Espressione e regolazione dei geni Transient Receptor Potential Vanilloid 1 e 2 (TRPV1 e 2) nel glioma umano

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dei tumori che, in molti casi, correla con il loro comportamento, 
anche se in ogni grado ci possono essere sottotipi che si 
comportano diversamente. 
 
Classificazione 
Il sistema di grading più largamente utilizzato per classificare i 
gliomi è la classificazione WHO (World Health Organization), 
che si basa sui seguenti criteri: grandezza delle cellule, grado di 
pleomorfismo cellulare (citoplasmatico e nucleare), attività 
mitotica, grado di proliferazione e necrosi dei periciti e 
dell’endotelio microvascolare (Vandenberg and Lopes, 1999). In 
base a questo sistema i tumori gliali possono essere suddivisi in 
quattro gradi clinicamente distinti. Il grado quattro corrisponde al 
glioblastoma multiforme (GBM), che è il più aggressivo e viene 
anche definito glioma di grado elevato, insieme all’astrocitoma 
anaplastico (grado III). I gliomi di grado basso sono invece 
suddivisi in tre sottogruppi: astrocitoma, oligodendroglioma e 
glioma misto (grado II) (Kleihues et al., 1993). I tumori gliali di 
grado I includono lo xantoastrocitoma pleomorfico, 
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l’ependimoma e il subependimoma, ma sono forme tumorali 
adulte piuttosto rare. I gliomi adulti di grado basso hanno 
solitamente una localizzazione sopratentoriale e sono tumori 
molto ben differenziati, privi dei segni istologici tipici 
dell’elevata malignità come mitosi, proliferazione delle cellule 
endoteliali e necrosi (McLendon et al., 1998) In accordo con i 
criteri istopatologici della classificazione WHO, i gliomi di grado 
II presentano soltanto un moderato pleomorfismo nucleare, 
mentre gli astrocitomi di grado III sono caratterizzati da un 
aumento nelle dimensioni cellulari e da una elevata atipia 
cellulare. Infine, i tumori gliali di grado IV, a differenza degli 
astrocitomi di grado III, presentano un aumento della grandezza 
cellulare e un aumento della proliferazione endoteliale e della 
necrosi (Nelson et al., 1983; Burger et al., 1985; Davis, 1989). 
I gliomi di grado basso che colpiscono principalmente i bambini e 
i giovani, come l’astrocitoma pilocitico e i gliomi del tronco 
cerebrale, mostrano di solito comportamenti clinici e biologici 
diversi: questi tumori hanno un potenziale invasivo piuttosto 
limitato ed una minore capacità di trasformazione maligna.  
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Glioblastoma multiforme e astrocitoma anaplastico 
Il glioblastoma multiforme (GBM) e l’astrocitoma anaplastico 
sono classificati come gliomi di grado elevato e rappresentano un 
problema attualmente irrisolto per la neurooncologia: la 
sopravvivenza media per questo tipo di tumore è di 9-12 mesi sia 
per  i pazienti trattati chirurgicamente sia per quelli trattati con 
radioterapia o chemioterapia, con un tasso di sopravvivenza a 5 
anni che varia dal 10 al 35% per l’astrocitoma anaplastico e che è 
prossimo allo 0% per il glioblastoma (Valtonen et al., 1997; 
Nelson et al., 1993).  
Il GBM è il più aggressivo tra i tumori gliali: esso può nascere 
come tumore primario o può evolvere a GBM da uno dei gliomi 
di grado basso (secondario). Numerose sono le varianti 
istopatologiche del GBM, come il glioblastoma a cellule giganti e 
il gliosarcoma delle cellule fusate: in ogni caso, caratteristiche 
comuni a tutti i tipi di GBM sono pleomorfismo cellulare e 
nucleare, proliferazione microvascolare e necrosi. La maggior 
parte dei GBM esprimono markers di differenziazione astrocitica, 
come la proteina gliale fibrillare acida (glial fibrillary acid 
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protein, GAFP) o la proteina S-100 Ε (Tascos et al.,1982; Kimura 
et al.,1986). 
 
