Mutational analysis of cancer candidate genes in different pancreatic cancer types

Alterazioni nella sequenza del DNA sottendono allo sviluppo e alla progressione delle neoplasie come conseguenza dell’accumulo di mutazioni in geni che, attraverso diverse vie di trasduzione del segnale, controllano molteplici processi cellulari. Le proteine chinasi sono molecole chiave nell’ambito di tali processi, ed alterazioni della loro attività sono spesso direttamente correlate allo sviluppo del cancro. Dal momento che tali proteine rappresentano anche interessanti bersagli faramacologici, abbiamo condotto un’analisi mutazionale di un sottogruppo di 35 geni chinasici in un pannello di 91 tumori pancreatici di diverso tipo per i quali non esistono, ad oggi, strategie terapeutiche efficaci. L’analisi mutazionale ha portato all’identificazione di mutazioni somatiche mai descritte prima nei tumori e che interessavano i geni ATM, EGFR, EPHA3, EPHB2, e KIT. Alcuni di questi geni potrebbero rappresentare nuovi bersagli per il trattamento di queste neoplasie. In particolare, l’analisi dei tumori endocrini del pancreas (TEP) oltre ad indicare una bassa frequenza di mutazioni dei geni chinasici, ha evidenziato alterazioni del gene ATM in tumori per i quali, in un nostro precedente lavoro, era stata dimostrata l’assenza di mutazioni del gene MEN1. D’altro canto, sia ATM che MEN1 “mappano” nella regione cromosomica 11q, frequentemente deleta nei TEP. Alterazioni del gene MEN1, di fatti, rappresentano l’alterazione più comune che si riscontra nei TEP. A questo punto abbiamo analizzato 100 TEP sporadici con lo scopo di (i) definire la frequenza e i siti di mutazione del gene MEN1, (ii) correlare lo stato mutazionale con l’espressione della proteina analizzata attraverso immunoistochimica, e (iii) correlare i dati ottenuti con le informazioni clinico patologiche. Questa analisi ha indicato che circa un terzo dei tumori sporadici è caratterizzato da mutazioni somatiche MEN1. Tali alterazioni interessano domini conservati del gene ed è probabile che determinino una alterzione funzionale sia impedendo che la proteina localizzi nel nucleo, sia impedendone l’interazione con altre proteine. Abbiamo inoltre osservato che le mutazioni definite “troncanti” si associano all’assenza della proteina a livello nucleare, mentre la presenza della proteina a livello citoplasmatico è associata in generale alle mutazioni del gene, e da un punto di vista clinico con un ridotto tempo di progressione della malattia.

Alterations in the DNA sequence underline the development and progression of malignancy of any neoplasm as the result of the sequential accumulation of mutations in genes controlling cell homeostasis through different signaling pathways. Protein kinases are key regulators of these pathways and participate to the control of several cellular processes. If these enzymes display aberrant activity, cells may undergo unrestrained growth, thus giving rise to complex diseases such as cancer. Interestingly, these proteins could be therapeutically targeted. We conducted a gDNA sequence analysis of a subset of 35 genes belonging to the kinases gene family in a panel of 91 different pancreatic tumor types, for which no effective therapeutic strategy is currently available. Among other changes we found somatic mutations in ATM, EGFR, EPHA3, EPHB2, and KIT, none of which was previously described in cancers. Some of the mutated genes, including the tyrosine kinases EPHA3 and EPHB2, are clearly amenable to pharmacological intervention and could represent novel therapeutic targets for these incurable cancers. Furthermore, the mutational analysis of Pancreatic endocrine tumors (PETs) revealed a low rate of genetic abnormalities for kinase genes and highlighted mutations of ATM in cases that have been previously shown by our group to lack MEN1 mutations. Interestingly, both ATM and MEN1 map to the same chromosomal arm (11q), which is frequently lost in pancreatic endocrine tumors. Indeed, MEN1 alterations are the most common anomaly encountered in PET. To better define the role of this gene in the pathogenesis of PET we analyzed 100 apparently sporadic tumors with the aim to (i) assess the frequency and site of mutations in the MEN1 gene, (ii) compare MEN1 gene status with immunohistochemical stain for menin, and (iii) correlate this data with clinical pathological information. Finally, we found that less than one-third of sporadic NF-PETs are affected by MEN1 somatic mutations. These alterations are likely to alter protein function either by loss of its nuclear localization or by disrupting its multiple interaction. Furthermore, we observed that the lack of nuclear protein expression correlates with the presence of truncating mutations while positive cytoplasmic protein intensity is associated with the presence of mutation regardless of its predicted effect on the protein functionality and clinically was associated with a shorter time to progression.