La Proteina del Retinoblastoma: Funzione e Ruolo nel Cancro

Il retinoblastoma è una patologia di origine genetica correlata alle mutazioni del gene RB1, localizzato nel cromosoma 13.

La proteina del retinoblastoma (pRb o Rb), infatti, è una proteina soppressore tumorale identificata nel 1991, che è stata trovata non funzionante in numerosi tipi di cancro. La normale funzione di Rb è di bloccare la cellula in uno stadio del ciclo cellulare prevenendone errate o dannose divisioni.

RB1 è stato anche il primo gene ‘oncosoppressore’ ad essere identificato e le sue modalità di inattivazione nel retinoblastoma hanno fornito al genetista Alfred G. Knudson la base per formulare negli anni 70 l’allora rivoluzionaria teoria secondo cui il cancro è dovuto all’accumulo di più “colpi” o mutazioni nei geni oncosoppressori (ovvero quelli in grado di contrastare la crescita delle cellule tumorali).

Funzione e Regolazione del Ciclo Cellulare

Il gene Rb appartiene alla categoria degli oncosoppressori, ma la sua funzione fisiologica è quella di guardiano del posto di blocco tra G1 e S. Durante G1 Rb è associata al fattore E2F, un protooncogene. Quando la cellula riceve segnale di crescita, si innesca la cascata di risposte della trasduzione del segnale con Ras protagonista: c'è l'attivazione del complesso ciclinaG1+CDK, che fa a fosforilare le proteine bersaglio, Rb, che si allontanano dal posto di blocco cosicché E2F può promuovere la trascrizione di geni per enzimi e proteine per la fase S del ciclo.

Nei tumori però Rb non è funzionante o è assente: se manca questo posto di blocco, la cellula non effettua i controlli necessari al passaggio dalla fase G1 alla S e lo effettua anche se non sarebbe nelle condizioni necessarie.

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Apoptosi e Ruolo di RB

Un articolo di rassegna, appena pubblicato sulla rivista Oncotarget, fa ora il punto su tutti gli studi incentrati sul ruolo di RB nel regolare l’apoptosi. L’apoptosi è un tipo di morte cellulare ‘programmata’ fondamentale nella tumorigenesi sia perché la capacità delle cellule di eludere l’apoptosi è un passo fondamentale nell’acquisizione del fenotipo maligno, sia perché la maggior parte di strategie terapeutiche mirano ad indurre l’apoptosi specificamente nelle cellule tumorali.

Diagnosi del Retinoblastoma

Il retinoblastoma si sviluppa quando entrambi gli alleli del gene RB1, che codifica la proteina Rb, risultano inattivati da una mutazione.

La diagnosi di retinoblastoma è clinica, attraverso alcuni segni tipici, in particolare il riflesso biancastro delle pupille degli occhi colpiti dalla neoplasia. Spesso viene scoperto quando viene scattata al bambino una foto col flash e le pupille appaiono bianche invece che col normale riflesso arancio-rossastro, mostrando un riflesso bianco caratteristic.

Può anche indurre strabismo oppure sintomi quali rossore e dolenzia agli occhi. Questa ultima forma di pseudo-infiammazione si riscontra in circa un decimo dei pazienti, mentre sintomi meno comuni sono il bulbo oculare sporgente, lo scolorimento dell’iride dell’occhio affetto da tumore, la presenza di differenze nella dimensione, forma e attività della pupilla e altri sintomi correlati a metastasi, come il dolore alle ossa.

La diagnosi deve essere confermata con una oftalmoscopia indiretta, da effettuare in midriasi e sotto anestesia nel caso di bambini molto piccoli o neonati. Si effettua anche una biomicroscopia con lampada a fessura, usando un potente raggio luminoso e un microscopio.

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Ulteriori accertamenti possono includere, la fluorangiografia, l’ultrasonografia del bulbo oculare, la risonanza magnetica per avere un’immagine dettagliata dei tessuti molli al fine di stadiare la diffusione del tumore.

