INVAZIVITAINVAZIVITA -- VZNIK METASTVZNIK METASTÁÁZZ
MetastMetastáázyzy -- tvorba progrestvorba progresíívnvněě rostoucrostoucíích sekundch sekundáárnrníích nch náádorových fokusdorových fokusůů vv mmíístechstech
nespojených snespojených s primprimáárnrníím nm náádorem.dorem.
SSéérie definovaných krokrie definovaných krokůů -- metastatickmetastatickáá kaskkaskáádada::
►► uuvolnvolněěnníí bubuňňkyky (od okoln(od okolníích bunch buněěk, ECM)k, ECM)
►► ppřřekonekonáánníí bazbazáálnlníí membrmembráány vny v epitelech (epitelech (metalloproteinmetalloproteináázyzy))
►► ppřřekonekonáánníí bazbazáálnlníí membrmembráány any a endoteluendotelu ccéévv
►► ppřřenos krevnenos krevníím (lymfatickým)m (lymfatickým) řřeeččiiššttěěmm
►► ppřřekonekonáánníí endoteluendotelu,, bazbazáálnlnííchch membrmembráánn v jinv jinéé lokalitlokalitěě
►► uchycenuchyceníí vv novnovéé tktkááni (ni (hyaluronanhyaluronan aa jehojeho receptoryreceptory -- CD44,CD44, integrinyintegriny))
►► ppřřeežžíívváánníí, proliferace, proliferace
►► vznikvznik mikromikro-- aa makrometastmakrometastáázz -- letalitaletalita onemocnonemocněěnníí
Existuje řada genů a proteinů, které regulují metastatickou schoExistuje řada genů a proteinů, které regulují metastatickou schopnost buněk a kterépnost buněk a které
musí být koordinovaněmusí být koordinovaně exprimoványexprimovány..
Ztráta funkce tzv.Ztráta funkce tzv. supresorových genů pro metastázysupresorových genů pro metastázy,, které zabraňují tvorběkteré zabraňují tvorbě
spontánních, makroskopických metastáz, aniž by ovlivňovaly růstspontánních, makroskopických metastáz, aniž by ovlivňovaly růst primárního nádoruprimárního nádoru
(prvním z(prvním z objevených genů je nm23).objevených genů je nm23).
Význam dostupnosti cVýznam dostupnosti céév,v, angiogenezeangiogeneze -- tvorbatvorba ccéévv vv nnáádorudoru
Figure 14.1 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.44 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Struktura metastáz
Figure 14.41a The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.42 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
BenignBenigníí versus malignversus maligní nádoryí nádory
Proces vzniku metastáz
Figure 14.4 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.11c The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.50a The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.50b The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.51b The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
MetodickýmMetodickým zzááklademkladem sousouččasnasnééhoho výzkumuvýzkumu jeje úúspspěěššnnéé klonovklonováánníí ppřředpokledpokláádanýchdaných
metastatickýchmetastatických gengenůů aa manipulacemanipulace ss jejichjejich expresexpresíí nebonebo funkcfunkcíí genovýchgenových produktproduktůů..
33 nejobecnnejobecněějiji poupoužžíívanvanéé testytesty metastatickmetastatickééhoho procesuprocesu..
1)1) testtest nana spontspontáánnnníí metastmetastáázyzy -- nnáádorovdorovéé bubuňňkyky jsoujsou subkutsubkutáánnnněě injikovinjikováányny dodo
syngennsyngennííchch nebonebo imunodeficientnimunodeficientnííchch zvzvíířřatat. Test. Test napodobujenapodobuje ppřřirozenouirozenou situacisituaci..
2)2) testtest nana experimentexperimentáálnlníí metastmetastáázyzy -- nnáádorovdorovéé bubuňňkyky jsoujsou injikovinjikováányny intravenintravenóóznzněě. Test. Test
odhadujeodhaduje schopnostschopnost bunbuněěkk opustitopustit krevnkrevníí řřeeččiiššttěě aa kolonizovatkolonizovat specifickspecifickéé tktkáánněě..
3)3) testtest invazivityinvazivity -- nnáádorovdorovéé bubuňňkyky jsoujsou umumííststěěnyny nana povrchpovrch matrix (matrix (tvotvořřenenéé napnapřř zz kukuřřececíí
srdesrdeččnníí nebonebo chorioalantoidnchorioalantoidníí membrmembráányny ččii umuměělléé membrmembráányny) a) a sledujesleduje sese migracemigrace ttíímtomto
materimateriáálemlem..