Astrocitoma 
Il più comune astrocitoma negli adulti è l’astrocitoma diffuso, che 
tipicamente colpisce nella terza o quarta decade di vita. Questi 
tumori appaiono come lesioni diffuse e possono erroneamente 
essere confusi con lesioni ischemiche. A livello microscopico gli 
astrocitomi diffusi sono suddivisi in tre diversi tipi, in base al tipo 
di astrocita da cui deriva la cellula tumorale: fibrillare, 
protoplasmico o gemistocitico. Questa sottoclassificazione è su 
base morfologica, ma presenta dei risvolti prognostici in quanto è 
generalmente accettato che l’astrocitoma gemistocitico ha una 
maggiore tendenza a subire una rapida trasformazione in senso 
maligno (Shaw et al.,1997). Nonostante la massa tumorale sia a 
volte molto estesa, l’unico sintomo riscontrato in pazienti affetti 
da astrocitoma diffuso è la presenza di crisi epilettiche: la massa 
tumorale non presenta conseguenze sintomatiche nella fase 
iniziale e la sua scoperta è in molti casi accidentale. Tuttavia, la 
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maggior parte degli astrocitomi diffusi evolvono a gliomi 
altamente maligni e tra tutti i pazienti affetti da gliomi di grado 
basso, quelli affetti da astrocitoma di grado II presentano il più 
elevato rischio di trasformazione maligna. Il tasso di 
sopravvivenza a 5 anni per i pazienti affetti da questo tipo di 
tumore viene stimato intorno al 50% (Shaw et al., 1997) e in 
alcuni casi la progressione tumorale si manifesta con un aumento 
della massa tumorale senza alcun segno della trasformazione 
maligna delle cellule. 
 
Oligodendroglioma 
Gli oligodendrogliomi colpiscono intorno alla terza o quarta 
decade, ma sono una forma tumorale meno comune degli 
astrocitomi diffusi. A livello microscopico gli oligodendrociti 
neoplastici sono riconoscibili per la presenza di un caratteristico 
alone perinucleare e per l’assenza della colorazione 
immunoistochimica per la proteina gliale acida (GAFP). Questi 
tumori possono presentare capacità di infiltrazione, anche se in 
molti casi sono molto ben definiti e circoscritti. I pazienti affetti 
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da oligonendroglioma hanno una prognosi piuttosto buona 
rispetto ai pazienti con astrocitoma, con una sopravvivenza a 5 
anni stimata intorno al 70-80% (Cairncross, 1997). Il tumore può 
rimanere indolente per anni e sono stati segnalati casi di 
prolungata sopravvivenza (tre o quattro decadi); tuttavia, un 
numero elevato di pazienti sviluppa nel corso degli anni una 
forma tumorale più aggressiva, con caratteristiche cliniche e 
istologiche tipiche dell’oligodendroglioma anaplastico; inoltre è 
possibile che si verifichi una trasformazione maligna in glioma 
misto o astrocitoma anaplastico, suggerendo che le cellule 
tumorali con una più alta potenzialità maligna sono derivate dalla 
presenza di una linea neoplastica di astrociti GAFP-positivi o da 
cellule staminali con caratteristiche di astrociti. 
 
Glioma misto 
La presenza di gliomi misti evidenzia il fatto che cellule 
neoplastiche con diversi fenotipi gliali possono esistere 
all’interno dello stesso tumore: i tumori misti presentano infatti 
sia oligodendrociti che astrociti neoplastici.  
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A livello clinico questi tumori si comportano come astrocitomi 
diffusi, con un più elevato rischio di trasformazione maligna 
rispetto agli oligodendrogliomi (Gutierrez, 1999). La diagnosi di 
questi tumori è basata su criteri istopatologici, poiché essi non 
sono radiologicamente distinguibili dai gliomi di grado basso. I 
gliomi misti possono progredire a gliomi di grado elevato e nella 
maggior parte dei casi diventano morfologicamente 
indistinguibili dagli astrocitomi anaplastici, il che suggerisce che 
la trasformazione maligna sia guidata dalla componente 
astrocitica del tumore misto. 
 
