Tumori nel Cane Lupo Cecoslovacco

Fondamenti delle problematiche oncologiche, relativa genetica e prospettive di azione

Tumori nel Cane Lupo Cecoslovacco

Con il termine Cancro si indica una molteplicità di differenti malattie. Queste malattie hanno un tema comune nel quale è coinvolto uno sbilanciamento tra la proliferazione e la morte cellulare. Sfortunatamente per la nostra comprensione della malattia, i triggers (o inneschi) di questo sbilanciamento e le vie che da questi inneschi portano alla manifestazione, e alla sopravvivenza al tumore sono altamente variabili e complesse. Queste vie includono effetti ambientali sul genoma, come quelli dei mutageni chimici (sostanze chimiche), fisici (radiazioni) e altre geno tossine che danneggiano il DNA; ci sono poi gli effetti di alcuni Virus nello scombinare il genoma dell’ospite o mimando i geni dell’ospite coinvolti con la proliferazione cellulare e il loro controllo; e problemi innescati da fattori intrinseci dell'ospite come stimoli infiammatori, instabilità cromosomica o errori nella replicazione del DNA. Qualunque sia la causa, i cambiamenti nel materiale genetico e la loro espressione sono una parte essenziale della malattia. Questi includono “gain of function” (aumento della funzione del gene), primariamente negli oncogeni, così come la “loss of function” (perdita di funzione), primariamente nei Tumor Suppressor gene.

Oncogene: Comprendono un gruppo eterogeneo di geni che codificano proteine che rivestono un ruolo importante nella regolazione delle attività cellulari, incluse quelle collegate alla divisione cellulare. Una mutazione in questi geni potrebbe alterare drammaticamente la regolazione e causare proliferazione neoplastica. Studi riguardanti molti tipi di cancro umano hanno dimostrato che mutazioni degli oncogeni sono associate allo sviluppo dello stato canceroso.
Rilevante in molte forme tumorali sono mutazioni degli oncogeni c-ras, la cui proteina mutata provoca attraverso alcuni meccanismi biochimici un perpetuo stato di attivazione che stimola le cellule a dividersi in modo incontrollato.
In questi casi solo una delle due copie del gene c-ras è mutata, l’allele mutato è quindi definibile Dominante, ma anche altre mutazioni di oncogeni si solo rivelate dominanti. Questo tipo di mutazioni sono raramente ereditate per via germinale (dai genitori attraverso le loro cellule sessuali), ma la maggior parte di esse avviene in maniera spontanea nelle cellule somatiche, nel corso della divisione cellulare. Poiché le divisioni cellulari (eventi in cui può avvenire la mutazione) sono tantissime 10-16 (10 biliardi, 1.000.000 di miliardi), secondo i tassi di mutazione note, potrebbero essere potenzialmente migliaia le mutazioni somatiche che avvengono nel corso della vita di un uomo. Se molte di queste avvengono in oncogeni lo sviluppo di tumori è praticamente inevitabile. Tuttavia, moltissime persone vivono a lungo senza mai sviluppare tumori. La spiegazione di questo paradosso è che la mutazione di un singolo oncogene non è sufficiente ma quando intervengono più mutazioni in geni differenti che regolano la crescita, la cellula non riesce più a compensare i loro effetti.

