Actualización sobre mecanismos de tumorogénesis hipofisaria

Abstract

Pituitary adenomas are intracranial neoplasms that originate from the adeno-pituitary cells, are mostly benign and slow growing. However, a small percentage can be aggressive and spread locally and / or remotely as malignancies. In recent years, progress has been made in understanding the biology of pituitary tumors, identifying mutations in the germline, somatic lines, and epigenetic mechanisms. Objective: review the updated bibliography on the mechanisms of pituitary tumorigenesis. Data source: bibliographic search was performed using the MEDLINE (PubMed), LILACS and Google Scholar databases since 2010 to April 2020. Conclusion: Knowledge and information on pituitary tumorogenesis mechanisms increased in recent decades, and new neoplastic pathways are recognized. However, there are currently few therapeutic approaches to act specifically on the underlying tumor genesis pathway identified in each case.

Los adenomas hipofisarios son tumores benignos del SNC. Algunos pueden ser de gran tamaño, invasivos, comprometer estructuras nerviosas importantes y afectar la calidad de vida de quienes lo padecen. Existe actualmente una gran cantidad de información sobre los mecanismos que dan origen a este tipo de tumores. A partir de esta revisión bibliográfica, se pretende resumir los conocimientos actualizados sobre la enfermedad y sus causas.

Conceptos clave

Qué se sabe sobre el tema:

• Los adenomas hipofisarios son tumores benignos en la mayoría de los

• El conocimiento de la biología de los tumores hipofisarios incrementó notablemente en los últimos años.

Qué se aporta con el trabajo:

• Este trabajo aporta conocimientos actualizados sobre los mecanismos que contribuyen a la tumorogénesis

INTRODUCCIÓN

La glándula hipófisis es la principal reguladora de la homeostasis endócrina mediante la secreción de hormonas tróficas. Se compone de la adenohipófisis (lóbulo anterior y lóbulo intermedio) y la neurohipófisis (lóbulo posterior). Regula el crecimiento, metabolismo, reproducción, lactancia y la respuesta al estrés. Si existe alguna alteración en este sistema, aparece la desregulación hormonal y la expansión celular causando diversas morbilidades, calidad de vida deteriorada y aumento de la mortalidad¹. El lóbulo anterior presenta cinco tipos de células que secretan las hormonas: tirotrofina (TSH); adrenocorticotrofina (ACTH); somatotrofina (GH); prolactina (PRL); foliculoestimulante (FSH) y luteinizante (LH). Las células del lóbulo intermedio secretan pro-opiomelanocortina, un precursor de la hormona estimulante de los melanocitos, ACTH y endorfinas. El lóbulo posterior secreta oxitocina y arginina vasopresina. La adenohipófisis también contiene células endoteliales, pericitos y células foliculo- estrelladas no endocrinas, que producen factores de crecimiento y citocinas regulando la homeostasis pituitaria y favoreciendo la maduración de las células madre hipofisarias². Ésta última población de células, muy estudiada en la actualidad, participa en los mecanismos de iniciación, progresión, recurrencia y resistencia al tratamiento de los tumores hipofisarios³. Estas lesiones, son neoplasias intracraneales, de crecimiento lento, con una prevalencia estimada de 16,7% (14,4% en autopsias y 22,5% en estudios radiológicos)⁴. Generalmente no metastatizan, por lo tanto, se los conoce como "adenomas", sin embargo, un pequeño porcentaje puede mostrar un comportamiento clínicamente agresivo y diseminarse localmente y/o a distancia como verdaderas neoplasias malignas. Recientemente se ha propuesto el término "tumor neuroendocrino pituitario" o "PitNET" para este tipo de lesiones⁵ y se clasifican clínicamente por sus características de secreción excesiva de hormonas o por síntomas de compresión de estructuras vecinas. La caracterización histológica se ha basado en la tinción inmunohistoquímica de las hormonas pituitarias y la reciente incorporación de factores de transcripción (PIT1 para los linajes GH, prolactina y TSH; SF1 para los linajes de gonadotrofinas y TPIT para el linaje de ACTH). Por lo tanto, el diagnóstico final se basa en la combinación del cuadro clínico y la evaluación histológica (inmunomarcación de hormonas y factores de transcripción)⁶.

Durante los últimos años, se observó un importante avance en el conocimiento de la biología de los tumores hipofisarios, identificándose mutaciones de las líneas germinal, somática y mecanismos epigenéticos. En esta revisión, pretendemos realizar una actualización de los mecanismos que contribuyen a la tumorogénesis hipofisaria y orientar el análisis a la búsqueda de mejores decisiones preventivas y terapéuticas.

MATERIALES Y MÉTODOS

Para la elaboración de este artículo de revisión, se llevó a cabo una búsqueda bibliográfica utilizando las bases de datos de MEDLINE (PubMed), LILACS y Google Scholar. Las mismas se realizaron desde 2010 hasta abril de 2020. Se incluyeron artículos científicos en idioma español e inglés. Adicionalmente se realizaron búsquedas bibliográficas a partir de las citas mencionadas en publicaciones científicas selectas referidas a la temática. Las palabras clave utilizadas para la búsqueda fueron "hipófisis", "adenoma" y "carcinogénesis", como así también, los apellidos de los principales autores referentes. Estos términos se fueron combinando y traduciendo al inglés para la búsqueda en las distintas bases de datos. Los artículos encontrados fueron revisados por todos los autores, se analizó su contenido y se excluyeron aquellos que no se correspondían con la temática y/o objetivo del presente trabajo.

RESULTADOS

La fisiopatología de los adenomas hipofisarios es compleja y varía entre los diferentes tipos de tumores. Mediante el análisis de la inactivación del cromosoma X, se ha demostrado que estas neoplasias, resultan en su mayoría de la expansión clonal de células adenohipofisarias¹, mediante la participación de eventos genéticos y epigenéticos, estimulación hormonal, sobreproducción de factores de crecimiento, desregulación de miARNs y participación de células madres, que promoverían el desarrollo y crecimiento tumoral⁷ (Figura 1).

Figura 1. Esquema de la actual hipótesis de la patogenia de los adenomas hipofisarios. Se destaca el interjuego de múltiples mecanismos que participarían del origen tumoral. Diseño realizado en BioRender.com .

Ciclo celular y su regulación

La división celular consta de 4 fases: fase S (síntesis del ADN), fase M (mitosis) y 2 fases de crecimiento y transición, llamadas fases G (del inglés gap: intervalo). Las quinasas dependientes de ciclinas (CDK) controlan la progresión de las células a través de las distintas fases del ciclo celular. La actividad de la CDK está modulada por sus activadores (ciclinas) o inhibidores (CDKI)⁸. La progresión del ciclo celular tiene reguladores negativos, específicamente las familias de inhibidores CDK INK4 y Cip/Kip^8,9. La proteína supresora de tumores Rb también regula negativamente la entrada en el ciclo celular y la

progresión G1/S, mientras que PTTG, factor que fuera descripto en adenohipófisis, participa tanto en G1/S y como en la inestabilidad cromosómica¹⁰. Diversos modelos experimentales han sido utilizados para la comprensión de la participación de las proteínas reguladoras del ciclo celular en el desarrollo de adenomas hipofisarios. Ratones knockout para inhibidores de CDK, incluyendo p18 y p27, desarrollan tumores pituitarios⁹, mientras que los modelos knockout para p21/Rb, p27/Rb¹¹, p16/p18¹², p27/ciclina E¹³, p27/p18, p21/p18¹⁴, y CDK4/p27¹⁵, exhiben un menor período de latencia para la formación de tumores o incluso un incremento del tamaño de los adenomas hipofisarios. En tumores pituitarios humanos se han demostrado mutaciones de la línea germinal, así como subexpresión o metilación del ADN de los inhibidores de CDK¹⁶.

1. Mecanismos Genéticos

   1. MUTACIONES DE LA LÍNEA GERMINAL

      Los tumores hipofisarios asociados con mutaciones en la línea germinal pueden presentarse como parte de una enfermedad aislada o sindrómica.

      1. Adenoma hipofisario familiar aislado (FIPA)

         Dentro de este grupo se identificaron alteraciones en diferentes genes: el de la proteína de interacción del receptor de aril- hidrocarburo (AIP) que representa el 10-20% de FIPA, el de GPR101 en el acrogigantismo ligado al cromosoma X (XLAG) (aunque se identificó principalmente como mutación de novo, también se ha descrito en familias) y el grupo restante aún sin causa genética conocida¹⁷.

         • AIP (Supresor Tumoral):

           esta proteína interactúa con el receptor de hidrocarburos de arilo (AHR), proteínas de choque térmico y otras proteínas, cumpliendo un rol importante en la modulación del AMPc y las vías de señalización celular¹⁷. Los FIPA por mutación AIP se transmiten por herencia autosómica dominante y presentan penetrancia Los pacientes tienen un fenotipo clínico distinto: muestran un inicio más temprano de la enfermedad con adenomas de mayor tamaño y son predominantemente secretores de GH escasamente granulados, localmente invasivos y pueden desarrollar apoplejía¹⁸. Así también es menos probable que estos tumores respondan a los análogos de somatostatina (SSA) de primera generación¹⁹. Las recomendaciones actuales sugieren la detección de mutaciones AIP en pacientes sin características sindrómicas y cualquiera de los siguientes criterios: tumores hipofisarios de inicio en la infancia, tumores hipofisarios familiares, o macroadenomas a la edad de 30 años o menos²⁰.

         • Acrogigantismo ligado al X (XLAG):

           es producido por microduplicaciones en el cromosoma Xq26.3 que amplifican el gen GPR101, el cual codifica para un receptor huérfano acoplado a proteínas G. GPR101 se acoplaría a la proteína estimuladora de Gα, que activa la adenil ciclasa y aumenta la producción de AMPc²¹. Los pacientes presentan una marcada hipersecreción de GH yPRL en más del 85% de los casos a causa de adenoma o hiperplasia hipofisaria²², >ocasionando aceleración de la velocidad de crecimiento desde muy temprana edad. La enfermedad se produce generalmente por una mutación de novo que se manifiesta como enfermedad de la línea germinal o mosaico, pero también se han de descripto algunos casos familiares. La penetrancia total observada en XLAG familiar puede llegar a ser del 100%, por lo que vale la pena considerar el diagnóstico preimplantacional o el cribado prenatal en las madres afectadas y en los fetos femeninos de los hombres afectados (aunque todavía no se ha demostrado la transmisión de hombre a mujer)²².

         • Nuevas variantes de la línea germinal:

           la gran mayoría de FIPA no tiene una base genética establecida: aproximadamente el 85% de la cohorte FIPA analizada por Daly y col. fueron negativos para mutaciones AIP¹⁸. Se han descrito tanto familias homogéneas (familias que presentan el mismo tipo de adenoma en todos los individuos afectados) como heterogéneas. El patrón de herencia es autosómico dominante con baja penetrancia¹⁷. En la Figura 2 se identifican otras variantes de línea germinal, que pueden predisponer a tumores familiares, pero ninguno de los datos publicados respalda de manera convincente la presencia establecida de un gen adicional que causa FIPA.

      2. Adenomas hipofisarios en el contexto de síndromes familiares

         • MEN1 (Gen Supresor Tumoral):

           se encuentra en el cromosoma 11q13 y codifica la proteína menina, que actúa en la regulación de la transcripción, la estabilidad del genoma y la proliferación celular¹. Basado en el hecho de que se observa pérdida de heterocigosidad (LOH) en la línea germinal que afecta al cromosoma 11q13 esta LOH se considera un golpe inicial, seguido de la mutación somática MEN1 como segundo golpe, que conduce a la formación de tumores²⁶. Los tumores hipofisarios con mutación MEN1 tienden a ser más grandes e invasivos y están asociados a adenomas paratiroideos y pancreáticos en el mismo paciente.

           Recientemente, se ha descripto en algunas familias un cuadro clínico similar a MEN1, ahora denominado MEN4, asociado a la mutación de los inhibidores de la quinasa dependientes de ciclina, principalmente p27 (CDKN1B) y raramente en p21 (CDKN1A), p15 (CDKN2B) y p18 (CDKN2C)²⁷. Estos pacientes se caracterizan por presentar adenomas hipofisarios y de las glándulas paratiroideas, angiomiolipoma renal, tumor suprarrenal no funcionante, fibromas uterinos, gastrinoma, tumor carcinoide bronquial, carcinoma papilar de tiroides y carcinoma gástrico. El tipo de tumor hipofisario más frecuente es el somatotropinoma.

         • Complejo de Carney (CNC):

           alrededor del 60% de los casos del CNC son causados por la mutación de PRKAR1A (subunidad reguladora de la proteína quinasa tipo I-alfa dependiente de AMPc), un componente clave de la vía de señalización de Esta mutación, se encuentra implicada en la tumorogénesis endocrina ya que conduciría a un codón de parada prematuro y a la alteración del ARNm, provocando una mayor actividad de PKA. Hasta el 75% de los pacientes exhiben hipersecreción de PRL y GH²⁸.

         • Blastoma hipofisario:

           es un tumor embrionario de la hipófisis, de presentación poco frecuente, potencialmente mortal, que aparece en la primera infancia y frecuentemente causa enfermedad de Cushing. Se incluye dentro del síndrome DICER1, el cual está asociado a una mutación heterocigota en la línea germinal del gen DICER1, que codifica para endorribonucleasa, importante en el procesamiento de microARN²⁹.

         • Feocromocitoma/paraganglioma y adenoma hipofisario:

           si bien juntos no forman parte de ningún síndrome tumoral endocrino, en raras ocasiones pueden aparecer en el mismo paciente o familia. La coexistencia de las dos enfermedades puede deberse a una coincidencia, pero también a un mismo mecanismo patogénico. Cada vez hay más casos descriptos con esta combinación de enfermedades, especialmente por mutación de los genes de succinato deshidrogenasa (SDHx) ³⁰.

         • Otras mutaciones de la línea germinal:

           se han identificado mutaciones en MLH1 y MSH2 en pacientes con tumores secretores de ACTH de crecimiento agresivo³¹. En USP8, comúnmente estudiadas como mutaciones somáticas en los adenomas corticotróficos, ahora también descriptas en un niño con características dismórficas, retraso en el desarrollo y tumor corticotropo³². En algunas publicaciones, se han informado tumores hipofisarios en pacientes con esclerosis Actualmente no está claro si estos están realmente relacionados con las mutaciones TSC1 o TSC2 o son hallazgos coincidentes³³.

   2. MUTACIONES SOMÁTICAS

      • GNAS:

        codifica la subunidad α estimulante de la proteína G y muestra las mutaciones somáticas más frecuentes de adenomas somatotropos, confirmadas más recientemente a través del genoma completo (WGS)³⁴ y la secuenciación del exoma completo (WES)³⁵. Las mutaciones afectan el codón 201 o 227, alterando la actividad GTPasa de la proteína y conduciendo a una actividad prolongada de adenilato ciclasa con aumento en los niveles de AMPc, lo que impulsa la tumorogénesis. Estos tumores suelen ser más pequeños, menos invasivos y con mejor respuesta a los SSA³⁶. La expresión del receptor 2 de dopamina también se encuentra aumentada en estos tumores, lo que predice mejor respuesta a los agonistas de dopamina³⁷. Los pacientes con mosaicismo somático para el codón 201 GNAS desarrollan el síndrome de McCune-Albright, que se caracteriza por hiperplasia/tumor somatotropo o mamosomatotropo, displasia fibrosa poliostótica, manchas de café con leche y pubertad precoz³⁸.

      • USP8:

        mutación somática en la peptidasa específica de ubiquitina 8 (USP8), presente en los adenomas hipofisarios (35-62% de los adenomas corticotropos esporádicos). USP8 es una desubiquitinasa, que pertenece a la familia de las peptidasas específicas de ubiquitina. La ubiquitinación es una modificación postraduccional reversible que regula la estabilidad de diversas proteínas. USP8 elimina la parte de ubiquitina e impide así la degradación. Una de sus dianas en las células corticotropas es la regulación negativa del receptor de factor de crecimiento epidérmico (EFGR). Así, las mutaciones de USP8 producen una actividad elevada de desubiquitación y una señalización constante de EGFR que tiene como consecuencia la hiperproducción de ACTH³⁹.

