Concluzie expert - Doctor în Științe Medicale, profesor la Departamentul de Anatomie Patologică al Facultății de Medicină a Universității de Stat din Rusia. Samoilov
Manualul a fost implementat în cadrul programului educațional inovativ al Universității de Prietenie a Popoarelor din Rusia, direcția "Un complex de programe educaționale inovatoare orientate spre export în domeniile prioritare ale științei și tehnologiei"
Tema numărului 8. Molecule de proteine care caracterizează adeziunea celulară Tema № 9. Imunohistochimia angiogenezei
ASPECTE APLICATE DE IMUNOHISTOCHIMIE
Tema numărului 8. Molecule de proteine care caracterizează adeziunea celulară
În formarea țesutului și în cursul funcționării sale, rolul important îl joacă procesele de recunoaștere și aderare a comunicațiilor intercelulare. Recunoașterea este interacțiunea specifică a unei celule cu o altă celulă sau cu o matrice extracelulară; ca rezultat al recunoașterii, se dezvoltă în mod inevitabil o serie de procese, dintre care una este adeziunea. Aderența este o condiție necesară pentru menținerea structurii țesutului. Adeziunea se referă la capacitatea celulelor de a se atașa selectiv una la cealaltă sau la componente ale matricei extracelulare, prin glicoproteine speciale, molecule de adeziune. Atașarea celulelor la componentele matricei extracelulare se realizează prin contacte punctuale (focale) de aderență și prin atașarea celulelor între ele - contacte intercelulare.
Moleculele de adeziune celulară pot favoriza invazia tumorală și metastazarea. Mecanismul declanșator al progresiei tumorale poate fi o schimbare a legăturilor intercelulare în țesutul său, care joacă, de asemenea, un rol important în diferite stadii ale cascadei metastatice.
Tumora invazie are loc în trei etape și este asociat cu rearanjamente genetice care sunt defecte ale genelor care codifică glicoproteinele de adeziune celulară. Celulele sunt capabile să se deplaseze numai după dezintegrarea contactelor adezive. Procese similare au loc la evacuarea celulelor maligne din tumorii si metastazelor sale, atunci când celulele transformate individuale sunt separate de tumora, migra si formeaza noi focare de tumori (metastaze). De exemplu, proliferarea și metastazelor carcinoamelor ale stomacului, endometru, ovar apar datorită eșecului adeziunea celulelor tumorale care conțin o genă mutantă E-caderinei și produsul său de expresie defect.
Prima fază este caracterizată prin invazia tumorală slăbirea contactelor dintre celule, evidențiată prin reducerea cantității contactelor celulă-celulă, reducerea concentrației unor molecule de adeziune pe de altă parte, expresia crescută a altor mobilitate asigura celulelor tumorale și contactul acestora cu matricea extracelulară. Pe suprafața celulară, concentrația de ioni de calciu scade, ceea ce duce la o creștere a încărcăturii negative a celulelor tumorale. Exprimarea receptorilor care asigură atașarea celulelor la componentele matricei extracelulare - laminina, fibronectina, colagenul - este sporită. În a doua fază a celulei tumorale secreta enzime proteolitice si activatori lor care asigură degradarea matricei extracelulare, eliberând astfel drumul spre infestare. În același timp, produsele de degradare a fibronectina și laminina sunt chemoatractanți pentru celulele tumorale care migreaza in zona de degradare în a treia fază a infecției, iar apoi procesul se repetă.
Caracteristicile expresiei și distribuției moleculelor de adeziune celulară în țesutul tumoral pot servi drept criterii suplimentare pentru malignitate în evaluarea prognosticului bolii. În particular, metaloproteinazele matrice E-cadherină, catenine, CD44 considerate mai jos servesc ca markeri ai invaziei și metastazelor.
Rezistența legăturilor de adeziune celulară este asigurată de E-cadherin, aparținând familiei cadherin și proteoglicanului CD44.
Cadherins - glicoproteine transmembranare având porțiunea extracelulară amino terminală, un domeniu transmembranar și un component intracelular, localizată în citoplasmă celulelor, - sunt elemente importante ale conexiunilor intercelulare într-un sistem de semnalizare, care efectuează controlul migrației, creșterea și diferențierea celulelor.
E-cadherin - o familie reprezentativă cadherins clasice, calciu adeziune dependentă molecula caracteristice pentru celulele țesuturilor epiteliale. porțiuni extracelulare lungi ale moleculelor E-cadherin pe suprafata celulelor formate dimeri paralele, care, atunci când în contact cu alte molecule E-caderinei vecine celule epiteliale formează legături puternice pe tipul fermoar ( „fermoare“). Domeniul citoplasmatic al E-caderinei interactioneaza cu proteinele citoplasmatice: beta-catenin si gamma-catenin. Aceste molecule reacționează cu alfa-catenin, care la rândul său se conectează complexul cadherin kateninovy la citoscheletul actinei. Acest sistem asigură o conexiune stabilă intercelulare de adeziune și molecule catenins - funcția reglarea moleculelor E-cadherin.
