Esami bioumorali Offrono preziose informazioni sulle condizioni di funzionalità di organi ed apparati (rene, fegato, midollo osseo ) e sull’ equilibrio metabolico , consentendo opportune correzioni terapeutiche. Consentono un corretto indirizzo diagnostico e strumentale. (esempi: pancitopenia = patologia midollare primitiva o secondaria; anemia = sanguinamento occulto canale gastrointestinale; picco monoclonale al QPE = mieloma multiplo; elevati valori sierici di Lattico-Deidrogenasi e di Cupremia = Linfoma di non –Hodgking e di Hodgking). Esami bioumorali particolari quali i Marcatori Tumorali, da effettuare in maniera mirata sulla base di un sospetto clinico di neoplasia e che in taluni casi possono risultare utili in fase diagnostica ( vedi NSE, AFP, e HCG ).

Esami bioumorali Emergenza SISTEMICHE: METABOLICHE:ipercalcemia, Sindrome da lisi tumorale (ac. Urico, creatinina, fosfatemia, potassio, calcemia), Iponatriemia, Sindrome da inappropriata produzione di ADH, Ipoglicemia, Acidosi Lattica. EMATOLOGICHE e COAGULATIVE: Tromboflebite migrante, CID INFETTIVE: Granulocitopenie secondarie a trattamento chemioterapico, accompagnata da neutropenia febbrile ( emocolture, esami colturali: urine , espettorato, ascite, tamponi rettali e faringei ) ORGANO SPECIFICHE

Utilità dei marcatori tumorali. Posseggono un basso indice di specificità, pertanto non possono sostituirsi alla diagnosi istopatologica. Non esiste il marcatore tumorale ideale, dotato di positività precoce, tumore-specificità, organo-specificità, elevata sensibilità e specificità, ben correlato con le caratteristiche biologiche e l’ evoluzione cliniche di una neoplasia. Esempi d’eccezione sono rappresentati dalla Calcitonina (Carcinoma Midollare Tiroide), Serotonina Sierica e il suoi metaboliti (acido vanilmandelico e omovanilico aumentati nei Carcinoidi secernenti e neuroblastomi).

Utilità marcatori tumorali Non in test di screening o diagnostici DIAGNOSI Sensibilità e specificità Gruppi ad alto rischio Conferma del sospetto Orientamento diagnosi Prognosi Estensione Aggressività Sopravvivenza Follow-up Radicalità chirurgica Recidiva Evoluzione malattia

COSA SI OTTIENE DAI MARCATORI TUMORALI? DIAGNOSI Utilità in screening su popolazione asintomatica in toto? Utilità in screening su popolazione asintomatica a rischio? Utilità in screening su popolazione sintomatica? PROGNOSI Significatività prognostica del valore basale (pre intervento) del marcatore? Significatività prognostica della velocità con cui il marcatore torna a valori normali dopo l’intervento? FOLLOW-UP Corrispondenza tra l’andamento del marcatore e la metastatizzazione e/o la recidiva del tumore? Anticipazione della metastatizzazione e/o recidiva del tumore? Controllo dell’efficacia della chemioterapia o radioterapia? NO NO SI SI SI SI SI SI

Principali classi di marcatori Antigeni oncofetali ( CEA, AFP ) Proteine (Citocheratine, B2-microglobulina,Ferritina) Ormoni ( Ormoni Tiroidei, Gastrina, HGC, Ectopici ) Mucine ( CA125, CA15.3, CA19.9 ) Prodotti di oncogeni ( HerbB2 ) Enzimi ( PSA, NSE )

MUCINE caratteristiche biochimiche Glicoproteine ad elevato peso molecolare: costituite da uno scheletro proteico (Apomucina) al quale sono legate numerose catene oligosaccaridiche.

MUCINE metastasi Ligandi delle selectine Espressione delle mucose del cavo orale e degli apparati respiratorio, gastrointestinale e urogenitale (mucine di secrezione e di membrana) Ligandi delle selectine metastasi

Ca 15-3, Ca 125, Ca 19-9 risultano aumentati in diversi tumori Ca15-3  tumori mammella Ca125  tumori ovarici Ca19-9  tumori gastro-intestinali (+colon retto) tumori pancreatici (+++)

CA 15-3 70% pazienti con adenoCA mammella in fase metastasica MUC-1 CA 15-3 Potenziale metastatico cellula maligna Marcatore tumorale 70% pazienti con adenoCA mammella in fase metastasica Applicazione clinica: monitoraggio del trattamento di questo tumore in fase avanzata per identificazione precoce metastasi CONDIZIONI PATOLOGICHE NON NEOPLASTICHE Patologie benigne del seno, malattie autoimmuni, infezioni urinarie, epatopatia, pancreatite CONDIZIONI PATOLOGICHE NEOPLASTICHE Carcinoma dell’ovaio, del polmone, colon-rettale, pancreas