Geni Oncosoppresori: solitamente sono geni coinvolti nel ciclo cellulare, che regolano la proliferazione a livello genetico. Sono i cosiddetti geni cancello, in quanto rappresentano una sorta di punto di controllo nel ciclo cellulare; In condizione normale il gene permette di passare allo step successivo solo se è tutto a posto. Questo meccanismo funge da regolatore, controllore e una sorte di freno. In base a questa funzione sono definiti TSG perché se c’è una proliferazione incontrollata (tumore), la controllano, la tengono a bada. Quindi quando c’è una perdita di funzione ecco che il cancello rimane incontrollato, il freno viene a mancare con conseguente divisione incessante delle cellule che porta alla formazione del tumore.
Ma in genere il comportamento anomalo di un TSG è più complesso rispetto alle mutazioni con cui siamo soliti trattare in allevamento (eredità mendeliana).
Questo meccanismo è noto come “i due colpi di Knudson”, dal nome del genetista che lo ipotizzò studiando il retinoblastoma. Come spesso accade in genetica la soluzione avvenne dall’analisi degli alberi genealogici (pedigree) che evidenziò come il 40% dei casi sembravano riconducibili alla presenza di una mutazione in eterozigosi (per cui si ipotizzò meccanismo di dominanza), mentre nel 60% dei casi, definiti sporadici, non poté essere imputata a fattori ereditari. Basandosi sull’analisi statistica ipotizzò che sia i casi ereditari che quelli sporadici si verificassero perché i due alleli di un particolare gene venivano inattivati.
Nei casi ereditari una delle due mutazioni viene ereditata dai genitori per via germinale, la seconda avviene durante lo sviluppo dei tessuti dell’occhio. Nei casi sporadici si ereditano due copie normali del gene, ma entrambe mutano poi con lo sviluppo a livello somatico. Quindi in entrambi i casi il risultato è che il gene e completamente (o quasi) inattivato da due mutazioni, in due momenti diversi che possono interessare sia la linea germinale che quella somatica. Da qui la denominazione dei “due colpi”, che fu in seguito confermata individuando una mutazione (eterozigosi) in un gene del cromosoma 13 (nominata RB) nel DNA ereditato, mentre nelle cellule del retinoblastoma entrambi gli alleli risultavano mutati e quindi difettosi.
Solo l’1% dei tumori è definibile ereditario, tuttavia in queste il difetto principale è in un TSG piuttosto che in un Oncogene.


Ogni considerazione sulla genetica del cancro ha quindi due parti: la presenza o assenza di fattori predisponenti nella linea germinale (componenti ereditarie del trigger o la vulnerabilità a trigger esterno), e i cambiamenti genetici nei tessuti che conducono alla formazione del tumore.

 

Nel mondo sviluppato, per i cani, come gli umani, il cancro è una delle più importanti cause di morbilità (In statistica, la morbilità è il numero dei casi di malattia registrati durante un periodo dato in rapporto al numero complessivo delle persone prese in esame) e mortalità. La classificazione dei tipi di tumore nel cane è molto simile a quella in umana e segue da vicino le linee guida WHO/IARC per i tumori dell’uomo. il cane ha anche un corpo relativamente grande, spesso mostra una risposta ad agenti citotossici o altri agenti terapeutici paragonabili a quelli umani, e ha una relativamente alta naturale incidenza di diversi tipi di cancro con biologia simile a quella dei tumori umani. I cani condividono l’ambiente umano e sono esposti allo stesso gruppo di agenti cancerogeni a cui sono esposti i loro padroni. I cani sono inoltre molto sensibili all'analisi genetica, avendo molta meno eterogeneità genetica all'interno delle razze, così che i singoli geni di maggior effetto sono spesso relativamente facili da individuare e hanno regioni molto lunghe di linkage disequilibrium. I geni implicati nel cancro (come altri geni del cane) sono vicini in sequenza ai relativi ortologhi umani (i geni ortologhi, sono geni omologhi, presenti in specie diverse ma correlate, che codificano per proteine che hanno funzioni simili e che si sono separati non per un evento di duplicazione ma in seguito a speciazione, separazione delle specie) come degli equivalenti geni murini (topi).

Molti meccanismi molecolari di genesi dei tumori è molto probabile che siano simili nel cane e nell’uomo: per esempio instabilità genomica e cromosomica è già stata riconosciuta come fenomeno importante nella carcinogenesi nel cane. I cambiamenti epigenetici hanno ricevuto ancora poche indagini formali, ma sono fortemente indiziati per alcune evidenze analitiche.

