Pancreatitis y cáncer pancreáticoPancreatitis y cáncer pancreático

David C Whitcomb MD Ph.D. MD Ph.D.Profesor de Medicina, Biología Celular y Fisiología Profesor de Medicina, Biología Celular y Fisiología

y Genética Humanay Genética Humana

Jefe, División de Gastroenterología, Hepatología y Jefe, División de Gastroenterología, Hepatología y NutriciónNutrición

Director, Centro de Ciencias GenómicasDirector, Centro de Ciencias Genómicas

Universidad de PittsburghUniversidad de Pittsburgh

David C Whitcomb MD Ph.D. MD Ph.D.Profesor de Medicina, Biología Celular y Fisiología Profesor de Medicina, Biología Celular y Fisiología

y Genética Humanay Genética Humana

Jefe, División de Gastroenterología, Hepatología y Jefe, División de Gastroenterología, Hepatología y NutriciónNutrición

Director, Centro de Ciencias GenómicasDirector, Centro de Ciencias Genómicas

Universidad de PittsburghUniversidad de Pittsburgh

PanoramaPanorama

1.1. Origen de la pancreatitisOrigen de la pancreatitisActivación prematura del tripsinógenoActivación prematura del tripsinógeno

2. 2. Genética de pancreatitis aguda y crónicaGenética de pancreatitis aguda y crónicaTripsinógenoTripsinógeno

SPINK1SPINK1

CFTRCFTR

3.3. Cáncer pancreáticoCáncer pancreáticoLigado a pancreatitisLigado a pancreatitis

Anatomía del páncreasAnatomía del páncreas

HistologíaHistología

DuctoDucto

IsloteIslote

AcinisAcinisgrasagrasa

PancreatitisPancreatitis PáncreasPáncreas - - un órgano que elabora un órgano que elabora bicarbonatobicarbonato para neutralizar el ácido gástrico, para neutralizar el ácido gástrico, enzimasenzimas para digerir el contenido de los alimentos e para digerir el contenido de los alimentos e insulinainsulina para que el cuerpo para que el cuerpo almacene los nutrientes ingeridos.almacene los nutrientes ingeridos.

Pancreatitis agudaPancreatitis aguda - Un agudo y potencialmente mortal enfermedad; se presenta - Un agudo y potencialmente mortal enfermedad; se presenta con dolor abdominal severo en la que el páncreas parece digerirse a sí mismo. con dolor abdominal severo en la que el páncreas parece digerirse a sí mismo. Generalmente es causada por cálculos biliares, el alcohol o idiopática.Generalmente es causada por cálculos biliares, el alcohol o idiopática.

Pancreatitis crónica Pancreatitis crónica - una cicatrización irreversible del páncreas con la pérdida - una cicatrización irreversible del páncreas con la pérdida permanente de la función pancreática que suele causar incesante dolor abdominal.permanente de la función pancreática que suele causar incesante dolor abdominal.

Pancreatitis hereditaria Pancreatitis hereditaria – una forma no usual de pancreatitis aguda o crónica, que – una forma no usual de pancreatitis aguda o crónica, que se presenta en familias. El riesgo de Ca de páncreas en >50 veces de lo normal.se presenta en familias. El riesgo de Ca de páncreas en >50 veces de lo normal.

PánPáncreacreass

TC de necrosis pancreáticaTC de necrosis pancreática

TC de pancreatitis crónica severaTC de pancreatitis crónica severa

Pancreatitis crónica: 1995Pancreatitis crónica: 1995

“pancreatitis crónica permanece como un proceso enigmático de patogénesis no clara, curso clínico impredecible y tratamiento no claro”

Progresos médicos: Pancreatitis crónica. Volume 332(22) 1 Jun 1995 pp 1482-1490

Michael L Steer, Irving Waxman, Steven Freedman

Orígenes de la Pancreatitis Orígenes de la Pancreatitis

Pre-1896Pre-1896:: Pancreatitis es una infecciónPancreatitis es una infección

1896:1896: Pancreatitis es auto digestión del páncreasPancreatitis es auto digestión del páncreas 1996:1996: Pancreatitis hereditaria es causada por Pancreatitis hereditaria es causada por

mutaciones en el gen del mutaciones en el gen del tripsinógeno catiónico tripsinógeno catiónico (PRSS1)(PRSS1)

Pancreatitis hereditariaPancreatitis hereditaria

Pancreatitis hereditaria Pancreatitis hereditaria (PH) es una forma no (PH) es una forma no común de pancreatitis aguda y crónica que se común de pancreatitis aguda y crónica que se presenta en familias. El riesgo de cáncer presenta en familias. El riesgo de cáncer pancreático es >50 veces lo normal.pancreático es >50 veces lo normal.

Aunque la PH es responsible de sólo el 2.3% de Aunque la PH es responsible de sólo el 2.3% de los casos de pancreatitis crónica, el estudio de los casos de pancreatitis crónica, el estudio de esta enfermedad ha revolucionado el esta enfermedad ha revolucionado el entendimiento de las enfermedades pancreáticas.entendimiento de las enfermedades pancreáticas.

PaPancrencreasas

E-mailE-mail

Estimado Dr.Whitcomb, Hola. Los médicos piensan que tengo pancreatitis

hereditaria debido a que mi papá la tuvo también. Yo no sé mucho, sólo que duele mucho la espalda, los costados y el área del estómago (hablo por experiencia). Estuve en el hospital una vez por eso y fue el pero ataque. Si puede enviarme mayor información, realmente lo aprevciaría. Tengo 12 años y mi padre 42.

Que tenga un agradable día Dr.Whitcomb

Parientes con PH sin enlace 7q35 Parientes con PH sin enlace 7q35

Una gran familia fue identificada por auto-referenciaUna gran familia fue identificada por auto-referencia

71 miembros71 miembros6 afectados6 afectados2 portadores2 portadores

Enlace de PH al cromosoma 7q35Enlace de PH al cromosoma 7q35

D7S

505

D7S

661

D7S

684

D7S

523

D7S

461

D7S

495

D7S

483

D7S

550

D7S

559-5

3

0

LO

D S

core

s

Gen PH

5

Whitcomb et al. GASTROENTEROLOGY 110:1975, 1996Whitcomb et al. GASTROENTEROLOGY 110:1975, 1996

0.00001

0.001

0.1

(Val

or d

e p

)

0.01

0.00014

21

Marcardores en cromosoma 7

Gen de Gen de pancreatitis pancreatitis hereditariahereditaria

Gen de Gen de fibrosis fibrosis quísticaquística

Cromosoma 7

TCRBTCRB

Descubrimiento del gen de la pancreatitisDescubrimiento del gen de la pancreatitis

DNA

1. Familia 2.Mapeo genético

Cromosoma 7

HereditaryPancreatitisgene

ccaccaccagtcaggcacactctaccaccATGAATCCACTCCTGATCCTTACCTTTGT

GG/ACAGCTGC TCgtgagtatcatgccctgcctcaggccccaaccacccccccgttcctggccga

3. Mutación

Mutación en la secuencia de DNA de tripsinógeno

Reclutamiento

4. Mecanismo

Determinación de la significancia funcional

Tripsinógeno

Whitcomb et al 1996

Fisiología de TripsinaFisiología de Tripsina

EnteroquinasaEnteroquinasa

TripsinógenoTripsinógeno

QuimiotripsinógenoQuimiotripsinógeno

ProelastasaProelastasa

ProcarboxipeptidasaProcarboxipeptidasa

ProenzimasProenzimas

TripsinaTripsina

QuimiotripsinaQuimiotripsina

ElastasaElastasa

CarboxipeptidasaCarboxipeptidasa

EnzimasEnzimas

TripsinaTripsina

QuimiotripsinaQuimiotripsina

ElastasaElastasa

CarboxipeptidasaCarboxipeptidasa

EnzimasEnzimas

TRIPSINA Alimento sólido

Inactivación segura de TripsinaInactivación segura de Tripsina

Tripsinogeno

Tripsina (wt)Tripsina (wt)

+

-

(Autoactivación)

Proenzimas Enzimas

Whitcomb et al, Whitcomb et al, Nature Genetics Nature Genetics 19961996

-

-

TrypsinTrypsinTrypsinTrypsin

Tripsina

-

-

PSTIPSTI

Auto digestionAuto digestionPancreatitisPancreatitis

R122R122 TrypsinTrypsinTrypsinTrypsinH122

??

PSTIPSTI

Alineamiento y mutaciones de tripsinógenoAlineamiento y mutaciones de tripsinógenoWhitcomb MCNA 2000

Exon 1 signal peptideCODON 1 10 14

| | |CT MNPLLILTFVAAALAT MNLLLILTFVAAAVMT MNPFLILAFVGAAVChy MAFLWLLSCWALLGTTF

Exon 2 TAP

CODON 15 16 23 29 40 50 60 67 | | | | | | | |CT A APFDDDDK IVGGYNCEENSVPYQVSLN SGYHFCGGSLINEQWVVSAGHCYKSAT A APFDDDDK IVGGYICEENSVPYQVSLN SGYHFCGGSLISEQWVVSAGHCYKSMT A VPFDDDDK IVGGYTCEENSLPYQVSLN SGSHFCGGSLISEQWVVSAAHCYKTChy G CGVPAIHPVLSGLSR IVNGEDAVPGSWPWQVSLQDKTGFHFCGGSLISEDWVVTAAHCGVR

| | || | | | | Chy# 1 10 2021 30 40 50 57

Exon 3 CODON 68 70 80 90 100 110 120 122 130 140 150 152 | | | | | | | | | | | |CT RIQ VRLGEHNIEVLEGNEQFINAAKIIRHPQYDRKTLNNDIMLIKLSSRAVINARVSTISLPT APPA TGTKCLISGWGNTASSGAAT RIQ VRLGEHNIEVLEGNEQFINAAKIIRHPKYNSRTLDNDILLIKLSSPAVINSRVSAISLPT APPA AGTESLISGWGNTLSSGAMT RIQ VRLGEHNIKVLEGNEQFINAAKIIRHPKYNRDTLDNDIMLIKLSSPAVINARVSTISLPT APPA AGTECLISGWGNTLSFGAChy TSDVVVAGEFDQGSDEENIQVLKIAKVFKNPKFSILTVNNDITLLKLATPARFSQTVSAVCLPSADDDFPAGTLCATTGWGKTKYNAN | | | | | | | | | | |

Chy# 62 70 80 90 100102 110 117 120 130 140

APFDDDDK IVGGYNCEENSVPYQVSLN

Whitcomb 1996Whitcomb 1996

Gorry 1997Gorry 1997Ferec 1999Ferec 1999Witt 1999Witt 1999 Teich 2000Teich 2000

PfutzetPfutzet 1999 1999 (+CFTR R117H) (+CFTR R117H)

Mutaciones PRSS1 - PanoramaMutaciones PRSS1 - Panorama

Dos mutaciones son comunes y causantes de enfermedad: Dos mutaciones son comunes y causantes de enfermedad: PRSS1 R122H y N29I (nuevos números)PRSS1 R122H y N29I (nuevos números)

Individuos con alguna de las dos mutuaciones tienen casi Individuos con alguna de las dos mutuaciones tienen casi 80% de probabilidad de desarrollar pancreatitis aguda.80% de probabilidad de desarrollar pancreatitis aguda.

De aquellos con pancreatitis aguda, la mitad desarrollan De aquellos con pancreatitis aguda, la mitad desarrollan pancreatitis crónicapancreatitis crónica

40% con pancreatitis crónica desarrollarán cáncer 40% con pancreatitis crónica desarrollarán cáncer pancreático a los 70 años de edad (fumadores duplican el pancreático a los 70 años de edad (fumadores duplican el riesgo).riesgo).

Alineamiento y mutaciones SPINK1/PSTI Alineamiento y mutaciones SPINK1/PSTI

Exon 1 Exon 2Codon # 1 10 18 24 29 obs var | | P | | | human MKVTGIFLLSALALLSLS * GNTGADSLGRE *Porcine TSPQRE rat MKVAIIFLLSALALLNLA GNTTAKVIGKK

| | Peptide # 1 6

Exon 3Codon # 30 34 40 50 55 60 65 obs var | S |* E S | |human AKCYNELNGCTKIYDPVCGTDGNTYPNECVLCFENR * *porcine ATCTSEVSGCPKIYNPVCGTDGITYSNECVLCSENKrat ANCPNTLIGCPRDYDPVCGTDGKTYANECILCFENR

