11.4.2 I tumori con mutazioni ATRX sono positivi all’allungamento alternativo dei telomeri
ALT è un processo cellulare utilizzato da alcuni tipi di tumori che si basa sull’allungamento mediato dalla ricombinazione per mantenere la lunghezza dei telomeri. L’attivazione della via ALT si trova tipicamente nei PanNET, nei gliomi, nei neuroblastomi e nei sarcomi. L’ibridazione in situ a fluorescenza specifica dei telomeri (FISH) è stata eseguita su un gruppo di 41 PanNET sporadici non funzionali. È interessante notare che il 61% dei tumori ha visualizzato grandi telomeri e un segnale FISH ultraluminoso, coerente con un fenotipo ALT. Inoltre, i PanNET con mutazioni ATRX e DAXX sono anche ALT positivi in questo set di campioni. Una piccola parte di PanNET senza mutazioni puntiformi rilevabili, inserzione o delezione di ATRX e DAXX, è risultata essere ALT positiva. Dopo ulteriori indagini, questi tumori hanno comunque perso l’espressione nucleare di ATRX o DAXX, mentre i tumori senza fenotipo ALT hanno una robusta espressione di entrambe le proteine.
Interessante, la perdita di espressione nucleare di ATRX e/o DAXX e la presenza di ALT si verificano solo in pazienti con tumori PanNET di dimensioni ≥3 cm e con mutazione MEN1. Ciò suggerisce che questi eventi si verificano più tardi nella tumorigenesi del PanNET, dopo che la neoplasia è cresciuta oltre le dimensioni dei microadenomi (0,2 cm). Questa scoperta ha spinto lo sviluppo di un modello che descrive i possibili passi per la formazione di metastasi nei PanNET. Fondamentalmente, le mutazioni DAXX/ATRX si verificano durante la divisione cellulare incontrollata, che poi induce l’instabilità cromosomica (CIN) e attiva ALT per mantenere la lunghezza dei telomeri, portando all’eterogeneità delle dimensioni dei telomeri. CIN permette alle cellule colpite di acquisire aberrazioni cromosomiche e un ampio spettro di mutazioni che conferiranno vantaggi selettivi per la proliferazione cellulare e la costituzione di una dominanza in una sottopopolazione di cellule. Questo suggerisce che la perdita di DAXX/ATRX in combinazione con l’attivazione di ALT è una causa di CIN, che caratterizza un sottogruppo specifico di PanNETs. Nei PanNET non funzionali, la presenza di CIN si correla con dimensioni maggiori del tumore, un alto livello di aberrazioni cromosomiche e metastasi, mentre nei PanNET funzionali, in particolare negli insulinomi, si correla con un cattivo esito. Così CIN è proposto come strumento diagnostico per lo sviluppo della malattia metastatica.
Interessante, la perdita di espressione nucleare di ATRX in GBM multiforme pediatrici, GBM adulti, oligodendrogliomi e medulloblastomi si correla anche con un fenotipo ALT. La presenza del fenotipo ALT negli astrocitomi di grado IV (GBM multiforme) correla con un esito prognostico positivo. Infatti, la sopravvivenza mediana dei pazienti con tumori ALT-positivi è di 542 giorni, mentre per i pazienti con tumori non positivi è di 247 giorni. I tumori ALT-positivi sono stati anche trovati per aumentare il tasso di sopravvivenza degli astrocitomi di grado inferiore. La presenza di telomerasi non ha alterato o modificato la sopravvivenza dei pazienti con questo tipo di tumore. La perdita di espressione di ATRX negli astrocitomi di basso grado non è correlata a un fenotipo ALT. Tuttavia, c’è un’associazione di ATRX con la positività ALT negli astrocitomi pediatrici e adulti di alto grado (cioè, astrocitoma anaplastico e GBM).
Neuroblastoma è un tumore del sistema nervoso simpatico ed è considerato il tumore solido extracranico più comune tra i bambini. Più del 90% dei pazienti con neuroblastoma sono diagnosticati entro i primi 5 anni di vita, spesso a causa della loro associazione con sintomi pericolosi per la vita. I neuroblastomi che ospitano un fenotipo ALT sono associati a una resistenza alla chemioterapia senza una crescita rapida ed esiti sfavorevoli. Inoltre, alterazioni in ATRX o DAXX sono state trovate in tutti i tumori di neuroblastoma ALT-positivi. In alcuni rari casi, le mutazioni in ATRX o DAXX sono legate a un maggior rischio di recidiva tardiva.
