text
Портал для медицинских работников

Молекулярные маркеры в диагностике опухолей костей

  • 15 ноября 2013
  • 58

Диагностика опухолей костей, которые встречаются редко и могут быть как доброкачественными, так и злокачественными, является сложной задачей для морфолога. Значительный процент агрессивных низкодифференцированных сарком встречается у детей и подростков. Большинство патологоанатомов не имеют достаточного практического опыта в диагностике костных опухолей и опухолеподобных процессов в костях. Тем не менее морфологический диагноз является ключевым при решении вопроса о выборе тактики лечения и непосредственно влияет на прогноз заболевания. Диагностический аспект, в т. ч. расширение используемых диагностических критериев и методов, в настоящее время является основополагающим в костной патологии.

В последние годы особый интерес в клинической онкологии в области изучения костных опухолей вызывают различные тканевые, клеточные и молекулярные маркеры, характеризующие фундаментальные «биологические» свойства опухоли, а именно пролиферативную и инвазивную способность, активность апоптоза и неоангиогенеза, склонность к метастазированию. Однако ввиду большого числа выделенных молекулярно-биологических факторов и противоречивых данных литературы об их прогностической значимости оценка прогноза и выбор определенного вида лечения, основанный на биологических характеристиках опухоли, остаются затруднительными и неопределенными. В ряде наблюдений иммуногистохимический метод исследования с использованием маркеров клеточной пролиферативной активности, апоптоза, ангиогенеза, а также матриксных протеиназ и коллагена может оказаться полезным при выборе более эффективных методов противоопухолевой терапии. Некоторые исследователи высказывают предположение, что практическое использование этих показателей для больных саркомами костей не оправдано из-за существующей во многих западных странах тенденции к повсеместному использованию адъювантной химиотерапии этих заболеваний. Вместе с тем при изучении первичных сарком костей прогностические факторы могут быть полезны по крайней мере в двух ситуациях: для определения чувствительности или резистентности опухоли к конкретным видам терапии и для выявления группы больных с неблагоприятным прогнозом, которым необходимо проведение более агрессивного адъювантного лекарственного лечения.

Внимание! Для скачивания доступна новая книга:  «Молекулярно-биологические исследования» ,

Основной характеристикой злокачественных новообразований считается их способность к неограниченному росту, что связано с нарушением механизмов апоптоза, устойчивостью к действию факторов, регулирующих процессы пролиферации и дифференцировки, а также склонностью к инвазии и метастазированию. Механизмы, определяющие способность опухолевых клеток к инвазии в окружающие ткани и метастазированию, до конца не изучены.

Так, в экспериментальных исследованиях установлено, что в основе способности раковых клеток к инвазивному росту и гематогенному ме- тастазированию может быть активация матриксных металлопротеиназ (ММP), которые участвуют в разрушении внеклеточного матрикса при росте злокачественных опухолей и механизмах неоангиогенеза в первичной опухоли и ее метастазах. При этом известно, что контроль за действием ММP осуществляют тканевые ингибиторы металлопротеиназ ^IMP). Баланс между экспрессией ММP и ^MP непостоянен как при физиологических процессах, сопровождающихся ростом и развитием тканей, так и при различных патологиях, в т. ч. онкологических заболеваниях, однако роль ММР и ТIМP в механизмах роста и прогрессии опухолей костей до конца не ясна. В экспериментальных исследованиях показано, что клетки остеосаркомы продуцируют ММP-2, ММP-9, ТIМP-1 и, как предполагают, принимают активное участие в процессах инвазивного роста опухoли, однако этот факт требует подтверждения клиническими исследованиями.

Исследователи полагают, что предпосылкой для активации неоангиогенеза в опухолях является размножение и миграция эндотелиальных клеток, которые, подобно опухолевым клеткам, продуцируют протеазы и локально инвазируют базальную мембрану и периваскулярный внеклеточный матрикс, формируя новую капиллярную сеть в опухоли.

