A MEN 2 szindróma autoszomális domináns módon öröklődő kórkép, melynek kialakulásáért a RET protoonkogén csírasejtes mutációi felelősek. A RET protoonkogént Takahashi és mts. fedezték fel egy transzfekciós kísérlet során 1985-ben [43,44]. A transzfekció során azonosítottak egy egyszálú DNS-t, ami a transzfekció során rekombinálódott. A DNS-en két különböző génszekvenciát mutattak ki, melyeket RFP-nek (RET-fused) és RET-nek (rearranged during transfection) neveztek el. A gén lokalizációját a 10q11.2 lókuszon 1994-ben Mulligan és Gardner munkacsoportjai tisztázták [45]. A RET gén 55 kb nagyságú és 22 exonból áll. A fehérje egy receptor tirozin kináz TGF szupercsaládba tartozó transzmembrán fehérje, melynek
23
molekulasúlya a glikoziláltságtól függően 150 illetve 170 kD [46]. Az extracellularis rész tartalmazza a cadherin-kötő doméneket, melynek a jel-átvitelben van jelentősége, valamint az ún.
ciszteinben gazdag régiót, melynek a receptor dimerizációban van szerepe (2. ábra).
3. ábra A RET receptor szerkezete
A RET fehérje fiziológiás funkciója az idegdúc eredetű sejtek fejlődésének és ezek migrációjának a szabályozása. A RET fehérje expresszióját igazolták az idegdúc eredetű sejtekben, a pajzsmirigy C sejtekben, a mellékvesevelőben, a paraszimpatikus és szimpatikus ganglionokban, a bél- és az urogenitális rendszer ganglionjaiban és kimutatták jelenlétét a mellékpajzsmirigy sejtekben is. Kimutatták, hogy a RET protoonkogén kiütése vese agenézist és a gyomor-bél rendszer beidegzésének károsodását, valamint Hirschprung betegséget okoz [47–49].
A RET receptor ismert ligandjai a következőek: gliasejt eredetű növekedési faktor (GDNF), neurturin (NTN), artemin és persephin [50,51]. A GDNF egy neurotróf anyag; a középagy dopaminerg neuronjainak fennmaradásában, az autonom idegsejtek, kisagyi Purkinje sejtek, motoneuronok túlélésében játszik szerepet. A GDNF a jelátvitelt a RET aktiválásán keresztül indítja be [52]. A koreceptorok a ligandkötésért, a RET pedig a jelátvitelért felelős. A ligandok dimerizálódáson keresztül a receptort aktiválják, majd a RET fehérje intracelluláris részén lévő tirozin foszforilálódik, ami különböző összekötő fehérjéket indukál (Shc és Grb2). Ezek az összekötő fehérjék a RET molekulával együtt a Sos, Ras és Raf-1 molekulákat aktiválják, melyek a mitogén aktivált protein kináz (MAPK) utat indítják el. Irodalmi adatok alapján a RET a c-Jun (JNK), foszfolipáz C és foszfatidilinozitol 3-kinázokon keresztül is hathat (3. ábra) [53,54].
4. ábra A RET receptor jelátviteli útja.
A RET gén mutációkat két nagy csoportba osztjuk; az első csoportba tartozók a RET inaktiválódását okozzák és a Hirschprung betegség pathogenesisében játszanak szerepet, míg a második csoportba tartozók a RET ligand nélküli aktiválódását váltják ki. Utóbbi csoportba sorolt ún. aktiváló mutációk játszanak szerepet a MEN2 tumorok pathogenesisében.
A MEN2 szindrómáért a RET protoonkogén aktiváló mutációi felelősek. Ezek a mutációk az extracelluláris ciszteinben gazdag régió mutációi a RET receptor aktivációját okozzák. A 634-es kodon mutációk a RET ligand nélküli homodimerizációját és következményes tirozin kináz aktiválódását eredményezik. A ciszteinben gazdag régiót érintő mutációk ezt a hatást a páratlan ciszteinek között kialakuló diszulfid hidakon keresztül váltják ki.
A tirozinkináz doméneket érintő mutációk két úton okozhatnak receptor aktiválódást. Első lépésben a RET autofoszforilációja lép fel, ami egy aktív monomert eredményez, majd dimér jöhet létre a normális vagy mutáns receptorral, de mindkét esetben a receptor-dimér hyperreaktív állapotba kerül (4. ábra).