I sarcomi possono essere ALT positivi, più frequentemente nei tumori di origine mesenchimale che in quelli derivati dall’epitelio. Il fenotipo ALT è rilevato nel 35% degli osteosarcomi e nel 35% dei sarcomi dei tessuti molli (STS). Il più grande gruppo di malignità STS è il liposarcoma, che rappresenta il 20% di tutti i tumori di origine mesenchimale. I meccanismi di mantenimento dei telomeri (TMM) nel liposarcoma si basano sul percorso ALT il 24% delle volte, essenzialmente il doppio dell’incidenza complessiva del fenotipo ALT. C’è una correlazione positiva tra l’utilizzo del percorso ALT come TMM e il grado del tumore in STS. Infatti, circa il 70% dei liposarcomi di grado I non mostrano alcun TMM, mentre nei gradi II e III, il 70% dei tumori hanno o ALT o telomerasi o entrambi. Pertanto il TMM potrebbe essere un potenziale marcatore di malignità nei tumori di origine mesenchimale e potrebbe essere in definitiva un bersaglio per interventi chemioterapici. Così i sarcomi con cariotipi complessi non specifici (cioè l’osteosarcoma) usano più frequentemente ALT come loro TMM rispetto ai sarcomi con cariotipi semplici con traslocazione specifica .
Come già detto, entrambi i TMM hanno caratteristiche molto distinte e una di queste è la differenza di CIN . Uno studio, utilizzando FISH sulla linea cellulare di osteosarcoma U-2 OS, ha dimostrato che le cellule ALT-positive hanno mostrato una grande varietà di lunghezze telomeriche, configurazioni insolite di ripetizioni telomeriche e loci, e cromosomi marcatori dicentrici. Il confronto tra due linee cellulari di osteosarcoma con attività telomerasica ha mostrato un aumento di traslocazioni, delezioni e riarrangiamenti cromosomici complessi. Inoltre, le cellule ALT-positive avevano una maggiore frequenza di ponti di DNA, una misura diretta delle aberrazioni cromosomiche, probabilmente a causa delle estremità cromosomiche libere. Queste estremità libere permettono la fusione cromosomica end-to-end che porta a cicli di rottura-fusione-ponte e all’aumento dei riarrangiamenti cromosomici lordi. Presi insieme, questi risultati dimostrano che i tumori mesenchimali con ALT hanno un background cromosomico più complesso e che le loro mutazioni sono aspecifiche e imprevedibili. È stato suggerito che la ALT può essere meno efficiente nel mantenere i telomeri perché può creare una serie di eventi che portano a CIN . Un’altra possibilità è che ALT induce e/o richiede queste alterazioni genetiche per funzionare correttamente.
Il coinvolgimento di ATRX nel sarcoma è simile ad altri tipi di cancro. In uno studio che ha esaminato 573 sarcomi, 58 di loro avevano una perdita completa dell’espressione nucleare di ATRX e sono stati classificati come tumori di alto grado. In un’altra serie di campioni, quasi tutti (41 su 42) i sarcomi con una perdita completa di ATRX erano anche positivi per ALT.
I sarcomi hanno un esito diverso dai gliomi quando si tratta di tumori ALT-positivi. Infatti, il 60% dei pazienti con osteosarcoma ALT-positivo ha una sopravvivenza di 5 anni, mentre il 90% dei pazienti con tumori sia non positivi per ALT che negativi per l’attività della telomerasi hanno un tasso di mortalità inferiore (sopravvivenza a 5 anni) . Allo stesso modo, uno studio che ha esaminato i tumori del liposarcoma e la sopravvivenza dei pazienti ha scoperto che i pazienti con fenotipo ALT hanno tumori altamente aggressivi e un tasso di mortalità più elevato, mentre i pazienti con tumori positivi alla telomerasi erano aggressivi ma mostravano differenze nella sopravvivenza . Nel complesso, entrambi i TMM hanno diverse influenze sulla tumorigenesi e sulla sopravvivenza dei pazienti e l’effetto dipende fortemente dal tipo specifico di tumore maligno osservato.
Insieme, questi risultati hanno dimostrato che le mutazioni ATRX sono eventi cruciali per lo sviluppo del percorso ALT durante la tumorigenesi. La comparsa del fenotipo ALT è un evento tardivo che si correla con tumori più avanzati e di grado superiore. La presenza di ALT è associata a una prognosi positiva nella maggior parte dei tumori e potrebbe essere un potenziale bersaglio terapeutico. Inoltre, il mantenimento dell’integrità del genoma da parte di ATRX è fondamentale sia nello sviluppo che nella prevenzione della malignità nelle cellule oncogene; tuttavia, i meccanismi sottostanti non sono ancora chiari e richiederanno ulteriore lavoro.