Среди ангиогенных цитокинов особое место занимает фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) и его высокоаффинные рецепторы Fltl (VEGF-R1) и Flkl/KDR (VEGF-R2), которые образуют отдельную группу в суперсемействе рецепторных тирозинкиназ.

VEGF связывается с эндотелиальными клетками и стимулирует их пролиферацию, продуцируется клетками некоторых опухолей человека, способствуя процессу неоваскуляризации новообразования и, возможно, связанной с этим ранней генерализации процесса.

В настоящее время убедительно доказано, что в развитии и регенерации костной ткани важную роль играют процессы ангиогенеза и костнохрящевой резорбции. Иммуногистохимическими методами обнаружено наличие экспрессии двух изоформ VEGF (121) и VEGF (189), которые связаны с протеогликанами внутриклеточного матрикса, а максимальную экспрессию VEGF-A, -B и -D наблюдали на стадии минерализации. В современной литературе представлены единичные работы по изучению продукции VEGF и его рецепторов у больных т. н. пограничными новообразованиями (гигантоклеточная опухоль кости) и остеосаркомой, а соотношение изоформ VEGF-А в различных саркомах костей значимо различалось. Следовательно, иммуногистохимический анализ содержания VEGF и его трансмембранных рецепторов в опухолях костей может иметь связь с клиническим течением, а значит, и прогнозом.

Наиболее изученным считают механизм действия сигнальной системы рецептора эпидермального фактора роста (REGF) и родственных ему рецепторов семейства c-erbB, или HER (human epidermal growth factor receptor), которое состоит из четырех белков - собственно REGF (ErbB-1, HER1), а также ErbB-2 (HER2/neu), ErbB-3 (HER3) и ErbB-4 (HER4), сходных по структуре трансмембранных рецепторов, внутриклеточная часть которых обладает тирозинкиназной активностью. Известны довольно много лигандов рецепторов семейства c-erbB (EGF, a-TGF, амфирегулин, crypto), которые взаимодействуют только с REGF, а также херегулины (не- урегулины), взаимодействующие с ErbB-3 и ErbB-4. Ни одного лиганда, взаимодействующего с рецептором ErbB-2 (Her-2/neu), до настоящего времени не обнаружено.

Экспрессию Her-2/neu в остеосаркомах изучали несколько групп исследователей, однако до настоящего времени не существует общего мнения относительно его наличия в остеосаркомах и прогностической значимости.

Хотя в большинстве исследований подтверждено специфическое для Her-2/neu мембранное окрашивание клеток остеосаркомы и выявлена избыточная экспрессия маркера в опухоли. Данные литературы о клинической значимости экспрессии белка Her-2/neu в опухолях костей весьма противоречивы. Высказано предположение, что гиперэкспрессия c-erbB-2 соответствует плохому прогнозу при остеосаркоме и связана с ранними легочными метастазами остеосаркомы и низкими показателями выживаемости. Это позволило авторам предположить важную роль c-erbB-2 в агрессивном росте опухоли и влиянии его на метастатический потенциал остеосаркомы. Аналогичные результаты выявили повышенную экспрессию c-erbB-2 в большинстве остеосарком с метастазами, плохим (гистопатологическим) ответом опухоли на химиотерапию и худшей безрецидивной выживаемостью. Вместе с тем показано, что экспрессия c-erbB-2 в остеосаркомах не коррелировала с показателями выживаемости. Кроме того, до настоящего времени не установлена частота выявления экспрессии Her-2/ neu в остеосаркомах, при этом некоторые авторы опубликовали колебание частоты выявления Her-2/neu в мембранах клеток остеосарком от 0 до 18%, другие - от 32 до 98%. Следовательно, анализ показателей экспрессии Her-2/neu в остеосаркомах настоятельно требует дальнейшего изучения.