PoznatkyPoznatky oo povrchovýchpovrchových aa intracelulintraceluláárnrnííchch regularegulaččnnííchch molekulmolekulááchch úúččastnastnííccííchch sese
metastatickmetastatickééhoho procesuprocesu jsoujsou vodvodíítkemtkem propro novnovéé terapeutickterapeutickéé ppřříístupystupy -- vyuvyužžititíí
specifickýchspecifických monoklonmonoklonáálnlnííchch protilprotiláátektek nebonebo „„antisenseantisense““ technikytechniky..
MetodyMetody výzkumuvýzkumu
Pro vznik metastPro vznik metastááz jsou dz jsou důůleležžititéé zejmzejméénana zmzměěny v bunny v buněčěčnnéé adhezi aadhezi a
komunikacikomunikaci
BuBuňňky se pro pky se pro přřededáánníí signsignáálu muslu musíí dotýkatdotýkat -- ““juxtacrinejuxtacrine signalingsignaling””
Kontakt buKontakt buňňkaka--bubuňňkaka -- kadherinykadheriny (E(E--kadherinkadherin) na povrchu jsou) na povrchu jsou
propojeny ppropojeny přřeses kateninkatenin,, vinkulinvinkulin,, plakoglobinplakoglobin ss cytoskeletonemcytoskeletonem -- genygeny
kkóódujdujííccíí tyto proteiny oznatyto proteiny označčeny jakoeny jako supresorovsupresorovéé geny pro metastgeny pro metastáázyzy
Kontakt buKontakt buňňkaka -- extracelulextraceluláárnrníí matrixmatrix (ECM)(ECM) -- integrinyintegriny
Anchorage dependenceAnchorage dependence -- zzáávislostvislost nana podkladupodkladu
Area codeArea code -- specifickspecifickáá oblastoblast bazbazáálnlníí membrmembráányny
Význam buněčné adhezeVýznam buněčné adheze
„„JJunctionalunctional““ aa „„nonjunctionalnonjunctional“ adhezivní mechanizmy živočišných buněk pro“ adhezivní mechanizmy živočišných buněk pro
vzájemnou vazbu a pro vazbu k extracelulární matrixvzájemnou vazbu a pro vazbu k extracelulární matrix
Síť proteinových spojů u normálních epiteliálních buněkSíť proteinových spojů u normálních epiteliálních buněk
Adheze buněkAdheze buněk
Carcinoma in situ
MalignitaMalignita –– buňky pronikají přes bazální laminubuňky pronikají přes bazální laminu
Invaze do krevních a lymfatických cévInvaze do krevních a lymfatických cév
–– počátek metastázpočátek metastáz
Adheze nádorových buněk na cévní stěny ve vzdálených orgánechAdheze nádorových buněk na cévní stěny ve vzdálených orgánech
Metastatická nádorová buňka se dělí a tvoříMetastatická nádorová buňka se dělí a tvoří
sekundární nádorsekundární nádor
Figure 14.3 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.14b The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.14c The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Table 14.2 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.15a The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.15b The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.16a The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.16b The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.17a The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.17b The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.18 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
Figure 14.25 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
E-cadherin a nádory
•• Hlavní adhezívní molekula epiteliálních buněk.Hlavní adhezívní molekula epiteliálních buněk.
•• ExpreseExprese cadherinůcadherinů je modulována běhemje modulována během
morfogenezemorfogeneze -- buňky se pohybují z jedné buněčnébuňky se pohybují z jedné buněčné
vrstvy do druhé, a to je vždy spojeno se ztrátouvrstvy do druhé, a to je vždy spojeno se ztrátou
exprese původníhoexprese původního cadherinucadherinu a s indukcí expresea s indukcí exprese
jinéhojiného cadherinucadherinu..
•• Ztráta exprese EZtráta exprese E--cadherinucadherinu je často detekována uje často detekována u
epiteliálních nádorů.epiteliálních nádorů.
•• Ztráta exprese nebo funkce EZtráta exprese nebo funkce E--cadherinucadherinu výrazněvýrazně
koreluje skoreluje s invazivitouinvazivitou a tvorbou metastáza tvorbou metastáz nádorůnádorů --
často koinciduje s „přepnutím“ benigního nádoru načasto koinciduje s „přepnutím“ benigního nádoru na
invazivníinvazivní typ.typ.
IntegrinyIntegriny a nádorya nádory
• Změny exprese nebo funkce integrinů popsány během
proměny nádorů v metastazující invazivní formy.
• Změny exprese nebo funkce integrinů způsobují „anchorageindependence“:
za normálních okolností právě integriny
spouštějí anoikis (apoptózu v důsledku ztráty adheze).
• FAK – fokální adhezívní kináza – nereceptorová tyrosin
kináza - hraje klíčovou roli při přenosu signálů přežití z ECM
(anoikis) - pravděpodobně inaktivací proapoptotických
proteinů Bad a prokaspázy-9.
