ГлавнаяИнтернет-ресурсыРусскийАнглийский

Home 
Биология опухолей 
Раковые стволовые клетки 
Опухолевый ангиогенез 
Опухоли кожи 
Рак молочной железы 
Опухоли головного мозга 
Рак легких 
Рак желудка 
Опухоли печени 
Опухоли поджелудочной железы 
Рак простаты 
Саркомы 
Противоопухолевое лечение 
Раковые осложнения 
Web-ресурсы 

КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ МЕЛАНОМЫ

Селективные клеточные сигнальные пути дисрегулируются в меланоме

Меланома является результатом аккумуляции мутаций, включенных в клеточное деление, дифференцирование, и смерть. Некоторые из этих мутаций нарушают регуляцию ключевых клеточных сигнальных путей и, таким образом, представляют потенциальные мишени для терапии.

Ras/Raf/MEK/ERK сигнальный путь

Клеточный путь Ras/Raf/MEK/ERK - ключевой регулятор клеточной пролиферации и выживания. Мутации вдоль всего этого пути были идентифицированы в меланоме. Активирующие мутации ведут к повышенной клеточной пролиферации и резистентности к апоптозу. Ras протеин присоединен к внутренней клеточной мембране, а Raf, MEK и ERK - цитозольные протеины (Рисунок 2). Ras мутации наблюдаются у 10%-20% пациентов с меланомой и могут активировать Raf и P13K (фосфоинозитид-3 киназа) каскады.

Самая распространенная мутация в Ras/Raf/MEK/ERK пути наблюдается в BRAF, один из трех генов Raf. В 2002, Davies и коллеги первыми описали активирующую мутацию в протоонкогене B-Raf, который результирует к повышенной активности B-Raf киназы. Приблизительно 50%-70% меланом имеют BRAF мутация. Вероятно, что несколько мутаций необходимы для развития меланомы, поскольку BRAF мутация выявляется в 70%-80% обычных приобретенных меланоцитарных невусов; однако, обычно не замечается в меланомах, которые наблюдаются в несолнце-экспонированной коже. В изучении полосатой рыбки наблюдалось, что, хотя мутация в гене, кодирующем один только B-Raf приводит к развитию доброкачественных невусов, прогрессия к меланоме требуется дополнительной генетической аномалии. Эта находка вовлекает B-Raf как ранний шаг в развитии меланомы. По большей части, BRAF и NRAS мутации не наблюдаются в одной и той же опухоли.

Рисунок 1. Биологические реакции в прогрессии меланомы. Адаптированный, с разрешения Miller и al.3

PI3K-Akt каскад

PI3K-Akt каскад следует за активацией Ras и вовлечен в развитие меланомы, поскольку часто гиперактивн в этих опухолях. Амплификация гена AKT3 замечена приблизительно в 60% меланом, и эта активация играет роль в промотировании клеточного роста и пролиферации. Наилучше описанная генетическая мутация в этом каскаде найдена в PTEN (phosphatase and tensin  homolog) супрессоре.

Локус PTEN на хромосоме 10q является опухоль-супрессорным геном, который включен в PI3K-Akt-путь (Рисунок 1). Утрата гетерозиготности PTEN или мутации найдены в 30%-50% меланом. Эта аномалия устраняет отрицательный регулирующий сигнал, таким образом позволяя активацию пути PI3K. Преклинические изучения показали, что эктопическая экспрессия PTEN в PTEN-дефицитных меланомных клетках может супрессировать рост и пролиферацию опухоли. Кроме того, инактивация PTEN у мышей способствует множественным типам опухолей, включая меланому. PI3K-Akt-путь также связан с mTOR (mammalian target of rapamycin), поскольку Akt, фосфорилирует mTOR in vitro. Эта находка вовлекает mTOR как последующий эффектор Akt.

Кадгерины

Кадгерины - клеточно-поверхностные гликопротеиды, включенные в межклеточную адгезию. E-кадгерин - ведущий фактор в адгезии между кератиноцитами и нормальными меланоцитами.

