Il cancro del colon retto (CCR) è una delle neoplasie a più elevata morbidità e mortalità nei paesi occidentali; l'incidenza presenta una notevole variabilità a seconda delle diverse aree geografiche. Negli Stati Uniti essa si assesta sui 45-50 casi ogni 100000 abitanti l'anno, in Gran Bretagna si aggira sui 25-30 casi mentre in Giappone non supera i 10-12 casi annui per 100000 abitanti. L'Italia si colloca tra i paesi a intermedio tasso di incidenza con circa 35 casi ogni 100000 abitanti l'anno e presenta significative differenze tra regione e regione. I tassi più elevati si registrano al Centro-Nord del Paese con un picco di 52 casi annui nella provincia di Trieste, mentre i più bassi si rilevano al Sud, con 18 casi all'anno in provincia di Ragusa.Una certa discrepanza si osserva, nel mondo come in Italia, tra i due sessi, con un'incidenza maggiore nel sesso maschile (maschi/femmine = 1.5/1). In particolare l'incidenza è simile al di sotto dei 65 anni ed aumenta nell'uomo in seguito, specialmente per quanto riguarda il carcinoma del colon discendente e del sigma.Il CCR è raro al di sotto dei 50 anni; la sua incidenza aumenta rapidamente con l'avanzare dell'età raddoppiando ogni decennio tra i 40 e i 70 anni. L'età media al momento della diagnosi è di circa 69 anni per l'uomo e di 72 anni per la donna. Dati epidemiologici forniti dall'American Cancer Society hanno rilevato una sostanziale stabilità nell'incidenza del CCR negli ultimi 30 anni. La mortalità si aggira intorno ai 25 casi ogni 100000 abitanti all'anno ed è sovrapponibile nei due sessi. In Italia esso rappresenta la seconda causa di morte dopo il tumore al polmone per gli uomini e dopo il carcinoma della mammella nelle donne. Anche la mortalità è rimasta pressoché invariata dal 1970 ai giorni nostri. Questi dati indicano che il CCR può essere considerato una delle emergenze nazionali, sia in termini di malattia sia di costi sociali ed economici, tanto da essere posto negli ultimi Piani Sanitari Nazionali come una delle priorità di intervento. (Bellantone, De Toma, & Montorsi, 2009) 1.2 Polipi e patogenesi molecolare La maggior parte dei carcinomi colo-rettali, indipendentemente dall'eziologia, deriva da polipi adenomatosi. Il polipo è un'evidente protrusione della superficie della mucosa e viene classificato dal punto di vista anatomopatologico in amartoma non neoplastico (polipo giovanile), mucosa iperplastica proliferante (polipo iperplastico) e polipo adenomatoso. Solo gli adenomi costituiscono lesioni precancerose e solo una minoranza si trasforma in una neoplasia maligna. Studi di screening di popolazione e dati autoptici hanno dimostrato che circa il 20-30% della popolazione con meno di 40 anni e il 40-50% della popolazione con più di 60 anni ha polipi adenomatosi del colon; tuttavia meno dell'1% dei polipi si trasformerà in una neoplasia maligna. I polipi sono nella maggior parte dei casi asintomatici, quindi rimangono a lungo clinicamente silenti. Inoltre, in meno del 5% dei casi la ricerca del sangue occulto su feci è positiva. (Kasper, Braunwald, Fauci, Hauser, Longo, & Jameson, 2005) (Kumar, Abbas, & Fausto, 2006) Esiste una ben definita predisposizione familiare per gli adenomi sporadici e un rischio del 25% piu' alto di sviluppare carcinomi colo rettali in parenti di primo grado dei pazienti affetti.Gli adenomi sono neoplasie intra-epiteliali che variano da piccole lesioni spesso peduncolate a grandi tumori di solito sessili e sono divisi in tre sottotipi sulla base dell'architettura epiteliale:• Adenomi tubulari: ghiandole tubulari• Adenomi villosi: estroflessioni villose• Adenomi tubulo villosi: un misto delle due forme precedenti Gli adenomi tubulari sono in genere piccoli e peduncolati mentre gli adenomi villosi tendono ad essere grandi e sessili. Gli adenomi tubulari sono di gran lunga i più frequenti;il 5-10% degli adenomi è tubulo-villoso e solo l'1% è villoso (Figura 1.1).Figura 1.1: aspetto