Новая теория рака. 2-ая редакция

[albert52]

Продолжим.

Интерлейкин-8 (IL-8) является провоспалительным фактором, принадлежащим к семейству CXC-хемокинов. РПЖ продуцирует IL-8, который может способствовать ангиогенезу и инвазии опухолей. Было обнаружено, что IL-8 может имитировать роль VEGF, трансактивировать VEGFR2 и способствовать ангиогенезу. При остром панкреатите IL-8 еще выше и считается надежным показателем при оценке тяжести воспаления и некроза. Здесь также отметим ключевую роль интерлейкина-1β (IL-1β), который может стимулировать аутофагию в макрофагах и индуцировать стресс эндоплазматического ретикулума, который вызывает высвобождение Са2 + в цитоплазме. Это вызывает последующую активацию трипсиногена в области центроаценарных клеток и усугу***ет повреждение. Отметим еще, что IL-1β играет важную роль в нейроэндокринных опухолях, поскольку он направляет раковые клетки на нейроэндокринную дифференцировку.
IL-8 также является основным хемоаттрактантом для нейтрофилов, которые известны как клетки «первого ответа» врожденной иммунной системы. Степень их инфильтрации коррелирует со стадией опухоли при глиомах и раке поджелудочной железы. В ответ на присутствие растворимых иммунных медиаторов в месте опухоли эти ассоциированные с опухолью нейтрофилы (называемые TAN) приобретают либо противоопухолевые, либо проопухолевые функции, в зависимости от их поляризации в сторону фенотипа TAN1 и TAN2 соответственно.

Циклооксигеназа-2 (COX-2 ) является ключевым ферментом, участвующим в воспалении, и сообщается, что она повышена при раке поджелудочной железы. Высокие уровни COX-2 коррелируют с плохим прогнозом. Множество связывающих элементов было идентифицировано в промоторе COX-2 для TP53, NF-κB и других факторов транскрипции. Сигнальная ось SP1 / COX-2 может быть образована Sp1, который транскрипционно активирует экспрессию COX-2, что имеет значение для РПЖ.

Мутация в ингибиторе сериновой протеазы Kazal type-1 (ген SPINK-1) увеличивает вероятность развития у человека хронического панкреатита (ХП) в 12 раз. Мутации в гене SPINK-1 приводят к преждевременной активации трипсиногена и, как следствие, к панкреатиту. Заболевание является аутосомно-рецессивной и в то время как до 2% населения в целом имеют мутации SPINK1, фактическое число людей с панкреатитом, ассоциированным с SPINK-1, встречается крайне редко. Распространенность мутаций SPINK1 у пациентов с идиопатическим ХП, по сообщениям, составляет от 16% до 23%.

Во время панкреатита физиологическая роль аутофагии состоит главным образом в очистке от поврежденных органелл для поддержания гомеостаза клетки, гарантирующего лучшее выживание клеток поджелудочной железы. Вероятно, что по крайней мере одна часть защитного эффекта аутофагии во время острой фазы этого заболевания связано с секвестрацией зерен зимогена, которые содержат ферменты пищеварительных соков, ответственных за самоочищение пораженных участков при панкреатите. Зимофагия (гранулы аутофагии зимогена) сама по себе уменьшает доступность пищеварительных ферментов

В ацинарных клетках поджелудочной железы индукция аутофагии сопровождается активацией экспрессии гена Vacuole Membrane Protein 1 (VMP1). VMP1 кодирует трансмембранный белок, который был идентифицирован и клонирован в 2002 году именно благодаря его необычайной активации во время острой фазы панкреатита. Сверхэкспрессия VMP1 может вызывать аутофагию во многих клетках. VMP1 участвует в образовании фагофора после его прямого взаимодействия с аутофагическим белком беклин-1, индуцибельным p53 ядерным белком 2 (TP53INP2), и, возможно, его аналогом TP53INP1.
Аутофагия индуцируется и поддерживается мутацией онкогена KRAS и сильно усиливается при панкреатите. Гипотеза гласит, что аутофагию чаще всего вызывают панкреатит, основанный на сверхэкспрессии VMP1, что обеспечивает энергетическую потребность клеток, имеющих активную мутацию онкогена KRAS, что позволяет их трансформацию.

Клетки устраняют избыточные внутриклеточные АФК за счет экспрессии антиоксидантных генов, регулируемых машиной для детоксикации АФК. Экспрессия мутантного онкогенного KrasG12D, обычно присутствующего в PDAC, поддерживает повышенный уровень транскрипционного фактора NRF2 (см. выше) для усиления антиоксидантного ответа.

Хемокины представляют собой многофункциональные секретируемые пептиды, играющие важную роль в регуляции миграции лейкоцитов. Они разделены на 4 подгруппы (СС, СХС, СХ3С и ХС) в соответствии с характерным цистеиновым мотивом. Наиболее известным представителем рецепторов хемокинов является D6, который расположен на лимфатическом эндотелии и контролирует большинство воспалительных CC хемокинов. У здоровых людей D6 нейтрализует хемокины CC и тем самым отключают воспаление, делая хемокины недоступными. В отсутствии этих рецепторов хемокиновый лиганд-3 (CCL3), аберрантно (в избытке и в течение более длительного времени) привлекает CD3+ Т-клетки и тучные клетки, делая воспаление протуморогенным.
CXCL-12 представляет собой хемокин, также известный как производный стромы фактор 1 (SDF-1). Известно, что он является лигандом рецепторов CXCR4. Высокая экспрессия активации рецепторов CXCL-12 и CXCR4 в опухолях усиливает рост и ограничивает иммунный надзор в опухоли посредством локальных аутокринных и паракринных механизмов. Активация CXCR4 при раке поджелудочной железы приводит к повышенной экспрессии маркеров Smoothened, Gli1 и EMT.

