Dipartimento di Genetica Università di Torino Dipartimento di Genetica Biologia e Biochimica barbara pasini Sindrome di von Hippel-Lindau

HPT-JT MEN2 CDK-Inhibitors MEN1 VHL carcinoma midollare della tiroide iperplasia / adenoma paratiroidi MEN1 AIP PRKAR1A SDHB-SDHD SDHC, SDHAF2SDH5, SDHA TMEM127 e NF1 paraganglioma feocromocitoma tumori endocrini pancreatici angiomatosi retinica emangioblastoma SNC carcinoma renale (CC) adenoma ipofisi gastrinomi duodenali carcinoidi ecc. VHL

caratteristiche generali delle neoplasie endocrine multiple autosomiche dominanti combinazione di “lesioni” specifiche istologia / clinica caratteristica PT: iperplasia in MEN2A / adenomi in MEN1 / adenoma cistico HPT-JT PiA: frequente PRL in MEN1 – frequente GH in AIP PNET: spesso secernenti in MEN1 / non secernenti VHL MTC con CCH in MEN2 età caratteristiche di insorgenza più manifestazioni presenti contemporaneamente sviluppo di manifestazioni in successione manifestazioni cutanee, cistiche ecc. malformazioni, dismorfismi (MEN2B) penetranza alta ma espressività variabile correlazione genotipo-fenotipo - MEN2, VHL, SDH (no MEN1)

Von Hippel Lindau (AD) Età più comune - RA angiomi retinici 45-73% (età media 25 aa, 12-25) CHB emangioblastoma cerebellare 44-72% (età media 29.9 aa, 18-25) SHB emangioblastoma midollare 13-44% (età media 33.3 aa, 24-35) RCC carcinoma renale 35-70% (età media 39.7 aa, 25-50) PC feocromocitoma 7-20% (età media 24 aa, 12-25) PNET tumori endocrini pancreatici 10-17% (età media 35 aa, 24-35) cisto-adenomi sierosi multipli del pancreas 35-75% Ong KR et al. Hum Mut 2007;28:143-149 573 casi

gene VHL 5’ 3’-UTR 1 3 2 ATG stop at nt. 852 Localizzato nel 1988 in 3p (3p25-26), clonato nel 1993 proteina VHL di 213 aa - 28-30 kDa (isoforma 2 di 19 kDa) espressa in molti tessuti citoplasmatica ubiquitinazione HIFa riduzione dell’espressione delle integrine (5a) riduzione dell’espressione della ciclina D1 (aumento di p27) legame con p53 …… 5’ 3’-UTR 1 3 2 ATG stop at nt. 852

VHL protein (213 aa) beta-domain 7 stranded b sandwich: aa 63-154 (HIF1a binding: aa 67-117) H4: aa 193-204 Linker: aa 189-194 Box 1: aa 116-119 Box 2: aa 148-155 (2 short b strand of hydrophobic residues buried upon folding) alpha-domain aa 155-192 H1 – H2 – H3 Linker: aa 154-156 polar interface between a and b domains Stebbins CE et al Science 1999

Totale VHL-1 VHL-2 945 famiglie con mutazione VHL riportate in letteratura: Totale VHL-1 VHL-2 (senza pheo) (con pheo) missenso 52% 44.5% 83.5% inframe del/ins 6% 7% 0.8% frameshift 13% 16.5% 4.4% nonsenso 11% 12% 7% splicing 7% 4% 0.8% delezioni 11% 15% 3.6% Nordstrom-O’Brien M et al. 2010

Von Hippel Lindau (AD) Tipo 1 senza pheo Tipo 2 con pheo mutazioni troncanti (HB, RA, RCC più precoci) missense b-domain (HIF) delezioni parziali o complete delezioni C3orf10 (1B raro RCC) Tipo 1 senza pheo Tipo 2 con pheo 2A HB, raro RCC 2B HB + RCC 2C “solo” pheo Tyr98His Germany - Black Forest Tyr112His b-domain (HIF) bassa destabilizzazione a-domain (El C) bassa destabilizzazione missense “surface” a-domain (El C) alta destabilizzazione codons 74-90 > 130-136 Arg64Pro, Ser68Trp, Val84Leu, Gly93Ser, Val155Leu, Leu188Val, Arg238Try Policitemia congenita (AR: eritrocitosi famigliare tipo 2) omozigosi o eterozigosi composta Arg200Trp, His191Asp, Pro192Ser ecc.

VHL – HIF1a interface Hyp564 pocket: H115 – S111 (HB, floor) Tyr98Asn 292 T>A HIF binding Hyp564 (liner of the pochet) slightly increased levels of HIF2a, increased levels of integrins and slightly disorganized tight junctions higher destabilization of HIF binding domain VHL-2B Tyr98His 292 T>C low levels of HIF2a, only slightly increased levels of integrins and adequate tight junctions lower destabilization of HIF binding domain VHL-2A (Black Forest) insPheo VHL with RCC (6) VHL without RCC (14) VHL with Pheo PGL-HNPGL (HB-PHEO in fam) VHL – HIF1a interface Hyp564 pocket: H115 – S111 (HB, floor) lined by W88 – Y98 – W117 with right chian orientation of H115 by S65, Y112, R113, G114

Rischio di RCC nei casi VHL con delezioni McNeill et al. Am J Med Genet 2009;149A:2147-51 127 casi con delezioni VHL

VHL delezione di 7.5 kb esone 1

Rischio di RCC nei casi VHL con mutazioni puntiformi Età media: 38.2aa Età media: 45.8 aa Età media: 35.3+9.6 aa Età media: 42.3 aa Ong KR et al. Hum Mut 2007;28:143-149 573 casi