Opzioni di Trattamento

Questa neoplasia oculare deve essere gestita da un team sanitario altamente specializzato nella gestione dei tumori pediatrici.

1. Una criosonda viene utilizzata per congelare e distruggere i tumori con un diametro fino a 5 mm e uno spessore di 3 mm.
2. Si utilizza sia la irradiazione esterna che la brachiterapia. L’irradiazione ha il vantaggio di una maggiore precisione, che consente di risparmiare i tessuti circostanti e quindi di preservare meglio la visione. Attualmente si utilizzano tre modalità: IMRT (Intensity Modulated Radiation Therapy), Gamma Knife e terapia con raggi protonici. La brachiterapia consiste nell’utilizzo di placche, su cui sono posti elementi radiottivi, che vengono suturate alla sclera in corrispondenza del tumore. La placca viene lasciata in sito da 3 a 7 giorni in base alle dimensioni e all’estensione del tumore.
3. Chemioterapia: la chemioterapia sistemica si usa quando sono insorte delle metastasi a distanza. I farmaci utilizzati includono cisplatino, etoposide and vincristina.
4. Enucleazione: procedura chirurgica che comporta l’asportazione dell’occhio e di parte del nervo ottico. Si utilizza solo per i tumori più grandi ed estesi, spesso come trattamento di seconda linea se sono fallite l’irradiazione o altre terapie che mirano a salvare l’occhio e solo quando non c’è speranza di salvare la vista. Spesso è associata all’impianto di un occhio artificiale delle dimensioni dell’occhio di un adulto e che viene riattaccato ai muscoli oculari per assicurare movimenti più naturali.
5. Exenteratio Orbitae: asportazione del contenuto dell’orbita comprensiva degli annessi oculari, ovvero del bulbo oculare, della muscolatura estrinseca, del grasso peribulbare, della periorbita, delle palpebre ed eventualmente della cute perioculare.

Incidenza e Sopravvivenza

I tassi di incidenza e sopravvivenza variano sostanzialmente da paese a paese e sono correlati alla precocità della diagnosi. Uno studio epidemiologico appena pubblicato su Jama Ophthalmology, EUROCARE-6 Working Group. Survival and health care burden of children with retinoblastoma in Europe ha analizzato i dati di bambini con diagnosi di retinoblastoma, raccolti in 81 registri tumori di 31 paesi europei che hanno aderito al progetto EUROCARE-6, con riferimento ai 14 anni tra il gennaio del 2000 e il dicembre del 2013.

L’incidenza del retinoblastoma in ambito europeo si è mantenuta stabile, attestandosi a 4 casi ogni milione di bambini, di età compresa tra 0 e 14 anni, con un’aspettativa di vita a 5 anni del 97,8% Nel mondo in media 9 bambini su 10 con diagnosi di retinoblastoma possono essere curati e non presentano recidive tumorali nei 5 anni successivi al trattamento.

È necessario un follow-up per tutta la durata della loro vita a causa dell’elevato rischio di tumori secondari o di sviluppare un tumore nell’occhio controlaterale.

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A livello globale colpisce circa 1 bambino ogni 15.000 e si stima che tra 8.600 e 9.000 siano le nuove diagnosi ogni anno. Ci sono molti più maschi degli individui di genere femminile appartenenti.

Ricerca e Prospettive Future

Anche se molti dei meccanismi molecolari responsabili dell’alterazione di RB1 nel cancro sono stati scoperti, la ricerca su questa proteina chiave è stata ostacolata da diversi problemi. Innanzitutto, RB1 appartiene ad una famiglia di proteine che conta tra i suoi membri RBL1/p107 e RBL2/p130, due proteine che hanno sia funzioni peculiari che simili a quelle svolte da RB1 e sono quindi in grado di ‘compensarne’ l’eventuale perdita, il che rende più difficile identificare ruoli specifici.