Гомеостаз многоклеточного организма поддерживается точно выверенным балансом между процессами пролиферации, дифференцировки и гибели клеток. Одним из основных механизмов элиминации опасных для организма клеток, к числу которых относятся вирус-инфицированные, опухолевые клетки, а также клетки, закончившие свой жизненный цикл, является апоптоз, или программированная клеточная гибель. На разных этапах этого сложного механизма задействованы многочисленные факторы и рецепторы клеточной гибели, а также ряд адапторных белков, приводящие к активации внутриклеточных протеаз и самоуничтожению клетки. Любые сбои в этом сложном процессе приводят к развитию опасных патологических процессов, в т. ч. к возникновению и росту злокачественных опухолей.

Злокачественность новообразований определяется не только огромным пролиферативным потенциалом составляющих их клеток, но и устойчивостью этих клеток к действию факторов, регулирующих процессы дифференцировки и апоптоза.

Особое внимание исследователей привлекает семейство белка Bcl, которое играет важную роль в регуляции митохондриальной цепи апоптоза и состоит из двух классов протеинов: проапоптотических (Bax, Bik, Bak, Bad, Bcl-xs) и антиапоптотических (Bcl-2, Bcl-xL, Bcl-w, Mcl-1). Именно соотношение ингибиторов и активаторов может определять предрасположенность клетки к апоптозу, а при наличии в клетке дефектных молекул Bax нарушается механизм нормальной ее гибели. До настоящего времени непонятно, как белки семейства Bcl ингибируют апоптоз, хотя показано, что эти молекулы взаимодействуют на поверхности митохондрий для поддержания нормального тканевого гомеостаза. Имеются сведения о прямой зависимости между степенью экспрессии Bcl-2 в опухоли и выживаемостью больных низкодифференцированной остеосаркомой. При этом экспрессия Bcl-2 была выявлена только в цитоплазме, но не в ядре опухолей, что согласуется с данными других исследователей; рядом авторов была предложена классификация остеосаркомы с учетом уровней экспрессии Bcl-2 и пролиферативной активности. Авторы показали, что опухоли с высокой экспрессией Bcl-2 плохо отвечали на химиотерапию, однако статистических данных не получено на эту корреляционную зависимость, поэтому исследователи предлагают дальнейшее изучение показателей экспрессии Bcl-2 как прогностического маркера при остеосаркомах.

Установлена способность опухолевых клеток, в т. ч. сарком костей, усиленно синтезировать простагландины (ПГ), преимущественно ПГ серии Е (ПГЕ). Также получены доказательства подавления опухолевого роста ингибиторами циклооксигеназы (КФ.1.14.99.1; простагландинсинтетазы, ПГН- синтетазы; COX (циклооксигеназа)) - ключевого фермента синтеза ПГ нестероидными противовоспалительными соединениями. При этом эффекты препаратов, направленных на процессы биосинтеза и метаболизма ПГ, обусловлены комплексом взаимодействий, включающих стимулирующее и ингибирующее действие ПГ на репликацию опухолевых клеток, а также влияние на макрофаги в опухоли и стромальные ее компоненты. COX является связанным с мембраной ферментом, лимитирующим скорость превращения арахидоновой кислоты в простаноиды, и экспрессируется по крайней мере в трех изоформах, однако COX-1 и COX-2 считаются интегральными мембранными белками, катализирующими первый этап продукции ПГ, тромбоксана, простациклина из арахидоновой кислоты. Большая часть ПГЕ2, продуцируемого в кости, является результатом индукции COX-2 экспрессии в остеобластах. Повышенная экспрессия COX-2 выявлена в клеточных линиях остеосаркомы человека (Saos-2, U2OS, TE85) и в самой опухоли. Полагают, что продукция COX-2 стимулирует формирование зрелой кости остеобластами. Экспрессия COX-2 в норме оказывает противоопухолевый эффект на остеобласты. Несмотря на то что ПГЕ2 увеличивали цАМФ в клетках Saos-2, не отмечено их воздействия на пролиферацию и количество клеток. Вполне вероятно, что потеря способности отвечать на антипролиферативные эффекты ПГЕ2 может иметь значение в онкогенном фенотипе. Исследования выявили увеличение роста клеток и снижение апоптоза в клетках со спонтанным повышением COX-2 и в клетках, запрограммированных на повышенную экспрессию COX-2. Полагают, что гиперэкспрессия COX-2 увеличивает апоптоз вторично по отношению к продукции свободных форм кислорода. Данные некоторых авторов указывают, что гиперэкспрессия COX-2 в клетках остеосаркомы снижает жизнеспособность клеток опухоли посредством увеличения свободных форм кислорода и тем самым может ингибировать прогрессию опухолевого процесса. Повышение свободных форм кислорода может само по себе повреждать ДНК и тем самым вызывать опухолевую трансформацию.