istologico con ingrandimento di 4x di un adenoma tubulare (a) e villoso (b) (Weinberg, 2007) Tutte le lesioni adenomatose sono il risultato di una displasia proliferativa dell'epitelio che può essere di basso grado o di grado elevato (carcinoma in situ) ed esistono solide prove a sostegno del ruolo di precursore dell' adenoma nei confronti del carcinoma colo-rettale invasivo. Si stima che un adenoma impieghi circa 10 anni per raddoppiare di dimensioni e che ci vogliano in media 30 anni per lo sviluppo di un CRC. Gli adenomi e i carcinomi del colon retto sono quindi caratterizzati da una crescita lenta e la loro insorgenza precede usualmente di molti anni la diagnosi. (Figura 1.2).Figura 1.2: Carcinogenesi a tappe e tempo necessario per la trasformazione da mucasa normale ad adenoma e da adenoma a carcinoma invasivo. (riadattata da Weinberg, 2007) Il rischio che un polipo adenomatoso contenga zone di trasformazione maligna è correlato a tre aspetti interdipendenti: dimensioni del polipo, architettura istologica e grado di displasia epiteliale. Il carcinoma è raro negli adenomi tubulari inferiori a 1 cm di diametro, il rischio di cancro è invece elevato (circa 40%) negli adenomi villosi sessili di diametro > 4 cm. La displasia grave se presente si riscontra spesso nelle zone villose.Pertanto la lesione più preoccupante è quella villosa con diametro superiore a 4 cm.Tuttavia poiché in ogni adenoma di qualsiasi sottotipo si possono incontrare tutti i gradi di displasia e anche carcinomi invasivi, è impossibile determinare sulla base dell'ispezione macroscopica la natura di un polipo con i suoi risvolti clinici. E' importante ricordare che non tutti gli adenomi sono polipi, ovvero lesioni protrudenti, ma alcuni sono sostanzialmente piatti e possono essere identificati solo istologicamente.Questi adenomi sono definiti adenomi piatti o depressi o microscopici. Molti adenomi colo rettali vengono scoperti nel corso di indagini eseguite per il riscontro di anemia o di sangue occulto nelle feci. Rispetto agli altri tipi gli adenomi villosi danno molto più spesso sintomi e il più delle volte vengono identificati in seguito a una vera e propria rettorragia. Raramente gli adenomi villosi possono secernere una grande quantità di materiale mucoso ricco di proteine e potassio, provocando ipoproteinemia e ipokaliemia.Quando all'interno di un adenoma viene trovata un'area di displasia di grado elevato significa che è presente un tessuto di tipo tumorale che non ha ancora acquisito la capacità di metastatizzare ed è quindi una lesione ancora clinicamente benigna (carcinoma in situ). Poiché i vasi linfatici sono in gran parte assenti al di sopra della muscolaris mucosae del colon, essendo riscontrabili in modo incostante solo alla base della lamina propria anche il carcinoma intramucoso con invasione della lamina propria è considerato a potenziale metastatico scarso o nullo. Se la lesione invece attraversa la muscolaris mucosae invadendo la sottomucosa, l'adenocarcinoma invasivo che ne risulta è un tumore maligno a tutti gli effetti, con potenziale metastatico. Ciononostante la rimozione endoscopica di un adenoma peduncolato è considerata una terapia adeguata quando siano presenti tre condizioni istologiche: l'adenocarcinoma è superficiale e non raggiunge il margine di resezione alla base del peduncolo; non vi è invasione dei vasi linfatici ed ematici e il carcinoma non è scarsamente differenziato. Invece l'adenocarcinoma invasivo sorto in un polipo sessile non può essere adeguatamente escisso con una polipectomia ed è quindi necessario un intervento chirurgico più esteso.Indipendentemente dalla presenza di carcinoma il solo trattamento adeguato per un adenoma peduncolato o sessile, è la completa escissione. Se questa è incompleta nella migliore delle ipotesi resta in loco epitelio adenomatoso, che costituisce una precancerosi mentre nella peggiore la lesione residua potrebbe addirittura celare un