Диссертация (Патофизиологическое значение ацетилхолина в пролиферации опухолевых клеток толстой кишки in vitro и in vivo), страница 3

В дальнейшем было показано, что многие стабильные опухолевыеклеточные линии имеют рецепторы к Ах [59; 62; 85; 130; 139; 157]. Такимобразом,проведениеисследований, позволяющихопределитьстепеньвовлеченности Ах в процессы опухолевого роста, является актуальным.Рак - полиэтиологическое заболевание многоклеточного организма. Рактолстой кишки (РТК) является актуальной медико-социальной проблемой вевропейских странах и северной Америке [6]. Изучение патогенеза этойнозологии показало тесную взаимосвязь типа питания и течения заболевания[11; 148]. Полученные за 50 лет данные позволили по-новому посмотреть на16моделирование данной патологии в эксперименте [68].

В настоящее времявопросы биомоделирования являются поводом проведения серьезных научныхдискуссий [174; 175].Благодаря исследованиям на животных, было установлено, чтообщебиологическими закономерностями развития опухолей толстой кишкиявляется наличие синергических воздействий на генетический аппарат клетки[8; 11; 69; 111].Согласносовременнойконцепцииступенчатого(илимногошагового) канцерогенеза, сформулированной норвежским ученымКнудсоном в 1981 году [124], «формирование опухоли – это не одноразовоесобытие, а цепь последовательных и взаимосвязанных событий, в ходекоторых происходит накопление повреждений генома клеток» – возникаетгеномная нестабильность. Показано, что важную роль в отборе дефектныхклеток играет микроокружение [9; 18; 61; 119].

Особенно выражено этодействие в случае развития доброкачественных опухолей – полипов слизистойоболочки [142].С точки зрения патофизиологии, любой полип слизистой оболочкиявляется опухолью, которая обладает злокачественным потенциалом [8].Однако его реализация зависит от суммарных стимулирующих факторов, втом числе воспалительного генеза [1; 12; 45; 73; 64; 75; 108]. Этот выводявляется частным случаем реализации так называемой «теории раздражения»,предложенной Фроловым В. А., (2006). Из этой теории следует, что состояниевоспаления тканей ускоряет процессы деления клеток, и, таким образом,качество тканей изменяется [32].

Как было показано ранее, в органах ЖКТ вответ на воспалительные реакции срабатывает интегральная система –энтериновая система, которая наиболее плотно локализована на СО этихорганов и выполняет активную роль в поддержании их физиологическойактивности.Регуляцияэтойсистемыосуществляетсячерезсетьвзаимодействий парасимпатической НС и непосредственно самой тканьюоргана [135]. Таким образом, следуя логике теории, к созданию измененнойклетки приведет несколько событий: сверхактивность парасимпатической17системы, активация энтериновой системы и возникновение точки излома прирепарации клетки: переход «количество-качество» - т.е. определяетсянаправления эволюции произойдет изменение ДНК – мутация, необходимаядля того, чтобы пережить стресс и снять ограничение на рост новойпопуляции или нет [1; 3; 93; 119;].

При стабильном состоянии окружающихтканей генетические факторы, определяющие активность канцерогенеза,могут длительно «молчать» [76; 96; 128; 188;].Таким образом, развитие опухолевого клона можно рассматриватьдвояко.Соднойстороны,существуетиндивидуальнаяпатологиягенетического материала клетки (наследственные и спонтанные генетическиераки), с другой – клон развивается как следствие нарушения системысигнальных путей в организме в целом (химический канцерогенез и все еговарианты) [8]. Оба этих подхода имеют право на существование. Однако,изолированные друг от друга в процессе изучения, они не дают ответа навопрос - что же происходит в случае возникновения избирательнойчувствительности клетки к пролиферативным стимулам в живом организме.На наш взгляд, этот вопрос является краеугольным в процессе изучения этойпатологии.