Altri tipi di glioma 
Gli ependimomi sono gliomi di grado basso piuttosto rari: sono 
derivati dalle cellule ependimali e si sviluppano in prossimità del 
terzo ventricolo o del canale centrale, con un’incidenza maggiore 
nel midollo spinale piuttosto che nel cervello. Nella maggior 
parte dei casi sono molto ben definiti e circoscritti. 
Lo xantoastrocitoma pleomorfico (PXA) è un altro glioma di 
grado basso non molto frequente: è un tumore a prognosi 
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piuttosto favorevole, anche se sono stati riscontrati dei casi di 
progressione maligna a gliomi di grado elevato (Gutierrez, 1999). 
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Alterazioni genetiche nei gliomi 
Un aspetto fondamentale per lo sviluppo dei tumori gliali è la 
perdita del controllo della proliferazione cellulare. Numerosi 
meccanismi regolano il mantenimento dell’equilibrio tra 
proliferazione e morte cellulare: le cicline, le chinasi ciclina-
dipendenti (CDK) e gli inibitori delle chinasi (CDKI) svolgono 
un ruolo importantissimo nella regolazione del ciclo cellulare 
(Dirks and Rutka, 1997), mentre la proliferazione cellulare è 
stimolata da molecole quali fattori di crescita e proteine della 
matrice extracellulare. 
La stimolazione della sopravvivenza cellulare è un fattore chiave 
per lo sviluppo del tumore. L’apoptosi è il meccanismo di morte 
cellulare che, durante lo sviluppo e nei tessuti adulti normali, 
assicura il controllo del numero delle cellule, ed è un processo 
strettamente controllato a livello genetico. Numerosi studi hanno 
messo in evidenza come la perdita della normale regolazione 
apoptotica sia responsabile dello sviluppo e della progressione dei 
gliomi (Alderson, 1995; Sano et al., 1999; Rodriguez-Pereira, 
2001; Chakravarti, 2002). Pertanto, la maggior parte delle 
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alterazioni genetiche ad oggi identificate nei gliomi umani 
provocano o una attivazione anomala delle vie di trasduzione del 
segnale a valle dei recettori tirosina chinasi che regolano la 
proliferazione cellulare, o la distruzione dei meccanismi che 
bloccano il ciclo cellulare. 
 