Existuje funkční vztah meziExistuje funkční vztah mezi integrinyintegriny aa metaloproteinázamimetaloproteinázami::
•• NěkteréNěkteré integrinyintegriny ovlivňujíovlivňují expresi některýchexpresi některých
metaloproteinázovýchmetaloproteinázových (MMP) genů(MMP) genů..
•• NěkteréNěkteré integrinyintegriny ovlivňujíovlivňují sekreci některýchsekreci některých MMPsMMPs..
•• NěkteréNěkteré integrinyintegriny ovlivňujíovlivňují aktivituaktivitu MMPsMMPs..
Některé komponenty ECM aktivujíNěkteré komponenty ECM aktivují integrinyintegriny a následkem jea následkem je
specifická degradace ECM:specifická degradace ECM: „„integrinintegrin--guidedguided proteolysisproteolysis““
Během tvorby metastáz nádorové buňky nejdříve uvolníBěhem tvorby metastáz nádorové buňky nejdříve uvolní
-- své vazby s ostatními buňkami v nádoru (své vazby s ostatními buňkami v nádoru (cadherinycadheriny))
-- prostoupí ECM směrem ke krevnímu systému (prostoupí ECM směrem ke krevnímu systému (integrinyintegriny).).
Pro vstup doPro vstup do vaskulaturyvaskulatury musí prostoupit také vaskulárnímmusí prostoupit také vaskulárním
endoteliemendoteliem a v tétoa v této
fázi se uplatňují předevšímfázi se uplatňují především -- selektinyselektiny
a členovéa členové imunoglobulinovéimunoglobulinové nadrodinynadrodiny -- divergentní skupinadivergentní skupina
receptorů:receptorů:
ImunoglobulinyImunoglobuliny, hlavní, hlavní histokompatibilníhistokompatibilní receptory, receptory Treceptory, receptory T--
buněkbuněk
receptory spojené s různýmireceptory spojené s různými neoplasiemineoplasiemi::
CEACEA -- onkofetálníonkofetální protein („protein („carcinoembryoniccarcinoembryonic antigen“)antigen“)
DCCDCC -- „„deleteddeleted inin colorectalcolorectal carcinomacarcinoma““
receptory odpovědné za „cellreceptory odpovědné za „cell--cellcell recognitionrecognition“:“:
NCAMNCAM -- „„neuralneural cellcell adhesionadhesion moleculemolecule““
Postupná role adhezívních molekul během invazePostupná role adhezívních molekul během invaze
Do imunoglobulinové nadrodiny dále patří:
Receptory spojené s pohybem buněk
ICAM-1, -2, 3 - „intercellular adhesion molecule“
VCAM-1 - „vascular cell adhesion molecule“
PECAM-1
a další
MAdCAM-1 - „mucosal addressin cell adhesion molecule“
Při metastázování nádorů se nejvíce uplatňují receptory odpovědné
za interakce s endoteliálními buňkami - např. ICAMs a VCAM-1.
CEA - receptor spojen s progresí kolorektálních karcinomů.
NCAM - spojen s progresí některých neuroendokrinních nádorů,
Wilmsova nádoru, malobuněčných nádorů plic, pheochromocytomů,...
Při pohybuPři pohybu vaskulaturouvaskulaturou dále fungujídále fungují integrinyintegriny, CD44,, CD44, glykoproteinyglykoproteiny
nalezené u lymfocytů a orgánověnalezené u lymfocytů a orgánově
a specifickéa specifické endoteliálníendoteliální adhezívní molekulyadhezívní molekuly
CD44CD44
Rovněž zprostředkovává interakce sRovněž zprostředkovává interakce s endoteliemendoteliem..
Má schopnost vázatMá schopnost vázat hyaluronovouhyaluronovou kyselinu.kyselinu.
Existuje mnoho různýchExistuje mnoho různých isoforemisoforem s různou velikostí (od 80s různou velikostí (od 80
do 200do 200 kDakDa): způsobeno alternativním sestřihem a různou): způsobeno alternativním sestřihem a různou
míroumírou glykosylaceglykosylace..
RůznéRůzné isoformyisoformy mají zřejmě různý adhezívní potenciál.mají zřejmě různý adhezívní potenciál.
Byla pozorovánaByla pozorována korelace mezi expresí některýchkorelace mezi expresí některých isoforemisoforem
CD44 a metastatickým potenciálemCD44 a metastatickým potenciálem některých nádorů.některých nádorů.
MUCINYMUCINY
Velké glykosylované proteiny syntetizované buňkami
gastrointestinálního, dýchacího a močopohlavního ústrojí.
Chrání epitel proti mechanickému, chemickému,
enzymatickému a mikrobiálnímu poškození.
Kódovány řadou genů, tkáňově specifické
Hlavní mucin sekretovaný gobletovými buňkami ve střevě –
MUC2.