Пока еще нет четких подтверждений, что экспрессия COX-2 в первичной опухоли взаимосвязана с клиническим течением остеосаркомы. Вместе с тем гиперэкспрессия COX-2 была ассоциирована с низкой безрецидивной выживаемостью больных остеосаркомой, а ряд авторов отметили сильную ассоциацию между повышенным уровнем экспрессии COX-2 и плохим прогнозом при хондросаркомах, особенно при низкой степени дифференцировки опухоли. Имеются данные о тенденции к более высокой экспрессии COX-2 в саркомах с метастазами по сравнению с саркомами без метастазов, включая остеосаркому, рабдомиосаркому и саркому Юинга. При этом мелоксикам-селективный ингибитор активности COX-2 подавлял рост клеток остеосаркомы in vitro с высокими показателями COX-2 посредством COX-2-зависимого и COX-2-независимого механизма. Кроме того, стало известно, что COX-2 играет важную роль в ангиогенезе.

Повышение нестабильности генома - важное свойство опухолевых клеток, обеспечивающее неуклонную прогрессию злокачественных новообразований.

В основе генетической нестабильности неопластических клеток лежат нарушения функции белков, контролирующих: точность репликации ДНК и сегрегации хромосом в митозе; образование/детоксикацию мутагенных соединений; работу систем репарации поврежденной ДНК; активность чек- пойнтов клеточного цикла, предотвращающих дальнейшее размножение поврежденных клеток; индукцию апоптоза в аномальных клетках.

Подходы к диагностике сарком могут быть различными. Упрощенно, можно использовать как критерий морфологию опухолевых клеток (табл. 1).

Дифференциально-диагностический лист заболеваний может быть построен на основе отличия одного заболевания от группы сходных по строению, как, например, в данном случае опухоли семейства саркомы Юинга и негематопоэтических злокачественных опухолей или, наоборот, гематопоэтических (табл. 2, 3).

Таким образом, на основании изучения молекулярно-биологических особенностей опухолей, в т. ч. сарком костей, может быть создана новая стратегия лечения, непосредственно влияющая на определенные молекулы и процессы. Изучение биологии сарком костей выходит на первый план в клинической практике для выявления прогностических маркеров

Таблица 1

Антитела первой линии при дифференциальной диагностике опухолей с различной клеточной морфологией

Антитела

Морфология опухоли клеток

веретеновидные

плеоморфные

округлые

эпителиоидные

ЦК, ЭМА

+

+

+

+

Лимфоидные

-

+

+

-

Белок S-100

+

+

+

+

Десмин, ГМА

+

+

+

-

Кластер

дифференци-

ровки

CD34

+

+

Кластер

дифференци-

ровки

CD99(Mic-2)

+

Таблица 2

Дифферeнциально-диагностическая панель для диагностики опухолей семейства Юинга и негематопоэтических злокачественных

опухолей костей

Опухоль

CD99

Fli1

CK

TLE-1

Desmin

Myogenin

Опухоли семейства саркомы Юинга

+

+

+/-

-

-

-

Мезенхимальная хондросаркома

+

-

-

-

-

-

Мелкоклеточная остеосаркома

+/-

-

+/-

-

-

-

Рабдомиосаркома

+/-

-

-

-

+

+

Десмопластическая

мелкокруглоклеточная

опухоль

+

+

Синовиальная

саркома

+

-

+/-

+

-

-

Карцинома

+/-

-

+

-

-

-

и разделения групп риска среди обследованных пациентов с первичным диагнозом саркомы кости. Кроме того, новые молекулярные мишени находятся под пристальным вниманием исследователей для выявления агентов эффективной таргетной терапии. К сожалению, для практиче-