25
5. ábra: Receptor dimerizáció normális RET, valamint RET 634-es és 918-as kodon mutációk esetén.
Irodalmi adatok alapján az összes MEN2 szindrómás beteg 90-95 %-ában mutatható ki RET mutáció [54,55]. A mutációk predilekciós helyeinek vizsgálata helyett a RET gén MEN2 szindrómát okozó exonjának nukleotid szekvencia analízisével azonban a MEN2 szidrómás esetek akár 98-100 %-ában igazolható mutáció [56]. A ciszteinben gazdag régióban (10-es és 11-es exonok) előforduló aktiváló mutációk a MEN2A és FMTC kb. 95%-áért felelősek. Az 5.
táblázatban aláhúzással jelöltem meg a 634-es kodont, melynek mutációi okozzák az irodalmi adatok szerint a MEN2 szindrómás esetek mintegy 80-90 %-át [2,37,45,57,58].
A 10-es exon mutációk (609, 611, 618, 620 kodonok) elsősorban inkomplett MEN2A szindrómával járnak együtt. MTC minden esetben, phaeochromocytoma ritkán (609-es kodon mutáció esetén az irodalomi adatok szerint egyáltalán nem) míg hiperparatizerózis gyakran kialakul.
A 618-as és 620-as kodonok mutációit igazolták MEN2A és Hirschprung betegség együttes előfordulásakor [59].
A 11-es exonon a 634-es kodon mutációk többsége MEN2A szindrómával társul (az 1994 évi V. International MEN Wokshop felmérése alapján, ami 361 MEN2A szindrómás család adatait tartalmazta, a 634-es kodon mutáció az esetek 87,1 %-ában fordult elő). A 634-es kodon mutációk azonban nem ritkán (az esetek 30 %-ában) FMTC-ben szenvedő betegekben is előfordulhatnak [57]. A 634-es kodon mutációját mutatták ki MEN2A szindróma és cutan lichen amyloidosis együttes előfordulásakor is [59].
A 13-as és 14-es exonok mutációi leggyakrabban FMTC-val társulnak, de a 13-as exon 790-es kodon és a 14-790-es exon 804-790-es kodon mutációi 790-esetén komplett MEN2A szindróma kifejlődéséről
is beszámoltak [57,58,60,61]. Összeségében megállapítható, hogy a 13-as és 14-es exonok mutációi viszonylag ritkák, az összes MEN 2 szindrómás beteg mindössze 1-2 %-áért felelősek és klinikailag enyhébb fenotípus kifejlődését okozzák.
MEN2B szindrómás betegek 94-95 %–ában igazoltak RET mutációt, ami leggyakrabban (az esetek több mint 95 %-ában) a 16-os exonon a 918-as kodont érintette. Ritkán a 16-os exon 922-es kodon és a 15-ös exon 883-as kodon mutációi is társulhatnak MEN 2B szindrómával [37,38,62].
Klinikai megfigyelések szerint ezek a mutációk súlyosabb, agresszívebb tumorok kialakulását eredményezik.
Sporadikus előfordulású MTC esetek 15-25 %-ban igazoltak szomatikus RET mutációt (918-as, 768-as és 883-as kodonok) [37,38,60,63].
5. táblázat Genotípus-fenotípus összefüggések MEN 2A, MEN 2B szindrómában és FMTC-ben, valamint a RET mutációk relatív gyakorisága
Klinikánkon a RET protoonkogén molekuláris genetikai vizsgálatát 1997-ban, PhD munkám kezdetén vezettük be. Ez volt az első olyan genetikai vizsgálat, amelynek bevezetésével a Klinika felzárkózott azon centrumok sorába, amelyek elsők között nyújtottak teljes körű diagnosztikai szolgáltatást a betegségben szenvedők és vérrokon családtagjaik számára. A RET protoonkogén mutáció vizsgálata az érintett betegekben és a vérrokon családtagokban a MEN2 szindróma diagnózisán kívül a betegség prognózisának a megítélésében is jelentős szereppel bír.
27
6. táblázat: A RET genotípus és a klinikai fenotípus összefüggései, a génmutációk gyakorisága, a medulláris pajzsmirigy-carcinoma várható kórlefolyása és a preventív thyreoidectomia javasolt időpontja MEN2 szindrómában
Exon Kodon MEN2A/ MEN2B Gyakoriság MTC Preventív
FMTC kórlefolyás thyreoidectomia**
10 609, 611, igen nem 10-17 súlyos 5 éves életkor előtt
** egyes ajánlások szerint a thyreoidectomia későbbi időpontra halasztható azokban az esetekben, amelyekben a Ret genotípus alapján a medulláris pajzsmirigy-carcinoma kevésbé súlyos kórlefolyása várható
Ezek az adatok is alátámasztják, hogy a MEN2 szindróma ritka előfordulása miatt a genotípus és a klinikai fenotípus között összefüggések feltárásához minél több klinikai és genetikai adat szükséges, amihez az ilyen betegekkel foglalkozó centrumok együttműködésén keresztül valósulhat meg. Kutatásaim során több olyan konzorcium munkájában is résztvettem, amelyek az örökletes endokrin tumorok vizsgálatát tűzte ki célul. Ezeken belül is a MEN2 és a phaeochromocytómák/paragangliómák területén olyan új összefüggéseket sikerült igazolni, amelyek napjainkban már a szakmai ajánlások részeivé váltak.
II.1.3. Von Hippel-Lindau szindróma II.1.3.1. Definíció, klinikai megjelenés
A von Hippel-Lindau-szindróma (VHL-szindróma) egy összetett endokrin- szemészeti- neurológiai- urológiai tumorszindróma. Prevalenciája 1: 36.000-53.000 közöttire tehető [64,65]. A VHL-szindrómában a retina, a kisagy, a gerincvelő területén gyakran, míg ritkán a hasnyálmirigy, a vese, a tüdő, a máj, és a mellékvese területén haemangiomák/haemangioblastomák alakulnak ki [66,67]. További manifesztációk közé tartozik a világossejtes veserák, a phaeochromocytoma, az endolymphatikus zsák tumora, multiplex vese, mellékhere, hasnyálmirigy ciszták is. A mellékhere, valamint a széles méhszalag cystadenoma és a hasnyálmirigy neuroendokrin daganata ritka komponense a VHL-szindrómának [66,68]. A VHL-szindrómát két fő altípusra osztják fel a Phaeo alapján. Az 1-es típusban a Phaeo igen alacsony valószínűséggel fordul elő és többi manifesztáció
mind kialakulhat, míg a 2-es típus fő komponense a Phaeo. A 2A típusban a világossejtes veserák kockázata alacsony, míg a 2B típusban magas. A 2C egy önálló entitás, melyben a Phaeox egyéb más kísérőelem nélkül jelenik meg [69].
A VHL-szindróma manifesztálódása átlagosan a 4. évtizedre tehető, de a szórás igen nagy (1-78 év), ugyanakkor a betegség penetranciája csak 65 éves korra válik 100 százalékossá. Ennek alapján az újabb manifesztációk jelentkezése esetén a beteg/család reklasszifikációja válhat szükségessé [69].
Hasonlóan a MEN1 és MEN2 szindrómákhoz a VHL szindrómában is a mutációt hordozókban célzott diagnosztikai és terápiás beavatkozások elvégézse indokoltak (8. Táblázat).
8. Táblázat: Von Hippel–Lindau-szindrómához társuló daganatok szűrésére javasolt program*
Vizsgálat Javasolt életkor
Fizikális vizsgálat 2 éves kortól évente
Ophthalmoscopia újszülöttkortól évente
Fluoreszcens angiográfia csak indokolt esetben Vizelet/vér katecholamin 2 éves kortól évente
Hasi ultrahang 11 éves kortól évente
Hasi CT 20 éves kortól 1-2 évente
Hasi MRI (MIBG) csak indokolt esetben
Koponya-MRI (gadolinium kontrasztanyagos) 11 éves kortól két évente
Hallásvizsgálat tinnitus és vertigo esetén
* National Institute of Health ajánlása alapján II.1.3.2. VHL génmutációkhoz társuló pathomechanizmus
A VHL gén evolúciós szempontból igen konzervatív, jelentős a homológia a humán a kutya, az egér és a patkány gének között [66,70,71]. A mutációk autoszomális domináns öröklésmenettel öröklődnek. A gén a 3. kromoszóma rövid karján a 3p25-26 régióban található [66]. A mutációk a
29
Knudson-féle kettős sérülés hipotézis alapján okoznak daganatképződést, azaz az egyik mutáció megtalálható a csírasejt egyik allélján, míg a második mutáció pedig már szomatikusan alakul ki. A VHL gén 3 exonból álló gén 2 splicing variánssal rendelkezik, melyek átíródva képezik a pVHL19 éspVHL30 fehérjéket (a szám a molekulasúlyt jelenti kilodaltonban). Az alternatív splicing hely a hosszabb variáns 55.kodonjánál található, tehát a teljes, 213 aminosavból álló pVHL30 helyett egy csak 159 aminosavból álló pVHL19 fehérje íródik át [72]. Mindkét VHL fehérjében két funkcionális domén, egy α- és egy β-domén található[70,73,74]. A kisebb α-domén (155-192.
aminosav) három alfa-hélixből áll (H1, H2, H3), míg a nagyobb β-domén (63-154. és 193-204.
aminosav) egy hét redőből álló béta-redő és egy alfa-hélix (H4). A VHL fehérjében két funkcionális jelentőséggel rendelkező hely található. Az egyik az α-doménban az elongin C kötőhely (157-170.
aminosav), míg a másik a β-doménban a HIF1α (hypoxia indukálta faktor)-kötőhely (91-113.
aminosav) [72]. A betegségokozó mutációk többsége ezen két kötőhely területén található. A VHL mutációkhoz társult mechanizmus a HIF1α stabilizálódásához, majd a HRE gének fokozott transzkripciójához [75]. Normoxiában a és ép VHL esetén a HIF1α lebomlik, míg hipoxiában vagy károsodott/hiányzó VHL esetében stabil marad (6. ábra).
Összesen több mint 800 különböző mutáció ismert a VHL gén mutációs adatbázis (www.umd.be/ vhl) alapján. Bár ismertek genotípus-fenotípus összefüggések a legtöbb VHL-szindrómás család egyéni fenotípust mutat. A VHL-szindróma 1-es típusában jellemzően a fehérje hidrofób magját érintő misszensz és nonszensz mutációk, illetve deléciók fordulnak elő, melyek súlyosan károsodott, megrövidült fehérjéhez vezetnek, ezáltal teljes funckióvesztést okoznak. Ezzel szemben a VHL-szindróma 2-es típusában a misszensze típusú mutációk inkább a fehérjekötő helyeket érintik ezáltal részleges funkciókiesést okoznak. Mindezidáig az alternatív start kodonként szereplő 55. kodon előtti lokalizációban (25, 38, 46, 52. kodonok) csak néhány mutációt igazoltak, melyek phaeochromocytoma (25, 38), illetve VHL-szindróma (E46X és E52K) esetén fordulnak elő [76–79].
6. Ábra: Az ún. pszeudohypoxia mechanizmus, mutáns vagy hiányzó VHL fehérje esetén.
Normoxiában a HIF-1α VHL kötődést követően ubikvinálás útján degradálódik, vagy a PHD enzim részén hidroxilálódik, így a HIF-1α transzkripciós aktivitása kiesik. Mutáns VHL, vagy a felhalmozódó szukcinát következtében a HIF-1α stabilizálódik és mint transzkripciós faktor kötődik a gének promóterében található HRE szekvenciákhoz, serkentve a HRE gének transzkripcióját. (PHD: prolyl hidroxiláz; FIH: factor inhibiting HIF; VHL: von Hippel-Lindau fehérje; HIF-1α: hypoxia indukábilis faktor; HRE: hypoxia reszponszív element;
VEGF: vaszkuláris endothél növekedéso faktor; EGFR: epidermalis növekedési faktor receptor, TGFB: transforming növekedési faktor béta, TH: tirozin hidroxiláz; PDGF:
trombocita növekedési faktor; GLUT1: glukóz transzporter 1-es típus; CBP/p300: ciklikus CREB kötő fehérje és p300 fehérjék).