Poruchy povrchových mucinů jsou obecnou
charakteristikou maligní transformace. Jsou odpovědné za
abnormální chování buněk: změny adheze nebo
metastázování a uniknutí z imunologického dozoru.
Nádory využívajíNádory využívají antiadhezívníantiadhezívní vlastnostivlastnosti mucinůmucinů k oddělení od nádorové hmotyk oddělení od nádorové hmoty
a okolníhoa okolního stromatustromatu a k invazi.a k invazi.
MucinyMuciny umožňují rovněž nádorovým buňkám uniknout imunologickémuumožňují rovněž nádorovým buňkám uniknout imunologickému
dohledudohledu
KooperativníKooperativní aktivitaaktivita systémusystému proteolytických enzymů:proteolytických enzymů:
►►LyzozomálníLyzozomální proteázyproteázy ((aspartylaspartyl a cysteina cystein proteázyproteázy –– katepsiny)katepsiny)
►►SerinovéSerinové proteázyproteázy –– plasminogenplasminogen,, plasminogenovplasminogenovéé aktivátoraktivátoryy (PA)(PA)
►►MMetalloproteinázetalloproteinázyy
PlasminogenovéPlasminogenové aktivátoryaktivátory -- přeměňujípřeměňují plasminogenplasminogen nana plasminplasmin..
PlasminPlasmin degradujedegraduje různérůzné složkysložky ECMECM včetněvčetně fibrinufibrinu,, fibronektinufibronektinu,,
lamininulamininu atdatd.. PlasminPlasmin takétaké aktivujeaktivuje několikněkolik typůtypů metaloproteinázmetaloproteináz..
RodinaRodina metaloproteinázmetaloproteináz (MMP)(MMP) -- asiasi 1616 členůčlenů,, věvěttšinašina jsoujsou rozpustnérozpustné
sekretovanésekretované enzymyenzymy nebonebo transmembránovétransmembránové proteiny schopné digesceproteiny schopné digesce
ECM nebo komponent bazální membrány. Různé typy podle strukturyECM nebo komponent bazální membrány. Různé typy podle struktury aa
substrátovésubstrátové specifityspecifity ((kolagenázykolagenázy,, gelatinázygelatinázy,, stromelysinystromelysiny).). PA aPA a
MMPsMMPs jsoujsou sekretoványsekretovány spoluspolu sese svýmisvými inhibitoryinhibitory (za normálních(za normálních
podmínek nízká hladina)podmínek nízká hladina),, cožcož zajišťujezajišťuje přísnoupřísnou kontrolukontrolu llokokálníální
proteolyticképroteolytické aktivityaktivity a jea je taktak zachovánazachována normálnínormální strukturastruktura tkánítkání..
Poruchy proteolytickéPoruchy proteolytické –– antiproteolytickéantiproteolytické rovnováhyrovnováhy
AktivitaAktivita PA i MMP jePA i MMP je kontrolovkontrolováánana nana nněěkolikakolika úúrovnrovnííchch::
►► expreseexprese sese zvyzvyššujeuje ppůůsobensobeníímm angiogennangiogennííchch rrůůstovýchstových
faktorfaktorůů aa cytokincytokinůů
►► propro--MMP a proMMP a pro--PAPA mohoumohou býtbýt proteolytickyproteolyticky aktivovaktivováányny
►► MMP,MMP, plasminplasmin a PAa PA jsoujsou regulovregulováányny tktkááňňovýmiovými inhibitoryinhibitory
MMP (TIMP).MMP (TIMP).
BBěěhemhem nnáádorovdorovééhoho rrůůstustu aa tvorbytvorby metastmetastáázz jeje kontrolakontrola
proteolytickproteolytickéé aktivityaktivity narunaruššenaena..
UU mnohamnoha typtypůů nnáádordorůů ((kolorektakolorekta,, prsuprsu,, žžaludkualudku,, momočč.. mměěchýchýřřee,,
prostatyprostaty)) bylabyla detekovdetekováánana vysokvysokáá aktivitaaktivita MMPsMMPs..
BylaByla taktakéé nalezenanalezena dobrdobráá korelacekorelace mezimezi mnomnožžstvstvíímm MMPsMMPs a aa a
agresivitouagresivitou aa invazivitouinvazivitou nnáádorudoru..
