• cancer
• Colorectal
• early-onset
• hereditary
• methylation

Introduzione: Pressochè sconosciuta fino a 3 o 4 decenni fa, la genetica del cancro ha portato a rilevanti avanzamenti della nostra conoscenza sullo sviluppo tumorale. Molte sindromi sono state identificate seguendo la legge dell’ereditarietà Mendeliana per cui la patologia era trasmessa da una generazione all’altra.
Il cancro colorettale è una patologia che insorge ad età avanzata in entrambi i sessi ed aumenta con l’avanzare dell’età. L’età media alla diagnosi degli individui affetti si aggira intorno ai 70 anni. Tuttavia una piccola frazione di pazienti sviluppa il cancro colorettale più precocemente. Le ragioni per cui alcuni individui sviluppano cancro colorettale ad un’età insolita sono ancora sconosciute.
Scopo: L’obiettivo di questo studio è quello di comparare le caratteristiche molecolari e lo stato di metilazione dei cancri colorettali che insorgono precocemente con i tumori ad età più avanzata, per individuare possibili meccanismi patogenetici che intervengono nella carcinogenesi dei tumori giovanili.
Metodi: Nel nostro studio abbiamo incluso 33 pazienti con tumori insorti prima di 40 anni di età e un gruppo di controllo composto da 41 pazienti con tumori insorti dopo i 60 anni. Il gruppo di controllo è stato selezionato tenendo in considerazione le caratteristiche principali dei casi giovanili: preponderanza di sesso maschile, stadio di Dukes C e D e localizzazione tumorale nel colon sinistro. Tutti i tumori sono stati indagati per il test di Instabilità dei Microsatelliti, l’analisi immunoistochimica dei geni del Mismatch Repair (MMR) e l’identificazione delle mutazioni a livello somatico dei geni K-RAS e BRAF. La ricerca delle mutazioni germinali dei geni del MMR è stata eseguita nei casi con test di screening positivi. L’analisi del gene APC è stata condotta in tutti i pazienti con sospetto clinico di Poliposi Familiare, mentre il gene MUTYH è stato indagato in tutti i casi giovanili. Infine, abbiamo valutato il ruolo della metilazione aberrante del DNA (ipermetilazione e ipometilazione) in tutti i 74 carcinomi colorettali. In particolare l’ipermetilazione è stata ricercata con la metodica MS-MLPA usando tre differenti kit della MRC-Holland (ME001, ME002, e ME011), mentre l’ipometilazione delle LINE-1 è stata valutata con il trattamento del bisulfito mediante l’analisi con il pirosequenziamento.
Risultati: I cancri colorettali ad insorgenza precoce mostravano un’alta incidenza di forme ereditarie (6 casi, di cui 5 di Sindrome di Lynch e 1 di Poliposi Familiare, 18%) e delle mutazioni somatiche del gene K-RAS (33% contro 7%, p<0.005). Le mutazioni somatiche del gene BRAF sono state ritrovate solamente in 4 tumori colorettali ad età avanzata con perdita dell’espressione della proteina MLH1 e instabilità dei microsatelliti. Il numero medio dei geni metilati nei cancri colorettali ad insorgenza precoce era di 3.4 mentre nei cancri colorettali ad insorgenza tardiva era di 5.22 e questa differenza era statisticamente significativa (p< 0.005). L’ipermetilazione dei geni GATA-5, WT1 e ESR1 era un evento ugualmente frequente nei carcinomi giovanili e nei controlli. Inoltre i carcinomi giovanili in assenza dei casi con Sindrome di Lynch mostravano un’elevata frequenza di ipometilazione delle sequenze LINE-1.
Conclusioni: Abbiamo riscontrato differenze nel “make-up” genetico tra i carcinomi ad insorgenza precoce rispetto a quelli ad insorgenza tardiva. I tumori giovanili mostrano maggiori alterazioni costituzionali e somatiche del Sistema del Mismatch Repair, più frequenti mutazioni del gene K-RAS ed un minor numero di geni metilati. L’ipermetilazione dei geni ESR1, GATA5, WT1 potrebbe suggerire il possibile utilizzo di questi geni come marcatori nella diagnosi precoce del cancro del colon.

Background: Almost unknown until 3 to 4 decades ago, cancer genetics led to the most relevant advancements of our understanding in tumor development. Many syndromes have been identified in which the disease is transmitted from generation to generation following Mendelian inheritance. Colorectal cancer (CRC) is usually considered a disease of the elderly in both sexes and increases with advancing age. So the mean age of affected individuals is around 70 years. However a small fraction of patients develops colorectal cancer earlier. The reasons whereby some individuals develop CRC at an unusual age are poorly understood. Aim: Despite the clinical suspicion of a genetic origin (Lynch Syndrome and Familial Adenomatous Polyposis), the purpose of this study is to compare biomolecular features and methylation status of early onset CRC with those from tumors of elderly patients in order to elucidate possible pathogenetic mechanisms that onset in young individuals. Methods: In the study we included 33 patients with disease ≤40 years of onset and a control group composed of 41 patients with disease at ≥60 age, matched for the three characteristics of preponderance of male sex, C and D stages of Dukes and site of tumor especially in distal colon. All tumors were investigated for Microsatellite Instability (MSI) test and Mismatch Repair (MMR) immunohistochemistry analyses, identification of K-RAS and BRAF somatic mutations. Detection of MMR genes germline mutations was performed only in cases with positive screening tests. APC gene mutations were investigated in patients with a clinical suspect of Familial Polyposis, whereas MUTYH gene was detected in the 33 young cases. Finally, we explored the role of aberrant DNA methylation (hypermethylation and hypomethylation) of all 74 colorectal carcinomas. In particular hypermethylation was investigated by MS-MLPA method using three different kits from MRC-Holland (ME001, ME002, and ME011) and hypomethylation of long interspersed element 1 (LINE-1) was evaluated by bisulfite DNA treatment and pyrosequencing assay. Results: Early onset CRC showed an high incidence of hereditary forms (6 cases, 5 Lynch Syndrome and 1 Familial Adenomatous Polyposis, 18%) and K-RAS somatic mutations (33% versus 7%, p<0.005). BRAF somatic mutations were found only in four elderly CRC with loss of expression of MLH1 protein and MSI. The mean number of methylated genes in early onset CRC was 3.4 whereas in older CRC was 5.22, this difference was statistically significant (p< 0.005). High methylation frequency of ESR1, GATA5, WT1 genes in patients with onset ≤40 years and in control group >60 years. Moreover early onset CRC, excluding Lynch Syndrome cases, showed high hypomethylation frequency of LINE-1 sequences. Conclusion: We have found differences in the genetic make-up of carcinomas from young and elderly patients. Early onset tumors showed constitutional and somatic defective of Mismatch Repair System, more frequent K-RAS somatic mutations and a minor number of methylated genes. Hypermethylation of ESR1, GATA5, WT1 genes suggests possible markers in the earlier diagnosis of colorectal tumorigenesis.