Взаимодействие CXCR4 и SHH способствует обширному отложению стромы и создает физический барьер, который может объяснить отсутствие сосудистой сети в опухолях поджелудочной железы даже при повышенной экспрессии VEGF. Кроме того, периферическая и центральная передача сигналов, опосредованная CXCL-12, оказывает контрастирующее действие на ноцицепцию, то есть опосредованную CXCL-12 анальгезию посредством модуляции клеток Шванна; это объясняет снижение болевых ощущений у пациентов с раком поджелудочной железы.

Инфламмасомы — макромолекулярные комплексы, которые содержат множество копий рецепторов, распознающих молекулярные структуры патогенных (инфекционных) агентов и повреждающих факторов (PAMP и DAMP), а также включают молекулы белка-адаптора ASC и прокаспазы-1. Описаны впервые в 2002 году, когда Юрг Чопп и его коллеги сообщили, что подвид NLRs (Nod-подобных рецепторов), известный как NLRP1, может олигомеризоваться и собираться в комплекс, который активирует каскад каспазы 1, приводящий, в конце концов, к образованию провоспалительных цитокинов, особенно IL-1β и IL-18. Этот комплекс, формируемый NLRP1, был назван инфламмасомой.

NLRP3 (белок 3, содержащий NOD-, LRR- и пириновый домены) представляет собой внутриклеточный сенсор, который обнаруживает широкий спектр микробных мотивов, эндогенные сигналы опасности и раздражители окружающей среды, что приводит к образованию и активации инфламмасомы. Сборка инфламмасомы NLRP3 приводит к зависимому от каспазы 1 высвобождению провоспалительных цитокинов IL-1β и IL-18, а также к опосредованной гасдермином D пироптотической гибели клеток. Инфламмасома активируется в макрофагах, инфильтрирующих поджелудочную железу. Механизмы активации инфламмасом при панкреатите, вероятно, связаны с ROS (например, в результате повреждения митохондрий) или клеточными компонентами DAMP, такими как высвобождаемый из некротических клеток белок группы box-1 .

[albert52]

Вставка
Хроническое воспаление и рак

В то время как острое преходящее воспаление является важным фактором контроля и восстановления повреждений тканей, связанное с опухолью воспаление, которое встречается практически во всех опухолях, является хроническим, не разрешенным типом, что способствует прогрессированию опухоли. Во время туморогенеза раковые клетки, клетки врожденного иммунитета [такие как дендритные клетки или опухолево-ассоциированные макрофаги (ТАМ)] и активированные резидентные клетки [такие как связанные с раком фибробласты (CAF) или эндотелиальные клетки] в ответ вырабатывают различные цитокины и хемокины к сигналам опасности, исходящим от опухоли.

Хронические медиаторы воспаления оказывают плейотропное действие при развитии рака. С одной стороны, воспаление способствует канцерогенезу, росту опухоли, инвазии и метастазированию; с другой стороны, воспаление может стимулировать иммунные эффекторные механизмы, которые могут ограничивать рост опухоли. Связь между раком и воспалением зависит от внутренних и внешних путей. Оба пути приводят к активации факторов транскрипции, таких как NF-κB, STAT-3 и HIF-1, и к накоплению онкогенных факторов в опухоли и микроокружении.
STAT-3 и NF-κB взаимодействуют на нескольких уровнях и тем самым усиливают воспаление, связанное с опухолью, которое может подавлять противоопухолевые иммунные ответы. Так, STAT-3 продлевает ядерное удержание RelA во время онкогенного и хронического воспаления, действуя в качестве ко-транскрипционного фактора для RelA, таким образом способствуя постоянной активации NF-κB во время хронического воспаления и канцерогенеза. Отметим, что STAT-3 способствует ядерной локализации RelA путем ацетилирования, опосредованного ацетилтрансферазой p300, влияющего на взаимодействие NF-κB / IκBα и предотвращающего его ядерный экспорт.

Связанное с раком воспаление представляет собой седьмую отличительную черту в развитии рака. При инфекциях помимо токсинов, онкопротеины и факторы роста могут воздействовать на хозяина посредством активации рецепторов распознавания образов (PRR), которые взаимодействуют с патоген-ассоциированными молекулярными структурами (PAMP). Эти рецепторы включают в себя члены семейства Toll-подобных рецепторов (TLR), нуклеотидсвязывающие доменные (NOD-подобные) рецепторы олигомеризационных доменов (NLR), рецепторы лектина С-типа (CLR), запускающие рецепторы на миелоидных клетках (TREM) и индуцируемые ретиноевой кислотой ген-I-подобные рецепторы (RLR). Связывание PAMP с этими рецепторами приводит к инициации иммунного ответа хозяина путем активации воспалительных клеток.

На начальном этапе развития опухоли медиаторы воспаления, такие как цитокины, активные формы кислорода (ROS) и активные формы азота (RNS), полученные из фильтрующих опухоль иммунных клеток, вызывают эпигенетические изменения в предраковых клетках и молчание генов-супрессоров опухолей. Во время прогресии опухоли иммунные клетки секретируют цитокины и хемокины, которые действуют как факторы выживания и пролиферации для злокачественных клеток (см. выше). Так, аберрантная экспрессия тканевой трансглутаминазы (TG2) индуцирует EMT в эпителиальных клетках. Другими типичными маркерами EMT являются кадгерин-11 и фибробласт-специфический белок (FSP -1), которые связаны с повышенной подвижностью клеток. Twist необходим для подавления транскрипции E-cadherin.

