Fibrynoliza stanowi w układzie hemostazy naturalną przeciwwagę dla procesu krzepnięcia krwi. Układ fibrynolityczny kontroluje ilość włóknika tworzonego z fibrynogenu w wyniku aktywacji krzepnięcia, usuwa niepotrzebną skrzeplinę i zapewnia utrzymanie płynności krwi. Wewnątrznaczyniowa proteoliza jest główną fizjologiczną funkcją układu fibrynolitycznego, ale białka uczestniczące w fibrynolizie są zaangażowane również w inne procesy biologiczne; wraz z metaloproteinazami macierzy zewnątrzkomórkowej (MMPs, ang. matrix metalloproteinases) tworzą złożony układ enzymatyczny odpowiedzialny za proteolizę zewnątrznaczyniową.

Zarówno fizjologiczne, jak i patologiczne procesy zachodzące w organizmie wiążą się z migracją komórek i zmianami w strukturze tkanek, co wymaga degradacji macierzy zewnątrzkomórkowej. Ze względu na szybkość procesu oraz inwazyjność, zmiany w tkankach i narządach są szczególnie istotne w progresji nowotworów. Inwazyjny charakter choroby stanowi jedną z głównych trudności w leczeniu nowotworów, gdyż metastazę umożliwia komórkom nowotworowym skomplikowany układ proteaz trawiący macierz zewnątrzkomórkową. W skład tego systemu wchodzą enzymy układu fibrynolitycznego, współdziałające z enzymami z grupy MMPs. Metaloproteinazy są czynnikiem umożliwiającym przebudowę tkanek i migrację komórek, a ich działanie jest powiązane i częściowo zależne od białek związanych z fibrynolizą. Wzrastająca liczba dostępnych danych wskazuje na różnorodne drogi zaangażowania białek fibrynolizy w rozwój nowotworów, m.in. poprzez działanie mitogenne i prozapalne. Ponadto, jako odpowiedzialny za aktywację metaloproteinaz układ fibrynolityczny uczestniczy w przebudowie tkanek i może odgrywać istotną rolę w progresji zmian nowotworowych.

Funkcjonowanie układu fibrynolitycznego opiera się na proteolitycznej aktywności plazminy, odpowiadającej przede wszystkim za usuwanie fibryny (włóknika), poprzez przekształcanie jej do produktów degradacji fibryny (FDP, ang. fibrin degradation products). Proenzym plazminy – plazminogen, ulega przekształceniu do plazminy na skutek działania aktywatorów (ryc. 1). Głównym fizjologicznym aktywatorem fibrynolizy jest t-PA, (aktywator plazminogenu typu tkankowego, ang. tissue-type plasminogen activator), aktywujący plazminogen w obecności powstałego włóknika. (1). Do aktywacji fibrynolizy dochodzi również w wyniku działania aktywatora plazminogenu typu urokinazowego (u-PA, ang. urokinase – type plasminogen activator). W warunkach fizjologicznych za aktywację fibrynolizy odpowiada głównie t-PA, natomiast u-PA jest w większym stopniu zaangażowany w proteolizę zwnątrznaczyniową (2).

Działanie układu fibrynolitycznego jest kontrolowane poprzez inhibitory blokujące etap przekształcenia plazminogenu do plazminy, lub poprzez hamowanie już powstałej plazminy. Głównym inhibitorem aktywacji fibrynolizy jest inhibitor aktywatorów plazminogenu pochodzący z komórek śródbłonkowych naczyń krwionośnych (inhibitor typu 1, PAI-1; ang. plasminogen activator inhibitor – 1). PAI-1 jest syntetyzowany w komórkach śródbłonka ściany naczynia krwionośnego, komórkach wątroby i mięśni gładkich naczyń krwionośnych, skąd uwalniany jest do osocza i macierzy zewnątrzkomórkowej (3); część puli PAI-1 pochodzi z ziarnistości płytek krwi, z których jest uwalniany w procesie sekrecji w czasie tworzenia skrzepu (4). Czynnikami stymulującymi wydzielanie PAI-1 są cytokiny, m.in.: TGF-β, TNF-α, IL-1 i IL-6. Poziom PAI-1 ulega zmianom w czasie cyklu dobowego, jednak odwrotnie do rytmu wytwarzania t-PA. Poziom t-PA i PAI-1, a więc głównego aktywatora i głównego inhibitora fibrynolizy, odpowiada za aktywność fibrynolityczną krwi i przeciwzakrzepowy potencjał ściany naczyniowej, określany poprzez stosunek ilości PAI-1 do ilości t-PA związanego z komórkami śródbłonka (5). Inhibitor aktywatorów plazminogenu typu 2 (PAI-2, plasminogen activator inhibitor-2) pojawia się w osoczu kobiet w ciąży (6). Aktywność enzymatyczna plazminy regulowana jest przede wszystkim przez α₂-antyplazminę (α₂-AP) (7). Wybrane parametry charakteryzujące białka układu fibrynolitycznego przedstawiono w tabeli 1.

Enzymy zaliczane do metaloproteinaz macierzy zewnątrzkomórkowej stanowią zróżnicowaną grupę cynko-zależnych endopeptydaz odpowiadających za hydrolizę składników macierzy zewnątrzkomórkowej (ang. extracellular matrix, ECM) (8). Zmiany w ECM i jej degradacja są niezbędne do przebudowy tkanek, zmieniających się zarówno w wyniku procesów fizjologicznych, jak i patologicznych (9). Ze względu na zróżnicowanie metaloproteinaz pod względem budowy i preferencji substratowych, wyodrębniono 5 grup tych enzymów: kolagenazy, żelatynazy, stromielizyny i metaloproteinazy błonowe (ang. membrane-type matrix metalloproteinases; MT-MMPs) i inne (matrylizyny) (10).

MMPs są syntetyzowane w formie zymogenów (proMMPs) głównie przez fibroblasty, komórki mięśni gładkich, komórki śródbłonka i miocyty (11), a za kontrolowanie ich aktywności proteolitycznej odpowiadają tkankowe inhibitory metaloproteinaz (ang. tissue inhibitors of matrix metalloproteinases, TIMPs) (12).

Plazmina może bezpośrednio degradować składniki macierzy, takie jak: proteoglikany, kolagen IV, laminina i fibronektyna. Zakres jej proteolitycznego działania na składniki ECM zwiększa się poprzez aktywację metaloproteinaz (13). Oddziaływanie białek fibrynolitycznych z metaloproteinazami może mieć charakter bezpośredni lub pośredni, ponieważ białka te uczestniczą w procesach aktywacji proMMPs. Plazmina w warunkach in vitro bezpośrednio aktywuje następujące prometaloproteinazy: proMMP-1, proMMP-3, proMMP-9, proMMP-10 i proMMP-13 (14), natomiast aktywacja proMMP-2 ma charakter pośredni i wymaga udziału innej metaloproteinazy (15).

Enzymy związane z fibrynolizą są także substratami dla metaloproteinaz. MMP-3, MMP-7, MMP-9 i MMP-12 mogą hydrolizować plazminogen, a MMP-12 rozszczepia jego cząsteczkę powodując powstanie fragmentu podobnego do angiostatyny (16). ProMMP-3 może wiązać t-PA oraz plazminogen i wpływać na efektywność aktywacji plazminogenu poprzez zwiększenie powinowactwa t-PA do plazminogenu (17).

Zakrzepica jest najczęstszym powikłaniem choroby nowotworowej i drugą, po infekcjach, przyczyną zgonów chorych na nowotwory. Kliniczne objawy zakrzepicy pojawiają się u ok. 15% chorych na nowotwory złośliwe, a stwierdzenie zakrzepicy może być jednym ze wskaźników sugerujących rozwijanie się choroby nowotworowej (tzw. nowotwór utajony – niemy klinicznie) (18). W większości chorób nowotworowych obserwuje się tendencje prozakrzepowe, wynikające zarówno ze stymulacji układu krzepnięcia przez stan zapalny, czynniki aktywujące krzepnięcie krwi i aktywację płytek krwi, jak również będące wynikiem tłumienia aktywności układu fibrynolitycznego. Pobudzenie układu krzepnięcia krwi u pacjentów z nowotworami skutecznie osłabia fibrynolizę wewnątrznaczyniową, zwiększając prawdopodobieństwo wystąpienia powikłań zatorowo-zakrzepowych.

Tkanki zmieniono nowotworowo wytwarzają szereg czynników aktywujących krzepnięcie, m.in. IL-1β, czy TNF-α, a także stymulujących wytwarzanie przez komórki śródbłonka czynnika tkankowego (ang. tissue factor, TF), który jest głównym aktywatorem krzepnięcia (19). Same komórki nowotworowe również zdolne są do wytwarzania TF, a ponadto generują inny silny aktywator układu krzepnięcia, prokoagulant nowotworowy (ang. cancer procoagulant, CP) (20), powodując efektywne pobudzenie kaskady krzepnięcia krwi. Duża efektywność stymulacji krzepnięcia przez CP wynika z braku wrażliwości na hamujący wpływ fizjologicznych antykoagulantów obecnych w osoczu, takich jak: α1-antytrypsyna, α1-antychymotrypsyna, α2-makroglobulina, czy antytrombina III (21). Pobudzenie krzepnięcia może nasilać wydzielanie prokoagulantu, homologicznego do części antygenu HLA-DR ( human leukocyte antigen – jeden z ludzkich antygenów leukocytarnych odpowiadających MHC – major histocompatibility complex), a także PAA/PCA ( platelet aggregating activity/procoagulant activity) – aktywatora płytek krwi i czynnika X (22, 23). Zwiększenie ryzyka zakrzepicy jest także skutkiem ubocznym terapii przeciwnowotworowej. Chemioterapia indukuje wydzielanie koagulantów i cytokin z komórek nowotworowych, a jednocześnie działa cytotoksycznie na śródbłonek ściany naczynia osłabiając jego przeciwpłytkowe i przeciwzakrzepowe działanie (24).