A differenza delle similarità nella classificazione dei tumori, l’incidenza dei diversi tipi di tumore differisce significativamente tra uomo e cane. Per esempio, il cane, in genere è comparativamente più incline al sarcoma di diversi tipi rispetto all’uomo. Nell’uomo, sarcoma dei tessuti molli ammonta a 1% di tutte le neoplasie maligne, mentre nel cane sono oltre il 15%. Nell’uomo, il cancro alla prostata è il più comune tumore maligno con rischio sopravvivenze, in una diagnosi su dieci e quasi la metà degli ultracinquantenni condotti ad autopsia ha evidenze istologiche di cancro alla prostata. Nel cane è molto raro, solo lo 0,6% delle autopsie mostra evidenze istologiche di questa malattia (Bryan et al., 2007).

La mancanza di report veterinari sulle cause di morte nel mondo rende difficoltoso ottenere numeri solidi sull’incidenza del cancro nel cane. Un report di autopsie negli USA condotto da Dorn (1976) mostrò che il 23% di tutte le morti canine non traumatiche erano riferibili a patologie oncologiche. Un più recente report di proprietari su quasi 16.000 morti di cani con pedigree in UK ha mostrato una incidenza del 27% (Adams et al., 2010), altri in Germania, Danimarca e Svezia danno incidenze poco inferiori al 20%. Secondo una più recente stima (Ostrander, Ruvinsky, 2012) tra il 20 e il 30% di tutti i decessi dei cani sono connessi al cancro. Nel Cane Lupo Cecoslovacco una stima preliminare indica che il 21% dei decessi è legato al cancro.

Il cancro causa di per sé evidentemente notevole abbassamento della qualità della vita in coloro che lo soffrono (e i loro padroni) e può richiedere invasivi trattamenti chirurgici (amputazioni), radioterapici e chemioterapici. Nel caso dei cani, è difficile decidere quando il trattamento aggressivo è appropriato, poiché le opzioni palliative minime possono essere preferibili per motivi di benessere. Il cancro rappresenta quindi una delle più grandi sfide veterinarie così come un grande interesse comparativo.

I PRINCIPALI TUMORI DEL CANE LUPO CECOSLOVACCO

Emangiosarcoma ( 51,3% dei tumori nel CLC) nel cane sono tumori dell’endotelio vascolare (la superficie interna dei vasi sanguigni) nel quale proliferazione neoplastica forma tumori intimamente associati a vasi sanguigni. Nell’uomo sono tumori molto rari ma colpiscono solitamente il fegato. L’emangosarcoma nel cane è clinicamente e istologicamente simile all’angiosarcoma nell’uomo. Negli adulti sono solitamente associati all’esposizione di particolari tossine ambientali come arsenico, cloruri di vinile e diossido di torio. Nel cane è invece molto comune, e per la maggiore interessano la milza e l’atrio destro del cuore, ma altre zone non sono infrequenti. Anche emangiosarcomi della pelle sono abbastanza frequenti. Forte predisposizione a questo tumore è ormai evidente da decadi nel Pastore Tedesco e nel Golden Retriever, mentre le forme epiteliali sono più comuni in alcuni tipi di levrieri e cani dal pelo corto e chiari (Weimaraner). È un tumore estremamente pericoloso, a causa della sua intimità con i vasi sanguigni mostra ampie e diffuse metastasi. Quando avviene la rottura del tumore e la conseguente emorragia interna, l’esito è spesso fatale.
Un consistente numero di geni appare sovra espresso, l’intero profilo di espressione del trascrittomi delle cellule tumorali dell'emangiosarcoma mostra che si raggruppano separatamente dalle cellule endoteliali non maligne, con una firma che include molti geni, tra cui quelli coinvolti in infiammazione, angiogenesi, adesione, invasione, metabolismo, ciclo e segnalazione cellulare. Come è facile intuire i geni e i meccanismi biologici coinvolti sono moltissimi.
Interessante è un lavoro di GWAS (Tonomura et al.,2015) sui Golden Retriever per emangiosarcoma e linfoma ha individuato dei fattori di rischio mettendo a confronto 148 cani malati con 172 cani sani, genotipizzati con Canine BeadChip Illumina 170k SNP’s.
Lo studio ha individuato dei segnali di rischio per queste  malattie e cosa abbastanza sorprendente anche dei fattori di rischio che predispongono ad entrambe le malattie. Si tratta di alcuni loci nel 5 cromosoma inseriti in segmenti o blocchi di DNA molto lunghi (29mb) molto comuni nel Golden Retriever americano, che hanno una correlazione del 20% con la malattia.