Во внутренних путях канцерогенеза важную роль играет мутация КRAS, активация которого сопровождается индукцией сигнальных каскадов, включая каскад RAF / MEK / ERK-киназ, путь PI3K / AKT и белки RalGDS. Последние принадлежат к семейству нуклеотид-обменных факторов, активирующих небольшие GTPases, такие как RalB. Посредством комплекса октамерного белка exocyst, участвующего в прикреплении везикул к мембранам, RalB стимулирует TANK-связывающую киназу-1 (TBK-1), что приводит к активации NF-κB посредством фосфорилирования IκBα (см. выше).
В раковых клетках конститутивная активация этого пути посредством хронической активации RalB ограничивает инициацию апоптоза после онкогенного стресса. TBK-1 также активирует факторы транскрипции IRF (регуляторный фактор интерферона) -3 и IRF-7 , что приводит к выработке медиаторов роста и воспаления.
Активация NF-κB в свою очередь активирует медиаторы клеточного цикла (циклин D1, c-Myc), антиапоптотические (c-FLIP, сурвивин, Bcl-XL) и молекулы адгезии (ICAM-1, ELAM-1, VCAM-17), протеолитические ферменты (например, MMP, uPA) и провоспалительные факторы (PGHS-2, цитокины), которые стимулируют инвазивный фенотип. Присутствие конститутивно активного NF-κB связано с плохим клиническим исходом.

INOS (синтаза оксида азота) является еще одним важным медиатором воспаления, который вызывает выработку NO макрофагами, связывающими хроническое воспаление и онкогенез. NO-опосредованное ингибирование репарации ДНК позволяет клеткам, несущим эпигенетические изменения, избежать апоптоза; это приводит к клональной экспансии предраковых клеток и, как следствие, к канцерогенезу. Кроме того, NO способствует росту опухоли путем трансактивации HIF-1α, экспрессии VEGF и подавляет p53.

RANKL, член суперсемейства цитокинов TNF, был первоначально обнаружен в Т- и дендритных клетках (DC). RANKL поддерживает дифференцировку и выживание эффекторных клеток, а также способствует онкогенезу, прежде всего в молочной железе, но не только. Так, в плоскоклеточном раке головы и шеи экспрессия RANKL способствует EMT и прогрессированию опухоли, индуцируя VEGF-независимый ангиогенез.

Мембраносвязанный IL-1α в злокачественных клетках индуцирует противоопухолевые иммунные ответы, тогда как внутриклеточные предшественники IL-1α контролируют гомеостатические функции, включая экспрессию генов, дифференцировку и рост клеток. Что же касается секретируемого IL-1β, то его низкие концентрации подавляют воспалительные реакции и иммунные механизмы, тогда как высокие концентрации способствуют повреждению тканей, связанному с воспалением, и опухолевой инвазивности.
При раке поджелудочной железы IL-1 придает хеморезистентность посредством повышения уровня PGHS-2 и способствует ангиогенезу во время прогрессирования опухоли. IL-1α и IL-1β проявляют идентичные агонистические действия, связываясь с рецептором IL-1 типа I (IL-1RI).

[albert52]

Продолжим.

Изучение РПЖ подтверждает правильность моей теории: на фоне хронического воспаления мутации, прежде всего KRAS, но не только, снимают ограничения на поступление к клетку питательных веществ, и усиленный гликолиз в сочетании с хронической гипоксией ведут клетку по пути канцерогенеза. При этом происходит перепрограммирование не только метаболизма, но и всей клеточной стратегии несмотря на сопротивление генов надстройки на путь автономного развития, крайней формой которого является ЕМТ.

Опухолевые клетки, происходящие из EMT, избыточно продуцируют многие провоспалительные медиаторы, тем самым создавая регуляторную петлю, которая может способствовать поддержанию как фенотипа EMT, так и провоспалительного контекста. Связанные с опухолью EMTs редко включают полное переключение клонов, а скорее генерируют промежуточные состояния (гибридные фенотипы) с разной степенью агрессивности, которые распределяются по спектру эпителиально-мезенхимальной дифференцировки. Соответственно, существует множество молекулярных репертуаров EMT, участвующих в генерации этих гибридных фенотипов. Так, сигнатура EMT в аденокарциноме легких связана с повышенной экспрессией нескольких иммунных контрольных точек (PD-1 / PD- L1, CTLA-A, TIM-3 и другие), высокой плотности Foxp3-позитивных Treg-клеток, иммуносупрессивной продукции цитокинов (TGF-β, IL-10 и IL-6) и, наконец, сильной воспалительной реакции.

Опухолевые клетки способны подавлять направленный против них иммунный ответ двумя способами: во-первых, избегая иммунологического надзора путем уменьшения экспрессии молекул HLA или продукцией неканонических форм этих молекул, а также уменьшая экспрессию опухоль-ассоциированных антигенов на своей поверхности, и, во-вторых, непосредственно блокируя активацию Т-лимфоцитов, вызывая анергию опухоль-специфичных клонов. В последнем случае один из молекулярных механизмов инвазии основан на передаче ингибирующего сигнала от рецепторов CTLA-4 или PD-1 на цитотоксические Т-лимфоциты.
Опухоль не только уклоняется от иммунной системы, но и эффективно извлекает пользу из инфильтрирующих клеток, изменяя их функции, создавая микроокружение, благоприятное для развития опухоли (см. выше).

Циркулирующие раковые клетки

Раковые клетки, которые переходят из первичных опухолей в систему кровообращения, известны как циркулирующие опухолевые клетки (CTC). Известно, что метастазирование включает несколько последовательных этапов, называемых «метастатический каскад». Гипотеза «семя и почва», выдвинутая в 1889 году, описывает раковые клетки как «семена», которые должны искать подходящее микроокружение органов или «почву», которая будет поддерживать их устойчивый рост, если они хотят процветать.

Дистальный участок, приобретаемый для метастатического прогрессирования, может быть определен по специфическим генным паттернам или сигнатурам внутри первичной опухоли, которые относятся к определенным участкам органов. Количество СТС, которые могут быть обнаружены у пациента в любой момент времени, по-видимому, связано с количеством «успешных» метастатических событий.

CTC подвергаются воздействию ряда влияющих факторов во время циркуляции, включая абсолютные стресс жидкости (FSS), гипоксию, недостаток питательных веществ / метаболизм глюкозы. Только около 0,1% единичных CTC выживают в кровотоке более 24 часов, при этом период полураспада CTC составляет около 1 часа, что влияет на способность клеток метастазировать. Богатые тромбоцитами тромбы, которые, как считается, окружают CTC во время их первоначального попадания в систему кровообращения, обеспечивают им физическую защиту от сдвига жидкости (FSS).

