Новая теория рака. 2-ая редакция

[albert52]

Продолжим.

Теперь подробнее о CMS классификации. Опухоли CMS1 часто диагностировались у женщин с правосторонними поражениями и имели более высокую гистопатологическую степень, а также демонстрируют высокий статус гиперметилирования; при локализации опухоли в прямой кишке только в 0,1% наблюдений определялся CMS1 подтип. Напротив, опухоли CMS2 были в основном левосторонними и имеют более частое увеличение числа копий в онкогенах и потерю генов-супрессоров опухолей, чем в других подтипах.
Опухоли CMS4, как правило, диагностировались на более поздних стадиях (III и IV) и демонстрировали более высокую хромосомную нестабильность (CIN), измеренную по количеству SCNA (изменению числа соматических копий хромосом или их частей). Также обнаружена лучшая выживаемость после рецидива у пациентов с CMS2. Интересно, что популяция CMS1 имела очень плохую выживаемость после рецидива, что согласуется с недавними исследованиями, показывающими худший прогноз у пациентов с MSI и рецидивирующей CRC с мутацией BRAF.

Отметим, что опухоли с BRAF мутацией обычно имеют плохой прогноз (вспомним меланому) из-за высокого уровня метилирования ДНК, особенно с фенотипом CpG Island Methylator (CIMP). Дело в том, что таких островков особенно много в генах надстройки из-за необходимости их тонкой настройки, и их постоянное метилирование нарушает работу этих генов. Кстати, как я уже упоминал, мутации в генах BRAF и KRAS практически не сочетаются, хотя на перый взгляд опухолевым клеткам это выгодно - гены надстройки слабеют, а инфрастуктуры, наоборот, усиливаются. Видимо для раковых клеток так много счастья, особенно при интактном р53, уже слишком - возникает апоптоз.

CMS1 характеризуется повышенной экспрессией генов, связанных с диффузным иммунным инфильтратом, в основном состоящим из TH1 и цитотоксических Т-клеток, наряду с сильной активацией путей уклонения от иммунной реакции. Отмечена высокая экспрессия хеммоатрактантов к Т-лимфоцитам (CXCL9, CXCL10 и CXCL16) или молекул, участвующих в формировании третичных лимфоидных структур (CXCL13), повышенная экспрессия INFγ и IL15, высокая экспрессия генов, кодирующих PD-1 лиганды. Интересно, что последние также выявлены и при мезенхимальном подтипе.

При каноническом (CMS2) же подтипе снижена презентация белков главного комплекса гистосовместимости I класса, низкая инфильтрация опухоли лимфоцитами. Пролиферация опухолевых клеток была связана с успешным установлением PDX (patient-derived xenograft), что позволило выделить пациентов с плохими клиническими исходами в рамках CMS2. Отмечу, что модели PDX (ксенотрансплантаты, полученные от пациента) используются для создания среды, которая обеспечивает естественный рост рака, его мониторинг и соответствующие оценки лечения исходного пациента. MSI oпухоли могут встречаться при разных подтипах, однако, если они ассоциированы с CMS1 подтипом, то обладают более высокой иммуногенностью за счет большого количества неоантигенов.
Что же касается прогрессирования предраковых поражений диспластического эпителия, таких как колоректальные аденомы, то оно связано с приобретением геномной нестабильности. Часто это касается анеуплоидии или CIN, которые отмечают примерно 85% случаев CRC. Семь аберраций числа копий ДНК были идентифицированы как события, ассоциированные с колоректальным раком (CAE): амплификация хромосомных плеч 8q, 13q и 20q и потеря 8p, 15q, 17p и 18q. С точностью 78%, аденомы, по крайней мере, с двумя из семи CAE могут быть идентифицированы как имеющие высокий риск прогрессирования в злокачественное новообразование; их называют «аденомами высокого риска». Так, AURKA и TPX2, которые играют роль в фазе G2/M клеточного цикла, способствуют управляемой ампликоном 20q прогрессии аденомы в карциному.

В самих аденомах чаще всего наблюдается "метаболический" подтип CMS3, что связано с перепрограммированием их метаболизма вследствие формирования второго центра управления клеткой. Впрочем редкие CMS2 были в значительной степени связаны с аденомами высокого риска, а CMS3 - с аденомами низкого риска; напомню, что только 5% аденом переходят в рак. Наборы генов, обогащенных в аденомах CMS2, были вовлечены в клеточный цикл и пролиферацию, включая гены, которые являются мишенями факторов транскрипции E2F, генов, участвующих в контрольной точке G2/M, сборке митотического веретена, пути PI3K-AKT-mTOR, пути передачи сигнала Wnt-β-катенин или гены, регулируемые MYC.

Сигнатуры «стромальной оценки» и «инвазивного фронта» опухоли показали высокий уровень обогащения в CMS4 CRC по сравнению с аденомами и другими классами CMS CRC; «иммунная оценка» была выше при раке CMS1. Фибробласты в мезенхимальных подтипах способствуют ангиогенезу, рекрутированию провоспалительных клеток и формированию иммуносупрессивного фенотипа.

Конкордантность по CMS подтипам между первичной опухолью и метастазами составила всего 60%, в первую очередь, за счет перехода CMS2 к CMS4 подтипу и изменению экспрессий генов ЭМП. В первую очередь это происходит за счет более высокой вероятности приобретения опухолью CMS4 фенотипа в зоне инвазии и метастазирования; при этом в центральной зоне опухоли превалируют CMS2 и CMS3 подтипы.
Процесс, присущий инвазии и, таким образом, прогрессированию колоректальной аденомы в карциному, представляет собой активацию стромы опухоли. Фактически, строма опухоли представляет собой воспалительный ответ на чужеродные вторжения, а также является каркасом для поддержания вторжения опухолевых клеток. Что же касается метастазов, то если доля пациентов с CMS2 подтипом в метастазах в печени соответствовала встречаемости данного подтипа при левосторонних опухолях, то подтипы CMS1 и CMS3 были в большинстве своем замещены мезенхимальным вариантом (CMS4). Частично это можно объяснить тем, что CMS1 подтип, при котором часто встречается мутация в гене BRAF, а также муцинозные опухоли преимущественно метастазируют по брюшине. Кроме того, несоответствие распределению подтипов в образцах метастазов из печени связано с действием иммуносупрессивного действия микроокружения печени (IL-10, TGFβ) и изменению данных экспрессии под действием химиотерапии.

[albert52]

Вставка

Опухолевые почки (Tumor budding)

Значительное количество опухолей ведет себя агрессивно, несмотря на то, что они относятся к категории низкого риска на основании их стадии TNM. Таким образом, необходим поиск дополнительных прогностических факторов при оценке колоректальной карциномы. Из изученных на сегодняшний день гистопатологических факторов наиболее многообещающими являются экстрамуральная венозная инвазия, характер наступающего фронта (выталкивающий или инфильтративный), воспалитель -ный инфильтрат, микросателлитная нестабильность и почкование опухоли — наличие небольших дискретных скоплений опухолевых клеток в инвазивном краю.

Опухолевые почки, определяемые как наличие одиночных опухолевых клеток или небольших скоплений до пяти опухолевых клеток на перитуморальном инвазивном фронте (перитуморальные почки) или внутри основного тела опухоли (внутриопухолевые почки), представляют собой гистоморфологический коррелят раковых клеток, подвергшихся ЕМТ.

Почкующиеся гнезда часто обнаруживаются рядом с областями инвазии лимфоваскулярного пространства, причем ряд «зачатков» на инвазивном крае опухоли фактически расположен в небольших лимфатических пространствах. Наличие почкования также связано с повышенным риском отдаленных метастазов. При подслизисто-инвазивной колоректальной карциноме высокая степень злокачественности опухоли, лимфовас -кулярная инвазия и почкование опухоли являются тремя факторами, независимо связанными с метастазами в лимфатические узлы. У пациентов без какого-либо из этих трех признаков была исключительно низкая частота метастазов в лимфатические узлы (1%); при наличии одного фактора риска частота узловых метастазов существенно увеличивалась до 21%, а при наличии двух или трех факторов риск составлял 36%.

Что касается категорий CRCSC, клетки ТБ показали профиль экспрессии генов, соответствующий «мезенхимальному фенотипу» (CMS4), также клетки в основной опухоли чаще всего имели связь с фенотипом CMS4 — большее количество опухолевых зачатков было обнаружено в опухолях CMS4, чем в опухолях CMS2 и CMS3 — и мутациями KRAS. ТБ-клетки у пациентов с CRC также демонстрируют повышенную экспрессию ZEB1 и сопутствующее снижение miR-200b и miR-200c, что подтверждает связь между членами семейства miR-200 и ЕМТ.

Поскольку у пациентов с колоректальной карциномой II стадии исходы сильно различаются, почкование опухоли может быть особенно полезным для выявления подгрупп высокого риска в этой популяции. Наличие почкования опухоли предсказывает плохой ответ на анти-EGFR-терапию у пациентов с метастатической колоректальной карциномой.

Сильное почкование опухоли тесно связано с опухолями, возникающими из опухолей с мутацией гена APC в отличие от микросателлитной нестабильности. В спорадических микросателлитных стабильных и низкочастотных микросателлитных нестабильных опухолях частота отпочковывания опухоли составляла примерно 50%, причем почкование опухоли практически отсутствует при спорадической высокочастотной микросателлитной нестабильной карциноме, что может, по крайней мере частично, объяснить относительно лучший прогноз.

Белки, участвующие в деградации внеклеточного матрикса, такие как MMP-9 и катепсин B, сверхэкспрессируются в опухолевых почках; экспрессируется также белок клеточной локомоции ламинин 5γ2. Другие белки клеточной адгезии, такие как EpCAM ((Epithelial cell adhesion molecule), вовлечены в процесс почкования с потерей мембранной экспрессии; EpCAM активируется путем протеолиза, что приводит к высвобождению EpICD в цитоплазму, которая становится частью транскрипционного комплекса ß-catenin и LEF. Он обладает онкогенным потенциалом благодаря своей способности активировать c-myc, e-fabp и циклины A и E.

Молекула адгезии нейрональных клеток L1 также была идентифицирована как ген-мишень β-катенина и преимущественно экспрессируется в опухолевых зачатках, где она совместно регулируется с ADAM10, металлопротеазой, участвующей в отщеплении внеклеточного домена L1s; L1 индуцирует передачу сигналов NF-κB в клетках колоректального рака, при этом NF-κB участвует в EMT.

Маркер стволовости CD133 преимущественно экспрессируется на переднем фронте инвазивной опухоли, но не внутри самих опухолевых зачатков. Вообще, экспрессия CD133, CD44 и CD90 является редким событием в опухолевых зачатках, что свидетельствует о том, что опухолевые клетки в зачатках подвергаются дифференцировке в мезенхимальный фенотип.
Что же касается экспрессии Lgr5, то обнаружено, что небольшое подмножество зачатков является положительным для этого предполагаемого продуцента стволовых клеток, но в отдаленных метастазах была обнаружена в 6-11,5 раз более высокая степень экспрессии.

В целом считается, что опухолевые клетки, происходящие из ЕМТ, являются гипопролиферативными. В самом деле, опухолевые зачатки демонстрируют цитоплазматическую экспрессию p16. В нормальных условиях ядерный p16 является прямым ингибитором циклина D1, останавливая клеточный цикл, однако считается, что расположенный в цитоплазме р16 связывается с CDK4, блокируя его транспорт в ядро. CDK4 необходим для активации циклина D1, следовательно, в отсутствие CDK4 циклин D1 образует неактивный комплекс с CDK2, что объясняет явно парадоксальную ко-активацию p16 и циклина D1.

В дополнение к их гипопролиферативному состоянию опухолевые зачатки обладают антиапоптотическим действием благодаря их относительному отсутствию иммунореактивности в отношении каспазы 3, что позволяет предположить, что опухолевые зачатки способны противостоять аноикису.

Ген-супрессор опухоли RKIP был связан с EMT на нескольких уровнях, например, как ингибитор сигнального каскада Ras-Raf-MEK-ERK на уровне Raf. Кроме того, RKIP модулирует другие сигнальные пути, включая NFκB-Snail. Отмечена дифференциальную экспрессию RKIP в зонах колоректального рака с постепенной потерей экспрессии по направлению к фронту опухоли.

Нейротрофический тирозинкиназный рецептор TrkB был связан с EMT посредством RAS/MAPK-зависимой передачи сигналов Twist-Snail, и было продемонстрировано, что он является мощным и специфическим супрессором аноикиса, что подтверждается его сверхэкспрессией в опухолевых зачатках. Кроме того, колоректальный рак с мутациями KRAS также сверхэкспрессирует TrkB, что согласуется с известной зависимостью передачи сигналов MAPK от TrkB-индуцированной EMT.

Хемокин CXCL12 связывается со своим рецептором CXCR4, активируя последующие внутриклеточные пути, участвующие в хемотаксисе, выживании клеток и транскрипции генов. Поскольку CXCR4 экспрессируется в клетках многих органов, включая лимфатические узлы, легкие и печень, эпителиальные опухолевые клетки могут использовать принцип самонаведения для направления метастазов CXCL12-положительных опухолевых клеток в CXCR4-положительные органы. CXCL12 также может стимулировать образование капиллярных структур. Было обнаружено, что экспрессия CXCL12 в опухолевых зачатках коррелирует с метастазами в печень и является независимым прогностическим маркером.

Сигналы, происходящие от окружающих мезенхимальных клеток в микроокружении опухоли, могут играть важную роль в фиксации пропочковавшегося фенотипа. Так TWIST1, известный активатор ЕМТ, экспрессируется в опухолевых стромальных клетках; эти клетки демонстрируюи те же неопластические аберрации, что и сама опухоль.