A seguito del completamento del progetto genoma umano, sono emerse sempre più informazioni riguardanti l’identità e la funzione di molti geni in condizioni normali e/o patologiche. La Human Health Foundation Onlus lancia quindi il suo progetto di Global Onco Post Genomics, allo scopo di studiare a livello globale i meccanismi di traduzione del segnale intracellulare responsabili dell’insorgenza della malattia ed analizzare nuovi e sempre più potenti biomarkers per la diagnosi ed il followup di pazienti affetti da cancro da affiancare a quelli finora utilizzati al fine di incrementare la precisione della diagnosi, di predire e predisporre una terapia più adeguata. Il cancro è una malattia multifattoriale che si esplica in diverse fasi e richiede eventi mutazionali a carico di geni regolatori positivi e negativi del ciclo cellulare.

Il presente progetto si propone di combinare lo studio della Genomica (studio del genoma), Trascrittomica (studio dell’espressione genica negli RNA messaggeri) e Proteomica (studio di tutti i prodotti proteici espressi e delle loro interazioni a livello proteico) nel cancro.

Lo scopo che la HHF Onlus si propone, pertanto, è di valutare non solo il suo coinvolgimento in vari tipi di cancro, ma identificare i meccanismi molecolari alla base della sua inattivazione. Attualmente sono in fase di studio diversi tipi di tumore, tra cui quello del polmone, della mammella, del colon, dello stomaco, del sistema nervoso centrale. Studi recenti stanno mettendo in luce che esistono diversi meccanismi, genetici, epigenetici o mediante infezione virale, che sono responsabili dell’inattivazione funzionale di pRb2/p130.

L’impostazione sperimentale e teorica che si intende utilizzare in queste ricerche sarà quella propria della Biologia dei Sistemi. Questa nuova area della ricerca si fonda sull’integrazione tra la modellistica matematica e le discipline bio-mediche quantitative e/o con supporto computerizzato come, per esempio, la genomica (che si occupa dell’espressione, della sequenza e della struttura dell’intero genoma), la proteomica (che studia la conformazione tridimensionale, la funzione e le modificazioni biochimiche delle proteine), la metabolomica (che analizza le molecole prodotte nelle cascate anaboliche e cataboliche) e l’interattomica (focalizzata su tutte le possibili interazioni molecolari della cellula).

La ragione per cui questo approccio è strategicamente preferibile ad altri è che, da un punto di vista molecolare, esistono evidenze o ipotesi di un coinvolgimento di pRb2/p130 a vari livelli, e dunque sono molteplici ed eterogenei i tipi di esperimenti necessari per definire i meccanismi oncologici mediati da questa proteina. In particolare, l’importanza di un’analisi a livello trascrizionale, dunque nella sfera d’azione della genomica, è già stata dimostrata, per esempio, nel caso di cellule di carcinoma polmonare non a piccole cellule. Pure riconducibili alla genomica sono le recenti scoperte di alterazioni genetiche ed epigenetiche.

D’altro canto, poiché pRb2/p130 è una proteina soggetta a modificazioni post-traduzionali (fosforilazione) ed è inoltre coinvolta, in cellule normali e/o tumorali, in alcuni dei principali processi biologici, quali la regolazione del ciclo, l’apoptosi e il differenziamento, è cruciale per i nostri scopi avvalersi anche di altre tecnologie e strumenti avanzati quali quelli, ad esempio, forniti dalla proteomica e dall’interattomica.

Riferimenti

• Chévez-Barrios P, Chantada GL, Wilson MW. Incidence and Survival Rates in European Children With Retinoblastoma. JAMA Ophthalmol. 2024;142(11):1071-1072.
• Virgili G, Capocaccia R, Botta L, et al; EUROCARE-6 Working Group. Survival and health care burden of children with retinoblastoma in Europe. JAMA Ophthalmol. Published online October 10, 2024.

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