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Le relazioni tra il cancro alla tiroide e il gene RET

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Le relazioni tra il cancro alla tiroide e il gene RET

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Nel numero precedente abbiamo parlato della relazione tra il gene BRAF e il cancro della tiroide (vedi "Le questioni tra il cancro della tiroide e il gene BRAF"). In questo numero ci concentreremo sul gene RET e sveleremo i misteri che circondano la relazione tra il gene RET e il cancro alla tiroide.

Figura 1: Top Ten dei nuovi casi di cancro in Cina nel 2020

Negli ultimi anni, l'incidenza del cancro alla tiroide ha registrato un aumento sostenuto e rapido a livello globale, anche in Cina. Il numero annuale di nuovi casi a livello mondiale si avvicina a 600.000, con i pazienti cinesi che rappresentano oltre un terzo di questo totale (Figura 1). Il rapporto tra pazienti di sesso femminile e maschile è di circa 3:1 [1].

Il gene RET, scoperto nel 1985, è un oncogene situato sul braccio lungo del cromosoma 10 (10q11.2), con un'estensione di circa 60 kb e 21 esoni. Il gene RET codifica una proteina tirosin-chinasi recettoriale che regola la proliferazione, la crescita, la differenziazione, la migrazione e l'apoptosi delle cellule. Svolge inoltre un ruolo cruciale nello sviluppo degli organi e nel processo di sviluppo del sistema nervoso, oltre a essere associato alla produzione di sperma maschile [2].

La proteina RET è costituita da tre domini: un dominio extracellulare con quattro sequenze ripetute simili a proteine leganti il calcio e una regione ricca di cisteina; un dominio transmembrana e un dominio intracellulare di tirosina chinasi. La proteina RET ha tre sottotipi: RET 51 (lungo 51 aminoacidi), RET 43 (medio 43 aminoacidi) e RET 9 (corto 9 aminoacidi). Essi presentano differenze nella regolazione temporale e spaziale, nella localizzazione e nel trasporto cellulare e nelle funzioni biologiche. Tra questi, RET 51 e RET 9 sono i sottotipi principali, entrambi altamente conservati, ma RET 51 è più efficace di RET 9 nel promuovere la proliferazione, la migrazione e l'ancoraggio delle cellule [3] (Figura 2).

Figura 2: Rappresentazione schematica della struttura della proteina RET

In che modo il gene RET partecipa alla regolazione del ciclo di crescita cellulare? E come porta all'insorgenza dei tumori? La proteina RET è coinvolta in vie di segnalazione cellulare come RAS-MAPK, PI3K-AKT, JAK-STAT e PKC, partecipando a processi quali la crescita cellulare, la proliferazione, la differenziazione e l'apoptosi durante il ciclo cellulare. Tuttavia, solo la proteina RET attivata può attivare le vie di segnalazione a valle e svolgere un ruolo regolatorio. Le ricerche attuali indicano che l'attivazione della proteina RET richiede il coinvolgimento dei ligandi della famiglia del fattore neurotrofico derivato dalle cellule gliali (GDNF) e del recettore della famiglia GDNF-α (GFRα). Esistono vari tipi di GFL, tra cui non solo GDNF, ma anche neurturina (NRTN), artemina (ARTN) e persefina (PSPN). Quando i ligandi GDNF, NRTN, ARTN e PSPN si legano ai recettori GFRα1, GFRα2, GFRα3 e GFRα4, rispettivamente, il complesso GFLs-GFRα si lega a RET, innescando la sua omodimerizzazione, la fosforilazione dei residui di tirosina e la successiva trasduzione del segnale intracellulare, partecipando così alla regolazione del ciclo di crescita cellulare [4-5] (Figura 3).