Дело в том, что текущие кровь и лимфа создают силу трения, параллельную эндотелиальной поверхности, которая называется напряжением сдвига жидкости (FSS). Величина FSS прямо пропорциональна скорости и вязкости жидкости и обратно пропорциональна диаметру сосуда. При низких уровнях FSS тромбин-активированные тромбоциты способны вызывать 5-кратное увеличение адгезии эндотелия в клетках рака шейки матки.
FSS может также стимулировать внутрисосудистую выживаемость CTC за счет активации гликолиза, опосредованного гексокиназой 2 (HK-2). Вообще, добавление тромбоцитарной оболочки в этих условиях может обеспечить CTC метаболическим преимуществом в циркуляции, предпочтительно шунтируя метаболизм СТС в сторону гликолиза.

Маркеры раковых стволовых клеток (CSC) часто экспрессируются CTC в образцах крови пациентов. В настоящее время не существует руководящих принципов для определения фенотипа CTC-CSC, хотя общая классификация CSC с высокой экспрессией CD44 и низкой экспрессией CD24 (CD44 + / CD24 - / низкая ), часто используется при раке молочной железы и опухолях молочной железы с этой экспрессией. Отметим, что протоонкоген HER2 определяет особенно агрессивную субпопуляцию СТС, которая при экспрессии СТС больных раком груди может указывать на плохой прогноз.

Прокоагулянтная природа микротромбов, используемых СТС, способствует привлечению иммунных клеток, таких как нейтрофилы, которые активируют эндотелиальные клетки и способствуют экстравазации СТС из кровотока. Предполагается, что белки свертывания способствуют гиперкоагуляции среды, которую СТС используют на пути к гематогенным метастазам. Как я уже раньше упоминал, подвижные раковые клетки используют фибрин выпота в опухоль как рельсы, по которым они движутся к капиллярам.

Происходящие из тромбоцитов TGF-β и прямые взаимодействия тромбоцитов с опухолевыми клетками гармонично активируют пути TGF-β / SMAD и NF-κB в раковых клетках, что приводит к их переходу к инвазивному фенотипу MET с усилением метастазирования. Сами тромбоциты диктуют формирование ранних метастатических ниш, способствуя рекрутированию гранулоцитов независимо от сигналов опухоли за счет высвобождения хемокинов CXCL5 / 7.
Например тромбоцитарный аутотаксин (ATX), секретируемый фермент, важный для образования липидной сигнальной молекулы лизофосфатидовой кислоты (LPA), взаимодействует с опухолевым интегрином αVβ3, способствуя метастазированию клеток рака груди в кости. Поскольку ATX физиологически присутствует в крови, CTCs, покрытые тромбоцитами, могут использовать этот механизм в кровотоке для метастазирования в кость.

СТС ускользают от иммунного обнаружения из-за экспрессии иммунных рецепторов-ловушек, таких как CD47 и PD-L1 (см. выше). Все это а также циркулирующие нуклеиновые кислоты / внеклеточные везикулы могут влиять не только на фенотип СТС в кровотоке, но также на его молекулярный состав и клеточную судьбу в периферическом кровообращении.

У пациентов с метастатическим раком наблюдается глобальная гиперактивность тромбоцитов, что может способствовать риску тромбоза. Действительно, венозные тромбоэмболии (ВТЭ) являются частым осложнением у онкологических больных, при этом частота высока при злокачественных новообразованиях поджелудочной железы, головного мозга и гинекологических заболеваниях.

Сами СТС экспрессируют TF рецептор факторов свертывания крови VIIa и X, который действует как главный инициатор коагуляции. TF играет ключевую роль в содействии протеолизу, опосредованному тромбином, и образованию микротромбов, связанных с опухолевыми клетками. Связывание TF с фактором VIIa может способствовать адгезии СТС к эндотелиальным клеткам, а также стимулировать активацию нескольких клеточных сигнальных путей (MAPK, PI3K, AKT, mTOR), ремоделирование внеклеточного матрикса и пролиферацию клеток. Экспрессия и передача сигналов TF участвует в формировании метастатической ниши и может активироваться в раковых стволовых клетках.

[albert52]

Как я уже писал раньше, в результате хронического воспаления центроацинарные клетки образуют полиповидные разрастания со всем спектром PANIN, но агрессивный рак образуется, когда эти полипы разрываются с образованием фрагментов разной величины. Более крупные фрагменты образуют трубчаые структуры, более мелкие - рыхлые пласты плоских клеток. Метастазируют и те, и другие, только судьбв метастазов разная.
Блуждающие клетки классического подтипа образуют (простите за тавтологию) классические метастазы, напоминающие исходную структуру опухоли, только клетки сцеплены часто крепче, что впрочем не мешает им интенсивно размножаться. Более стойкие псевдомезенхимальные клетки плоскоклеточного подтипа могут долго блуждать, постепенно дичая и превращаясь в настоящих лангольеров и образуя скопления разных размеров по всему телу (их число может достигать сотек и даже тысяч).

Зрелые клетки протоков и ацинусов благодаря стройной системе генов дифференцировки и их защитников, в том числе эпигеномных, наскоком не возьмешь. В протоках могут образовываться сравнительно редко метастазирующие IPMN и MCN (см. выше), а клеткам ацинусов, когда им плохо, есть во что превращаться; первичный ацинарный рак наблюдается очень редко.

Теперь, если я хочу придерживаться соей теории, мне надо рассмотреть гены инфрастуктуры и кодируемые ими белки, являющиеся главными действующими агентами ракового перерождения клеток; и начну пожалуй с МУС.
МУС (от вируса Myelocytomatosis) представляет собой семейство генов-регуляторов и состоит из трех родственных генов человека: c-myc (MYC), l-myc (MYCL) и n-myc (MYCN), которые кодируют основные факторы транскрипции спираль-петля-спираль лейциновой молнии (bHLH-Zip). C-myc был первым геном, обнаруженным в этом семействе и назван так из-за гомологии с вирусным геном v-myc, здесь С возможно от слова common - всеобщий; MYCN впервые выявлен в нервной ткани, а MYCL - в легочной. По строению и фкнкциям эти гены похожи и не являются пионерными факторами транскрипции, а влияют на уже активированные гены, модулируя их.

В покоящихся дифференцированных клетках (в стадии G0) эти гены почти не экспрессируются, а их белки разрушаются максимум через полчаса, их время приходит когда клетки начинают расти и размножаться. Повышенные уровни белков MYC обнаруживаются в 60–70% всех случаев рака, причем сами опухоли могут зависеть от постоянной экспрессии MYC (онкогенная зависимость). Белки MYC были впервые описаны как факторы транскрипции, образующие гетеродимерные комплексы с MYC-ассоциированным фактором X (MAX).
В настоящее время известно, что комплексы MYC – MAX распознают консенсусную последовательность ДНК, известную как Enhancer box («E-box»), модулируя транскрипцию генов. Отметим, что что в геноме человека имеется приблизительно 20 000 сайтов E-box, только часть которых дифференциально связывается с MYC специфическим для типа клеток способом. Впрочем как активирующая, так и репрессирующая функции MYC зависят от рекрутирования модифицирующих хроматин кофакторов, которые ремоделируют структуру хроматина вблизи сайтов связывания («селективная амплификация»).

В незлокачественных клетках экспрессия MYC активируется факторами роста посредством энхансеров. Комплекс MYC-МАХ активирует транскрипцию генов, содержащих E-боксы с высокой аффинностью. При недостатке питательных веществ или гипоксии трансляция MYC, стабильность белка и димеризация MYC / MAX ингибируются. Чрезмерная активация MYC активирует контрольные точки ARF и p53, что приводит к гибели или аресту клеток, в то время как ARF может ингибировать функцию MYC. Ниже AKT белки FOXO3a противодействуют активации MYC.
В раковых клетках конститутивная активация фактора роста и передачи сигналов mTOR, потеря контрольных точек, вовлечение атипичных энхансеров или амплификация или транслокация MYC может увеличивать уровни MYC до надфизиологических уровней независимо от факторов роста, вызывая связывание MYC / MAX с сайтами более низкой аффинности в дополнение к сайтам с высокой аффинностью. При этом потеря контрольных точек ARF или p53 обеспечивает неконтролируемый рост клеток.

Со времнем выявляется все большее количество модифицирующих хроматин кофакторов, в том числе «писателей», «читателей» и «стирателей» хроматина (см. выше), которые прямо или косвенно взаимодействуют с комплексами MYC – MAX, например, член комплекса Polycomb EZH2. Многие из этих межбелковых взаимодействий осуществляются через N-конец MYC, который содержит домен активации транскрипции (TAD) и высококонсервативные элементы последовательности, известные как «MYC-бокс» (MB) 0, I и II, за которым следует MB III и IV в центральном домене MYC. MB I, II и III необходимы для всех биологических функций MYC.

Связывание MYC с проксимальными промоторными последовательностями гена - мишени огсвобождает транскрипционно приостановленную РНК-полимеразу и катализирует удлинение транскрипции. При этом действуя на Pol I, Pol II и Pol III, MYC контролирует трансляцию посредством активизации транскрипции рибосомных субъединиц, тРНК и генов синтеза нуклеотидов. MYC также стимулирует трансляцию путем активации эукариотического фактора инициации трансляции 4E (eIF4E).

Поскольку неделящиеся клетки строго контролируют свою экспрессию метаболических ферментов, чтобы адаптировать метаболизм для гомеостаза, очевидно, что активация MYC избирательно ститмулирует многие метаболические гены, необходимые для строительных блоков, необходимых для роста. С другой стороны, гены, участвующие в непролиферативных клеточных функциях и ингибировании клеточного цикла, вызванного MIZ-1 и ему подобными, будут подавляться MYC.

Мутантный KRAS обычно действуеи в паре с МУС, так как непрерывное поступление питательный веществ в клетку, прежде всего глюкози, ускоряет гликолиз и здесь важную роль играет МУС, высокоаффинные Е-боксы которого имеются во всех важнейших ферментах гликолиза. Это приводит к усилению синтетических процессов в клетке, так как пируват является исходным субстратом для биосинтеза аланина, аспартата и треонина, а непосредственный предшествующий пируват, фосфоенолпи-руват (ФЕП), является исходным субстратом для тирозина, триптофана и фенилаланина. Еще более проксимальный промежуточный продукт гликолиза 3-фосфоглицерат может быть направлен на синтез глицина и серина, а также пуриновых нуклеотидов, а исходный продукт катаболизма глюкозы, глюкозо-6-фосфат, может быть направлен на анаболический пентозофосфатный путь (ППП).
Промежуточные продукты цикла ТСА, такие как цитрат, ***цинилкоэнзим А (КоА) и оксалоацетат, также могут использоваться в немитохондриальных путях биосинтеза для обеспечения дополнительных анаболических субстратов для биосинтеза липидов, аминокислот и нуклеотидов соответственно. Любое последующее истощение этих субстратов из их митохондриальных запасов может быть затем решено путем мобилизации анаплеротических (или «заполняющих») реакций, таких как превращение глутамина в α-кетоглутарат, β-окисление жирных кислот с нечетной цепью до ***цинил-КоА и карбоксилирование пирувата до оксалоацетата.

Последствия враждебной метаболической среды, которая в норме может способствовать угнетению клеточного цикла, могут быть дополнительно смягчены за счет потери проапоптотических путей, опосредованных TP53 и другими супрессорами опухолей.
Экскреция лактата снижает внеклеточный рН, тем самым усиливая внеклеточные протеазы и, таким образом, способствуя инвазивности опухоли и ее метастатическому распространению. Лактат также активирует фактор роста эндотелия сосудов и HIF-1α. Кроме того, лактат, как и Myc, может придавать радиорезистентность некоторым опухолям и способствовать их ускользанию от иммунного надзора.

[albert52]

Продолжим.

МУС также активирует все ферменты глутаминолиза, который включает производство токсичного аммиака. Способ, которым клетки выводят аммиак, не совсем понятен, кроме того, что мы знаем о цикле мочевины, который находится в специализированных клетках. Некоторые клетки экспрессируют глютаминсинтетазу, которая может продуцировать глютамин из глутамата и аммиака, в то время как трансаминазы могут дезаминировать глютамин и глутамат без образования аммиака.

Поскольку окисление как глюкозы, так и глутамина в митохондриях генерирует активные формы кислорода, необходимо поддерживать достаточные уровни антиоксидантного трипептида глутатиона (L-глутамил-L-цистеинилглицин) или пероксиредоксинов (которые также индуцируются MYC). Глутамат, полученный из глутамина, и глицин, полученный из глюкозы, сами являются субстратами для синтеза глутатиона.
Также MYC-регулируемая SHMT2-зависимая продукция NADPH необходима для окислительно-восстановительного контроля и выживания клеток MYC-трансформированных клеток при гипоксии. Отметим, что SHMT2 (Serine Hydroxymethyltransferase 2) катализирует превращение серина в глицин и производит активированную одноуглеродную единицу, которую можно использовать при синтезе S-аденозилметионина.

MYC регулирует многие гены, участвующие в синтезе пурина и пиримидина. Важно отметить, что генерация глицина из глюкозы и аспартата из глюкозы или глютамина вносят основной вклад в синтез пуринов и пиримидинов соответственно. Отметим, что построение пуринового ядра начинается и полностью протекает на рибозо-5-фосфате (промежуточные соединения — риботиды), в результате чего сразу образуются нуклеотиды (нуклеозид-5′-фосфаты), а не свободные азотистые основания. При этом построение пуринового ядра носит характер последовательной сборки; все реакции носят ферментативный характер. На определённом этапе возникает общий предшест -венник (нуклеотид IMP), из которого образуются другие пуриновые нуклеотиды. Процесс синтеза энергозатратен, так как необходимый для его эффективности сдвиг равновесия отдельных реакций происходит за счёт сопряжённого гидролиза ATP

Регуляторным ферментом в синтезе пиримидиновых нуклеотидов является полифункциональный CAD-фермент, регулируя который МУС обеспечивает сбалансированное образование всех четырёх основных пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, необходимых для синтеза РНК. При этом отметим особую роль DHODH (дигидрооротатдегидрогеназы), единственного фермента пути биосинтеза пиримидина, локализованного в митохондриях, а не в цитозоле. Как фермент, связанный с цепью переноса электронов, DHODH связывает митохондриальную биоэнергетику, пролиферацию клеток, продукцию АФК и апоптоз и его истощение при интенсивной выработке АТФ приводило к снижению мембранного потенциала и замедлению роста клеток.

Кроме того, из-за его роли в синтезе ДНК эффект DHODH преобладает в быстро пролиферирующих клетках, таких как раковые клетки, которые могут быть очень чувствительными к ингибированию синтеза нуклеотидов. Так, в PTEN-мутантных клетках, которые для синтеза пиримидина de novo зависят от потока глутамина, ингибирование DHODH вызывает остановку вилок репликации из-за нехватки пулов необходимых для поддержки репликации нуклеотидов. Отметим, что покоящиеся или полностью дифференцированные клетки получают пиримидины для пролиферации в основном через запасной путь.
В дополнение к глюкозе и глютамину для синтеза нуклеотидов de novo также необходим фолат в качестве кофактора для различных ферментативных стадий. Синтез пуринов de novo происходит на рибозо-5-фосфатном каркасе, полученном из PPP, который происходит из глюкозы. MYC координирует увеличение активности PPP, синтез глицина и фолата и поглощение глутамина для производства нуклеотидов.

В дополнение к своему ответу на стимуляцию факторами роста, MYC также, по-видимому, участвует в восприятии питательных веществ. Так, активность MYC зависит от статуса питательных веществ в клетке, определяемых через mTOR, посредством регуляции им трансляции MYC. Кроме того, PI3K / AKT ингибирует FOXO млекопитающих, которые, будучи активными, противодействуют MYC через несколько механизмов. Так, FOXO3a может трансактивировать антагониста и транскрипционного репрессора MYC MXI-1, который димеризуется с помощью MAX для связывания и ингибирования генов-мишеней MYC.

Вниз по течению от комплекса mTOR 2 или MK5 / PRAK активность FOXO3a также может контролировать уровни MYC посредством индукции miR-34b / c. Кроме того, mTOR-зависимое восприятие питательных веществ контролирует стабильность MYC с помощью аутофагического белка AMBRA1. Когда mTOR ингибируется нехваткой разветвленных аминокислот, AMBRA1 способствует дефосфорилированию серина 62 MYC с помощью протеинфосфатазы 2А (PP2A).

В нетрансформированных клетках эндогенная функция MYC может быть ослаблена гипоксией на нескольких уровнях, включая стабильность белка и функцию белка. При гипоксии уровни белка MYC снижаются за счет протеолитической деградации, которая может быть усилена одновременной депривацией глюкозы. HIF-1α активирует экспрессию MXI-1, который осла***ет индуцированный MYC митохондриальный биогенез. Предполагается также, что HIF-1α может напрямую конкурировать с MYC, связывая MAX.
Отметим, что HIF-опосредованная активация пролилгидроксилаз, в свою очередь по принципу обратной связи снижает уровни белка HIF-1α, а сверхэкспрессированный MYC может как подавлять механизмы снижения АФК, индуцируемые FOXO, так и обходить репрессивную активность HIF на MYC. Следовательно, HIF-1α и MYC могут взаимодействовать, когда MYC сверхэкспрессируется. Напротив, сообщалось, что HIF-2α стимулирует активность MYC-MAX и, следовательно, взаимодействует как с эндогенным, так и с эктопическим MYC.

