Sindromi mieloproliferative croniche Gruppo di malattie originate da un’anomalia clonale di una cellula staminale emopoietica pluripotente con alterazioni di più linee emopoietiche. e frequenti quadri clinico-ematologici intermedi. Si annoverano: la LMC, la Policitemia Vera, la Mielofibrosi Idiopatica, la Trombocitemia Essenziale.

Disordini Mieloproliferativi LEUCEMIA MIELOIDE CRONICA (LMC) MIELOFIBROSI IDIOPATICA POLICITEMIA VERA (PV) TROMBOCITEMIA ESSEENZIALE (TE) SEVERITA’ MALATTIA INSTABILITA’ GENETICA

ALTERAZIONI MOLECOLARI PROLIFERAZIONE APOPTOSI DIFFERENZIAZIONE

Malattie mieloproliferative croniche Alterazione genetica Cellule staminali espansione Emopoiesi monoclonale, espansione dei progenitori, iperproduzione cellule mature, instabilità genetica Ulteriore alterazione genetica Leucemia acuta mieloide

LEUCEMIA MIELOIDE CRONICA (LMC) PATOGENESI Nel 90 % dei casi presente traslocazione cromosomica t (9;22): cromosoma Filadelfia (Ph1), con scambio tra i geni BCR e ABL. Sul cromosoma 22 formazione di gene ibrido BCR/ABL, che codifica per proteina di fusione BCR/ABL con spiccata attività tirosino-chinasica.

PATOGENESI LMC 9 q 22 q bcr abl 9 q 22 q bcr/abl Tirosino-chinasi abl/bcr ininfluente\ Tirosino-chinasi

LEUCEMIA MIELOIDE CRONICA PATOGENESI In 5% dei casi fusione genica BCR/ABL senza riscontro citogenetico del cromosoma Ph1 (casi Ph1- ma BCR/ABL+): stessa malattia, prognosi e risposta terapeutica. Solo 5% dei casi è BCR/ABL negativo: LMC atipiche, molto rare e a prognosi peggiore.

LEUCEMIA MIELOIDE CRONICA PATOGENESI La tirosino-chinasi BCR/ABL fosforila diversi substrati, riproducendo gli effetti di una stimolazione continua con fattori di crescita . vantaggio proliferativo della cellula staminale mutata e della sua progenie e instabilità genetica che predispone a ulteriori mutazioni. L’ acquisizione di ulteriori mutazioni porta all’ evoluzione a leucemia acuta.

PATOGENESI LMC Chinasi BCR/ABL fosforilazione Attivazione ras stimolo proliferativo Effetto anti- apoptotico Ridotta adesività a stroma Instabilità genetica Perdita sensibilità a inibitori proliferazione

Proliferative stimulus Apoptosis inhibition Proliferative stimulus

LMC: MALATTIA TRIFASICA ACCELERATED PHASE BLASTIC PHASE CHRONIC PHASE

(perdita del controllo fisiologico) LMC IN FASE CRONICA PROLIFERAZIONE (perdita del controllo fisiologico) APOPTOSI DIFFERENZIAZIONE

LEUCEMIA MIELOIDE CRONICA: STORIA NATURALE Fase cronica - Eritrociti nella norma o lieve anemia. Splenomegalia frequente, che correla con l’ entità della leucocitosi. Midollo osseo ipercellulare, con spiccata iperplasia granulocitopoietica, normale maturazione (blasti < 5%), aumento dei megacariociti; fibrosi assente o scarsa. - Sintomi assenti o aspecifici: astenia, dimagrimento, sudorazioni, tensione o dolori addominali da splenomegalia, nei casi con iperleucocitosi.

LEUCEMIA MIELOIDE CRONICA: STORIA NATURALE Fase cronica: 4 anni (1 - >10). -Leucocitosi: 20 - 100.000 / l nei casi a diagnosi occasionale, 100 - > 400.000 nei casi sintomatici, con neutrofilia; -frequente basofilia e costante presenza di precursori granulocitari (promielociti – metamielociti, blasti 1 –5% nei casi con iperleucocitosi). Frequente piastrinosi moderata (400.000 – 1.000.000/ l), raramente iperpiastrinosi (> 1.000.000/ l) e leucocitosi minima.

LEUCEMIA MIELOIDE CRONICA: STORIA NATURALE Fase accelerata Durata 6 – 12 mesi; può anche mancare nei casi a trasformazione acuta. Possibile comparsa di ulteriori alterazioni del cariotipo. Iniziali segni di alterata maturazione emopoietica: aumento cellule immature nel sangue e nel midollo, spesso anemia, piastrinopenia o piastrinosi, incremento della basofilia. Frequente incremento della splenomegalia, indipendente dalla leucocitosi. -Frequente accentuazioni di sintomi infiammatori: astenia, sudorazioni, febbre, dolori ossei.

LMC IN FASE BLASTICA PROLIFERAZIONE APOPTOSI DIFFERENZIAZIONE

LEUCEMIA MIELOIDE CRONICA: STORIA NATURALE Fase blastica -Sopravvivenza di pochi mesi. -Frequenti anomalie aggiuntive del cariotipo (due cromosomi Ph1, +8, inversione del 17). -Quadro ematologico di leucemia acuta (mieloide nel 70%, linfoide nel 30% dei casi): leucocitosi con blasti midollari o periferici > 20%, anemia, piastrinopenia, granulocitopenia. Frequente epato-splenomegalia, a volte adenopatie. - Frequenti sintomi di anemia, dolori addominali per splenomegalia, febbre, dimagrimento, infezioni e diatesi emorragica. Morte di solito per infezioni o emorragia.

LEUCEMIA MIELOIDE CRONICA: DIAGNOSI Sospettata per leucocitosi con neutrofilia (soprattutto se GB > 20.000 / l) e presenza di cellule immature circolanti  piastrinosi. Conferma mediante esame citogenetico su sangue midollare e/o ricerca dell’ RNA del gene ibrido BCR/ABL su cellule midollari o sangue periferico. Se la citogenetica non evidenzia il cromosoma Ph1 ma il quadro ematologico è sospetto per LMC, eseguire ricerca BCR/ABL.

LEUCEMIA MIELOIDE CRONICA: PROGNOSI Con chemioterapia tradizionale la sopravvivenza mediana ERA DI 4 anni; con ampie variazioni individuali (< 2 - > 10), secondo fattori prognostici. La valutazione più usata (“score” di Sokal) considera fattori negativi: splenomegalia, piastrinosi, % di blasti circolanti, età. 3 gruppi: basso rischio (50%, sopravviv. mediana 5 – 6 anni), rischio intermedio (25-30%, sopravviv. mediana 3 – 4 anni), alto rischio (20 – 25%, sopravviv. mediana 2 anni). Basso rischio ha anche più probabilità di risposta citogenetica alle moderne terapie.

LEUCEMIA MIELOIDE CRONICA: PROGNOSI - Con moderne terapie (trapianto di midollo allogenico, interferone , inibitore della tirosino-chinasi BCR/ABL) fondamentale la risposta citogenetica maggiore: riduzione > del 65% o scomparsa delle cellule con cromosoma Ph1 dal midollo osseo. - Se scomparsa del cromosoma Ph1, sopravvivenza a 10 anni del 70 – 90%. - Importante monitorare la risposta alle terapie con esami citogenetici periodici (ogni 6-12 mesi).

LEUCEMIA MIELOIDE CRONICA: TERAPIA Chemioterapia tradizionale (idrossiurea, busulfano) - effetto solo palliativo, può normalizzare i valori di GB e piastrine, ma non induce regressione del clone neoplastico: sopravvivenza mediana circa 4 anni; Indicazioni attuali: trattamento iniziale per rapida riduzione leucocitosi; terapia per pazienti molto anziani; palliativo per pazienti non responsivi ad altre terapie.