| | | | | |Peptide # 7 11 20 30 40 42

Exon 4Codon # 66 70 79 obs var | | |human KRQTSILIQKSGPCporcine KRQTPVLIQKSGPCrat KFGTSIRIQRRGLC

| | |Peptide # 43 50 56

Pfutzer et al, Gastroenterology, 2000Pfutzer et al, Gastroenterology, 2000

Comparación de de SPINKI/PSTI de Comparación de de SPINKI/PSTI de hombre, cerdohombre, cerdo y y rata. rata. Obs var;Obs var;

variaciones observadas en la secuencia de variaciones observadas en la secuencia de la proteína humana deducida por la proteína humana deducida por polimorfismos de alelos. polimorfismos de alelos.

*;*; el “sebo” lisina (K) en hombre y cerdo, el “sebo” lisina (K) en hombre y cerdo,

y arginina (R ) en rata que proyecta en el y arginina (R ) en rata que proyecta en el paquete específico de tripsina durante la paquete específico de tripsina durante la inhibición de la tripsina. inhibición de la tripsina.

Homología entre humano y porcino de Homología entre humano y porcino de SPINK1 (PSTI) es 71%SPINK1 (PSTI) es 71%

Cambio de Cambio de humano a humano a porcinoporcino

Mutación SPINK1 / PSTI N34S Mutación SPINK1 / PSTI N34S

Superposición de la Superposición de la estructura estructura porcinaporcina SPINK1 (azul) sobre SPINK1 (azul) sobre estructura SPINKI estructura SPINKI humanohumano (modificado (modificado para quimiotripsina) para quimiotripsina) (rojo). (rojo). Modelo por Andrew Modelo por Andrew Brunskil y William F. FureyBrunskil y William F. Furey

Pfutzer et al, Gastroenterology, 2000Pfutzer et al, Gastroenterology, 2000

Genotipo-Fenotipo SPINK1Genotipo-Fenotipo SPINK1

656055504540353025201510500

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

SPINK1 N34S

Incidencia acumulada de pancrratitisIncidencia acumulada de pancrratitis

Edad d ataque de síntoma (años)Edad d ataque de síntoma (años)

AfectadosAfectados(% total)(% total)

SPINK1 N34S / N34SICP

SPINK1 N34S / P55S

Pfutzer et al, Gastroenterology, 2000Pfutzer et al, Gastroenterology, 2000

Mutaciones SPINK1 - PanoramaMutaciones SPINK1 - Panorama

Mutaciones SPINK1/PSTI son comunes en la población (~2%)Mutaciones SPINK1/PSTI son comunes en la población (~2%) SPINK1/PSTI están asociados con ICP (~25%). SPINK1/PSTI están asociados con ICP (~25%). El riesgo asociado a la mutación es bajo (<1%). El riesgo asociado a la mutación es bajo (<1%). Modelaje y grupo familiar sugiere que mutaciones SPINK1 Modelaje y grupo familiar sugiere que mutaciones SPINK1

modifican la enfermedad.modifican la enfermedad. Mutaciones SPINK1/PSTI puede disminuir el umbral para Mutaciones SPINK1/PSTI puede disminuir el umbral para

pancreatitis de otros factores ambientales o genéticos, pero no pancreatitis de otros factores ambientales o genéticos, pero no son causantes de enfermedad.son causantes de enfermedad.

La mutación N34S tiene distribución mundial-La mutación N34S tiene distribución mundial-

Tabaquismo y riesgo de cáncer en HPTabaquismo y riesgo de cáncer en HP

8080707060605050404030302020101000

Siempre Siempre fumófumó

Nunca Nunca fumófumó

Edad de dx de Edad de dx de Ca páncreasCa páncreas

GPGP HP HP HP + HP + FumadoresFumadores

150150

100100

5050

00

Rie

sgo

Rel

ativ

oR

iesg

o R

elat

ivo

Ed

ad (

Añ

os)

Ed

ad (

Añ

os)

Riesgo de Ca pancreáticoRiesgo de Ca pancreático

A.B. Lowenfels, P. Maisonneuve, D. C.Whitcomb, and A.B. Lowenfels, P. Maisonneuve, D. C.Whitcomb, and the International Hereditary Pancreatitis Study Groupthe International Hereditary Pancreatitis Study Group