 

Linfoma o linfosarcoma (27% dei tumori nel CLC), cancri che insorgono dai linfociti, rappresentano un quarto o un quinto di tutti i tumori che colpiscono i cani, e se ne contano più di 30 tipi diversi. I linfociti si distinguono due gruppi principali di linfociti: i l. B che sono responsabili della produzione di anticorpi e i l. T che presiedono alla distruzione delle cellule infettate da virus e batteri, delle cellule estranee e di quelle tumorali. Può avere origine a diversi stadi della linfopoiesi (processo di formazione e di maturazione degli elementi della serie linfocitica del sangue), che si caratterizza per il ruolo svolto dai due organi primari: il midollo osseo e il timo. Nel microambiente del midollo osseo matura la serie dei linfociti B, mentre i linfociti T acquisiscono le loro proprietà funzionali dopo un processo di maturazione intratimica.
La classificazione dei linfomi quindi si basa su B o T cell origine e localizzazione del tumore. I linfomi canini sono molto simili ai linfomi non-Hodgkins umani.
Approssimativamente il 67% dei linfomi nei cani sono B-cell, un 3% B e T cell, il restante T-Cell (Ostrander, 2012), ma questo dato è risultante dalle diverse predisposizioni di razza. Boxer, Golden Retriever, Mastiff, Siberian Husky, Shih Tzu mostrano una predisposizione ai T-cell Linfoma mentre Bassett Hound. Cocker Spaniel, Pastore Tedesco e Rottweiler mostrano predisposizione al B-cell Linfoma. Questo suggerisce la presenza di componenti ereditarie specifiche di razza relative al sotto tipo di Linfoma.
La diagnosi precoce è molto difficile, nelle fasi iniziali un indizio può essere il riscontro della reattività dei linfociti attraverso appropriate tecniche di analisi.
Diverse sono le mutazioni, individuate in diversi studi, associate ai linfomi, tra cui i famosi RAS di cui parlavamo prima, ma sono decisamente rilevanti anche caratteristiche traslocazioni associate a diversi tipi di malattia. (In genetica, si definisce traslocazione un tipo di aberrazione cromosomica derivata da un errato scambio di parti di cromosomi non omologhi durante il riarrangiamento cromosomico). Nello studio di Tonomura citato prima sono individuate delle associazioni tra cani malati e alcune regioni cromosomiche. Predisposizioni genetiche al linfoma sono mappate nel Mastiff, Bull Mastiff, Cocker Spaniel e altre razze.

Il Carcinoma Tonsillare a cellule squamose (16,2% dei tumori del CLC)  è un’altra patologia tumorale presente nella nostra razza. È una forma piuttosto aggressiva che origina anche metastasi. Non è numericamente significativo come i tumori che abbiamo visto in precedenza, ma è curioso citare che fino a pochi mesi tutti i casi erano concentrati nella pianura Emiliano Romagnola, facendo sospettare la correlazione con qualche effetto ambientale. Nei mesi scorsi siamo riusciti a raccogliere informazione di un caso anche in Germania.

CONSIDERAZIONI E PROSPETTIVE

Quali considerazioni possiamo fare come allevatori su questo che è indubbiamente il principale problema di salute dei nostri cani. La primaria a mio avviso è che manca una conoscenza, seppur basilare, del problema e della relativa genetica. Obiezione può essere quella che sono argomenti molto tecnici e specifici ma è una anomalia propria del mondo della cinofilia che si ritiene normale non dover conoscere o occuparsi di genetica applicata all’allevamento. In zootecnia l’allevatore non è tenuto a queste conoscenze in quanto gli enti forniscono tutta una serie di strumenti e di figure altamente professionali che si occupano di queste tematiche.
Quindi è necessario far proprio il fatto che i tumori sono legati a cambiamenti del corredo genetico, che l’interazione tra mutazioni germinali, somatiche ed effetti ambientali è così complessa che nessuna strategia di selezione mirata di accoppiamenti ha senso. L’approccio generalmente è quello del fatalismo totale (non si può fare nulla) per poi passare alla draconiana esclusione di tutti i riproduttori che hanno un parente che ha avuto un tumore. Entrambi sono approcci che denotano una totale non conoscenza del tema e soprattutto della parte genetica. Solo una esigua percentuale di tumori è definibile ereditaria, e nessuno di questi è tra quelli che flagellano la nostra razza. Ergo parlare di strategie di esclusione per prevenire i nostri tumori è davvero fuori luogo oltreché dannoso come ci insegnano i fondamenti della genetica delle popolazioni.

Il possibile piano di azione si sposta quindi su azioni indirette, ma che hanno potenzialmente una certa efficacia nell’evitare che le componenti genetiche che predispongono ai tumori si fissino in maniera indelebile nel genoma di razza. Azioni indirette che già hanno un senso e un beneficio e la cui applicazione non può avere effetti negativi (come l’esclusione di riproduttori basandosi sui sentimenti).
È la gestione della Variabilità Genetica di cui abbiamo già parlato molte volte. Ecco che una attenzione degli allevatori a questo tema può avere un effetto positivo sulle predisposizioni ai tumori.
In che modo? È noto come i cani sono un modello vantaggioso per lo studio della genetica dei tumori a causa della ridotta variabilità genetica intra razza. La selezione molto spinta porta la formazione di blocchi di DNA tutti uguali di lunghezza mediamente molto più importante di come accade nell’uomo in cui non c’è concretamente una selezione così forte. Questo permette di individuare più facilmente associazione tra geni e cani malati, ma è il motivo anche per il quale le predisposizioni di razza e anche familiari siano molto più esacerbate nei cani piuttosto che nell’uomo.
Avevamo già parlato di questi blocchi di DNA che si muovono uguali da una generazione all’altra in un post (link) e come questi blocchi possano fissare caratteristiche di interesse ma anche patologie. Ecco che il lavoro di massimizzazione della variabilità genetica previene la formazione di nuovi blocchi e nel tempo la riduzione di quelli esistenti attraverso gli spontanei eventi di ricombinazione e crossing over.
Quindi è imperativo prendere coscienza che la famosa omogeneità fenotipica, obiettivo primario della cinofilia si porta dietro inevitabilmente la fissazione di alleli negativi che sono presenti negli stessi blocchi. La presenza di alleli negativi in associazione con quelli positivi di nostro interesse è un fatto probabilistico, nel senso che più alto è il COI di una razza, più sono lunghi e più sono numerosi questi blocchi. Questo porta inevitabilmente ad aumentare la possibilità che al nostro gene positivo si associ qualche allele dagli effetti nefasti, visibili solo in età avanzata come i tumori.
Nello studio di Tonomura i loci in forte associazione con la malattia si trovano in una regione condivisa di 29Mb. Per intendersi questa porzione conta 29 milioni di basi unitarie del DNA. La Mutazione responsabile della predisposizione alla Mielopatia Degenerativa è di tipo puntiforme, ossia è dovuta alla sostituzione di una singola base. Questo per far comprendere quanti geni e mutazioni che non conosciamo trasmettiamo insieme alle nostre caratteristiche di interesse. E quando ci ostiniamo a fissare queste caratteristiche per raggiungere omogeneità e qualità morfologiche, stiamo fissando, decine, centinaia o forse migliaia di alleli sconosciuti.



Nel concreto cosa possiamo fare? Lavorare sulla Variabilità Genetica, gestendo il NE (Numero effettivo di popolazione). Quindi evitare che alcuni riproduttori siano sovra espressi nella popolazione, attraverso un tetto massimo di progenie per gli stalloni. Con il WGI project, in linea con la pratica zootecnica di equilibrare le progenie tra stalloni e fattrici, abbiamo deciso di limitare la progenie massima dei nostri stalloni a 40 cuccioli, ossia il numero che raggiunge una ottima fattrice (5 x 8). Questo permette, oltre a gestire la variabilità genetica, di limitare i danni nel caso in cui uno stallone prolifico trasmetta un blocco con predisposizioni a tumori o altre patologie di età avanzata di cui ci si può rendere conto solo dopo tanti anni. In questo senso, se un cane fa 40 cuccioli al posto di 100 o anche di più, i termini di replicazione esponenziale del suo genoma nelle generazioni successive alla prima, fa una differenza importante. E in coerenza con questo il divieto di utilizzare stalloni con più di 40 cuccioli. Nello stesso senso la regola di non ripetere più di due volte la stessa cucciolata, anche se già la seconda tendiamo ad evitarla. Come di norma in zootecnia questi paletti non sono rigidi, in quanto uno stallone, o una cucciolata di linea rara che può portare respiro alla popolazione in termini genetici, potrebbe essere utile che riproduca oltre questi paletti, ma sono cose che vengono valutate singolarmente e con strumenti informatici oggettivi e non personali.

Altra importante azione indiretta, attualmente non disponibile ma contiamo esserlo presto, è un indice genetico per la Longevità. Indice che è in fase di sviluppo con il WGI project consiste in una analisi statistico genetica dell’età della morte dei cani (escludendo i decessi per incidente) con le relazioni di parentela al fine di individuare le componenti genetiche che limitano o aumentano l’aspettativa di vita. Ovviamente rileva un valore complessivo di queste componenti genetiche, ma essendo che i tumori sono la prima causa di morte è gioco forza inevitabile che l’indice avrà un impatto sui fattori predisponenti la malattia.

L’impegno per affrontare questa criticità dovrebbe però spaziare anche nel campo di ricerca, quindi diagnostico e terapeutico. In soldoni dobbiamo avvicinarci ad un approccio simile a quello utilizzato in medicina umana. Il grande sforzo, quindi, è rivolto alla prevenzione. Sicuramente mappare i fattori di rischio è una cosa importante, è un lavoro complesso e a lungo termine ma andrebbe pianificato e cominciato. Profili di rischio sono stati già mappati in alcune razze in paesi anglosassoni (USA, UK, Australia) e dovremmo seguirne le orme. Ad esempio, i loci di rischio individuati da Tonomura per Emangiosarcoma e Linfomi sono identificabili con lo stesso panel che abbiamo usato nel CLC con ISPRA. Ovviamente valutare la loro presenza in cani a caso non serve a nulla. Va stabilito un lavoro di GWAS con cani malati e sani.
Quindi sarebbe utile da parte degli allevatori sensibilizzare i clienti a collaborare nel caso in cui si presentino questi tumori. Come? Facendo diagnosi approfondite (con biopsie e dove non possibili autopsie post morte e raccolta del DNA). Applicando un simile protocollo in qualche anno si potrebbe avere una mappatura per i fattori di rischio, che poi potrebbe essere utilizzata su tutti i cani per individuare gli individui più predisposti in modo che seguano un protocollo di prevenzione mirato.

L’altro fronte è quello terapeutico. Come detto in precedenza il cane è un modello che risponde anche a molte delle terapie usate nell’uomo. Ma al momento i costi sono proibitivi e le assicurazioni non rispondono per cure oncologiche. In questo sarebbe auspicabile un impegno politico da parte di ENCI o di Associazioni nel trovare degli accordi con assicurazioni e veterinari oncologi per fare si che questo tipo di terapie non siano più un lusso per pochi proprietari. Di certo non ci si può aspettare che siano gratuiti, ma non è concepibile spendere anche 10.000 per tentare di curare un cane affetto da tumore. Ovviamente tenendo in considerazioni possibilità di successo ed età dell’animale. Ma insomma qualcosa bisogna provare a fare.

A mio avviso, un piano di azione su questi tre fronti (Variabilità Genetica, Diagnosi di rischio, Terapia) può portare a migliorare sensibilmente il problema, ed allungare un po’ le prospettive di longevità attuali che sono alquanto preoccupanti.

Articolo inserito il 13/06/2021