carcinoma invasivo. (Kumar, Abbas, & Fausto, 2006) La maggior parte dei carcinomi colo-rettali insorge in forma sporadica al di fuori di sindromi ereditarie ben definite che verranno illustrate in seguito. Come nella maggior parte degli altri organi esistono condizioni associate al rischio di sviluppare un carcinoma.Ma indipendentemente dall'elemento iniziante vi è una ben definita concatenazione di alterazioni geniche che conduce all'insorgenza di carcinomi colo-rettali. Infatti sono state descritte alcune alterazioni molecolari del DNA estratto dai polipi adenomatosi, dalle lesioni displastiche e dai polipi che contengono carcinomi in situ. Queste lesioni rappresentano tappe successive nella trasformazione della mucosa normale del colon in carcinoma invasivo. Il modello proposto da Fearon e Vogelstein è stato ampiamente accettato come sequenza tipo nello sviluppo del cancro colo-rettale. (Kinzler & Vogelstein, Lessons from hereditary colorectal cancer, 1996) La base anatomopatologica per questo modello è la sequenza adenoma-carcinoma che tipicamente precede l'insorgenza di un cancro invasivo anche se la comparsa di alcuni carcinomi colo rettali senza apparente evidenza di un precursore adenomatoso suggerisce che alcune lesioni possono andare incontro a trasformazione maligna senza attraversare una fase polipoide.Attualmente si ritiene che esistano due vie di sviluppo del carcinoma colico patogeneticamente distinte ed entrambe dovute ad un accumulo progressivo di mutazioni multiple (Jass, 2002). Le differenze stanno nei geni coinvolti e nei meccanismi con cui le mutazioni si accumulano.La prima via è caratterizzata da un'instabilità cromosomica che determina il graduale accumulo di mutazioni in oncogeni ed oncosoppressori (Figura 1.3). La progressione molecolare che porta al carcinoma colico lungo questa via si verifica attraversando una serie di fasi morfologicamente identificabili. Inizialmente vi è una proliferazione localizzata dell'epitelio del colon, seguita dalla formazione di piccoli adenomi che si ingrandiscono progressivamente con displasia sempre più marcata e che infine si trasformano in carcinomi invasivi.Le basi genetiche di questa sequenza sono le seguenti:• Perdita del gene APC (Adenoma Polyposis Coli): il gene APC è stato localizzato in 5q21 e la sua mutazione è la base genetica della FAP (poliposi adenomatosa familiare) di cui si parlerà in seguito. Questo gene oncosoppressore codifica per una proteina che e' un importante mediatore della via Wnt/β-catenina. Regolando i livelli di β-catenina influisce su tutti i processi in cui questa proteina e' implicata, dalla proliferazione, il mantenimento della staminalita' alla migrazione e adesione cellulare. L'assenza di APC porta tra l'altro all'attivazione di geni come c-Myc e Ciclina D1. Questa via ha un ruolo decisivo nello sviluppo dell'epitelio normale colo rettale ed critica per lo sviluppo dei CRC: oltre l'80% dei tumori del colon-retto ha un'inattivazione di APC e il 50% dei carcinomi senza mutazioni di APC ha mutazioni della β-catenina. • Mutazioni di KRAS: è l'oncogene più frequentemente attivato negli adenomi e nei carcinomi del colon-retto. Il KRAS ha un ruolo nella trasduzione intracellulare del segnale, è mutato in meno del 10% degli adenomi inferiori a 1 cm, nel 50% dei rimanenti adenomi e nel 50% circa dei carcinomi.• Perdita delle SMAD: una perdita allelica frequente nel cancro del colon è in 18q21 dove sono presenti oltre al gene DCC i geni di SMAD2 e SMAD4 le cui proteine sono coinvolte nella via del TGFβ. La perdita di SMAD4 ha un effetto oncogeno gastrointestinale (Taketo & Takaku, 2000).• Perdita della p53: perdite sul cromosoma 17p, rare negli adenomi, sono state osservate nel 70-80% dei cancri del colon. Queste delezioni cromosomiche colpiscono il gene oncosoppressore p53 e sembrano eventi tardivi nella cancerogenesi del colon.