Oncoproteina EWS este caracteristica celulelor tumorale ale sarcomului Ewing - o tumora maligna cu structura polimorfa-. In multe cazuri de cancer, rearanjarea cromosomilor specifici tumorali induce aparitia de produse himerice care au abilitatea de a transforma celulele.

Tumorile care apartin familiei Ewing prezinta translocatii recurente constand in fuziunea genei EWS din cromosomul 22q 12 cu diferiti membrii ai factorilor de transcriere FLI-1, ERG, ETV-1, E1AF si FEV. Unii din acesti factori sunt membrii si ai familiei ETS. Transcriptele hibrid cele mai frecvente in celulele tumorale Ewing sunt: EWS/FLI-1. Aceasta gena de fuziune rezultata din translocatia t(11;22) joaca un rol cheie in patogeneza sarcomului Ewing.

Transcripte hibrid s-au detectat si in celulele tumorale gigante dintr-un neoplasm de os, cu caracter intermediar intre leziunile benigne si maligne. In 13 din 15 cazuri de asemenea

tumori cu celule gigante, prin tehnica PCR “semi-nested” s-au detectat produse himerice dupa doua cicluri de amplificare. Prezenta acestor produse a fost confirmata in 3 din 8 culturi primare din aceste tumori, in care s-a detectat acelasi tip de transcripte hibrid observata si in proba de tumori primare. Secventierea acestor transcripte demonstreaza prezenta componentelor EWS si FLI in produsele himerice.

Aspectele mentionate mai sus ofera un model de studiu pentru mecanismele formarii genelor de fuziune EWS/FLI in tumorile de origine mezenchimala (1). Gena de fuziune EWS/FLI poate functiona ca un factor de transcriere cu aceeasi specificitate de cuplare la DNA ca si FLI-1. Atat EWS cat si gena de fuziune se pot asocia cu holoenzima polimeraza RNA II, ca si cu SF-1 (factor de procesare esential).

Proteina U1C, una din cele trei proteine mici nucleare U1,- specifice ribonucleoproteinelor interactioneaza cu EWS si EWS/FLI, atat in vitro cat si in vivo. De asemenea, U1C interactioneaza si cu alti factori de procesare, intervenind astfel in stadiile timpurii ale dezvoltarii. Coexpresia EWS/FLI-U1C represeaza transactivarea mediata de gena hibrid sugerand ca aceasta interactiune poate avea semnificatii functionale. De aici concluzia ca U1C ca proteina de procesare poate functiona si in reglarea transcriptionala. Se sugereaza astfel ca, gena EWS si gena hibrid EWS/FLI pot functiona atat in procesele de transcriere cat si in cele posttranscriptionale (2).

Familia tumorilor sarcomului Ewing include si tumora neuroectodermica periferica, definita genetic prin translocatii cromosomiale specifice care conduc la fuziunea genei EWS cu un membru al familiei genelor de transcriere ETS cum este FLI-1 (90-95%) sau ERG (5-10%). Tipul cel mai comun al transcrierii prin fuziune este tipul 1 EWS/FLI –1 care este asociat cu o prognoza favorabila, deoarece codifica un activator functional mai slab comparativ cu alte tipuri de fuziune. Indexul proliferarii Ki-67 este mai inalt in cazul EWS/ERG decat in cazul EWS/FLI-1 (3).

Translocatia t(11;22) (q24;q12) este un marker molecular specific pentru tumorile familiei sarcomului Ewing. Pe baza acestei translocatii se presupune ca unele neuroblastoame olfactive apartin, de asemenea, acestei familii. Totusi, din 13 asemenea tumori numai una a prezentat gena de fuziune EWS/FLI-1 (4).

Rearanjarea genei EWS cu FLI-1 apare timpuriu in patogeneza tumorilor din familia sarcomului Ewing, deoarece aberatia cromosomiala este patognomica pentru sarcomul Ewing. Proteina adenovirala Ad.5 E1A induce acest rearanjament in numeroase tipuri celulare, ceea

ce sugereaza un rol etiologic al agentilor virali in generarea aberatiillor cromosomiale oncogenice, dar in acelasi timp, poate avea un impact semnificativ pentru folosirea vectorilor adenovirali in terapia genica. Pe de alta parte, se arata absenta produselor himerice EWS-FLI-1 din culturi pe termen scurt sau lung de linii stabil trnsformate de adenovirus, ca si din liniile care exprima tranzitoriu E1A. Se demonstreaza si absenta lui E1A din tumorile familiei sarcomului Ewing. De aici, concluzia ca adenovirusul nu intervine in patogeneza acestei tumori si deci, rearanjarea genelor specific tumorale nu este influentata de adenovirus (5).

O alta translocatie t(12;22) constatata frecvent in sarcomul cu celule clare induce fuzionarea genei pentru proteina sarcomului Ewing cu factorul activator al transcrierii (ATF-1). Experimentele cu anticorpi anti-ATF-1 arata ca proteina de fuziune EWS/ATF-1 are un rol direct in mentinerea viabilitatii celulelor acestui tip de sarcom si, de asemenea, ca anticorpii ar putea fi folositi pentru blocarea proteinei tumorale (6).

Oncoproteina celulara a sarcomului Ewing (EWS) si ATF sunt markeri inalt specifici pentru melanomul malign al structurilor moi, fiind in acelasi timp un potent activator al catorva promotori ce induc cAMP, asa cum este promotorul somatostatin. S-a explorat in celulele melanomului potentialul acestui promotor asupra expresiei toxice a genelor. Cand in aceste celule se introduce gena de fuziune somatostatin-TK HSV, aceasta le confera o puternica sensibilitate specifica celulei, la ganciclovir –un prodrog citotoxic-. Aceasta sensibilitate presupune prezenta locului ATF-binding in promotorul somatostatin sugerand ca expresia genei toxice este cauzata de hibridul EWS/ATF-1. Astfel se releva potentialul de utilizare a promotorului somatostatin pentru terapia citotoxica a prodrogului in celulele melanomului malign (7).

Prezenta unor domenii SH3 de interactiune in terminusul NH2 al EWS creste potentialul hibridului EWS/WT-1 (WT-1 este o gena supresoare de tumori). Se constata ca EWS/WT-1 se poate asocia cu domeniul SH3 al catorva proteine inclusiv v-src. Expresia ectopica a v-src fosforileaza in vivo EWS/WT-1 si amplifica abilitatea de transactivare a domeniului NH2-terminal EWS. Alterarea structurii domeniilor v-src SH2 sau SH3 produce mutante care nu pot interactiona cu EWS/WT-1 si nici nu pot creste capacitatea transcriptionala a EWS.

Se sugereaza posibilitatea ca unele proprietati transcriptionale ale EWS/WT-1 ar putea fi reglate pe o cale de semnalizare citoplasmatica. In vivo EWS/WT-1 este fosforilata la reziduurile serina si tirozina, ceea ce afecteaza cuplarea la DNA. Poate, de asemenea, interactiona cu c-abl prin modificarea unor reziduuri de tirozina. Fosforilarea tirozinei EWS/WT-1 de catre c-abl regleaza negativ capacitatea sa de cuplare la DNA. Prin urmare, activitatea biologica a EWS/WT-1 este intim legata de statutul fosforilarii sale (8, 9).

Tot mai frecvent se constataca diferite clase de proteinecare cu pleaza la DNA, asa cum sunt ATF-1, WT-1 si CHOP, fuzioneaza cu EWS in diferite fenotipuri tumorale. Astfel, s-a detectat o noua translocatie si anume translocatia t(1;22) ( q35.1;q12) cu gena numita ZSG (Zinc finger Sarcoma Gene) ce codifica proteina Zinc-finger- Cys2-His-2- care contine un domeniu transcriptional represor-like la N-terminus. Rearanjarea implica intronul 8 al EWS si exonul 1 al ZSG creind o secventa lineara ce contine domeniul transactivator al EWS fuzionat cu domeniul Zinc-finger al ZSG. Acestui produs ii lipseste domeniul represor transcriptional la N-terminus al ZSG (10).

S-a demonstrat experimental actiunea proteinelor de fuziune EWS cu un produs ETS.

In vitro, liniile policlonale stabilizate exprima doua diferite gene EWS-ETS; fie EWS/FLI-1, fie EWS/ETV-1, care induc expresia genei citocheratinei 15. Injectate la soarecii

SCID-CB-17, ambele gene de fuziune induc si schimbari morfologice, histologice si ultrastructurale in fibroblastele NIH 3T3. Celulele native cu morfologie fusiforma se transforma in celule poligonale cu rata N/P inalta si care exprima abundent citocheratina. Acest model murin creiat in celulele NIH 3T3 derivate din mezenchim releva noi caractere ale diferentierii neuroectodermale si epiteliale (11). Se apreciaza astfel ca, translocatiile cromosomiale specifice sarcomului Ewing induc fuzionarea genei EWS cu un subset al membrilor familiei factorilor de transcriere ETS, cea mai comuna fiind gena FLI-1 si mai putin frecvent, genele ERG, ETV-1, E1A-F sau FEV. Aceste proteine de fuziune se crede ca actioneaza ca factori de transcriere aberanti ce cupleaza la DNA prin domeniile de cuplare la DNA-ETS.

Recent s-a relatat ca TGF-beta RII, o gena supresoare de tumori, este o tinta a proteinei de fuziune EWS/FLI-1. Analiza efectelor proteinelor fuzionate EWS-ETV-1 si EWS-ERG asupra expresiei genei TGF-beta RII arata ca in celulele NIH 3T3 exista nivele scazute de mRNA si proteina ale acestei gene, ca de altfel si in liniile celulare cu sensibilitate redusa la TGF-beta. Aceste gene de fuziune supreseaza promotorul TGF-beta RII si activitatea indusa de FLI-1, ERG sau ETV-1. Represia transcriptionala a genei TGF-beta RII reprezinta o tinta importanta a oncogenelor EWS/FLI-1, EWS-ERG sau EWS-ETV-1 si deci, fuziunea proteinelor EWS-ETS poate functiona ca forma dominant negativa a factorilor de transcriere ets (12).

Tumorile Ewing sunt malignitati umane primare ale tesuturilor dure (os) si moi, caracterizate la cel putin 95% din cazuri, prin transcripte specifice de fuziune cu originea in translocatiile cromosomiale recurente. Protocolul clinic pentru tumorile Ewing cu inalt risc de metastazare include chemoterapia si radioterapia cu doze inalte, urmate de reinfuzia cu celule stem din sangele periferic (PBSC).

 

 

EWS

Sarcoma Ewing

(Summary)

Oncoproteins which are considered to induce Ewing sarcoma are produced by Ews fused with ETS family genes after cromosomial translocations. The most frequent fusion in Ewing sarcom is EWS/FLI-1, which appears after t(11;22). Also, there are chimeric products with transforming potential after fusion of EWS gene with ERG, ETV-1, and ATF-1.The combined proteins act on some targets, e.g.TGF-beta R which belive to be a tumoral represor.