Меланомные клетки теряют E-кадгерин, но экспрессируют N-кадгерин. N-кадгерин способствует адгезии меланомных клеток на фибробластах и эндотелиальных клетках и помогает опухолевым клеткам мигрировать через кератиноцит - и фибробласт-обогащенную дерму и в конечном счете метастазировать, поступая в кровеносные сосуды. Интересно, когда меланомные клетки вынуждены экспрессировать E-кадгерин, они прилегают к кератиноцитам и теряют свою инвазивность.

Наряду с этой повышенной регуляцией N-кадгерина, другие изменения наблюдаются в экспрессии рецепторов на меланомных клетках. Рецептор витронектина αvβ3 является рецептором, который связывает многочисленные матриксные протеины и включен в межклеточное связывание. Когда повышенно экспрессируется, налюдается повышения инвазивности опухоли. Когда связан, αvβ3 рецептор сигнализирует через Ras/Raf/MEK/ERK путь, активируя этот механизм выживания.

Другие адгезивные молекулы помимо N-кадгерина могут сверх-регулироваться; например, рецептор CD146 сигнализирует через Akt путь. Поэтому, адгезивные рецепторы взаимодействуют с тирозинкиназными рецепторами, которые включены в главные провыживательные и пролиферативные пути. У антагонистов для этих рецепторов может быть потенциал для ингибирования клеточной инвазивности и роста.

Bcl-2 антиапоптотический путь

Антиапоптотический путь Bcl-2 также вовлечен в развитие и выживание меланомных клеток. Хотя его распространенность и значение остаются неопределенными, избыточная экспрессия Bcl-2, которая вовлечена в инвазию опухоли, выживание, и ангиогенез, найдена в 90% меланомных клеток. Преклинические изучения показали, что избыточная экспрессия Bcl-2 увеличивает продукцию сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF) и ангиогенез. Несколько изучений показали, что повышение Bcl-2 ассоциируется с плохим выживанием. Преклиническое исследование показало, что герминативный нокаут Bcl-2 результирует в гибель меланоцитарных стволовых клеток в пределах волосяного фолликула. Кроме того, избыточная экспрессия Bcl-2, как думают, придает резистентность к цитотоксической химиотерапии.

Факторы роста

Меланомы экспрессируют рецепторы на клеточной поверхности для различных факторов роста, включая фибробластный рецептор факторов роста (FGFR), рецептор VEGF (VEGFR), рецептор тромбоцит-продуцируемого фактора роста (PDGFR), эпидермальный рецептор факторов роста (EGFR), и c-Kit. Эти рецепторы, которые опосредуют влияния через внутриклеточные тирозинкиназы, повышенно экспрессируются на многих меланомных клетках; поэтому, они - потенциальные терапевтические мишени.

Есть две общих стратегии таргетинга: можно таргетировать рецепторы прямо; либо препятствовать активированию лигандом рассматриваемого рецептора. Пример первой стратегии - использование низкомолекулярных тирозинкиназных ингибиторов для разрыва сигналинга, который следует за активацией рецепторов. Пример второго подхода - использование моноклонального антитела для связывания и секвестрации лиганда.

Ядерный фактор κB (NF-κB) модулирует экспрессию факторов, включенных в клеточный рост и ингибирование апоптоза. Его активность увеличивается с протеосомной активацией; устойчивая активация помогает иммортализировать клетку и облегчает пролиферацию. Преклиническое свидетельство предполагает, что протеосомная функция дисрегулируется в меланоме. Это может вызвать усиление NF-κB сигналинга, таким образом повышая клеточное выживание. Препараты, которые ингибируют протеосомную функцию, такие как бортезомиб (Velcade), могут снизить онкогенность.

Вышеупомянутые дисрегулированные пути, наблюдаемые в меланомных клетках, служат мишенью для развития новых агентов, чтобы сражаться с этим злокачественным новообразованием (Рисунок 2).

Перспектива таргетинга путей

Есть много перспективных путей, которые могут использоваться для лекарственного развития в лечении меланомы; однако, несколько факторов должны быть учтены. Эти пути взаимодействуют и друг с другом и с другими менее определенными путями.

Эти пути взаимодействуют и друг с другом и с другими менее определенными путями. Неизбежная сложность наблюдается, когда таргетируемые агенты используются вместе с традиционными цитотоксическими химиотерапиями. Другие авторы обсуждают неэффективность подхода Raf-таргетинга, такого как тирозинкиназный ингибитор сорафениб (Nexavar), когда используется в комбинации с карбоплатином и паклитакселом.  Межмолекулярные взаимодействия уникально важны по отношению к биологии меланомы in vivo.

Иммунотерапевтические пути

Меланома - иммуногенная опухоль с задокументированным распознаванием спонтанной регрессии поражений. Степень инфильтрации опухоли T клетками коррелирует с улучшенным прогнозом. Иммунотерапия метастатической меланомы с высокодозным ИЛ-2, как показывали, продуцировала ответы у 15%-20% пациентов; о полных ремиссиях, иногда долговечных, сообщили у 5%-6% пациентов. Другие подходы к иммунотерапии были изучены экстенсивно, но с ограниченным успехом. Как биология меланомы лучше понята, новые подходы иммунотерапии, таргетирующие различные аспекты иммунного ответа, исследуются.

Рисунок 2. Схема канонических Ras эффекторный путей Raf/MEK/ERK и PI3K/Akt и мутации, которые чаще всего активируют эти пути у больных с меланомой.

 

Некоторые подходы, такие как вакцинация, не были успешны, даже когда индуцировалось значительное количество антиген-специфичных T клеток. Свидетельства предположили иммуносупрессию в областях опухоли как механизм резистентности опухоли к иммунной атаке. Множество механизмов может быть "отключено" цитотоксическими T клетками в области опухоли. Таким образом, иммунотерапевтические подходы делятся концептуально в две стратегии: таргетинг иммуносупрессивных механизмов или поиск новых путей стимуляции иммунного ответа.

Модуляция костимуляторный сигнал-ингибирующих путей

Цитотоксический Т-лимфоцит-ассоциированный антиген 4 (CTLA4)

Более одного сигнала необходимо для начальной активации T клеток. Антиген-представляющие клетки (АПК), такие как дендритные клетки, экспрессируют ГКГС (главный комплекс тканевой совместимости) молекулы как один сигнал, со вторым костимуляторным сигналом для активации T клеток. Антиген представляется связанным с молекулой гистосовместимости, и второй костимуляторный сигнал стимулирует одну только T клетку с антигеном. Иммунный ответ не генерируется без второго сигнала. Рецептор CD28 на T клетке - наилучше описанный костимуляторный рецептор. Он связывается с двумя костимуляторными молекулами на АПК: B7-1 и B7-2 (Рисунок 3). Дендритные клетки - наиболее сильные АПК, которые активируют покоящиеся T клетки. Эти клетки имеют большинство ГКГС и костимуляторных молекул на их поверхности, подвижны, и могут продуцировать необходимые хемокины. После начальной активации, T клетки могут экспрессировать CTLA4.

CTLA4, подобно CD28, может связываться с костимуляторной молекулой B7 на АПК. Когда это наблюдается, Т-лимфоцитарный ответ ингибируется. CTLA4 вовлечен в патогенез аутоиммунной болезни в мышиных моделях и способствует толерантности аутоантигенов на нормальных и опухолевых клетках. Кроме того, противоопухолевая активность продемонстрирована в нескольких преклинических изучениях. Поэтому, CTLA4 поставляет ингибиторный сигнал иммунному ответу.

Рисунок 3. Роли B7-CD28/CTLA4 путь в регулировании активации Т-лимфоцитов. АПК = антигенпредставляющая клетка; ГКГС = главный комплекс гистосовместимости; CTLA4 = цитотоксический Т-лимфоцит-ассоциированный антиген 4. Adapted, with permission, from Sharpe et al.

Изучения исследуют блокирование этой молекулы как способ повысить иммунный ответ против опухолей. Один потенциальный метод должен использовать специфичное антитело, направленное против CTLA4.

Т-регуляторные клетки

T-регуляторные (Treg) клетки - субпопуляция Т-лимфоцитов, которые оказывают иммуносупрессивное действие и важны для нормального функционирования иммунной системы в свете контроля потенциально разрушительных иммунных ответов. Увеличенное число Treg клеток находится в меланомах и других опухолях. Они распознаны все более и более, так как их фенотип, CD4+CD25+Foxp3 +, был определен ясно. Treg клетки подавляют иммунные ответы, ингибируя созревание Т-лимфоцитов через прямой контакт или секрецию цитокинов, таких как TGF-β. Таким образом, их наличие в пределах опухолей может в конечном счете способствовать опухолевой иммуносупрессии. У цитокинов, которые могли распространить активные Т-лимфоциты и не Treg клетки, может быть потенциал для противоопухолевой активности.

Toll-подобный рецептор 8 (TLR8), который экспрессируется Treg клетками прямо регулирует иммуносупрессивную активность этих клеток. Преклинические изучения продемонстрировали, что короткие, синтетические, гуанозин-содержащие ДНК или РНК олигонуклеотиды стимулируют TLR8 и супрессируют активность Treg клеток и in vitro и in vivo. Эти и другие результаты обеспечивают рациональность для синтеза TLR8 лигандов для ингибирования Treg клеток сами по себе или в комбинации с другими иммунными активирующими агентами, чтобы повысить эффективность антиканцерной иммунотерапии.

PD1

Опухоли уклоняются от иммунной системы, экспрессируя PDL1 на опухолевых клетках. PDL1, лиганд, который связывает с рецептором PD1, экспрессирующимся на активированных T клетках, принадлежит семье B7. PD1 экспрессируется на хронически активированных цитотоксических Т-лимфоцитах (ЦТЛф). Когда этот рецептор связан его лигандом, функция ЦТЛф ингибируется. Исход активации PD1 - ингибирование иммунного ответа. Поэтому, блокада этого пути - терапевтическая стратегия для повышения иммунных ответов.

Важность этого пути как механизма толерантности подчеркнута находкой, что PD1-дефицитная нокаутированная мышь развивает различные аутоиммунные болезни. Кроме того, преклинические изучения показывают, что PDL1, экспрессирующийся опухолевыми клетками, может защитить их от атаки ЦТЛф in vitro и может повысить онкогенность in vivo. Например, введение анти-PDL1 антител in vivo достоверно, но кратковременно, ингибирует рост миеломных клеток в мышиной модели опухоли. Та же самая группа исследователей показала, что блокада PD1, созданная через генетическую манипуляцию (созданием PD1-дефицитной мыши) или блокирующими антителами ингибированную гематогенную диссеминацию меланомных клеток к печени и раковых клеток кишечника к легким. Другие показали, что блокада антителами PDL1 увеличивает опухоль-специфичные Т-лимфоцитарные ответы у человека in vitro.

ИДО ингибиторы

Фермент индоламин 2,3-диоксигеназа (ИДО), который катализирует скорость-лимитирующий шаг деградации триптофана в кинурениновом пути, способствует опухоль-индуцированной толерантности благодаря прямой супрессии T клеток и повышению локальной Treg клетка-опосредованной иммуносупрессии.

Кроме того, ИДО может действовать как антагонист для других активаторов противоопухолевого иммунитета.

Об ИДО экспрессии сообщили в раковых клетках и клетках лимфатических узлов у пациентов с различными солидными опухолями, включая меланому. Некоторые данные показали корреляцию с плохим клиническим прогнозом. Muller и другие предложили, чтобы ИДО ингибирование могло улучшить ответы на антиканцерную химиотерапию. Недавно, Hou и коллеги сообщали, что ИДО ингибитор D-1-метилтриптофан (MT-1 или НСК 721782) действовал синергично с циклофосфамидом, паклитакселом, или гемцитабином (Gemzar)  в мышиных моделях рака молочной железы и меланомы. Клиническая оценка ИДО ингибитора ожидается в ближайшем будущем.

TGF-β

TGF-β является иммуносупрессивным цитокином, найденным в областях многих опухолей, включая меланому. Он секретируется опухолями или клетками организма в ответ на рост опухоли и может супрессировать иммунные ответы ингибируя функцию эффекторных Т-лимфоцитов. Он может регулировать пролиферацию и дифференцирование Т-лимфоцитов и повышать развитие Treg клеток. TGF-β ингибирует генез первичного иммунологического ответа, препятствуя АПК стимулированию T клеток. Преклинические модели твердо устанавливают, что блокирование TGF-β повышает иммунореактивность.

Генетически проектированная блокада TGF-β сигналинга в T клетках делает мышей резистентными к развитию опухолей и приводит к генерации иммунного ответа, способного к уничтожению опухолей печени. Другое преклиническое изучение, использующее опухоль-специфичные CD8+ T клетки из селезенки мыши, праймировали с облученными клетками клеточной линии рака простаты. Эти клетки были сделаны нечувствительными к TGF-β, инфицируя их ретровирусом, содержащим доминантно-отрицательный тип TGF-β рецептора.  Адоптивный перенос этих TGF-β-нечувствительных ЦТЛф устранил или значительно уменьшил метастазирование в легкие. Иммунофлюоресцентные изучения показали, что только TGF-β-нечувствительные ЦТЛф могут инфильтрировать опухоль и вызвать апоптоз. Роль TGF-β в меланоме исследуется со множеством агентов.

Модуляция костимуляторный сигналинг-активирующих путей

TLR

TLR играют важную роль в генерировании иммунных ответов. Десять членов TLR семьи идентифицированы у людей. Активированные TLR инициируют клеточные сигналы, которые могут индуцировать провоспалительные цитокины и также созревание дендритных клеток, которое способствует генерации иммунных ответов. Рецептор TLR9 экспрессируется, главным образом, на В клетках и плазмоцитоидных дендритных клетках. Когда TLR9 активируются агонистом, наблюдались несколько вторичных сигналов, таких как Т-лимфоцитарная экспансия и дифференцирование В клеток в плазматические клетки, которые секретируют антитела. TLR9-активированные дендритные клетки имеют высокие уровни костимуляторных молекул и секретируют цитокины, такие как интерфероны и фактор некроза опухоли (TNF). Активация этого пути для повышения противоопухолевого иммунитета изучается.

CD40 и CD137

CD40 и CD137 - костимуляторные молекулы. Они - члены TNF суперсемейства, которое может способствовать активации иммунных ответов. CD40 экспрессируется множеством доброкачественных клеток, включая дендритные клетки и В лимфоциты. Преклиническая работа показывает, что стимулирование CD40 может активировать АПК. Следствие стимуляции CD40 значительно - у результирующего иммунного ответа имеется противоопухолевая активность в преклинических моделях. Интересно, несколько типов опухоли, которые экспрессируют CD40, включая меланому, и агонисты CD40, могут прямо индуцировать апоптоз опухолевых клеток. Таким образом, агонисты CD40 могут быть особенно мощными противоопухолевыми агентами, поскольку они могут действовать на опухоль и инициировать иммунную систему проявить терапевтические влияния.

CD137 (также называемый 4-1BB) экспрессируется на активированных T клетках, моноцитах, NK-клетках и дендритных клетках. Он обеспечивает костимуляторный сигнал, который приводит к активации и экспансии Т-лимфоцитов. CD137 демонстрирует противоопухолевую активность в различных преклинических моделях, и агонисты изучаются у людей. Лечение с моноклональными антителами anti-CD137 вызвало исчезновение установленных больших опухолей у сингенных мышей, включая саркому, меланому и мастоцитому.

 

 

Ссылки:

     

 

Link

comments powered by Disqus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эпидемиология и биология рака кожи 
Базальноклеточный рак кожи 
Плоскоклеточный рак кожи 
Меланоцитарные опухоли 
Меланома 
Меланомные стволовые клетки 
Меланин 
Меланогенез 
Биология меланоцитов 
Меланокортиновая система 
Факторы роста и цитокины 
Хромосомные аберрации 
Ультраструктура меланомы 
Иммуноцитохимия 
Мутации онкогенов и генов-супрессоров 
Факторы риска меланомы 
Генетика меланомы 
Клеточная биология меланомы 
Биохимические маркеры меланомы 
Иммунные маркеры меланомы 
Молекулярные маркеры 
Дерматопатологические критерии 
Молекулярная диагностика 
Меланома некожной локализации 
Метастазирование меланомы 
Меланома у детей 
Интерфероны в лечении меланомы 
Ипилимумаб 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


Copyright (c) 2020 Konstantin Korchagin. All rights reserved.

k-korchagin@mail.ru