VHL esone 3 c.478_479delGA

VHL tipo 1 con alto rischio di RCC mutazioni in: Ser65 - Trp88 - Ser111 - His115 aboliscono il legame con HIF mutazioni in: Leu89 - Leu118 - Asn131 - Gln132 Phe136 - Ile151 destabilizzano il dominio di legame con HIF Forman JR et al. Proteins 2009;77:84-96

Rischio di PHEO nei casi VHL con mutazioni puntiformi Ong KR et al. Hum Mut 2007;28:143-149 573 casi

VHL con alto rischio di PHEO mutazioni in: Val155 - Arg161 - Val166 che aboliscono il legame con elonghina C Gln164 che destabilizza il dominio di legame con elonghina C Forman JR et al. Proteins 2009;77:84-96

VHL esone 3 p.Arg161Gln de novo

VHL esone 3 p.Tyr156Ser legame con elong C

VHL con alto rischio per tutte le manifestazioni mutazioni: Arg167Gln , Arg167Trp destabilizzano la struttura secondaria della proteina (Arg167 forma ponti idrogeno con Asp187, Leu188 e Phe190) mutazioni in Arg167 sono responsabili del 45% circa dei casi VHL-2 nella popolazione caucasica Forman JR et al. Proteins 2009;77:84-96

VHL esone 3 p.Arg167Trp

VHL esone 1 p.Arg82Leu

VHL - Elongin C interface Most relevant contact: Leu158 – Cys162 – Arg161 Hydrogen bonds: Arg82 – Arg161 – Lys159

Prostate cancer 61 Breast cancer 73 Leukemia 41 CNS 45 Right adrenal pheo 46 Breast cancer 49 Breast cancer 41 Right adrenal pheo 19 Neurinoma T9-T10 21 Left adrenal pheo 23 Right adrenal pheo 30 pNETs 33 lymph nodal localisation of malignant pheo 33

VHL esone 2 p.Asp121Asn

VHL – a b interface Polar interface between alpha and beta domain Hydrogen bonds involving: a amino acids: H3 Asp187, Leu188 H1 Glu160, Arg161, Gln164, Arg167 b amino acids: L6 Asp121, Thr124, Asp126 L2 Arg82

c.361G>A blood c.361G>A pheo1 c.361G>A pheo2

Von Hippel Lindau (AD) casistiche PNET

Perigny M et al. A J Surg Pathol 2009;33:739-748

Dati inerenti 108 PNET in VHL – casistica NIH Blansfield JA et al. Surgery, 2007;142:814-818

  Von Hippel Lindau (AD)  

mutazioni con effetto “moderato” fenotipi particolari ? 27 anni: emangioblastoma cerebellare 29 anni: policitemia vera VHL IVS1+5G>C analisi dell’mRNA: difetto parziale di splicing dell’allele mutato attivazione di sito accettore criptico 304 bp a monte frame-shift e stop prematuro (c.37_340del304bp, p.Gly14ThrfsX44) mutazione somatica (second hit ?) nell’emangioblastoma (esone 3: c. 486C>G, p.Cys162Trp)

neoplasie endocrine multiple - VHL test genetico nelle neoplasie endocrine multiple - VHL indicazione al test sospetto clinico: almeno due segni di malattia o famigliarità vantaggio del test genetico rispetto alla diagnosi clinica - paziente giovane alla prima manifestazione - le altre manifestazioni attese sono più tardive - lo screening clinico è costoso / impegnativo - il test genetico è informativo utilità del test confermare la diagnosi correlazioni genotipo-fenotipo stimare il rischio per ulteriori manifestazioni di malattia curare in modo opportuno le manifestazioni di malattia screening dei famigliari a rischio (età precoce) diagnosi prenatale

Criteri di accesso al test genetico Von Hippel Lindau (AD) Criteri di accesso al test genetico manifestazioni isolate “giovanili” o multiple angioma retinico < 30 anni o multiplo-bilaterale ca. renale cellule chiare < 30 anni o multiplo-bilaterale emangioblastoma cerebellare-spinale < 50 anni o multiplo-bilaterale feocromocitoma < 50 anni o bilaterale due manifestazioni di malattia o famigliarità positiva tra le precedenti e/o cisti multiple pancreatiche, renali diagnosi clinica della sindrome

analisi VHL in 79 casi indice feocromocitoma sporadico 0/25 bilaterale/con PGL 4/8 (50%) famigliare 2/2 (100%) sindromico 3/3 (100%) (AR o PNET o HB+RCC) PNET/cistoadenoma/cisti PNET/cistoA 0/3 cisti pancreatiche 2/3 (66%) angiomi retinici/emangiobl. AR mutipli/fam. 0/4 HB sporadico 0/7 HB multipli 0/1 HB sindromico 2/2 (100%) (AR o policitemia) cisti renali mutiple/bilat. 0/3 tumore renale sporadico 0/2 multipli/bilat. 0/4 famigliare 0/1 con PNET 0/2 con cisti pancreatiche 0/1 con emangioblastoma 0/3 con angiomi retinici 1/1 multipli e sindromici 6/6 (100%) (HB, AR, CP, CE, PNET) screening dei famigliari per mutazione VHL nota in famiglia (50): 20 mutati 30 non portatori

Mutazioni germinali in feocromocitomi (surrene) - paragangliomi

Mutazioni germinali in feocromocitomi (surrene) – paragangliomi maligni

Mutazioni germinali in feocromocitomi (surrene) – paragangliomi “sospetti” ereditari