Таблица 3

Иммуногистохимическая панель для диагностики опухолей семейства Юинга и опухолей гематопоэтической системы

Опухоль

CD

45

CD

20

CD

3

CD

43

CD

99

Fli1

Tdt

ALK1

CD 30

MPO

CD

138

PAX5

ESFT

-

-

-

-

+

+

-

-

-

-

-

-

DLBCL

+

+

-

+/-

-

-

-

-

+/-

-

-

+

T-LBL

+/-

-

+

+

+

+

+

-

-

-

-

+

B-LBL

+/-

+

-

+

+

+

+

-

-

-

-

+

ALCL

+/-

-

+/-

+

-

+

-

+

+

-

-

-

MSar

+

-

+

-

-

-

-

-

-

+

-

-

Myel

+/-

-

+/-

-

-

-

-

-

-

-

+

-

Примечание: ESFT - опухоли семейства саркомы Юинга, DLBCL - диффузная крупноклеточная B-клеточная лимфома, T-LBL - Т-клеточная лимфобластная лимфома, B-LBL - B-клеточная лимфобластная лимфома, ALCL - анапластическая крупноклеточная лимфома, MSar - миелоидная саркома, Myel - миелома.

Для практического использования, а именно оценки прогноза и выбора эффективной неоадъювантной химиотерапии, эти маркеры до настоящего времени не считаются общепризнанными. Вместе с тем все вышеизложенное свидетельствует об актуальности комплексного изучения морфологических, рентгенологических, молекулярно-генетических и клинических характеристик опухолей костей с целью эффективной диагностики, лечения и оценки прогноза заболевания.

Рекомендации по теме

Мероприятия

Мероприятия

Повышаем квалификацию

Посмотреть

Самое выгодное предложение

Самое выгодное предложение

Воспользуйтесь самым выгодным предложением на подписку и станьте читателем уже сейчас

Мы в соцсетях
А еще:
Сайт предназначен для медицинских работников!


Чтобы подтвердить ваш статус, зарегистрируйтесь, и:

Читайте экспертные
материалы

Скачивайте готовые
формы и СОПы

Смотрите
бесплатные вебинары

13 000 статей

1 500 инструкций

200 записей

Абонемент в электронную медицинскую библиотеку в подарок!

У меня есть пароль
напомнить
Пароль отправлен на почту
Ввести
Я тут впервые
И получить доступ на сайт Займет минуту!
Введите эл. почту или логин
Неверный логин или пароль
Неверный пароль
Введите пароль
Сайт предназначен для медицинских работников!


Чтобы скачать файл на портале ZDRAV.RU, зарегистрируйтесь, и:

Читайте экспертные
материалы

Скачивайте готовые
формы и СОПы

Смотрите
бесплатные вебинары

13 000 статей

1 500 инструкций

200 записей

Абонемент в электронную медицинскую библиотеку в подарок!

У меня есть пароль
напомнить
Пароль отправлен на почту
Ввести
Я тут впервые
И получить доступ на сайт Займет минуту!
Введите эл. почту или логин
Неверный логин или пароль
Неверный пароль
Введите пароль
×

×

Гость, вам предоставлен VIP-доступ к журналу «Справочник заведующего КДЛ»:
возможность скачивать шаблоны • доступ к видеотренингам • книги для КДЛ
Активировать доступ  
Сайт использует файлы cookie. Они позволяют узнавать вас и получать информацию о вашем пользовательском опыте. Это нужно, чтобы улучшать сайт. Посещая страницы сайта и предоставляя свои данные, вы позволяете нам предоставлять их сторонним партнерам. Если согласны, продолжайте пользоваться сайтом. Если нет – установите специальные настройки в браузере или обратитесь в техподдержку.