[albert52]

Продолжим.

Чтобы перечислть все, на что может влиять МУС, особенно при гиперэкспрессии, надо переписать весь учебник биохимии. Я только упомяну еще одноуглеродный путь (С1) и окисление жирных кислот ( FAO).

Пути гликолиза и глутаминолиза обеспечивают 3-фосфоглицерат (3-PG) и глутамат, соответственно, тем самым подпитывая биосинтез серина (SSP). Серин может быть преобразован в глицин и войти в одноуглеродный метаболизм, включающий циклы фолиевой кислоты и метионина, и путь транссульфирования, которые поддерживают синтез порфирина, тимидина, пурина, глутатиона (GSH) и S-аденозилметионина (SAM). Аминокислоты (серин, глицин, треонин, холин, бетаин, метионин) и витамины также вводятся в одноуглеродный метаболизм. Промежуточные метаболиты могут использоваться в качестве важных предшественников для синтеза белков, липидов, нуклеиновых кислот и других кофакторов, образуя сложную метаболическую сеть. В целом одноуглеродный метаболизм является интегратором нутритивного статуса.

Цикл фолиевой кислоты (фолат — это витамин группы В, пищевые добавки с ним содержат фолиевую кислоту) обеспечивает один углерод для метионинового цикла, а также гомоцистеин, который может быть преобразован в GSH. Метионин необходим для синтеза белка SAM, который может использоваться в качестве донора метила для метилирование гистона, ДНК и РНК.

В условиях с более высокой потребностью в пуриновых нуклеотидах, таких как делящиеся клетки и опухолевые клетки, путь биосинтеза de novo имеет основополагающее значение для пополнения пула пуринов. У людей шесть ферментов катализируют PRPP (фосфорибозилпирофосфат) с образованием IMP (инозинмонофосфат) в 10 строго регулируемых и консервативных стадий. Первые три фермента в пуриновом пути составляют основную каркасную структуру, включая PPAT, GART и FGAMS, тогда как PAICS, ADSL и ATIC, по-видимому, взаимодействуют периферически. Такие пурисомы образуют скопления около митохондрий, так как синтез пуринов энергозатратен (см. выше).

MYC способствует биосинтезу полиаминов за счет активации нескольких ферментов, таких как орнитиндекарбоксилаза (ODC), которая катализирует превращение орнитина в путресцин. Полиамины, в том числе путресцин, спермидин и спермин, присутствуют во всех живых клетках млекопитающих и необходимы для нормального роста клеток. MYC может также косвенно влиять на биосинтез полиаминов через путь mTOR.

Метаболические сходства между разными типами пролиферирующих клеток поразительны: все они в значительной степени зависят от глюкозы и глютамина для удовлетворения своих острых анаболических потребностей. Не случайно Myc поддерживает плюрипотентность и самообновление стволовых клеток, возможно, благодаря своему влиянию на поглощение и метаболизм глюкозы/глютамина. На другом конце спектра находятся непролиферативные, дифференцированные клетки, которые часто метаболически зависят от FAO. Большинство видов рака за некоторыми заметными исключениями (например, рак предстательной железы) зависят от глюкозы/глютамина, а не от FАО.

Дихотомия глюкоза/глутамин против FAO поддерживается как в нормальных, так и в опухолевых тканях с помощью ключевого метаболического явления, называемого циклом Рэндла, иногда просто называемого циклом глюкоза-жирная кислота. Цикл Рэндла относится к природе митохондриальных скоростей окисления пирувата и FAO и сосредоточен на пируватдегидрогеназе (PDH) и карнитинпальмитоил -трансферазе 1 (CPT1), которые являются ферментами, ограничивающими скорость окисления пирувата и FAO, соответственно. При избытке глюкозы и высоком уровне гликолиза концентрация пирувата повышается и ингибирует PDK1, киназу, ответственную за фосфорилирование и подавление PDH.

Результатом устойчивого потока PDH является подавление CPT1 (привратник для FA в митохондриях) и секвестрация жирных кислот в цитозоле вдали от механизма деградации FAO. Затем цитозольные жирные кислоты либо превращаются в капли триглицеридов для питания клетки, либо, в случае пролиферирующих клеток, включаются в ацильные цепи фосфолипидов для синтеза новых мембран.
Было показано, что из-за этого цикла скорость потока PDH сильно коррелирует с липогенезом во многих типах клеток. Цикл Рэндла работает и в обратном направлении, т. е. высокие скорости FАО подавляют утилизацию глюкозы. Точно так же, как AcCoA и NADH, полученные из глюкозы, ингибируют механизм FAO, AcCoA и NADH, полученные из FAO, сильно ингибируют PDH посредством активации PDK1.

Таким образом ключевой темой цикла Рэндла является то, что липогенез связан с окислением глюкозы и что клетки не могут одновременно проводить FAO и FAS. Это связано с тем, что активация FAS за счет цитозольного превращения цитрата в AcCoA и в малонил-CoA будет ингибировать FAO на уровне CPT1. Это может быть причиной того, что пролиферирующие клетки, раковые они или нет, подавляют FAO, так что они могут удовлетворить свою потребность в FAS и синтезе мембран. Естественно, что МУС стимулирует цикл Рэндла в прямом направлении; интересно отметить, что рак предстательной железы, наиболее характерный пример рака с высоким FAO, хорошо известен своей типично медленной скоростью роста.

Все вышесказанное проясняет роль МУС в канцерогенезе: как мощный фактор наращивания массы клетки и подготовки ее к размножению он при гиперэкспрессии влезает в слишком много энхансеров различных генов, заставляя клетку перестраивать свой метаболизм. Когда еще работают супрессоры типа р53 и ему подобные, то перенапряжение клетки ведет к апоптозу или блокировке клеточного цикла, при их мутационном ослаблении МУС провоцирует формирование второго центра управления клеткой наряду с существующим.