Figura 3 Via di trasduzione del segnale di RET

1.Carcinoma papillare della tiroide (PTC) con mutazioni del gene RET

Il cancro della tiroide è il più comune tumore endocrino maligno, che origina dall'epitelio follicolare della tiroide o dalle cellule epiteliali parafollicolari (Figura 4). In base all'origine e alla differenziazione, il tumore della tiroide può essere suddiviso in tumore differenziato della tiroide (DTC), tumore midollare della tiroide (MTC), tumore scarsamente differenziato della tiroide (PDTC) e tumore anaplastico della tiroide (ATC). Tra questi, il DTC è ulteriormente suddiviso in Carcinoma Papillare della Tiroide (PTC) e Carcinoma Follicolare della Tiroide (FTC). Tra tutti i tipi istologici, il PTC è il più comune e rappresenta circa il 90% di tutti i tumori della tiroide, mentre l'MTC è relativamente raro e rappresenta circa il 3%. Gli studi hanno dimostrato che le mutazioni del gene RET si verificano più comunemente nel PTC e nell'MTC, con il PTC che presenta principalmente un riarrangiamento RET e l'MTC che presenta principalmente mutazioni RET. Rispetto alle mutazioni di BRAF più comuni nel PTC, il riarrangiamento di RET non è molto comune nel PTC, rappresentando circa il 10-20%, e il riarrangiamento di RET e le mutazioni di BRAF si escludono a vicenda. I punti di rottura del gene RET si verificano spesso nell'introne 11, occasionalmente negli introni 7 e 10, portando all'inversione o alla traslocazione dell'estremità 3' del dominio chinasi e dell'estremità 5' di altri geni partner. Questa attivazione della RET chinasi produce oncoproteine chimeriche, che in ultima analisi portano allo sviluppo di tumori [6-8] (Figura 5).

Figura 5: Riarrangiamento di RET

Finora sono stati individuati più di 35 geni che hanno formato geni di fusione con RET, tra cui CCDC6-RET e NCOA4-RET sono i più comuni nel carcinoma papillare della tiroide (PTC), denominati rispettivamente RET/PTC1 e RET/PTC3, che rappresentano il 60% e il 30% dei tipi di riarrangiamento RET del PTC (Figura 6). Le radiazioni ionizzanti sono un fattore comune che porta al riarrangiamento RET. Secondo quanto riportato, l'incidenza del riarrangiamento RET nei pazienti con PTC esposti al fallout radioattivo di Chernobyl o colpiti dalle bombe atomiche in Giappone è compresa tra il 50% e l'80%. Inoltre, è più comune nei bambini che negli adulti. I pazienti giovani affetti da carcinoma tiroideo con riarrangiamento RET presentano spesso un'invasione extracapsulare precoce, metastasi linfonodali e metastasi a distanza, con conseguente stadio più elevato. Studi retrospettivi hanno dimostrato che il tasso di diagnosi di malignità dei noduli di categoria Bethesda III con riarrangiamento RET/PTC è del 60%, senza falsi positivi, indicando che il riarrangiamento RET/PTC è un marcatore altamente specifico per la diagnosi di PTC. Il consenso degli esperti in Cina raccomanda un trattamento chirurgico precoce e attivo per il PTC con riarrangiamento RET [6-8].

Figura 6 Principali tipi di riarrangiamento RET (cancro della tiroide)

2. Varianti del gene RET nel carcinoma midollare della tiroide (MTC)

L'MTC è un tumore maligno causato dalla secrezione di calcitonina (Ctn) dalle cellule C parafollicolari. In base alle caratteristiche genetiche della malattia, l'MTC è classificato in ereditario (20%~25%) e sporadico (75%~80%). Quasi tutti i casi di MTC ereditaria (HMTC) sono associati a mutazioni germinali nel gene RET, ereditato in modo autosomico dominante. Il 50% dei casi di MTC sporadica presenta mutazioni somatiche nel gene RET. La MTC fa parte della Neoplasia Endocrina Multipla di Tipo 2 (MEN2) e può essere ulteriormente classificata in tre sottotipi in base alle caratteristiche cliniche: MEN2A, MEN2B e Carcinoma midollare familiare della tiroide (FMTC). La MEN2A è il sottotipo più comune e rappresenta il 60%~90% delle famiglie MEN2; la MEN2B rappresenta il 5%, con un grado di malignità più elevato; l'FMTC è il sottotipo più indolente della MEN2, che si manifesta più tardi nella vita [7, 9].

1. Mutazioni del gene RET e MEN2A

Il 95% dei pazienti MEN2A con mutazioni del gene RET presenta hotspot in sei residui di cisteina ricchi di regioni extracellulari della proteina RET. Questi residui sono principalmente localizzati nei codoni 609, 611, 618 e 620 dell'esone 10, nonché nei codoni 630 e 634 dell'esone 11. I residui di cisteina in questi siti sono spesso sostituiti da altri aminoacidi, riducendo la formazione di legami disolfuro intramolecolari. Questo favorisce la formazione di omodimeri RET attraverso legami disolfuro intermolecolari, portando a un'attivazione sostenuta di RET in assenza di ligandi [7, 9, 10] (Figura 7).