Figure 14.34 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
„„DockingDocking““
Hypotéza „Hypotéza „dockingdocking aa lockinglocking“. Interakce nádorových buněk s cévními“. Interakce nádorových buněk s cévními endoteliálnímiendoteliálními
buňkami může být rozdělena do počáteční fáze slabé adheze („buňkami může být rozdělena do počáteční fáze slabé adheze („dockingdocking“) a pozdější fáze“) a pozdější fáze
pevné adheze („pevné adheze („lockinglocking“). Je znázorněna účast specifických skupin adhezivních molekul“). Je znázorněna účast specifických skupin adhezivních molekul
v těchto dvou fázích. Přechod je zprostředkován širokou škálouv těchto dvou fázích. Přechod je zprostředkován širokou škálou bioaktivmíchbioaktivmích mediátorůmediátorů
jako jsou 12(S)jako jsou 12(S)--HETE. TCHETE. TC == Tumor cellTumor cell;; ECEC == endothelialendothelial cellscells;; ECMECM == extracellularextracellular matrix.matrix.
TCTC
ECEC
TransitionTransition „„LockingLocking““
TCTC
* slabé a přechodnéslabé a přechodné
vazbyvazby
** zprostředkovanézprostředkované
zejménazejména
rozpoznánímrozpoznáním
uhlovodíkuhlovodík --
uhlovodíkuhlovodík
* AktivaceAktivace nádorováchnádorovách aa
hostitelských buněkhostitelských buněk
((plateletyplatelety, leukocyty,, leukocyty,
endoteliálníendoteliální buňky atd.)buňky atd.)
*tvorba zánětlivýchtvorba zánětlivých cytokinůcytokinů,,
chemokinůchemokinů aa bioaktivníchbioaktivních lipidůlipidů
* ExpreseExprese inducibilníchinducibilních
adhezívních molekul (adhezívních molekul (selektinyselektiny,,
ICAM, VCAM)ICAM, VCAM)
* pevnější adheze nádorovýchpevnější adheze nádorových
buněk kbuněk k endoteliálnímendoteliálním b.b.
* zprostředkované v základuzprostředkované v základu
integrinovýmiintegrinovými receptoryreceptory
* IntegrinyIntegriny jsou hlavními přenašečijsou hlavními přenašeči
signálu pro následné molekulárnísignálu pro následné molekulární
děje (uvolnění odděje (uvolnění od endoteliálníchendoteliálních
b., interakce s ECM, proteolýza,b., interakce s ECM, proteolýza,
pohyb buněk a invaze)pohyb buněk a invaze)
Table 14.4 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)
AngiogenezeAngiogeneze
AngiogenezeAngiogeneze jeje procesproces tvorbytvorby novýchnových krevnkrevnííchch kapilkapiláárr..
UU dospdospěěllééhoho jedincejedince jeje proliferaceproliferace endoteliendoteliáálnlnííchch bunbuněěkk velmivelmi nníízkzkáá..
FyziologickouFyziologickou vyjvyjíímkumku,, kdekde jeje aleale angiogenezeangiogeneze ppřříísnsněě regulovregulováánana,, tvotvořříí
žženskýenský reproduktivnreproduktivníí systsystéémm aa hojenhojeníí ran.ran.
NeregulovanNeregulovanáá angiogenezeangiogeneze jeje spojenaspojena ss řřadouadou patologickýchpatologických stavstavůů jakojako
jeje revmatickrevmatickáá artritidaartritida,, psoriasispsoriasis,, diabetickdiabetickáá retinopatieretinopatie aa nnáádorovdorováá
onemocnonemocněěnníí..
NNáádorový rdorový růůst a tvorba metastst a tvorba metastááz jsou zz jsou záávislvisléé prpráávvěě nana angiogeneziangiogenezi..
ÚÚloha:loha:
►► zzáásobovsobováánníí žživinamiivinami aa kyslkyslííkemkem..
►► cestacesta,, kudykudy sese nnáádorovdorovéé bubuňňkyky dostdostáávajvajíí dodo oboběěhuhu aa mohoumohou taktak
metastmetastáázovatzovat vv rrůůznýchzných vzdvzdáálenýchlených orgorgáánechnech..
AngiogenezeAngiogeneze jeje komplexníkomplexní procesproces zahrnujícízahrnující širokouširokou souhrusouhru mezimezi
buňkamibuňkami,, rozpustnýmirozpustnými faktoryfaktory aa složkamisložkami extracelulárníextracelulární ((mimobuněčnémimobuněčné))
matrixmatrix (ECM).(ECM).
ANGIOGENEZEANGIOGENEZE
Úloha ROS v proteolytickéÚloha ROS v proteolytické –– antiproteolytickéantiproteolytické rovnovázerovnováze
Oxidativní změny biologickyOxidativní změny biologicky
aktivních proteinů závislé na typu aaktivních proteinů závislé na typu a
koncentraci ROSkoncentraci ROS
Modifikace strukturyModifikace struktury
proteolytických enzymů a jejichproteolytických enzymů a jejich
inhibitorů vede k porušeníinhibitorů vede k porušení
rovnováhy. Tyto změny zpětněrovnováhy. Tyto změny zpětně
podporují další produkci ROSpodporují další produkci ROS
granulocyty a makrofágy.granulocyty a makrofágy.
Zvýšená proteolýza a destrukceZvýšená proteolýza a destrukce
ECMECM –– invazeinvaze -- metastázymetastázy
HlavnHlavníí endogennendogenníí induktoryinduktory angiogenezeangiogeneze
PeptidovPeptidovéé rrůůstovstovéé faktoryfaktory aa prozprozáánněětlivtlivéé medimediáátorytory
►► vascular endothelial growth factor family (VEGF) avascular endothelial growth factor family (VEGF) a angiopoetinyangiopoetiny ppůůsobsobíí
specifickyspecificky nana endotendot.. bubuňňkyky.. PPůůsobsobíí ppřřeses tyrosintyrosin kinkináázovzovéé receptoryreceptory aa fungujfungujíí
protiapoptickyprotiapopticky
►► cytokinycytokiny aa chemokinychemokiny ppřříímomo ppůůsobsobííccíí -- aktivujaktivujíí řřaduadu daldalšíšíchch bun.bun. typtypůů..
PrototypemPrototypem jeje bbFGF (FGF (basicbasic fibroblast growth factor) a PDGF (platelet growthfibroblast growth factor) a PDGF (platelet growth
factor), ILfactor), IL--88,, ILIL--33
►► nepnepřříímomo ppůůsobsobííccíí faktoryfaktory (TNF alpha a TGF beta),(TNF alpha a TGF beta), kterkteréé ppůůsobsobíí uvoluvolňňovováánníí
daldalšíšíchch faktorfaktorůů zz makrofmakrofáággůů,, endoteliendoteliáálnlnííchch nebonebo nnáádorovýchdorových bunbuněěkk.. NapNapřř. TNF. TNF
alphaalpha stimulujestimuluje uvoluvolňňovováánníí VEGF, ILVEGF, IL--8 a FGF8 a FGF--2 z2 z endotelendotel.. bunbuněěkk..
►► EnzymyEnzymy (COX(COX--2,2, angiogeninangiogenin),), hormonyhormony ((estrogenyestrogeny),), oligosacharidyoligosacharidy
((hyaluronanhyaluronan),), hemopoetickhemopoetickéé faktoryfaktory (EPO, G(EPO, G--CSF, GMCSF, GM--CSF),CSF), adhezadhezíívnvníí molekulymolekuly
(VCAM(VCAM--1, E1, E--selektinselektin),), oxidoxid dusdusííkuku atdatd..
Geny MMP transkripčně regulovány APGeny MMP transkripčně regulovány AP--11 –– indukoványindukovány cytokinycytokiny (IL(IL--4,4, --10, TGF,10, TGF,
bFGFbFGF –– aktivaceaktivace MAPKsMAPKs..
EndogennEndogenníí inhibitoryinhibitory angiogenezeangiogeneze:: trombospodintrombospodin--1, interferon1, interferon //,, prolactinprolactin,,
angiostatinangiostatin,, endostatinendostatin,, vasostatinvasostatin atdatd..
ZahZaháájenjeníí nnáádorovdorovéé angiogenezeangiogeneze jeje výsledkemvýsledkem posunuposunu vv rovnovrovnováázeze
stimulstimuláátortorůů aa inhibitorinhibitorůů..
ProcesProces bunbuněčěčnnéé invazeinvaze,, migracemigrace aa proliferaceproliferace jeje
zprostzprostřředkovedkováánn taktakéé adhezadhezíívnvníímimi molekulamimolekulami
((selektinyselektiny,, imunoglobulinovimunoglobulinováá supergenovsupergenováá rodinarodina,, kadherinykadheriny
aa integrinyintegriny))..
ČČlenovlenovéé kakažžddéé z nich se uplatz nich se uplatňňujujíí vv angiogeneziangiogenezi..
KK zahzaháájenjeníí angiogennangiogennííhoho procesuprocesu sese musmusíí endotelendotel.. bubuňňkyky
uvolnituvolnit odod sousednsousednííchch bunbuněěkk..
PoPo proteolytickproteolytickéé degradacidegradaci zahajujzahajujíí ""vedoucvedoucíí"" endoteliendoteliáálnlníí
bubuňňkyky migracimigraci ppřřeses degradovanoudegradovanou matrix.matrix.
JJsousou nnáásledovsledováányny proliferujproliferujííccíímimi endotendotelieliáálnlníímimi bubuňňkamikami,, kterkteréé
jsoujsou stimulovstimulováányny řřadouadou faktorfaktorůů, z, z nichnichžž nněěkterkteréé jsoujsou
uvoluvolňňovováányny zz degradovandegradovanéé ECM.ECM.