 Dopo chirurgia addominale CA 125 Carcinoma dell’ovaio Follow-up patologia occulta e recidiva  Dopo chirurgia addominale Altre Indicazioni Carcinoma dell’endometrio Carcinoma della tuba Cistoadenocarcinomi CONDIZIONI NON PATOLOGICHE Mestruazioni, gravidanza CONDIZIONI PATOLOGICHE NON NEOPLASTICHE Endometriosi, pericarditi, infiammazioni pelviche CONDIZIONI PATOLOGICHE NEOPLASTICHE carcinoma del polmone,del pancreas,dello stomaco del colon-retto Determinante antigenico riconosciuto dal MAb OC125 Altre Indicazioni: Carcinoma dell’endometrio-Carcinoma della tuba-Cistoadenocarcinomi Carcinomi epiteliali non mucinosi dell’ovaio (80%); anche in sierosi, endometrioidi e a cellule chiare. Follow-up dei tumori uterini e delle endometriosi

HE4 Codificata dal gene WFDC2, la human epididymal protein 4 (HE4) è una proteina di 13 kDa a singola catena peptidica Viene iperespressa nel carcinoma ovarico mentre ha una espressione minima nel tessuto ovarico normale. Come singolo marcatore, HE4 è più sensibile del CA-125 La combinazione di HE4+CA-125 è più sensibile di ciascuno dei marcatori usati singolarmente

Per la discriminazione di una massa pelvica può essere utilizzato un indice predittivo (ROMATM o Risk of malignancy Algorithm) calcolato sui valori di CA125+HE4. Se l’indice è elevato la paziente dovrebbe essere valutata da uno specialista in oncologia ginecologica Donne in pre-menopausa Punteggio ROMA ≥7,4% = Rischio elevato di Ca ovarico Punteggio ROMA <7,4% = Basso rischio di Ca ovarico Donne in post-menopausa Punteggio ROMA ≥25,3% = Rischio elevato di Ca ovarico Punteggio ROMA <25,3% = Basso rischio di Ca ovarico

Il Ca19-9 è la forma 2,3-sialilata dell’antigene di Lewisa Assente nel colon e nel pancreas di uomo adulto sano, ma presente nei tessuti epiteliali fetali di origine endodermica e nei corrispondenti tumori L’espressione del Ca 19-9 (Ag sialilato di Lewis a) è influenzata dal gruppo sanguigno di Lewis dell’individuo: i geni Le e Se determinano il fenotipo del gruppo sanguigno di Lewis (il gene Lewis a richiede solo una fucosil-transferasi prodotta da Le, mentre Lewis b richiede un precursore dal gene Se con la produzione della sostanza H e poi aggiunta di Fucosio) Fenotipo Lewis Ca 19-9 Le (a+b-) Livelli altissimi Le (a-b+) Livelli alti Le (a-b-) Non espresso

Ca 19-9 Marcatore di elezione nel cancro del pancreas (prognosi + follow-up) Utile nel cancro del colon in associazione al CEA Nel follow-up del ca stomaco viene usato per identificare le recidive ALTRI TUMORI: CA OVAIO; CA UTERO; CA POLMONE; CA MAMMELLA; CA VESCICA (URINE) Ca 19-9 in patologie benigne (PANCREATITI ACUTE, CIRROSI EPATICHE, EPATITI, FIBROSI CISTICA, COLELITIASI)

PSA: antigene prostatico specifico glicoproteina della famiglia delle callicreine tissutali (enzimi espressi sotto controllo ormonale) serina-proteasi prodotta principalmente, ma non esclusivamente dall’epitelio secretorio della prostata (dissoluzione del coagulo seminale) trascrizione regolata + da Recettore Androgeni.

L’enzima viene sintetizzato sotto forma di pre-pro-PSA, tagliato a pro-PSA (inattivo). Nel lume della ghiandola il pro-PSA viene tagliato (hK2) per generare il PSA attivo (complessato da inibitori in circolo). Il PSA nel lume può essere ulteriormente tagliato in più posizioni, con produzione di PSA inattivo (free in circolo). (J Clin Oncol 21, 383,2003)

Forme molecolari di PSA nel siero ACT Free-PSA (10-30% del PSA immunoreattivo del siero) PSA complessato ad alfa 1-anti-chimotripsina (70-90% del PSA immunoreattivo del siero),attualmente dosato. AMG PSA PSA complessato ad alfa 2-macroglobulina (“occulto”) (legame che maschera i siti di legame anticorpale)

L’alterazione della struttura della ghiandola comporta una diminuzione dell’efficienza delle reazioni enzimatiche  DIMINUZIONE DEL fPSA (J Clin Oncol 21, 383,2003)

fPSA/tPSA = INDICE DIAGNOSTICO E PROGNOSTICO Tumori prostata IPB Prostatiti Manovre diagnostiche invasive fPSA/tPSA = INDICE DIAGNOSTICO E PROGNOSTICO Ca vs IPB ↑ cPSA ↓ fPSA fPSA/tPSA < 0.10