[albert52]

Продолжим.

Чаще всего МУС сверхэкспрессируется при раке толстой кишки (CRC). Хорошо задокументированная эволюция CRC сначала обнаруживает его происхождение как аберрантную крипту, которая превращается в доброкачественный аденоматозный полип, который в конечном итоге трансформируется в спорадический CRC в течение длительного периода времени ~10–15 лет. Эта традиционная модель аденомы-карциномы-метастазы встречается в большинстве случаев CRC (70–90%). Эти фенотипические переходы связаны с накоплением специфических сигнатурных генетических событий «APC-KRAS-TP53», известных как модель Vogelstein; впрочем, последовательность генных событий сейчас «APC-TP53 - KRAS» .

В качестве альтернативы, около 10% CRC могут развиваться по так называемому зубчатому пути неоплазии, характеризующемуся одним из двух проявлений прогрессирования:
(1) сидячий зубчатый путь, при котором микровезикулярный гиперпластический полип прогрессирует в сидячую зубчатую аденому, а затем либо в MSI, либо микросателлитная стабильная (MSS) карцинома
или
(2) традиционный зубчатый путь, при котором гиперпластический полип, богатый бокаловидными клетками, прогрессирует в традиционную зубчатую аденому, а затем в карциному MSS. Эти зазубренные новообразования демонстрируют более высокую частоту активирующих мутаций в BRAF и KRAS, повышенный CIMP, высокую частоту гипермутаций, но редко мутации APC.
Другая специфическая форма CRC, рак, ассоциированный с колитом (CAC), чаще всего появляется у пациентов с воспалительным заболеванием кишечника (ВЗК) и составляет около 2% от CRC и имеет сходство со спорадическим/семейным CRC.

В дополнение к сигнатурным мутациям APC, TP53 и KRAS, углубленное геномное и транскриптомное профилирование выявило гетерогенность заболевания, отражаемую многочисленными низкочастотными мутациями и профилями транскрипции, классифицированными по четырем консенсусным молекулярным подтипам (CMS) : CMS1 (, 14%), характеризуется гипермутацией, MSI и активным иммунным ответом.
CMS2 ((канонический, 37%), эпителиальный, хромосомно нестабильный, с заметной активацией передачи сигналов WNT и MYC;
CMS3 (метаболический, 13%), эпителиальный, очевидная метаболическая дисрегуляция; .
CMS4 (мезенхимальный, 23%), заметная активация TGF-β, стромальная инвазия и ангиогенез.
Образцы со смешанными признаками (13%), возможно, представляют собой переходный фенотип или внутриопухолевую гетерогенность. МУС наиболее выражен в подтипах CMS3 и 4, хотя и в остальных подтипах тоже достаточно активен (всего в 70% CRC).
Классификация CMS обеспечивает основу для прогнозирования и улучшения назначения таргетной терапии в прецизионных исследованиях.

Опухоли с высоким MSI - микросателитной нестабильностью (MSI-H) обладают многими точечными мутациями, которые создают обильные неоантигены, которые могут вызывать воспалительный фенотип, характеризующийся плотной инфильтрацией лимфоцитов. Что же касается хромосомная нестабильность (CIN), то у людей при старении в эпителии кишечника происходит прогрессирующая эрозия теломер, а дисфункция теломер (анафазные мостики) была зарегистрирована при переходе от аденомы к раку, что указывает на то, кризис играет роль в развитии CIN на ранних стадиях CRC человека. Наконец, прогрессирование рака связано с реактивацией теломеразы, которая присутствует в 85–90% всех типов рака, включая CRC.

Отметим, что на ранних стадиях рака груди член семейства TGF-β BMP7 репрессирует обратную транскриптазу теломеразы человека (hTERT) посредством BMP-рецепторов II и SMAD3-зависимым образом. Хроническое воздействие BMP7 на раковые клетки вызывает укорочение теломер раковых клеток и последующий апоптоз, то есть на ранних стадиях рака TGF-β оказывает супрессивное действие, но на поздних стадиях наоборот, способствует ЭМП (см. выше).

Отметим, что в модели «APC-TP53 - KRAS», чаще всего наблюдающейся на фоне хронического колита, частые мутации TP53 можно обьяснить его постоянной активацией, что требует его открытой конфигурации и высокого уровня АФК. Вообще, мутации наблюдаются обычно только у активных генов, так как к молчащим генам плотно прилегают гистоны, защищая их от повреждений. Наиболее открыты гены дифференциации (надстройки), так как для их чтения требуется больше кофакторов, чем для генов инфраструктуры. Но наблюдается это на поздних стадиях канцерогенеза.

Молекулярные изменения в криптах при формировании аденом и затем рака я подробно описал раньше. Отмечу только, что гипотеза о нисходящем развитии рака из-за высокого индекса клеточного деления вроде бы дифференцированных клеток на верхушках крипт легко обьясняется моей теорией: высокий уровень экспрессии МУС в таких клетках заставляет их накапливать клеточную массу и делиться, хотя необходимости в этом нет. Биосинтетические процессы в дифференцированных клетках (на стадии G0) вообще не интенсивны: нормально работающие станки нет необходимости менять. Таким образом при сверхэкспрессии МУС накапливаются преимущественно стройматериалы для последующего деления, а не специализированные белки клеток.
Можно отметить еще его кооперативное взаимодействие с TOR-1 при синтезе белка: без МУС запас компонентов рибосомного синтеза быстро заканчивается и синтез белка останавливается. При гиперэкспрессии МУС все наоборот, что облегчает переход клеточного цикла из фазы G1 к S фазе.

[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.

[Ангелина7775]

Целая научная работа, столько информации , но ответа как такового нет как избавиться от рака