Violarea proceselor reglare a funcției cadherins și catenins molecule mutație apare la genele corespunzătoare. Moleculele mutante E-caderină pierde capacitatea de a comunica cu catenins și, în consecință, cu filamente de actină, rezultând stabilitate contactelor intercelulare perturbate. Modificarea genetică a beta-cateninei încalcă interacțiunea dintre E-caderinei și alfa-catenin și, de asemenea, să conducă la o scădere de adeziune intercelulară.
Modificările patologice în adeziunea intercelulară legată de E-caderină conduc la progresia tumorii și la metastaze. Efectul oncogen al mutațiilor E-cadherin este asociat cu tulburări ale proprietăților morfogenetice ale celulei. În plus, E-caderină, probabil implicate în reglarea proteinei p53 ciclului celular, în această privință, se poate presupune că efectul mutațiilor oncogenice în Ecaderinei afectează reglarea ciclului celular, apoptoza și controlul stabilității genetice a țesutului.
În prezent, există o corelație pozitivă între distribuția E-cadherinei și prognosticul slab pentru diferite tumori. Expresia redusă a E-caderinei și catenins în tumorile epiteliale și melanoame asociate cu tumori diferentiate slab, invazia locală, care implică ganglionii limfatici regionali si durata de viata mai scurta.
In general, este mai mică diferențierea tumorii, cea mai mică expresia E-caderinei într-un țesut. Acest lucru este tipic de carcinom de vezică urinară, pancreatic, carcinomul hepatocelular, în care există o scădere, respectiv, alfa-catenin și beta-catenin. Reacțiile imunohistochimice cu anticorpi la E-caderină în adenocarcinom foarte diferențiată a colonului, de obicei, prezintă o colorare tumorală focală în moderat diferențiat - cu câmpuri neomogene modele slabe de colorare in grad scazut - celulele tumorale, E-cadherin negativ.
CD44 - glicoproteine transmembranare implicate în celulă-celulă și interacțiunile celulă-matrice și care posedă proprietăți receptorilor Hialuronat. Există 11 specii de CD44 - izoforme standard sau hematopoietic al așa-numitei (CD44H sau CD44s) și 10 izoforme variante (CD44v), care sunt formate prin îmbinarea alternativă.
Moleculele CD44 joacă un rol important în dezvoltarea tumorilor și se crede că contribuie la progresia tumorii. CD44 este capabil să stimuleze proliferarea celulelor, migrarea și modificarea diferențierii celulelor tumorale primare. Expresia moleculelor CD44 este semnificativ îmbunătățită în celulele neoplazice. În interacțiunea cu structurile care conțin hialuronat care fac parte din mai multe componente ale matricei extracelulare: colagen, laminina, condroitin sulfat, fibronectină, etc.
CD44 promovează transferul semnalelor intercelulare, stimulează activitatea motrică și proliferativă a celulelor. Cu acțiunea proteazei, CD44 distruge proteinele matricei extracelulare, in special hialuronatul bogat și promovează invazia celulelor tumorale, penetrarea membranei bazale și a peretelui vascular în fluxul sanguin.
Expresia CD44 exprimată este observată nu numai în epiteliul tumorii, dar, de asemenea, în celule de stromă - limfocite si macrofage in componentele matricei extracelulare. Este caracteristic faptul că exprimarea CD44 în stroma nu este legată de expresia sa în celulele tumorale. Cu toate acestea, există lucrări în care sa observat stimularea răspunsului imun la celulele tumorale. Se știe că CD44 este, de asemenea, un marker al activării limfocitelor. Elementele tumori stromale au un efect semnificativ asupra creșterii tumorale și reglarea CD44 molecule anormalități contribuie la restructurarea componentelor matricei extracelulare. Există studii în care o corelație între dezvoltarea tumorii si prognosticul celulelor imunoreactive pentru CD44.
În multe tumori umane, cum ar fi cancerul colorectal, limfomul non-Hodgkin, cancerul de sân și melanomul, proteina CD44 poate fi utilizată ca marker de diagnostic și prognostic.
Într-o mare măsură, rezultatul tratamentului cancerului prognoza depinde de evaluarea riscului de metastaze în curs de dezvoltare. Pana in prezent, cercetatorii nu au criterii suficient de clare pentru a recunoaste neoplasmele cu un potential metastatic ridicat. Cu toate acestea, gradul de crestere invazive si metastazarea celulelor tumorale poate fi determinată prin capacitatea lor de a scinda componentele matricei extracelulare (ECM) - membrane bazale și stroma interstițială compuse din diferite proteine structurale: colagen, elastina, laminina, etc. Depășirea membranei bazale și promovarea matricei extracelulare sunt asigurate prin secreția proteazelor. Multe enzime proteolitice, cum ar fi catepsinele, serin protează capabilă să lizeze componentele individuale ale ECM in vitro, dar descompune toate structurile ECM poate doar metaloproteinazei matriceale.
Matrix metaloproteinazele (MMP) sunt o familie de enzime capabile să distrugă o matrice extracelulară sau o membrană bazală. Ele joacă un rol important în creșterea tumorilor și în metastaze, deoarece asigură migrarea și introducerea celulelor tumorale. Activitatea acestor enzime este reglementată de inhibitori de țesut și de activatori.
Matrix metalloproteinazele au fost denumite pentru capacitatea lor de a hidroliza în mod specific principalele proteine ale matricei extracelulare. MMP aparțin familiei de metaloproteinaze de zinc, deoarece conțin Zn2 + în centrul activ. Aproximativ 20 de reprezentanți ai acestei familii sunt cunoscuți.
Cele mai multe MMP sunt secretate de celule sub formă de enzime inactive. În condiții normale, cantități mici de MMP se găsesc în țesuturi, iar activarea lor conduce la distrugerea proteolitică a proteinelor din jur. Activarea majorității MMP este efectuată de proteaze cum ar fi plasminogen și activator de plasminogen de tip urokinază. Unele MMP-uri se pot activa reciproc. In mod normal, există un mecanism biologic pentru limitarea țesuturilor proteoliza cauzate de secreție activă MMP ca celulele stromei de inhibitori tisulari ai metaloproteinazelor (TIMP). În prezent, trei TIMP-uri din diferite țesuturi umane au fost studiate bine: TIMP-1, TIMP-2, TIMP-3. Aceste proteine sunt de dimensiuni mici, capabile să formeze complecși ne-covalenți cu mulți membri ai familiei de metaloproteinaze matrice.
Tumorile maligne se caracterizează prin creșterea invazivă și capacitatea de metastaze. Degradarea membranei bazale și a stroma este factorul de pornire în debutul acestor procese. Multe tumori au niveluri crescute local de metaloproteinaze matrice, enzime capabile să descompună orice proteină matriceală, ceea ce permite multor cercetători să le asocieze cu un fenotip tumoral invaziv. La un moment dat, căutarea enzimelor capabile să descompună colagenul membranei bazale a condus la identificarea MMP-2, cunoscută sub numele de colagenază de tip IV.
În studiile clinice, prezența unor cantități mari de MMP-2 activ este asociată cu cancerul mamar invaziv și carcinomul pulmonar. La pacienții cu cancer laringian, s-a observat o corelație între expresia MMP-2 și prezența metastazelor în ganglionii limfatici. Astfel, producția de MMP-2 de către celulele tumorale poate indica potențialul lor invaziv.
Recent, a fost efectuată o căutare activă a markerilor biochimici prognostici care ar putea identifica pacienții cu risc ridicat de recurență. Multe proteaze asociate tumorilor joacă rolul unor astfel de factori de prognostic. Astfel, un număr mare de lucrări cu privire la cancerul de san au aratat ca determinarea activator de plasminogen protează de tip urokinază și inhibitorul său poate avea o valoare predictivă profundă în evaluarea recurență. În plus, nivelurile ridicate de TIMP-2 în țesutul de cancer mamar se corelează cu o reducere a remisiunii și supraviețuirea completă și un nivel ridicat de MMP-11 este asociat cu prognosticul sărac.
Matrix metalloproteinazele sunt în prezent studiate în mod activ ca factori prognostici în multe alte localizări ale procesului tumoral. Expresia ARNm MMP-9 și TIMP-2 poate prezice apariția recidivei la pacienții cu carcinom de celule tranzitorii superficiale ai vezicii urinare. Alti cercetatori recomanda evalua nivelurile de expresie ale MMP-2, 2-și TIMP MMP-14 (MMP-2 activator) pentru prezicerea supravietuirii in cancerul vezicii urinare invazive.
De asemenea, sunt descrise specii niveluri de MMP în tumorile altor localizări: a crescut expresia MMP-2 și MMP-9 a fost detectat în carcinoamele invazive ale capului și gâtului, TIMR-2 expresie corelata cu invazia tumorii locale. Importanța prognostică a nivelurilor de MMP-2 a fost descrisă la pacienții cu cancer de prostata si nivelurile de MMP-2 și MMP-9 - la pacienții cu cancer gastric și la pacienții cu cancer laringian. MMP-7 este principala metaloprotează, produsă de celulele adenocarcinomului esofagului, iar expresia sa caracterizează tumorile agresive invazive. MMP-11 este considerat în prezent un marker al progresiei tumorilor de colon și a cancerului de sân, prezența sa indicând un prognostic slab al bolii. O corelație inversă a fost observată între nivelurile de expresie ale TIMP-2, TIMP-3 și stadiul procesului tumoral în tumorile hipofizare.
Astfel, acum necontestat este rolul de molecule de adeziune nu numai în procesele de dezvoltare embrionara, inflamatie, răspunsul imun, formarea de trombi, apoptoza, creștere, regenerare, dar, de asemenea, în apariția recidivelor și metastazelor formării tumorii.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: