Диссертация (Патофизиологическое значение ацетилхолина в пролиферации опухолевых клеток толстой кишки in vitro и in vivo), страница 4

В свою очередь ониявляются стимуляторами синтеза ряда факторов роста, что длительное времяоставалось за пределами внимания исследователей [180].Так как наиболее воспроизводимыми моделями опухолевого роста нагрызунах были признаны генетические линии с мутациями гомологовнаиболее распространенных генов наследственных и спорадических РТК, тоусилияисследователейпатофизиологиибылисистемынаправленыбелков,наизучениекодируемыхбиологииэтимиигенами[34; 70; 108; 115; 142].

Наиболее актуальным для работы был определен генарс [64]. Известно, что 50% спорадических РТК у человека сопровождаетсянарушением синтеза белков, регулируемых этим геном. Таким образом,изменяетсяспецифическоесцеплениеклетокэпителиякишечника23(энтероцитов) [70]. Примечательным является и тот факт, что месторасположения мутации в локусе может определять и распространенностьпроцесса – в дистальной или проксимальной части кишки [64]. В связи с этим,была предложена мышинная модель с измененной функцией даннойсистемы [68;173].

Было показано, что мутация арс ведет к нарушениямсигнального пути АРС/β-катенин/Wnt, который является необходимымкомпонентом активной инвазии и метастазирования для многих видовопухолей [64]. Стимуляторами данной сигнальной системы могут быть какаутокринные,такипаракринныефакторы.Наиболееизученнымирегуляторами являются нейромедиаторы и гормоны типа инсулина, которыесвязаны с активной инвазией [196]. Как потенциальный стимулятор ростаопухоли (митоген) рассматривают Ах, способный в процессе метаболизмадеградировать до холина и стимулировать рост опухолевых клеток, изменятьтонусмикрососудов,ремоделироватьмежклеточные контактыит.д.[59; 78; 95; 131; 156; 157].Показано, что наличие мутации арс и экспрессия определенных системрецепторов, чувствительных к Ах, на мембране опухолевой клетки связанные между собой процессы.

Их взаимовлияние приводит к ксверхчувстивельности опухолевых клеток к факторам роста (например, EGF,VEGF). Значительные изменения претерпевает и межклеточный матрикс,который постепенно становится более рыхлым, неспособным удерживатьклетки на себе и обеспечивать адекватную поляризацию ядер клетокслизистой оболочки [142; 146; 155; 157; 159]. Показательным является и то,что, при сочетании мутации арс и сверх-концентрации Ах, происходятизменения хемотаксиса и нарушается внутриклеточная организация органелл[106; 182]. В совокупности эти факты указывают на существованиесложноорганизованной системы взаимодополняющих сигнальных путей какснаружи клетки, так и внутри нее.241.2.Воспаление как фактор развития опухолевого ростаХроническое воспаление способствует возникновению нарушениймногих внутриклеточных сигнальных путей [12; 117; 119; 191]. Воспаление –это комплекс адаптационных биохимических и морфо-функциональныхизменений органа и составляющих его тканей и клеток, направленный насохранение жизнеспособности макроорганизма [177].

Также это защитноприспособительный процесс, имеющий острое или хроническое течение,определяющееся не столько объѐмом повреждения, сколько динамическимпроцессом репарации ткани – восстановлением ее целостности и способностивыполнять своифункции[117; 119; 177].Показано, чтохроническоевоспаление характеризуется своеобразной чувствительностью к ответнымхимическим реакциям тканей, находящихся в длительной стрессовойситуации, в частности в гипоксии [1; 9; 30; 151]. Гипоксия в свою очередь,меняет способность межклеточного матрикса к самоподдержанию составаклеток на своей поверхности. Важным моментом в этом процессе являетсяизменениефункцийматриксныхметаллопротеиназ – специфическихферментов, внеклеточного окружения.Регуляторами данной системы могут являться цитокины острой фазы,фактор некроза опухоли и так называемые «факторы роста» [93; 159].Физиологическая функциональная активность данной системы обеспечиваетсястабильной концентрацией цитокинов во внеклеточном окружении, но так какцитокины сами по себе являются медиаторами в системе «микроокружениеопухоль», то весьма актуальным является изучение их профиля на фоневоспаления.

Данные белки способны регулировать синтез ростовых факторови по принципу «прямой-обратной» связи и изменять скорость восстановленияучастков поврежденной ткани [159].В ранний период развития полипа, когда клетки иммунной системы инижележащие ткани изолируют трансформированные участки СО и пытаютсяограничитьростмутантов,активностьвыражена, однако, установлено, чтосистемыцитокиновнаиболееизменения системы матриксных25металлопротеиназ практически не определяются [24; 65; 143; 192].

Активностьнормальных стромальных компонентов остается достаточно высокой длясоздания физиологического барьера, но при нарушении данного балансавозникают либо предпосылки к формированию язв, либо эктопии. Особеннодинамика данного процесса интригует исследователей при хроническомвоспалении. В связи с этим, изучению стромальных (и связанных с ними)элементов в зоне воспаления в последнее время уделяют много внимания.Одним из таких веществ-регуляторов стромального матрикса опухолимогут быть белки - металлопротеиназы, и в частности MMP-3 и MMP-9,которые отвечают за изменение сцепленности клеток и способностиорганизовывать новые сосудистые коллатерали в области воспаления,определяютсинтезфакторовростаэпителияисосудов[119; 124; 128; 134; 188; 192].Показано, что для очага воспаления характерно накопление в неммакрофагов [181], одной из функций которых является продукция спектрацитокинов, стимулирующих пролиферацию фибробластов [43], и, связанных сих деятельностью металлопротеиназ, разрушающих коллаген внеклеточногоматрикса (базальную мембрану), необходимый для направленного ростаклеток [134].

С другой стороны, в поврежденной ткани макрофаги способнынакапливаться и создавать депо для нейромедиаторов, которые будутстимулировать опухолевый рост [164; 183; 181]. Сочетание депонирования инарушений, возникающих в зоне воспаления, формируют «слепую зону» дляиммуннокомпетентных клеток и предопределяют выживание наиболееагрессивных трансформированных клонов, которые обеспечивают опухолевоеускользание, которое было описано Бернеттом в 70-ые годы ХХ века [53] иположило начало развитию противоопухолевой биотерапии [3].

Благодаряописанному механизму создается замкнутая зона для роста и развитияопухоли[38; 79; 119].Нейромедиаторыивеществасинтезируемыеэнтериновой системой активно циркулируют в зоне повреждения слизистойоболочки толстой кишки и эта циркуляция оказывает непосредственный26стимулирующий эффект на процессы формирования сосудов и клеточнуюмиграциютрансформированныхклоновблагодаряналичиюнанихспецифических, и не характерных для нормальных клеток рецепторов[44; 47; 85; 61; 131; 157].In vivo, при начальных этапах формирования опухоли, можно выделитьучастки ткани, в которых опухолевые клетки подвергаются цитотоксическомудействиюлимфоцитов,и,одновременно,другие - гдесуществованиеопухолевых клеток поддерживается влиянием макрофагов опухолевойстромы [9; 25; 119].

Таким образом, каждое взаимодействие между опухольюи иммунной системой локализовано в пространстве и во времени и можетизменяться в зависимости от множества различных факторов [47; 119; 117;128; 188]. Для полноценного развития и выживания опухолевые клеткинуждаются в кислороде и питательных веществах, для чего необходимаперестройка стромальтных элементов опухоли, которая обеспечивает созданиесетимикроциркуляциивыстраивание-неоангиогенез.патологическихсосудистыхСэтойсетей,цельюпроисходиткоторыевозникаютблагодаря наличию большого количества металлопротеиназ из семействаколлагеназ. В последние 5 лет поступает все больше данных о вовлеченностиАх в этот процесс, так как наличие этого нейромедиатора с одной стороныспособствует накоплению NOs в патологической ткани [131], а с другой –стимулирует систему ростовых факторов [81; 136] через внутриклеточныесигнальные системы, и в частности, опосредованные через рецепторы nα7Ach.Важным фактором при длительном воспалении в поддержании status quoмежду поврежденной и нормальной тканью, зоны первичной трансформации исобственно опухолью, является наличие полноценно функционирующейсистемы матриксных металлопротеиназ (матриксинов) [74; 47; 159].

Данныевещества обладают протеазной активностью, и благодаря их действиюопухолевая клетка способна мигрировать и преодолевать тканевые барьеры[65; 76]. При воспалении функции данного молекулярного комплекса резкоизменяются: протеолитическая активность матриксинов увеличивается, и27трансформированные клетки преодолевают ограничения своей ткани иначинают экспансию в близлежащие участки – мигрируют и формируют каналинвазии[78].Важнымфакторомактивациисистемыматриксныхметаллопротеиназ является активация еѐ оксидом азота, свободнымирадикалам и простаноидами, что в свою очередь позволяет опухоли успешноприспосабливаться к негативным условиям, в частности к гипоксии [87;101; 136; 152; 159; 185; 189].В начале 1990-х было предположено, что Ах и другие нейро- ивазоактивные вещества способны влиять на активность этих ферментов[186; 185; 187; 192] однако результаты исследований in vivo и in vitro былолегко обобщить, но крайне сложно сопоставить ввиду недостаточнойизученности и материальной обеспеченности экспериментов для организациимолекулярно-биологической работы.

В настоящее время концепция костимулирующего действия нейромедиаторов, вазоактивных пептидов иматриксинов в онкологии находит все больше последователей, а результатыих исследований продолжают активно обсуждать [57; 74; 77; 78; 159; 180].1.2.1. Модели для исследования рака толстой кишкиУчитываявышеизложеннуюконцепциюсетивзаимно-зависящихсистем, перед экспериментатором всегда встает вопрос о необходимостипроведения исследований в живой регулируемой системе – организмеживотного, что особенно актуально для исследований органов ЖКТ [23]. Вусловиях лабораторного содержания и питания у грызунов крайне редковозникают спонтанные злокачественные опухоли толстого отдела кишечника,которые легко можно вовремя диагностировать, а животное будет сохранятьжизнеспособность все время эксперимента. В частности, показан, чтопроблемы возникают при исследовании рецепторных механизмов активациипролиферации[179],опухоль-формирующихвоспалений[136],обструктивных патологий и т.д.