Attivazione delle vie di trasduzione del segnale e 
formazione del glioma 
Una delle prime alterazioni geniche ad essere associata al GBM è 
stata l’amplificazione del gene del recettore per il fattore di 
crescita epidermico (epidermal growth factor receptor, EGFR), 
che è la più comune tra le aberrazioni cromosomiche riscontrate a 
livello di tumori gliali (Libermann et al., 1985). L’amplificazione 
del gene EGFR si riscontra nel 40-50% dei glioblastomi e 
provoca un aumento nei livelli di espressione del recettore (Hurtt 
et al.,1992; J. Schlegel et al., 1994). Dal sequenziamento del gene 
EGFR nel glioma è stato evidenziato come esso possieda 
mutazioni che risultano nella delezione di porzioni del dominio 
extracellulare fondamentali per l’interazione con il ligando 
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(Ekstrand et al., 1992; Wong et al.,1992), e che tali recettori 
mutati siano dotati di attività tirosin-chinasica costitutiva 
(Ekstrand et al., 1994; Hoi Sang et al.,1995). Sono stati 
individuati almeno tre diversi tipi di delezione del dominio 
extracellulare di EGFR (Voldborg et al., 1997).  
Il primo provoca una attivazione costitutiva del recettore 
(EGFRvI) (Humphrey et al., 1988); il secondo è dovuto 
all’amplificazione del gene (EGFRvII) ma sembra non 
influenzare il fenotipo maligno del GBM (Humphrey et al., 
1991); un terzo tipo di delezione porta ad una diminuzione 
dell’endocitosi del recettore e ad una sua conseguente 
overespressione sulla superficie cellulare (EGFRvIII) (Bigner et 
al., 1990; Wikstrand et al., 1995). Di questi, il terzo tipo di 
delezione è quello più comunemente riscontrato nei gliomi 
umani: EGFRvIII è infatti stato evidenziato in più del 50% dei 
gliomi umani sia di basso che di alto grado (Garcia de Palazzo et 
al., 1993).  
Negli astrocitomi, nei glioblastomi secondari (gliomi che 
progrediscono dagli astrocitomi di grado basso) e negli 
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oligodendrogliomi il fattore di crescita derivato dalle piastrine 
(platelet-derived growth factor, PDGF) e il suo recettore 
(PDGFR) sono risultati essere overespressi (Guha et al, 1995; Di 
Rocco et al., 1998), e anche la overespressione del gene 
codificante per il fattore di crescita dei fibroblasti (fibroblast 
growth factor, FGF) e per il suo recettore (FGFR) sembra 
implicata nella tumorigenesi del glioma.  
A causa dell’amplificazione e delle mutazioni dei recettori per i 
fattori di crescita, l’interazione dei fattori di crescita con i propri 
recettori può contribuire a stimolare la proliferazione dei gliomi 
in maniera sia autocrina che paracrina.  
L’attivazione costitutiva dei recettori può infatti attivare 
contemporaneamente molteplici vie di trasduzione del segnale 
come la via del PI3 chinasi/AKT, la via RAS/MAP chinasi, la via 
C-MYC o la via della proteina chinasi C, con l’effetto ultimo di 
stimolare la sintesi del DNA e la divisione cellulare. Questa 
ipotesi trova riscontro negli elevati valori di attività di RAS e  
AKT che sono stati evidenziati nei gliomi umani (Guha et 
al.,1997; Haas-Kogan et al.,1998; Holland et al., 2000). 
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Un gene la cui perdita è stata spesso riscontrata nei gliomi umani 
di grado elevato è il gene PTEN, isolato dal cromosoma  10q23.3, 
una delle zone interessate a delezione nei glioblastomi, nei tumori 
mammari e nei carcinomi prostatici (Steck et al.,1999). La 
proteina PTEN è una fosfatasi lipidica che catalizza la 
conversione del fosfatidilinositolo (3,4,5)-trifosfato (PIP3) in 
fosfatidilinositolo (4,5)-bifosfato (PIP2) (Maehama and Dixon, 
1998; Myers et al., 1998), uno step importantissimo nel processo 
che lega il segnale innescato dai fattori di crescita alla 
sopravvivenza cellulare (Wechsler-Reya and Scott, 2001). I 
fattori di crescita attivano l’enzima fosfatidilinositolo-3’ chinasi 
(PI3K), che aumenta i livelli cellulari di PIP3: questi funge da 
secondo messaggero e lega, attivandole, altre molecole di natura 
proteica come l’enzima Akt.  
L’attivazione di quest’ultimo porta alla fosforilazione, e quindi 
alla inattivazione, di un elevato numero di proteine implicate 
nella regolazione dell’apoptosi, come Bad e Caspasi-9, 
promuovendo la sopravvivenza della cellula (Wechsler-Reya and 
Scott, 2001).  
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L’attività di PTEN riduce i livelli di PIP3, pertanto la sua perdita 
promuove in ultima analisi la sopravvivenza cellulare. 
Alterazioni del gene PTEN sono state riscontrate nel 41-63% 
delle linee cellulari di glioma e nel 17-44% dei glioblastomi 
primari, ma sono più rare nei gliomi di grado basso (Liu et al., 
1997; Rasheed et al., 1997; Wang et al., 1997; Duerr et al., 1998). 
Inoltre, alcuni studi hanno dimostrato che la proliferazione delle 
cellule di glioma potrebbe essere bloccata dal trasferimento del 
gene PTEN wild-type sia in vivo che in vitro (Furnari et al., 1997; 
Cheney et al., 1998).  
In uno studio piuttosto recente l’assenza del gene PTEN è stata 
associata con un aumento della malignità del tumore, mentre un 
aumento di PTEN è stato visto essere un fattore prognostico 
positivo per la sopravvivenza del paziente (James et al., 1991; 
Alleyne et al., 1999; Sano et al., 1999). Questi dati indicano che 
PTEN svolge indubbiamente un ruolo importante nella 
progressione tumorale.