PSA totale 2proPSA per valori compresi di PSA tot fra 2,5 e 10ng/mL Elevata sensibilità, ma bassa specificità Risulta elevato anche in patologie benigne È in relazione alla massa prostatica (IPB, ↑età) Utilità del rapporto fPSA/tPSA Dosaggio della Cromogranina A (nelle forme altamente indifferenziate, dove il PSA non è secreto, utile nell’individuazione delle metastasi osse) Necessità di dosare altre forme molecolari: 2proPSA e INDICE PHI 2proPSA per valori compresi di PSA tot fra 2,5 e 10ng/mL Indice PHI (Indice di Salute Prostatica) indicato per valori di PSA Tot sospetto. Elaborazione matematica dei dati relativi a : PSA TOT, PSA FREE e 2proPSA (phi =(p2PSA/fPSA)x (tPSA) , più specifico di fPSA/tPSA)

Utilizzo principale del dosaggio del PSA anti-androgeni Monitoraggio della risposta alla terapia radioterapia INDICATORE PRECISO DI RADICALITA’ CHIRURGICA Nelle forme altamente indifferenziate NO PSA Cromogranina A Metastasi ossee

Erb-B2 TIROSINA-CHINASI TRANSMEMBRANA DI 185kDa APPARTENENTE ALLA FAMIGLIA DEI RECETTORI DELL’EGF COMPRENDENTE ALTRI 4 RECETTORI OMOLOGHI (codificata da oncogene Cromosoma 17) ErbB1 (EGFR, HER1) ErbB2 (HER2/neu) ErbB3 (HER3) ErbB4 (HER4)

COSTITUITO DA TRE DISTINTE PORZIONI Erb-B2 COSTITUITO DA TRE DISTINTE PORZIONI UNA PORZIONE EXTRACELLULARE CHE CONTIENE IL DOMINIO PER IL LIGANDO Attraverso il clivaggio del frammento NH2 terminale, una metalloproteasi stacca dall’intero recettore la porzione extracellulare UN DOMINIO IDROFOBICO TRANSMEMBRANA UN SEGMENTO INTRACELLULARE SEGUITO DAL DOMINIO TIROSINCHINASI NELLA CODA CARBOSSITERMINALE glicoproteina che ritroviamo in circolo come ANTIGENE CIRCOLANTE

SOVRAESPRESSIONE DI ERB-B2 25-30% dei carcinomi mammari L’IPERESPRESSIONE CORRELA CON LA PRESENZA DI METASTASI AI LINFONODI L’ELEVATA % DI CELLULE IN FASE S LA PERDITA DEL RECETTORE PER GLI STEROIDI (resistenza terapeutica al Tamoxifen) LA SOVRAESPRESSIONE DI HER2 E’ ASSOCIATA AD UNA PROGNOSI SFAVOREVOLE livelli sierici di erbB2 valutazione prognostica

CARCINOMA MAMMARIO ERB-B2 IMPORTANTE TARGET TERAPEUTICO INTENSA RICERCA PER SVILUPPARE FARMACI IN GRADO DI INIBIRE I SEGNALI INDOTTI DAI RECETTORI HER

BLOCCA FORMAZIONE DI ETERODIMERI Trastuzumab/HERCEPTIN: ANTICORPO MURINO UMANIZZATO BLOCCA FORMAZIONE DI ETERODIMERI AUMENTA DEGRADAZIONE INTRACELLULARE DI HER2

REMISSIONI CLINICHE IN OLTRE IL 75% DELLE PAZIENTI LA SOMMINISTRAZIONE PROLUNGATA DI HERCEPTIN E’ UTILIZZATA NEL TRATTAMENTO DI TUMORI AVANZATI HER2 + REMISSIONI CLINICHE IN OLTRE IL 75% DELLE PAZIENTI livelli sierici di erbB2 selezione pazienti per terapia con Herceptin e monitoraggio risposta ala farmaco

Marcatori tumorali nell’era post-genomica… PCA3 Gli intensi studi sul genoma umano condotti negli ultimi anni hanno portato all’associazione dell’iperespressione di specifici geni con alcune patologie.

PCA3 Tumore-specifico Organo-specifico

Quantificato nelle urine dopo EDR Riduce il numero di biopsie non necessarie

Circulating Tumor Cells (CTCs) in peripheral blood Prospettive future… Circulating Tumor Cells (CTCs) in peripheral blood CTCs: Cancer cells that have detached from a solid tumor and entered the bloodstream Found in patients with breast, prostate, colorectal, ovarian, and lung cancer They are very rare in patients who are healthy or who have benign disease

2. CTCs are useful to monitor therapy response CTCs are predictive of overall survival and progression-free survival 2. CTCs are useful to monitor therapy response 3.

Utilità marcatori tumorali Tumore Marcatore Screening Prognosi Monitoraggio Recidiva Colon retto CEA Ovaio CA-125 Testicolo HCG, AFP Prostata PSA Mammella CA15-3, CEA Mieloma BETA2-M Epatocarcinoma AFP NO Sì Sì Sì NO NO Sì Sì NO SI Sì Sì NO Sì Sì Sì NO Sì Sì Sì NO Sì Sì Sì Sì,HRP Sì Sì Sì