        El análisis de los datos de secuenciación del exoma completo y el genoma completo de los tumores pituitarios evidenció un bajo número de mutaciones somáticas en todos los subtipos^34,35. Pocos genes muestran mutaciones recurrentes, y los mismos se mencionan en la Figura 3.

2. Cambios epigenéticos

   Si bien la línea germinal y las alteraciones genéticas somáticas han proporcionado información interesante y relevante sobre la tumorogénesis hipofisaria, la mayoría de los tumores hipofisarios son esporádicos y no se conocen mutaciones impulsoras somáticas. Los cambios epigenéticos son modificaciones fenotípicas heredables, que no alteran la secuencia de ADN. Estas pueden regular la transcripción y/o traducción. Los mecanismos epigenéticos pueden ocurrir a nivel de la cromatina, como la metilación del ADN y la modificación de histonas, o a nivel del ARN, mediado principalmente por ARN no codificantes, como microARN, ARN largo no codificante (ARNnc), ARN circular (ARNc circular) entre otros. Dichos mecanismos afectan la expresión génica y, en consecuencia, la tumorogénesis, y han asumido una gran importancia, especialmente dada la escasez de mutaciones somáticas⁴⁶. Se ha descrito la correlación entre modificación epigenética de algunos genes y ciertas características clínicas de los adenomas hipofisarios, como invasividad y tamaño tumoral⁴⁷.

   • Metilación del ADN:

     es uno de los mecanismos epigenéticos más importantes y se ha identificado también en la oncogénesis hipofisaria. Se ha demostrado que los genes CDKN2A, MEG3A, RB, CASP-8, PTAG, FGFR2 y GADD45 y presentan modificaciones por cambios en la metilación del promotor (hipo o hipermetilación), alterando el ciclo celular⁴⁸. La metilación del ADN está asociada con características clínicas, tales como: subtipo y tamaño tumoral, invasión local, progresión de la enfermedad y respuesta al tratamiento⁴⁸.

   • Modificaciones en histonas:

     la acetilación, la metilación y la citrulinación de histonas están asociadas con regiones activas e inactivas del Estas marcas epigenéticas pueden ser modificadas por reguladores de cromatina tales como: histona acetiltransferasas, histona desacetilasas, histona metiltransferasas y enzimas de citrulinación. Todos estos mecanismos juegan un papel crucial en la tumorogénesis pituitaria. Por ejemplo: el PTTG es un factor de crecimiento con un papel bien establecido en la patogénesis e invasión hipofisaria y se encuentra sobreexpresado en estos adenomas, como consecuencia de la acetilación de histonas⁴⁹.

   • MicroARN:

     son moléculas pequeñas (aproximadamente 19-25 nucleótidos) que no codifican ARN y que participan en la regulación postranscripcional actuando como activadores o inhibidores de la carcinogénesis⁴⁸. Se los relaciona con el tipo de tumor, las características (tamaño, invasión) y la respuesta al También se ha observado que participan en la regulación de varios genes que se cree que están implicados en la patogénesis de los adenomas hipofisarios⁵⁰.

Figura 2. Algunas variantes de línea germinal, que pueden predisponer a tumores familiares. Diseño realizado en BioRender.com .

Figura 3. Representación esquemática de nuevas variantes somáticas mutadas sidentificadas a través de estudios de secuenciación del exoma completo (WES)^(40-45). Diseño realizado en BioRender.com .

CONCLUSIÓN

El conocimiento e información sobre los mecanismos asociados a la formación de tumores hipofisarios incrementó a lo largo de las últimas décadas, y aunque en la actualidad existen pocos enfoques terapéuticos para actuar específicamente sobre la vía de génesis tumoral subyacente, identificada en cada caso, es probable que en el futuro se alcancen avances significativos en este ámbito que aporten beneficios a la hora de decidir el mejor tratamiento para los pacientes. Asimismo, el estudio de la tumorogénesis hipofisaria dentro del contexto de síndromes familiares, no sólo permite la implementación de protocolos de control y vigilancia para los casos índice, sino también, brinda la posibilidad de realizar un diagnóstico y tratamiento oportuno al grupo familiar afectado.