background image

Cancer – Molecular basis 


background image

Because of random X inactivation, all females 
are mosaics with two cell populations (with 
glucose-6-phosphate dehydrogenase isoenzyme A 
or B in this case). When neoplasms that arise in 
women who are heterozygous for X-linked 
markers are analyzed, they are made up of cells 
that contain the active maternal (XA) or the 
paternal (XB) X chromosome, but not both. 
Currently, X-linked molecular markers are used 
more commonly than isoenzyme variants. 

Diagram depicting the use of X-linked isoenzyme cell markers as 

evidence of the monoclonality of neoplasms.  


background image

New subclones arise from the descendants of the original transformed cell by multiple mutations. With 
progression the tumor mass becomes enriched for variants that are more adept at evading host 
defenses and are likely to be more aggressive. 

Tumor progression and generation of heterogeneity  


background image

Flow chart depicting a simplified scheme of the molecular basis of cancer.  


background image

The shaded arrows 
represent the phases of the 
cell cycle during which 
specific cyclin-CDK 
complexes are active. As 
illustrated, cyclin D-CDK4, 
cyclin D-CDK6, and cyclin 
E-CDK2 regulate the G1-to-
S transition by 
phosphorylation of the RB 
protein (pRB). Cyclin A-
CDK2 and cyclin A-CDK1 
are active in the S phase. 
Cyclin B-CDK1 is essential 
for the G2-to-M transition. 
Two families of CDK 
inhibitors can block activity 
of CDKs and progression 
through the cell cycle. The 
so-called INK4 inhibitors 
composed of p16, p15, p18, 
and p19, act on cyclin D-
CDK4 and cyclin D-CDK6. 
The other family of three 
inhibitors, p21, p27, and 
p57, can inhibit all CDKs. 

Schematic illustration of the role of cyclins, CDKs, and CDKIs in regulating the cell cycle 


background image

Two mutations of the RB locus on chromosome 13q14 lead to neoplastic proliferation of the retinal cells. In the 
familial form, all somatic cells inherit one mutant RB gene from a carrier parent. The second mutation affects the RB 
locus in one of the retinal cells after birth. In the sporadic form, both mutations at the RB locus are acquired by the 
retinal cells after birth. 

Pathogenesis of retinoblastoma.  


background image

(1) Reduced CD95 level. (2) Inactivation of death-
induced signaling complex by FLICE protein. (3) 
Reduced egress of cytochrome c from 
mitochondrion as a result of up-regulation of 
BCL2. (4) Reduced levels of pro-apoptotic BAX 
resulting from loss of p53. (5) Loss of APAF-1. (6) 
Up-regulation of inhibitors of apoptosis. 

CD95 receptor-induced and DNA damage-triggered pathways of apoptosis and 

mechanisms used by tumor cells to evade cell death 


background image

Differentiation – 

Undifferentiated  


background image

Degrees of differentiation in various colonic tumors 

Normal 

adenoma 

carcinoma 


background image

Poorly differentiated carcinoma  

Very little evidence to suggest  site of  origin 


background image

Undifferentiated (Anaplastic) Cancer 

Complete loss of differentiation (primitive 

cells). 

 

Frequent mitoses including abnormal ones 

 

Cells/nuclei show marked 

pleomorphism/sometimes 

multinucleated tumor giant cells 

 

Extreme nuclear hyperchromasia 

 

Marked nuclear enlargement N:C may reach 

1:1 (instead of 1:4 or 1:6) 

 

The chromatin is coarsely clumped and 

irregularly distributed 

 

Usually large, prominent nucleoli 


background image

Undifferentiated (Anaplastic) Cancer 

Complete loss of differentiation (primitive 

cells). 

 

Frequent mitoses including abnormal ones 

 

Cells/nuclei show marked 

pleomorphism/sometimes 

multinucleated tumor giant cells 

 

Extreme nuclear hyperchromasia 

 

Marked nuclear enlargement N:C may reach 

1:1 (instead of 1:4 or 1:6) 

 

The chromatin is coarsely clumped and 

irregularly distributed 

 

Usually large, prominent nucleoli 


background image

Undifferentiated/Anaplastic Carcinoma 

This neoplasm is so poorly differentiated that it is difficult to tell the cell of origin.  Note that nucleoli 
are numerous and large in this neoplasm. Neoplasms with no differentiation are designated anaplastic. 


background image

Abnormal Mitoses 

Here are three abnormal mitoses. Mitoses by themselves are not indicators of malignancy. However, 
abnormal mitoses are highly indicative of malignancy. The marked pleomorphism and 
hyperchromatism of surrounding cells also favors malignancy. 


background image

Rhabdomyosarcoma 

 

