la firma UV, le transizioni citosina-timina in una delle quattro posizioni a monte del sito di inizio della trascrizione hanno dimostrato di produrre nuovi motivi di legame per la proteina di legame GA (GABP) del fattore di trascrizione ETS che determinano una maggiore espressione di TERT e quindi maggiore attività della telomerasi, che può consentire alle cellule di superare la senescenza.

MITF

Il locus MITF sul cromosoma 3p è amplificato nel 10% dei melanomi non CSD. Il MITF, o fattore di trascrizione associato alla microftalmia, è un fattore di trascrizione bHLH responsabile della differenziazione e della funzione dei melanociti. È noto per controllare l’espressione di numerosi regolatori del ciclo cellulare e proteine pro-proliferative tra cui CDK2, TBX2, CDKN2A, p21, Bcl2 e c-Met nonché HIF-1α, che si ritiene promuova la sopravvivenza e le metastasi . Inoltre, è noto che la trascrizione del MITF è upregolata dalla segnalazione canonica del WNT attraverso la β-catenina e le mutazioni con guadagno di funzione nel CTNNB1 (β-catenina) si trovano nel 5-7% dei melanomi non CSD.

Altri geni

L’analisi della coorte TCGA ha portato all’implicazione di numerosi altri geni nella tumorigenesi del melanoma. Il 34% dei tumori contiene mutazioni somatiche nel GRIN2A, gene che codifica per il recettore ionotropico del glutammato NMDAR2A, che previene la formazione di complessi NMDA-R, aumenta la crescita indipendente dall’ancoraggio e aumenta la migrazione in vitro. Allo stesso modo, il 23% dei tumori contiene mutazioni somatiche nel GRM3, gene che codifica per il recettore del glutammato metabotropico 3, che ha dimostrato di interrompere il traffico di melanosomi attraverso la disregolazione della segnalazione del CAMP . Circa il 16% dei melanomi non CSD ospitano mutazioni con perdita di funzione nel TP53, che codifica per una proteina che limita la progressione del ciclo cellulare in risposta al danno del DNA. Inoltre, in un sottogruppo di tumori è stata osservata anche la upregolazione di MDM2 e MDM4, ligasi di ubiquitina E3 che segnalano la degradazione della p53. Il 7% dei tumori contiene mutazioni nel PPP6C, gene che codifica per una fosfatasi nota per limitare la transizione dalla fase G1 a S. Il 7% contiene mutazioni in ARID2, un gene che codifica per un componente del complesso rimodellante la cromatina PBAF e noto soppressore del tumore [10]. Il 6% dei tumori contiene mutazioni nel DDX3X, un gene che codifica per l’elicasi dell’RNA DEAD-box coinvolta nell’iniziazione della traduzione e nell’assemblaggio di granuli di stress, con conseguente traduzione globalmente ridotta che può fornire un vantaggio di sopravvivenza alle cellule tumorali. Le mutazioni meno comuni colpiscono l’enzima IDH1 del ciclo dell’acido citrico (5,7%), il soppressore tumorale RB1 (4,3%), la proteina ribosomiale 40S RPS27 (2,6%) e la proteina ribosomiale mitocondriale MRPS31 (1,3%).

Aberrazioni cromosomiche

Le alterazioni comunemente riscontrate nei melanomi cutanei non CSD comprendono perdite sui cromosomi 1p, 4, 5, 6q, 8p, 9p, 10q, 11q, 12q, 14, 15, 16, 21 e 22 e guadagni sui cromosomi 1q, 6p, 7, 8q, 18 e 20q; AKT3 e’ localizzato sul cromosoma 1q, BRAF sul cromosoma 7q e CDKN2A sul cromosoma 9p.

Bibliografia
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