Úloha buněčné adhezeÚloha buněčné adheze
BBěěhemhem invazeinvaze aa migracemigrace jeje interakceinterakce endotelendotel.. bunbuněěkk s ECMs ECM
zproszprosřředkovedkováánana integrinyintegriny.. TakTakéé konekoneččnnáá ffáázeze angiogennangiogennííhoho procesuprocesu,,
vvččetnetněě konstrukcekonstrukce kapilkapiláárnrnííchch smysmyččekek aa ururččeneníí polaritypolarity endotelendoteliiáálnlnííchch bunbuněěkk
vyvyžžadujeaduje bunbuněčěčnnéé kontaktykontakty aa kontaktykontakty s ECM.s ECM.
IntegrinyIntegriny (2(2 nekovalentnnekovalentněě spojenspojenéé jednotkajednotka alfaalfa a beta)a beta) -- heterodimerizujheterodimerizujíí veve
vvíícece nenežž 2020 kombinackombinacííchch.. EndotelEndotel.. bubuňňkyky taktak exprimujexprimujíí nněěkolikkolik rrůůznýchzných
integrinintegrinůů -- napojennapojeníí nana šširokirokéé spektrumspektrum proteinproteinůů ECM. VECM. V aktivovanaktivovanéémm
endoteluendotelu mohoumohou suprimovatsuprimovat aktivituaktivitu pp--53 a p21 a53 a p21 a zvyzvyššovatovat pompoměěrr Bcl2:Bax,Bcl2:Bax,
cocožž mmáá antiapoptickantiapoptickéé úúččinkyinky
DalDalšíší molekuly:molekuly:
►► vaskulvaskuláárnrníí endoteliendoteliáálnlníí kadherinkadherin zprostzprostřředkovedkováávváá nana Ca2+Ca2+ zzáávislvisléé
homofilnhomofilníí interakceinterakce mezimezi endotelendotel.. bubuňňkamikami..
►►ččlenovlenovéé ICAMICAM zprostzprostřředkovedkováávajvajíí heterofilnheterofilníí adhezeadheze.. JsouJsou zvyzvyššovováányny
TNFalfaTNFalfa, IL, IL--11 nebonebo INFINF--gamma.gamma.
►►PP-- nebonebo EE--selektinselektin -- podporujpodporujíí adheziadhezi leukocytleukocytůů kk cytokinycytokiny aktivovanaktivovanéémumu
endoteliuendoteliu
Nádor je komplexní tkáňNádor je komplexní tkáň..
Nádorové buňky mění normální buněčné typy tak, aby s nimiNádorové buňky mění normální buněčné typy tak, aby s nimi
spolupracovaly v rozvoji maligníhospolupracovaly v rozvoji maligního fenotypufenotypu. Porozumění interakcím mezi. Porozumění interakcím mezi
geneticky změněnými nádorovými buňkami a dalšími okolními buněčngeneticky změněnými nádorovými buňkami a dalšími okolními buněčnýmiými
typy je důležitá i pro vývoj novýchtypy je důležitá i pro vývoj nových protinádorovýchprotinádorových léčebných strategií.léčebných strategií.
V nádorových buňkách prostaglandiny (V nádorových buňkách prostaglandiny (PGsPGs) tvořené přes) tvořené přes cyklooxygenázucyklooxygenázu--22
(COX(COX--2) zvyšují produkci růstových faktorů jako je VEGF, které působí2) zvyšují produkci růstových faktorů jako je VEGF, které působí přímopřímo
nana endoteliálníendoteliální buňky abuňky a bFGFbFGF, který stimuluje produkci COX, který stimuluje produkci COX--2 u fibroblastů.2 u fibroblastů.
PGsPGs tvořené ve fibroblastech stimulují produkci VEGF, který působítvořené ve fibroblastech stimulují produkci VEGF, který působí
parakrinnímparakrinním způsobem nazpůsobem na endoteliálníendoteliální b. a opět zvyšuje aktivitu COXb. a opět zvyšuje aktivitu COX--2 a2 a
usnadňuje permeabilitu cév ausnadňuje permeabilitu cév a angiogeneziangiogenezi. Inhibitory COX. Inhibitory COX--2 blokují produkci2 blokují produkci
PGsPGs a tak zabraňujía tak zabraňují angiogeneziangiogenezi indukované růstovými faktory.indukované růstovými faktory.
ModelModel angiogenezeangiogeneze -- interakce buněčných typů.interakce buněčných typů.
COX-2
?GF
PG’s
Neoplastická
buňka
bFGF
COX-2
Permeabilita,
Neovaskularizace
VEGF
Endoteliální
buňka
Fibroblast
PG’s
PG’s
COX-2
VEGF
StupeňStupeň angiogenezeangiogeneze jako prognostický faktorjako prognostický faktor
Úzký vztah meziÚzký vztah mezi angiogenezíangiogenezí a tvorbou metastáz.a tvorbou metastáz.
Čím intenzívnějšíČím intenzívnější angiogenezeangiogeneze, tím větší riziko metastáz a horší, tím větší riziko metastáz a horší
prognóza nádorového onemocnění.prognóza nádorového onemocnění.
Histologické řezy a detekce fokálních oblastí tzv. „Histologické řezy a detekce fokálních oblastí tzv. „hothot spotsspots“ pomocí“ pomocí
monoklonálních protilátek proti cévnímu endotelu nebo adhezívnímmonoklonálních protilátek proti cévnímu endotelu nebo adhezívním
molekulám CD31 a CD34.molekulám CD31 a CD34.
Kvantitativní hodnocení jeKvantitativní hodnocení je prognostickým faktoremprognostickým faktorem např. u rakovinynapř. u rakoviny
prsu, děložního čípku, močového měchýře a melanomu.prsu, děložního čípku, močového měchýře a melanomu.
Zvýšená vaskularizace kostní dřeněZvýšená vaskularizace kostní dřeně –– horší prognóza u akutníhorší prognóza u akutní
leukémieleukémie..
InhibiceInhibice angiogenezeangiogeneze –– léčebná metodaléčebná metoda
AntiangiogenníAntiangiogenní terapieterapie -- výhodyvýhody protiproti terapiiterapii mířenémířené přímopřímo protiproti nádorovýmnádorovým
buňkámbuňkám.. EndoteliálníEndoteliální buňkybuňky jsoujsou genetickygeneticky stabilnístabilní,, diploidnídiploidní aa homogenníhomogenní cílcíl aa
zřídkazřídka zdezde docházídochází kk mutacímmutacím.. TakéTaké jejichjejich obnovaobnova je 50je 50 krátkrát vyššívyšší nežnež vv normálnínormální
klidovéklidové tkánitkáni aa aktivovanéaktivované krevníkrevní cévycévy vykazujívykazují specifickéspecifické markerymarkery jakojako jsoujsou
integrinyintegriny aa selektinyselektiny nebonebo VEGFVEGF receptoryreceptory.. HustotaHustota cévcév uvnitřuvnitř nádorunádoru mámá takétaké
prognostickouprognostickou hodnotuhodnotu..
Byla nalezena pozitivní korelace mezi nádorovouByla nalezena pozitivní korelace mezi nádorovou angiogenezíangiogenezí aa rizikemrizikem vznikuvzniku
metastázmetastáz,, znovuobnoveníznovuobnovení nádorunádoru aa smrtísmrtí..
 inhibitory buněčné invaze, motility a adhezeinhibitory buněčné invaze, motility a adheze (inhibitory MMP aktivity, inhibice(inhibitory MMP aktivity, inhibice
buněčných adhezívních molekul)buněčných adhezívních molekul)
 inhibitory aktivovanýchinhibitory aktivovaných endoteliálníchendoteliálních buněkbuněk (trombospodin(trombospodin--11 -- fyziologickýfyziologický
inhibitorinhibitor angiogenezeangiogeneze,, kterýkterý jeje snížensnížen běhemběhem aktivaceaktivace angiogenezeangiogeneze aa jehojeho
produkceprodukce jeje regulovánaregulována p53,p53, angiostatinangiostatin aa endostatinendostatin -- zdrojemzdrojem jsoujsou samotnésamotné
nádorovénádorové buňkybuňky,, uměleuměle syntetizovanésyntetizované látkylátky ((talidomidtalidomid))
 látkylátky,, kterékteré interferujíinterferují ss angiogennímiangiogenními růstovýmirůstovými faktoryfaktory aa jejichjejich receptoryreceptory
((specifickéspecifické protilátkyprotilátky, INF, INF--alfaalfa
 inhibitoryinhibitory enzymůenzymů jakojako je COXje COX--2 (2 (NSAIDsNSAIDs))
 tzvtzv. "vascular targeting". "vascular targeting" -- inhibiceinhibice růsturůstu nádorunádoru destrukcídestrukcí nádorovýchnádorových cévcév..
Endogenní inhibitoryEndogenní inhibitory angiogenezeangiogeneze
InhibitoryInhibitory angiogenezeangiogeneze v klinických zkouškáchv klinických zkouškách
From National Cancer Institute Database (updated August 1999).
Získané vlastnosti nádoruZískané vlastnosti nádoru
Většina nádorů získává běhemVětšina nádorů získává během
vývoje stejný soubor funkčníchvývoje stejný soubor funkčních
vlastností, i když různýmivlastností, i když různými
mechanismymechanismy
HanahanHanahan D.D. andand WeinbergWeinberg R:A., Cell 2000R:A., Cell 2000