• Attivazione delle telomerasi. I telomeri stabilizzano i cromosomi. Essi si accorciano progressivamente a ogni mitosi, portando infine a senescenza la cellula. L'attività della telomerasi è necessaria per mantenere la stabilità del telomero e quindi l'immortalitalità cellulare, un requisito di ogni cellula tumorale.La maggior parte degli adenomi non mostra attività telomerasica, diversamente da quanto accade nella maggior parte dei carcinomi umani, inclusi quelli colorettali in cui quest'attività risulta aumentata (Rudolph & al, 2001).Figura 1.3: Schema delle alterazioni morfologiche e molecolari nella sequenza adenoma-carcinoma (adattato da (Kumar, Abbas, & Fausto, 2006) Malgrado la sequenza di eventi appena citata sia frequente si deve sottolineare che l'accumulo di mutazioni è più importante del loro specifico ordine di insorgenza.La via dell'instabilità dei microsatelliti invece è caratterizzata da lesioni genetiche nei geni riparatori degli errori di allineamento (mismatch) del DNA, ed è implicata nel 10-15% dei carcinomi sporadici e nella HNPCC (Sindrome non poliposica del carcinoma colo-rettale ereditario) che verrà illustrata in seguito. Come per la via APC/β-catenina si verifica un accumulo di mutazioni ma i geni coinvolti sono diversi. La mancata riparazione del genoma causata dall'inattivazione dei geni riparatori del mismatch del DNA è l'evento fondamentale e il più probabile evento di inizio dello sviluppo dei carcinomi colo-rettali che seguono questa via patogenetica. I geni umani riparatori del mismatch hMSH2 (cr. 2p22), hMLH1 (cr. 3p21), MSH6 (cr. Cr. 2p21), hPMS1 (cr. 7p22) sono coinvolti nella verifica genetica della corretta replicazione del DNA (Kinzler & Vogelstein, The Genetic Basis of Human Cancer, 2002). La maggioranza (90%) delle mutazioni riscontrate in questo gruppo di geni coinvolge MSH2 e MLH1. Le mutazioni dei geni riparatori del mismatch provocano alterazioni dei micro satelliti, portando all'instabilità di questi ultimi. I micro satelliti sono sequenze di DNA ripetitivo, presenti nel genoma umano in numero di circa 50000-100000 e vanno facilmente incontro a un disallineamento durate la replica del DNA. Nelle cellule normali il disallineamento viene corretto dai geni riparatori del mismatch. La maggior parte delle sequenze di micro satelliti si trova in regioni non codificanti del genoma e, quindi, mutazioni in questi geni sono probabilmente innocue. Tuttavia alcune sequenze di micro satelliti sono localizzate in regioni che codificano o promuovono la codifica di geni coinvolti nella regolazione della crescita cellulare. Tali geni comprendono il recettore tipo II per il TGF-β e il BAX.Il TGF-β inibisce la crescita delle cellule epiteliali del colon e il BAX causa apoptosi. La perdita di capacità di riparazione del mismatch può quindi causare l'accumulo di mutazioni in questi e in altri geni regolatori della crescita, compreso lo stesso APC, favorendo l'insorgenza di tumori colo-rettali.Sebbene non esista una chiara sequenza adenoma-carcinoma che rifletta la progressione neoplastica basata sui difetti di riparazione del mismatch, è stato osservato che alcuni dei polipi iperplastici localizzati nel colon destro hanno instabilità dei micro satelliti, potendo quindi rappresentare lesioni precancerose (Wynter & al, 2004). I carcinomi conclamati che originano da questa via in realtà mostrano alcuni aspetti morfologici distintivi, come la localizzazione prossimale nel colon, un aspetto istologico mucinoso, e un'abbondante infiltrazione linfocitaria. In generale questi tumori hanno una prognosi migliore di quelli associati a instabilita' cromosomica. (Kasper, Braunwald, Fauci, Hauser, Longo, & Jameson, 2005) (Kumar, Abbas, & Fausto, 2006) (Weinberg, 2007) 1.3 Etiologia e fattori di rischio I fattori di rischio associati allo sviluppo di cancro colo-rettale possono essere sia di tipo ambientale che di tipo genetico, ma nella maggior parte dei carcinomi colo-rettali l'eziologia sembra essere connessa a fattori ambientali.