2. Mutazioni del gene RET e FMTC

Nei pazienti affetti da FMTC, le mutazioni di RET si trovano non solo nei residui extracellulari di cisteina, ma anche in altri residui non cisteinici sia a livello extracellulare che intracellulare. Tra gli esempi vi sono Gly533Cys (G533C) nell'esone 8 del dominio extracellulare, Glu768Asp (E768D), Leu790Phe (L790F), Tyr791Phe (Y791F), Val804Met/Leu (V804M/L) e Ser891Ala (S891A) negli esoni 13-15 del dominio della chinasi [7, 9, 10] (Figura 7).

3. Mutazioni del gene RET e MEN2B

I pazienti affetti da MEN2B presentano mutazioni legate al dominio della chinasi del gene RET. Il 95% dei pazienti MEN2B presenta la mutazione M918T nell'esone 16 del gene RET, mentre meno del 5% presenta la mutazione A883F nell'esone 15. Queste mutazioni possono alterare la conformazione della proteina, aumentare l'affinità di legame con l'ATP e ridurre l'autoinibizione. Queste mutazioni possono alterare la conformazione della proteina, aumentare l'affinità di legame con l'ATP e ridurre l'autoinibizione [7, 9, 10] (Figura 7).

Figura 7 Tipi di mutazione del gene RET della famiglia MEN2

4.Mutazioni del gene RET e carcinoma midollare sporadico della tiroide (MTC)

L'MTC sporadico comporta per lo più mutazioni somatiche nel gene RET. Il sito più comune è M918T (circa 80%), seguito dal secondo sito di mutazione più comune, la mutazione C634 (circa 15%). Altre rare mutazioni somatiche riguardano siti come A883, C609, C630, tra gli altri. Gli studi indicano che la mutazione somatica M918T del gene RET è associata all'invasività dell'MTC. Pertanto, le linee guida raccomandano di verificare la presenza di mutazioni somatiche di RET nei pazienti con MTC avanzato o in quelli che stanno pianificando una terapia selettiva con inibitori di RET. Nonostante si tratti di una malattia sporadica, le ricerche dimostrano che dall'1% al 7% dei pazienti con MTC sporadico sono in realtà affetti da malattie ereditarie. Pertanto, le linee guida suggeriscono che i pazienti con MTC sporadico si sottopongano a consulenza genetica e a test per la ricerca di mutazioni RET. Nell'MTC sporadico, le mutazioni di RET sono mutuamente esclusive con le mutazioni di HRAS e KRAS [7, 9, 10].

5.Stratificazione del rischio per i siti di mutazione del gene RET

Attualmente, oltre 100 tipi di mutazioni puntiformi, variazioni del numero di copie, inserzioni o delezioni nel gene RET sono stati trovati associati alla MTC ereditaria. La malignità dei tumori causati da diversi siti di mutazione varia e possono essere classificati in gruppo ad alto rischio, gruppo ad alto rischio e gruppo a rischio moderato (Figura 8). In base ai diversi gradi di rischio, verranno impiegate diverse strategie di prevenzione e trattamento [7, 9, 10].

Figura 8 Siti di mutazione del gene RET e rischio di malignità del carcinoma midollare ereditario della tiroide

In sintesi, la variazione del gene RET è strettamente associata al cancro della tiroide, soprattutto nel carcinoma papillare della tiroide (PTC) e nel carcinoma midollare della tiroide (MTC). Il riarrangiamento RET/PTC può essere utilizzato come marcatore per la diagnosi di noduli tiroidei benigni e maligni. Può anche aiutare nella diagnosi del rischio ereditario della tiroide e fornire una prevenzione tempestiva.

Il rilevamento delle mutazioni genetiche del cancro alla tiroide di SpaceGen consente di valutare in modo scientifico e accurato il rischio di cancro alla tiroide di un individuo e di formulare un piano di gestione personalizzato.

Riferimenti

[1]IARC 2020: ultimi dati sul carico oncologico globale.

[2]Cytokine & growth factor reviews,2005,16(4-5): 441-467.

[3]Cytogenet Cell Genet 2001, 95:169-76.

[4]Nature reviews Clinical oncology,2018,15(3):151-167.

[5]JMA J, 2020, 3(3): 175-181.

[6] Linee guida per la diagnosi e il trattamento del cancro alla tiroide (edizione 2022)

[7]Consenso degli esperti sul test del gene RET e sull'applicazione clinica del cancro alla tiroide (edizione 2021)

[8] Consenso degli esperti del Guangdong sui test genici e l'applicazione clinica del cancro alla tiroide (edizione 2020)

[9] Consenso degli esperti cinesi su diagnosi e trattamento del cancro midollare della tiroide (edizione 2020)

[10] Linee guida CSCO per la diagnosi e il trattamento del cancro midollare della tiroide (edizione 2022)