В случае сочетанного воздействия на организм, цитокины инейромедиаторы перестают выполнять свою основную роль и становятсярегуляторами роста измененной клетки [116; 128; 130; 131; 141; 143].Клинически-значимая постепенность изменений в клеточной популяциисформировала определение рака, как хронического, патологического процесса,развивающегося однонаправлено, стадийно и линейно [122], на что делаетсяакцент при изучении клинической онкологии, и, в частности медицинскойпатофизиологии [1; 8; 141],однако биологически эта микроэволюция проходитболее широко. В настоящее время выделены три фазы развития патологии:инициация, промоция и прогрессия опухолевого клона. Они достаточноохарактеризованы, а их изолированной специфике посвящена объемнаябиблиография.18Показано, что на этапе инициации (опухолевой трансформации)происходят изменения на генетическом уровне – микро/макро мутации ДНК,которые можно инициировать введением химических канцерогенов [23].Отражением возникающих в результате инициации изменений можно считатьразличного рода дисплазии, разрастания слизистой оболочки, формированияполипов, в том числе слизистой оболочки кишки [1; 47].Промоция – следующий шаг в развитии опухоли, заключающийся вовзаимодействии между трансформированной клеткой и рядом факторов(внешних и/или внутренних); в результате чего образуется обширный клонизмененных клеток, т.е.

формируется первичный опухолевый узел. Однакосложившаяся на этом этапе опухоль обычно неспособна к инфильтрирующемуросту и метастазированию в силу наличия эффекта противоопухолевогоиммунного надзора и наличию системы матриксных металлопротеиназ[47; 62; 65]. Этот активный сдерживающий механизм опухолевый клонстарательно пытается выключить [3; 41; 53; 65].Как только данный этап пройден, опухоль способна к неограниченномуростуиегосамостимуляции.Возникаетэтаппереходактретейфазе - инфильтрирующему росту и образованию метастазов.

Этот процессимеет выраженную видовую специфичность, что требует уточнения ролинейроактвных веществ в опухолевом росте, так как их действие напрямуюизменяет способность опухоли строить собственную систему питания черезизмененные кровеносные сосуды [67; 68; 69].1.1. Формирование первичной опухоли толстой кишки: путь хромосомнойи микросателлитной нестабильностиСовременная концепция развития злокачественных опухолей ЖКТ, втом числе и из полипов СО ТК, акцентирует внимание на небольшомколичестве генов, продукты которых отвечают за адекватную реакцию клеткина митотические сигналы [52].

На сегодняшний день наиболее изучена рольпродуктов генов р53, k-ras (BRAF, PTEN и PIK) и apc (β-катенин, WNT) и19подобных им стимуляторов митоза [34; 73; 77; 141; 142]. Показано, чтолокальные спорадические изменения в генетическом аппарате (геновопухолевой супрессии и онкогенов) приводят к морфологической перестройкеэпителия ТК [126].Продукты гена k-ras. Официальное название -v-Ki-ras2, (другиеназвания - kras2, rask2). Этот ген локализован на хромосоме12 (12p12.1); а егопродукт - белок р21ras - относится к семейству малых GTPаз (к которымотносят и ферменты внутриклеточной деградации нейромедиаторов, в томчисле ацетилхолина) и в норме является медиатором передачи сигналов длярецепторныхтирозинкиназ - белков,вовлеченныхвовнутриклеточныйбиохимический каскад митотически активной клетки [140].Наиболее хорошо изучена роль р21ras в сигнальных каскадахRaf/MEK/ERK и RAS/PI3K/PTEN/Akt, которые контролируют пролиферацию,дифференцировку, апоптоз и выживание клеток как in vivo, так и in vitro.Соматические мутации k-ras при РТК обнаруживают с частотой 20–50%.Мутации уменьшают GTPазную активность р21ras.

Снижение активностиGTPаз приводит к накоплению в клетке конститутивно активированной GTPсвязаннойформыбелка,которыйиндуцируетпролиферациюитрансформацию клеток [77; 197].В контексте этих данных при ретроспективном анализе клиническихданныхбылопоказано[169],чтоРТК - клиническинеоднородноезаболевание, которое ассоциировано с нарушениями на молекулярном уровне.Это позволяет выделять две группы нарушений: подтип 1 характеризуетсянестабильностью хромосом, подтип 2 - нестабильностью микросателлитов[10; 11; 77; 121; 190; 197] и предположить существование третьего подтипа.Он характеризуюется как имеющий наиболее негативный клиническийпрогноз. Исследования de Sousa показали наличие такой разновидностиопухолей: они были резистентными в отношении препаратов к рецепторуэпидермальногофактораростаприотсутствиинестабильности20микросателлитов,новыявитьспецифичныедляподтипамутацииобщепринятойявляетсяисследователям не удалось.Такимобразом,насегодняшнийдень,классификация опухолей толстой кишки с двумя типами повреждениягенетическогоаппарата:путьхромосомнойимикросателлитнойнестабильности, которые описаны наиболее полно (рисунок 1 и 2).Рисунок 1 Схема развития опухоли из полипа по пути хромосомнойнестабильностиОсобенностью развития рака проксимальных отделов толстой кишкиявляетсяразвитиезаболеванияассоциированногоснакоплениеммикросателлитных нестабильностей [11].

Что именно является толчком кинициации процесса гиперметилирования и как это приводит энтероциты кнеконтролируемойпролиферацииСОТКдосихпорнеизвестно[77; 104; 110; 138; 190]. Считается, что активатором этой программы служитхроническое воспаление.21Рисунок 2 Схема развития опухоли из полипа толстой кишки по путинакопления участков гиперметилированияУчитывая данные молекулярно-генетических исследований периода 8090х годов, в период 2000-2013гг. исследования РТК как опухолевого процессас фоном для развития в виде воспаления, были сконцентрированы на ролимикроокружения клеток, образующих полипы и метастазирующие опухоли[76; 92; 96; 119; 161; 169; 188; 190].Вчастности,достаточноширокоосвещены в литературе данные об участии макрофагов опухолевой стромы впроцессе формирования аденокарциномы из гиперпластических полипов[181].

Установлено, что стромальные опухоль-ассоциированные макрофагиспособствуют активации системы мактриксых металлопротеиназ в очагевоспаления и тем самым клетки в зонах репарации, а также и в очагахгиперпластического роста становятся сверхчувствительными к внешнимвоздействиям: цитокинам [52; 141; 143], нейромедиаторам [131; 136; 157],22индукторам и ингибиторам металлопротеиназам [146] и т.д. По результатампроведенных исследований были сделаны довольно неоднозначные выводы –в зависимости от стадии, степени повреждения генетического аппарата иналичия внешних ко-стимуляторов в условиях in vitro и/или in vivo данныеозначенные сетеобразно, взаимнорегулирующие синтез друг друга БАВ могуткак стимулировать, так и ингибировать рост опухоли, предотвращатьтрансформацию, подавлять инвазию и/или метастазирование, а их воздействиеможет носить выраженный локальный характер. Важным наблюдением сталои то, что модель in vivo не всегда воспроизводила результаты in vitro, так какдля опухолевого роста в кишке характерно изменение видоспецифичнойиммунной реактивности как местного, так и органного уровня [67; 119].В этот период было установлено, что как в самой ткани полипов, так и вего отдельных участкахмикроокружения,рецепторовкв разной степениопосредованныеним,цитокиновчерезинаблюдаютсясистемунарушениянейромедиаторовпростагландинов,чтоиувеличиваетжизнеспособность опухолевых клеток (ОК) [45; 59; 116; 121; 108; 144; 146].Также было показано, что некоторые металлопротеиназы (ММР-9) являетсяингибитором нормального апоптоза [93], а их уровень зависит от наличияпроизводных холина в окружающих тканях [65; 136].