Citogenetica
e Fenotipo Cellulare
Bibliografia
Descrizione della
Malattia
Il fenotipo cellulare della NBS è caratterizzato da:
- instabilità cromosomica spontanea
- radiosensibilità
- alterato controllo dei checkpoint del ciclo cellulare
Instabilità cromosomica spontanea. Colture di linfociti
stimolati con fitoemagglutinina (PHA) dei pazienti NBS mostrano elevata
frequenza (>10%) di rotture e riarrangiamenti cromosomici: rotture
cromosomiche (chrb) e cromatidiche (chtb), frammenti acentrici (ace),
figure multiradiali asimmetriche e traslocazioni e inversioni sporadiche o clonali.
Le traslocazioni e le inversioni coinvolgono preferenzialmente i cromosomi 7 e 14
con punti di rottura a livello delle bande 7p14,
7q35, 14q11 e 14q32, dove sono localizzati i geni delle catene pesanti delle
immunoglobuline (IgH) e dei recettori delle cellule T (TCR).
L'anomalia cromosomica più comune è inv(7)(p14;q35), seguita da t(7;14)(p14;q11), t(7;14)(q35;q11), t(7;7)(p14;q35)
e t(14;14)(q11;q32).
Fare click sulle figure qui sotto per vedere alcuni esempi di anomalie
cromosomiche identificate in linfociti di una paziente con NBS.
t(7;14)(q35;q11)
t(1;18)
chtb aberrazioni multiple:
chtb;
inv(7)(p14;q35);
t(4;17);
ace
Radiosensibilità.
L'instabilità cromosomica può essere ulteriormente indotta dall'esposizione
delle linee cellulari alle radiazioni ionizzanti o a sostanze radiomimetiche. La
frequenza di anomalie cromosomiche indotte è più alta nelle cellule NBS
(sia linfociti che fibroblasti) che nelle linee cellulari di controllo. La radiosensibilità
può essere valutata anche mediante un test di sopravvivenza delle colonie o come ridotta
capacità di formare colonie
dopo irradiazione.
Recentemente
la mutazione missenso R215W (643C>T) è stata trovata allo stato eterozigote
composto con la mutazione classica 657del5 in due gemelli monozigoti con una
forma clinicamente severa di NBS con anomalie neurologiche (Seemanova et al.,
2006).
Nei linfociti del paziente analizzato non
è stato riscontrato un
incremento nel numero delle rotture cromosomiche, e non sono state identificate
traslocazioni o inversioni coinvolgenti i cromosomi 7 e 14.
La radiosensibilità (valutata contando il numero di rotture cromosomiche dopo esposizione
delle linee cellulari linfoblastoidi di entrambi i gemelli a 0.5, 1.0, e 2.0 Gy
di radiazioni) non risultava aumentata quando paragonata a una linea cellulare
di controllo, e inferiore a quanto osservato in linee cellulari linfoblastoidi
NBS.
Le linee cellulari linfoblastoidi dei pazienti sono state anche studiate
per valutare la
fosforilazione della nibrina da parte di ATM, la fosforilazione di ATM, e la
fosforilazione/stabilizzazione di p53 da parte di ATM mediata dalla nibrina,
dopo irradiazione.
La fosforilazione
di ATM
è risultata appena registrabile a 2 Gy, suggerendo che la nibrina-Trp215 sia meno capace di sostenere l'attivazione
radio-indotta di ATM persino del frammento carbossi terminale della nibrina di
70 kDa sintetizzato
dall'allele 657del5
(dato che nelle cellule omozigoti per la mutazione 657del5 la fosforilazione di
ATM è registrata a 2
Gy, indicando una riduzione di quattro volte dell'attivazione di ATM in queste
cellule).
Al contrario la nibrina-Trp215 stessa è
fosforilata da ATM in modo efficiente.
La
fosforilazione di un bersaglio a valle
di ATM, p53, è
promossa dalla nibrina. Come nelle cellule di pazienti omozigoti per la mutazione 657del5, così anche le cellule
eterozigoti composte 657del5/643C>T(R215W) fosforilano p53 poveramente, e a ciò si accompagna l'incapacità di stabilizzare p53 dopo irradiazione (vedi anche Fenotipo
Clinico e
Biologia
Molecolare).
Sintesi radioresistente del DNA e controllo dei checkpoint del ciclo cellulare.
Le cellule NBS mostrano un alterato controllo dei checkpoint del ciclo cellulare
dopo induzione di danno al DNA: le cellule NBS irradiate
attraversano il ciclo cellulare subendo una inibizione significativamente
inferiore rispetto a quanto osservato nelle cellule di controllo (che riparano il
danno radio-indotto del DNA prima di procedere verso la fase successiva del
ciclo cellulare). Inizialmente un difettoso funzionamento del checkpoint di fase S è stato
riconosciuto nelle cellule NBS sottoforma di sintesi radioresistente del DNA (RDS).
É stato successivamente chiarito che le cellule NBS non solo non sono in grado di arrestare
la sintesi del DNA dopo irradiazione, ma mostrano anche un controllo deficitario
dei checkpoint che regolano la transizione delle fasi G1/S e G2/M, essendo
incapaci di bloccare l'ingresso sia nella fase S che in mitosi. Questi difetti
sono comunque parziali e dipendenti dalla dose di radiazione, rendendosi
evidenti dopo esposizione a basse, ma non ad alte, dosi di radiazioni.
Fare click sulla figura qui sotto per vedere una rappresentazione schematica del
ciclo cellulare
e dei difetti delle cellule NBS nel controllo dei checkpoint.
(fare click qui prima di
visualizzare l'immagine per avere anche una didascalia)
Altre caratteristiche.
Le cellule NBS appaiono deficitarie nel mantenimento e nella protezione dalla
degradazione dei telomeri (estremità distali dei cromosomi). Ciò può portare
a fusioni termino-terminali e ad instabilità cromosomica. Al contrario, quando
testate mediante pulsed field gel electrophoresis
(PFGE),
le cellule NBS sembrano operare un corretto rejoining delle rotture a doppia
elica del DNA (DSBs), anche se potrebbero essere necessarie tecniche più
sensibili per identificare difetti specifici.
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aggiornata il: 13 aprile 2006