Pleomorphic rhabdomyosarcoma 
showing prominent pleomorphism, 
frankly malignant nuclei & 
malignant multinucleated giant 
cells. 


background image

Differentiation – Very well 

differentiated  


background image

Leiomyomas uteri 

Multiple leiomyomas of the uterus. These common 
smooth muscle tumors can occur within the 
myometrium (intramural), subjacent to the serosa 
(subserosal) or just below the endometrium 
(submucosal). This example shows all the three 
gross types.  


background image

Leiomyoma 

Sections from a leiomyoma show interlacing bundles of benign smooth muscle cells that simulate very 
closely their native counterparts.  


background image

A higher magnification showing benign-looking spindle cells with cigar-shaped nuclei & fibrillary 

pinkish cytoplasm. 

Leiomyoma

 


background image

Lipoma small intestine

  

Lipoma arising from the serosal aspect of the 
small intestine. It is ovoid with smooth outer 
surface & has the typical bright yellow color. 

Microscopic section shows closely packed 
benign lipocytes. These are difficult to 
differentiate from their normal counterparts. 


background image

Differentiation – Well 

Differentiated  


background image

The tumor cells are strikingly similar to normal squamous epithelial cells, with intercellular bridges 
and nests of keratin pearls (arrow).  

Well-differentiated squamous cell carcinoma of the skin 


background image

Dysplasia – Carcinoma in situ 


background image

Cervix uteri severe dysplasia amounting to carcinoma in situ 

There is failure of normal 
differentiation, marked 
nuclear and cellular 
pleomorphism, and 
numerous mitotic figures 
extending toward the 
surface. The intact 
basement membrane 
(below) is not seen in this 
section. 


background image

Ectopia - Pancreas 


background image

Ectopic pancreas wall of jejunum (arrow)

  


background image

Invasion - Local 


background image

Sharply demarcated mass, about 3 cm in diameter. The cut surface is solid, grayish white. It is clearly 
separated from surrounding native fibrofatty tissue of the breast.  

 

Fibroadenoma Breast 


background image

Well-defined fibrotic capsule surrounding the tumor. The latter consists of compressed ducts set within 
fibroblastic stroma. 

Fibroadenoma Breast 


background image

Carcinoma lung invasion 

Malignant neoplasms are characterized by the tendency to invade surrounding tissues. Here, a lung 
cancer is seen to be spreading along the bronchi into the surrounding lung tissues & pleura. 


background image

Ca breast invasion 

This carcinoma of the breast is definitely infiltrating the surrounding breast. The central white area is 
very hard in consistency and gritty on section, because the neoplasm is producing a desmoplastic 
reaction with lots of collagen. This is often called a "scirrhous" appearance. There is also focal 
dystrophic calcification leading to the gritty areas.  


background image

Ca breast invasion 

On micrscopic examination, the infiltrating ductal carcinoma of the breast has pleomorphic cells 
infiltrating through the stroma.

 


background image

Ca breast invasion 

On micrscopic examination, the infiltrating ductal carcinoma of the breast has pleomorphic cells 
infiltrating through the stroma.

 


background image

Metastasis 


background image

Basal cell carcinoma lower lip  

These rarely metastasize, but are slow-growing and progressive over time. Leaving them to get larger 
just makes the plastic surgeon's job much harder, with more disability to the patient, so early detection 
and excision is a must. Most basal cell carcinomas occur in the head and neck area of adults with 
prolonged sun exposure. Biopsy & microscopic examination are necessary steps to establish the 
diagnosis.

 


background image

Pseudomyxoma peritonei 

The entire peritoneal cavity is occupied by a multinodular mucinous  mass

 


background image

Pseudomyxoma peritonei

 

Clusters of well-differentiated mucin-producing glandular cells are seen floating in a sea of mucin. 


background image

Metastatic breast carcinoma-pleura 

Neoplasms can spread by seeding along body cavities, and this pattern is more typical for carcinomas 
than other neoplasms. Here is a focus of metastatic breast carcinoma seen along the pleura overlying 
the lung. 


background image

Microscopically, metastatic adenocarcinoma is seen in a lymph node here. It is common for carcinomas 
to metastasize to lymph nodes. The first nodes involved are those draining the site of the primary.  

Lymph node: metastatic adenocarcinoma 


background image

Liver metastases 


background image

Liver metastasis by adenocarcinoma 


background image

Pulmonary metastases 


background image

Metastatic adenocarcinoma lung 


background image

Schematic illustration of the sequential steps involved in 
the hematogenous spread of a tumor.  

The metastatic cascade 


background image

Nomenclature - Tumors 


background image

A 14-year-old male complained of pain of his Lt. knee joint. A radiograph was taken 
to the joint. It showed an abnormality of  upper metaphysis of the tibia. Describe.*   

This  is  an  osteochondroma  of  bone.  This  lesion  appears  as  a  bony  projection  (exostosis).  Most  are  solitary, 
incidental  lesions  that  may  be  excised  if  they  cause  local  pain.  There  is  a  rare  condition  of  multiple 
osteochondromatosis marked by bone deformity and by a greater propensity for development of chondrosarcoma. 


background image

This is another example of the 

same tumor, but excised from a rib. 

In what way it differs from the 

previous lesion?*  

Cut  surface  of  osteochondroma  of  rib.  Note  the  thick 
cartilaginous cup 


background image

whole-mount appearance of the lesion on the Lt and HP view of the 

surface on the Rt. Describe. What you call this lesion?   

whole-mount  appearance  of  osteochondroma.  Mature  bone  is  covered  by  a  well-differentiated  cartilaginous 
cap 


background image

The tumor has lobules of benign-looking 
chondrocytes  

Chondroma  


background image

A small, well-defined proliferation of colloid-filled, thyroid-like follicles separated from the normal 
tissue by a thin fibrotic capsule.   

Follicular adenoma thyroid 


background image

A portion of another follicular adenoma consisting of small (micro) follicles. 

Follicular adenoma thyroid 


background image

This multilayered benign-looking squamous epithelium is 
arranged in a finger-like projections, each having a core of 
vascularized connective tissue. The Rt. Photo is a higher power 
showing the squamous epithelium cover of one of the papillae. 

Squamous cell papilloma larynx 


background image

Ovarian cystadenoma and papillary cystadenoma 

Lt, a cystadenoma seen as a unilocular, thin-
walled cyst with smooth inner & outer surfaces. 

Rt, papillary cystadenoma having similar gross 
features to cystadenoma except for the presence of 
multiple yellowish, warty projections sprouting 
from the inner surface. 

 


background image

Papillary cystadenoma 

A histological section taken from one of the warty 
projections showing papillary (finger-like) 
projections each composed of vascularized 
connective tissue core covered by benign-looking 
epithelial cells. The lower photo is a higher 
magnification of the upper. 


background image

Adenomatous polyps large intestine 

Lt. upper, a segment of large intestine opened 
longitudinally to display multiple pale to 
brownish, variably-sized polyps. These arise 
from the mucosa. 

Rt. Lower, a microscopic sections of one of the 
polyps showing closely packed, glandular 
structures that appear more densely staining 
than the native crypts. This is by definition an 
adenomatous polyp.  


background image

MIXED PAROTID TUMOR (Pleomorphic Adenoma) 

 

 

Two clinical examples of parotid pleomorphic adenomas. These tumors classically present as 
preauricular swelling. In the early stages the tumor is small but it may progressively increase in size if 
left untreated. The Rt. Photo is an usually large pleomorphic adenoma. The only way of establishing 
the diagnosis & excluding malignancy is through microscopic examination of sections from the excised 
tumor. This has revealed features of pleomorphic adenoma in these two examples.      


background image

MIXED PAROTID TUMOR 

 

(pleomorphic adenoma)

 

A well-defined pleomorphic 
adenoma arsing from the 
parotid. A residual native 
salivary tissue is present to the 
Rt. of the tumor. The tumor is 
soild with predominantly 
greyish-white color. The glisteing 
nodules with bluish hue 
represent foci of cartilage.  


background image

Mixed salivary gland  tumor (Pleomorphic adenoma) 

Sheets of epithelial/myoepithelial cells with glandular arrangement. There are several nodules of 
cartilaginous tissue composed of chrondrocytes within a bluish background. The capsule of the tumor 
is to the Lt.   


background image

Mixed salivary gland  tumor (Pleomorphic adenoma)

 

Within a sheet of myoepithelial cells there are nests of squamous differentiation having central 

laminated keratin. 


background image

Ovarian Cystic Teratoma (Dermoid cyst) 

These cysts are typically filled with sebum (secretion of sebaceous glands) & hair. 


background image

Ovarian Cystic Teratoma (Dermoid cyst)

 

Well-developed teeth in ovarian mature cystic teratoma. 


background image

Cystic teratoma ovary 

Upper,  skin & its adnexae (hair follicles with 
related sebaceous glands & sweat glands)  

Lower, part of a bronchial wall showing a plate of 
cartilage & mucus secreting glands.   


background image

Staging – TNM  


background image

TNM staging for ca breast

 


background image

Tumor growth - Biology 


background image

Biology of tumor growth and evolution 


background image

As the cell population expands, a progressive higher percentage of tumor cells leaves the replicative 

pool by reversion to G

0

, differentiation and death. 

Schematic representation of tumor growth 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 10 أعضاء و 144 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل