*Weronika Bulska-Bedkowska, Jerzy Chudek
Markery uszkodzenia śródbłonka we wczesnym i zaawansowanym rozsiewie raka piersi
Markers of endothelial dysfunction in early and advanced breast cancer dissemination
Department of Internal Diseases and Oncological Chemotherapy, School of Medicine in Katowice, Medical University of Silesia, Poland
Streszczenie
Śródbłonek jest wyspecjalizowaną wyściółką naczyń krwionośnych, zbudowaną z pojedynczej warstwy płaskich komórek, które pełnią czynność transportową i parakrynną. Coraz więcej danych sugeruje, że komórki śródbłonka ogrywają ważną rolę we wzroście nowotworów i procesie powstawania przerzutów. W związku z tym, że odległe przerzuty stanowią główną przyczynę zgonów, m.in. z powodu raka piersi, poszukiwane są markery wczesnego rozsiewu nowotworowego, niewykrywalnego dostępnymi metodami obrazowania, które mogłyby uzasadniać stosowanie bardziej agresywnej terapii neoadjuwantowej i adjuwantowej, jak również stanowić nowe cele terapeutyczne. Zainteresowanie onkologów wzbudziły adhezyny uczestniczące w regulacji procesów różnicowania, proliferacji, migracji i apoptozy. Spośród licznej grupy uznanych markerów uszkodzenia śródbłonka z grupy adhezyn, badania naukowe ograniczają się do E-selektyny, ICAM-1 i VCAM-1. Wzrost stężenia tych adhezyn pojawia się u chorych z rozsiewem odległym komórek raka sutka. Dostępne wyniki badań wskazują na potencjalne znaczenie prognostyczne tych markerów.
Summary
Endothelium is a specialized lining of blood vessels, made up of a single layer of simple squamous cells that carry out transport and paracrine activities. The increasing number of studies suggest that endothelial cells play an indirect role in tumor growth and metastasis. Due to the fact that distant metastases are the main cause of death in breast cancer, markers of early neoplastic dissemination, undetectable by available imaging methods, are sought and that could justify the use of more aggressive neoadjuvant and adjuvant therapies, as well as might be a new potential therapeutic goals. Adhesins involved in the regulation of processes of differentiation, proliferation, migration and apoptosis raised interest among oncologists. Among a large group of recognized markers of endothelial dysfunction, mostly adhesins: E-selectin, ICAM-1 and VCAM-1 were studied. Increase in the concentration of these adhesins occurs in patients with distant dissemination of breast cancer cells. Available research results indicate the potential prognostic significance of these markers.
Wprowadzenie
Śródbłonek jest wyspecjalizowaną wyściółką naczyń krwionośnych o powierzchni do 7 m2, zbudowaną z pojedynczej warstwy płaskich komórek, których liczba wynosi 1-6 x 1013 (1, 2). Za odkrywcę śródbłonka (w XIX wieku) uznaje się Friedricha von Recklighausena (1).
Komórki śródbłonka pełnią czynność głównie parakrynną, uczestnicząc w regulacji przepływu i ciśnienia krwi, procesów krzepnięcia, angiogenezy, reakcji zapalnej, w transporcie substancji z krwi do tkanek (1). Coraz więcej danych sugeruje, że komórki śródbłonka ogrywają pośrednią, ale ważną rolę we wzroście nowotworów i procesie powstawania przerzutów. W związku z tym, że odległe przerzuty stanowią główną przyczynę zgonów z powodu raka piersi, poszukiwane są wczesne markery rozsiewu nowotworowego, niewykrywalnego dostępnymi metodami obrazowania. Ponadto mogą one stanowić nowy potencjalny cel terapeutyczny. Markery uszkodzenia śródbłonka są obiecującym przedmiotem badań naukowych. Do tej kategorii należą cząsteczki adhezyjne (ang. cell adhesion molecules – CAM), które w warunkach fizjologicznych odpowiadają za utrzymanie ciągłości tkanek, poprzez oddziaływanie komórek pomiędzy sobą i z macierzą zewnątrzkomórkową (3). Ponadto CAM odgrywają ważną rolę w odpowiedzi immunologicznej, zwłaszcza w migracji leukocytów przez śródbłonek i rekrutacji do ognisk zapalnych. Adhezyny uczestniczą również w regulacji procesów różnicowania, proliferacji, migracji i apoptozy, stąd zaburzenia ekspresji adhezyn wzbudziły zainteresowanie onkologów (3, 4).
Cząsteczki adhezyjne fizjologicznie stanowią integralną składową błon komórkowych. Po uwolnieniu do krążenia mogą być wykrywane w formie rozpuszczalnej (ang. soluble CAM – sCAM) (4). Aktywacja śródbłonka przez mediatory zapalne prowadzi do wzrostu poziomu rozpuszczalnych frakcji CAM we krwi. Zwiększony poziom sCAM, obserwowany u pacjentów z rakiem, jest wynikiem nie tylko dysfunkcji śródbłonka, ale także nadprodukcji sCAM przez komórki nowotworowe, jak i odpowiedzi immunologicznej na nowotwór (3, 4).
Do markerów uszkodzenia śródbłonka z grupy adhezyn zaliczamy: E-selektynę (CD62E), P-selektynę (CD62P), cząsteczkę adhezji komórkowej naczyń 1 (VCAM-1), cząsteczkę adhezji międzykomórkowej 1 (ICAM-1), naczyniowo-śródbłonkową kadherynę (VE-kadheryna) i endoglinę (CD105). Większość prac naukowych ogranicza się do badań E-selektyny, ICAM-1 i VCAM-1. Do grupy adhezyn zalicza się także cząsteczkę adhezji komórkowej 1 (CADM-1), której ekspresję w śródbłonku po raz pierwszy wykazano kilka lat temu za pomocą metody immunofluorescencyjnej (5).
E-selektyna
E-selektyna (CD62E) jest cząsteczką adhezyjną o budowie glikoproteinowej, składającą się z domen lektynowej, EGF-podobnej, homologicznej z białkami regulującymi dopełniacz oraz fragmentów przezbłonowych i wewnątrzkomórkowego. Selektyny występują w postaci związanej z błonami cytoplazmatycznymi komórek oraz w formie rozpuszczalnej w płynach ustrojowych, pozbawionej domeny transbłonowej i wewnątrzkomórkowej. E-selektyna pełni ważną rolę w adhezji neutrofilów do aktywowanych komórek śródbłonka. Ulega ona ekspresji na komórkach śródbłonka stymulowanego przez mediatory zapalne, które są niezbędne do jej wytwarzania (4).
Pierwsze badania sugerowały, że E-selektyna może pośredniczyć w adhezji komórek rakowych do komórek śródbłonka, przyczyniając się do tworzenia przerzutów odległych (6). E-selektyna została wykryta (immunohistochemicznie) na komórkach śródbłonka żylnego u pacjentek z rakiem sutka, co świadczy o jego aktywacji (7). Najnowsze badania potwierdzają hipotezę i wyjaśniają rolę E-selektyny w adhezji i migracji komórek nowotworowych poprzez interakcję z receptorem CD44 (8, 9). Aktualne badania skupiają uwagę na roli rozpuszczalnej formy E-selektyny w adhezji i transmigracji komórek raka piersi (9). Wykazano, że sE-selektyna może promować adhezję komórek raka piersi CD44+ do nieaktywowanych ludzkich komórek śródbłonka naczyniowego (ang. human microvascular endothelial cells – HMVEC). Takiego efektu nie stwierdzono dla linii komórek nowotworowych CD44-. W badaniach in vitro inkubacja komórek nowotworowych CD44+ z sE-selektyną wyzwalała fosforylację kinazy FAK (ang. focal adhesion kinase), natomiast adhezja tych komórek do śródbłonka indukowała zwiększenie przepuszczalności błony cytoplazmatycznej śródbłonka.
Ponadto obserwowano, że stężenie sE-selektyny korelowało ze stopniem złośliwości guza, zaawansowania choroby i występowaniem przerzutów (10). Przeprowadzone badania wykazały: istotnie wyższe stężenie sE-selektyny w raku piersi w porównaniu do guzów łagodnych (10-12), korelację między stężeniem sE-selektyny i stopniem złośliwości histologicznej guza (10), stopniem zaawansowania klinicznego według klasyfikacji TNM (10, 11) – wielkością guza i zajęciem węzłów chłonnych (10), występowaniem przerzutów do wątroby (7, 13) i kości (7). Stężenie sE-selektyny zostało również postrzeżone jako potencjalny predykator całkowitego przeżycia (13). Ponadto wykazano korelację pomiędzy stężeniem sE-selektyny (jak również innych CAM: sICAM-1, sVCAM-1) z poziomem markera Ca15-3 (11). Co ciekawe, wyższe stężenia sE-selektyny stwierdzono u kobiet z rakiem piersi niewykazującym ekspresji receptorów estrogenowych (10).
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Tomczyk M, Nowak W, Jaźwa A: Śródbłonek w fizjologii i patogenezie chorób. Post Bioch 2013; 59: 357-364.
2. Obońska K, Grąbczewska Z, Fisz J: Ocena czynności śródbłonka naczyniowego – gdzie jesteśmy, dokąd zmierzamy? Folia Cardiologica Excerpta 2010; 5: 292-297.
3. Kwiatkowski P, Godlewski P, Śliwińska-Jewsiewiecka A, Kmieć Z: Cząsteczki adhezyjne w procesie nowotworzenia i przerzutowania. Pol Ann Med 2009; 16: 128-137.
4. Żerdziński M, Rychlik M, Partyka R: The selectins role in the development of inflammatory response. Diagn Lab 2012; 48: 347-351.
5. Hasstedt SJ, Bezemer ID, Callas PW et al.: Cell adhesion molecule1: a novel risk factor for venous thrombosis. Blood 2009; 114: 3084-3091.
6. Tozeren A, Kleinman HK, Grant DS et al.: E-selectin-mediated dynamic interactions ofbreast- and colon-cancer cells with endothelial-cell monolayers. Int J Cancer 1995; 60: 426-431.
7. Zhang GJ, Adachi I: Serum levels of soluble intercellular adhesion molecule-1 and E-selectin in metastatic breast carcinoma: correlations with clinicopathological features and prognosis. Int J Oncol 1999; 14: 71-77.
8. Kang SA, Hasan N, Mann AP et al.: Blocking the Adhesion Cascade at the Pre-metastatic Niche for Prevention of Breast Cancer Metastasis. Mol Ther 2015; 23: 1044-1054.
9. Kang SA, Blache CA, Bajana S et al.: The effect of soluble E-selectin on tumor progression and metastasis. BMC Cancer 2016; 16: 331.
10. Sheen-Chen SM, Eng HL, Huang CC, Chen WJ: Serum levels of soluble E-selectin in women with breast cancer. Br J Surg 2004; 91: 1578-1581.
11. O’Hanlon DM, Fitzsimons H, Lynch J et al.: Soluble adhesion molecules (E-selectin, ICAM-1 and VCAM-1) in breast carcinoma. Eur J Cancer 2002; 38: 2252-2257.
12. Ragab HM, Afify M, Samy N et al.: Evaluation of serum soluble E-selectin in breast cancer. J Appl Pharm Sci 2017; 7: 57-61.
13. Hebbar M, Revillion F, Louchez MM et al.: The relationship between concentrations of circulating soluble E-selectin and clinical, pathological, and biological feature in patients with breast cancer. Clin Cancer Res 1998; 4: 373-380.
14. Kirwan CC, McCollum CN, McDowell G, Byrne GJ: Investigation of proposed mechanisms of chemotherapy-induced venous thromboembolism: endothelial cell activation and procoagulant release due to apoptosis. Clin Appl Thromb Hemost 2015; 21: 420-427.
15. Korniluk A, Kamińska J, Kiszło P et al.: Lectin adhesion proteins (P-, L- and E-selectins) as biomarkers in colorectal cancer. Biomarkers 2017; 22: 629-634.
16. Zhou F, Chen J, Tao G et al.: Increased levels of exhaled sICAM-1, sVCAM-1, and s-E-selectin in patients with non-small cell lung cancer. Respir Med 2014; 108: 1670-1676.
17. Alexiou D, Karayiannakis AJ, Syrigos KN: Serum levels of E-selectin, ICAM-1 and VCAM-1 in colorectal cancer patients: correlations with clinicopathological features, patient survival and tumour surgery. Eur J Cancer 2001; 37: 2392-2397.
18. Roldán V, Marín F, Lip GY, Blann AD: Soluble E-selectin in cardiovascular disease and its risk factors. A review of the literature. Thromb Haemost 2003; 90: 1007-1020.
19. Levy JH, Tanaka KA: Inflammatory response to cardiopulmonary bypass. Ann Thorac Surg 2003; 75: 715-720.
20. Reina M, Espel E: Role of LFA-1 and ICAM-1 in cancer. Cancers (Basel) 2017; 1: 153.
21. Santarosa M, Favaro D, Quaia M et al.: Expression and release of intercellular adhesion molecule-1 in renal-cancer patients. Int J Cancer 1995; 62: 271-275.
22. Usami Y, Ishida K, Sato S et al.: Intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) expression correlates with oral cancer progression and induces macrophage/cancer celle adhesion. Int J Cancer 2013; 133: 568-578.
23. Thielemann A, Baszczuk A, Kopczyński Z et al.: The clinical usefulness of assessing the concentration of cell adhesion molecules sVCAM-1 and sICAM-1 in the serum of women with primary breast cancer. Contemp Oncol 2014; 18: 252-259.
24. Haghi AR, Vahedi A, Shekarchi AA, Kamran A: Correlation of serum intercellular adhesion molecule 1 and vascular endothelial growth factor with tumor grading and staging in breast cancer patients. J Cancer Res Ther 2017; 13: 257-261.
25. Kostler WJ, Tomek S, Brodowicz T et al.: Soluble ICAM-1 in breast cancer: clinical significance and biological implications. Cancer Immunol Immunother 2001; 50: 483-490.
26. Mills PJ, Parker B, Jones V et al.: The effects of standard anthracycline-based chemotherapy on soluble ICAM-1 and vascular endothelial growth factor levels in breast cancer. Clin Cancer Res 2004; 10: 4998-5003.
27. Schlesinger M, Bendas G: Vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1) an increasing insight into its role in tumorgenicity and metastasis. Int J Cancer 2015; 136: 2504-2014.
28. Bewick M, Conlon M, Lee H et al.: Evaluation of sICAM-1, sVCAM-1, and sE-selectin levels in patients with metastatic breast cancer receiving high-dose chemiotherapy. Stem Cells Dev 2004; 13: 281-294.
29. Tatsumi K, Taatjes DJ, Wadsworth MP et al.: Cell adhesion molecule 1 (CADM-1) is ubiquitously present in the endothelium and smooth muscle cells of the human macro- and micro-vasculature. Histochem Cell Biol 2012; 138: 815-820.
30. Wikman H, Westphal L, Schmid F et al.: Loss of CADM-1 expression is associated with poor diagnosis and brain metastasis in breast cancer patients. Oncotarget 2014; 5: 3076-3087.