LEUCEMIA MIELOIDE CRONICA: TERAPIA Interferone   citosina arabinoside - Risposte citogenetiche maggiori: 20 – 50 %, risposte complete 10 – 30 % ; risposte complete durature solo nei casi a basso rischio. Possibili guarigioni ? Non tollerato dal 20% dei pazienti, soprattutto dagli anziani: astenia, mialgie, depressione, febbre, complicanze autoimmuni. Inefficace in fase accelerata o blastica.

OGGI E’ USATO CON ASSAI POCO ENTUSIASMO

LEUCEMIA MIELOIDE CRONICA: TERAPIA STI 571 (imatinib) Inibisce l’ attività tirosino-chinasi della proteina di fusione BCR/ABL, bloccando sito di legame con ATP. - Arresto proliferativo e induzione di apoptosi nelle cellule di LMC.

MECCANISMO DI AZIONE DI STI-571 Bcr/abl substrato fosforilato Bcr/abl ATP P substrato non fosforilato Bcr/abl Bcr/abl STI571 ATP

LEUCEMIA MIELOIDE CRONICA: TERAPIA STI 571 (imatinib) Altamente efficace in fase cronica: 50-70% risposte citogenetiche complete. Non noti effetti a lungo termine, perché esperienza ancora recente (PIU’ PASSA IL TEMPO PIU’SONO BUONI). Efficacia moderata in fase accelerata (30 – 40% risposte citogenetiche maggiori). Beneficio solo temporaneo (2-3 mesi) in fase blastica

TERAPIA LMC IN FASE BLASTICA Terapia come per leucemie acute, ma scarsi risultati: se blasti di tipo linfoide (30% dei casi), 70% di risposte complete a chemioterapia (2a fase cronica) ma durata di pochi mesi; se trasformazione in leucemia acuta mieloide 30% risposte complete e di breve durata con chemioterapia intensiva o con STI571; qualche possibilità di lunga sopravvivenza solo se trapianto allogenico in 2a fase cronica.

MMP:ASPETTI CLINICI 5-6* 10 15 20-25 ++++ ± ± ± ++++ ± ± ± Charatteristiche LMC MMM PV TE Prognosi (anni) 5-6* 10 15 20-25 Basi genetiche ++++ ± ± ± ++++ ± ± ± Terapia specifica *Pre-Glivec

CP-CML CELLS

NLS: Nuclear Localisation Signal The abl-gene homologous to v-abl IN G1 it is bound by Rb1 Knock-out mice are leukopenic when overexpressed --> cell cycle arrest ABL protein ATP bind NH2 SH3 SH2 SH1 NLS DNA BINDING ACTIN BINDING COOH Protein interaction Tyr Kinase NLS: Nuclear Localisation Signal

The BCR-gene Ubiquitous expression cytoplasmic, but pericromosomic during mitosis Knock-out have nearly normal hematopoiesis BCR protein DD Ser/Trh kinase DBL/GAP PH NH2 COOH 177Y Dimerization domain Sh2 binding

Characteristics of bcr-abl Only cytoplasmic permanently activated several targets it mimics some TK receptors, inducing constitutive activation of several pathways bypass of regulatory mechanisms

CML EVOLUTION TELOMERE SHORTENING AND TELOMERASE ACTIVATION P53 INCTIVATION EPIGENETIC SILENCING ADDITIONAL TRANSLOCATIONS

CONCLUSIONS UNDERSTANDING THE MOLECULAR PATHOGENESIS OF CML ALLOWED THE DEVELOPMENT OF EFFECTIVE NON TOXIC DRUGS (STI 571) ADDITIONAL DRUGS ARE UNDER EALUATION A GOOD MODEL FOR ONCOGENE-TARGETING THERAPIES