Nádorové kmenové buňky u karcinomu ovaria

Overview

Cíl studie:
Analýza současného stavu poznání subpopulace nádorových kmenových buněk u ovariálních nádorů.

Typ studie:
Přehledový článek

Metodika:
Shrnutí literárních údajů o nádorových kmenových buňkách u karcinomu ovaria.

Závěr:
Hypotéza nádorových kmenových buněk (CSCs) je stále více přijímána jako model karcinogeneze. Lze předpokládat, že bližší studium kmenových nádorových buněk by mohlo vést k zavedení nových cílených léčebných postupů.

Klíčová slova:
nádorové kmenové buňky – karcinom ovaria

Práce byla podpořena grantem Specifický vysokoškolský výzkum 2011 č. 262806.

Úvod

Zhoubné nádory ovaria představují přibližně 30 % všech nádorů ženské reprodukční soustavy a patří mezi nejčastější příčiny úmrtí na gynekologické zhoubné nádory. V úmrtnosti na všechny zhoubné nádory žen zaujímají 4. místo. Ve více než 75 % případů je toto onemocnění diagnostikováno v pokročilých stadiích. Nejsou definovány přednádorové stavy. Neexistuje efektivní screening. I přes vysoké procento odezvy na primární léčbu dochází u více než 80 % případů k recidivám. Incidence v roce 2008 byla v České republice 21,83/100 000, mortalita 13,58/100 000, což nás dle Národního onkologického registru) řadí na 4. místo ve světovém žebříčku.

Převážná většina ovariálních zhoubných nádorů je původem z povrchového epitelu. Neepitelové nádory včetně germinálních tumorů, nádorů ze zárodečných pruhů a metastatické nádory jsou méně časté. Celkové 5leté přežití žen se zhoubným nádorem ovaria (pro všechna stadia) představuje v Evropě 32 %, u pokročilých stadií ovšem nepřekračuje 20 %.

Problémem je dále chemorezistence vznikající především u recidiv. Mechanizmy vzniku maligní transformace buňky a vzniku chemorezistence nádoru stále nejsou jasné. Jedna z teorií je růst a šíření nádorů řízených malou subpopulací buněk, nazývaných nádorové kmenové buňky (CSCs – cancer stem cells), které jsou schopné jak sebeobnovy, tak generování fenotypově odlišných nádorových buněčných populací [1,2], dále se podílejí na progresi nádoru, metastazování a vzniku chemorezistence. Hypotéza nádorových kmenových buněk byla poprvé vyslovena na konci 80. let minulého století.

Kmenové buňky

Hypotéza, že kmenové buňky jsou základem pro vývoj rakoviny, je velice atraktivní. Kmenová buňka přežívá delší dobu na rozdíl od diferencovaných buněk a může tedy dojít k transformačním změnám. Je obecně uznáváno, že kmenové buňky jsou odolnější proti poškození DNA [3,4].

První důkazy existence nádorových kmenových buněk v tumorech byly zjištěny při studiu akutní myeloid­ní leukemie [5], když byla izolována populace buněk CD34⁺CD38^- a transplantována do myšího modelu (SCID), ve kterém se vytvořil tumor se znaky leukemie.

Od té doby proběhlo několik studií charakterizujících kmenové buňky v jiných typech nádorů.

Klasické kmenové buňky jsou definovány dvěma charakteristikami – schopností sebeobnovy a pluripotence. Aby buňky mohly být klasifikovány jako nádorové kmenové buňky, musí vyhovovat následujícím kritériím: schopnost sebeobnovy a diferenciace v různé buněčné typy, dále schopnost propagace tumoru in vivo, exprese povrchových markerů a poté omezení pouze do subtypu nádorové buněčné populace [6].

Znaky nádorových kmenových buněk u karcinomu ovaria

Nové molekulární znaky vedou k lepší charakterizaci nádorových onemocnění z pohledu odezvy na terapii a pomáhají k pochopení regulace nádorového růstu. Byla popsána řada parametrů vykazujících vztah k bio­logickému chování a identifikujících CSCs. Díky nim bylo zjištěno, že současné léčebné postupy nejsou ve většině případů dostatečně cílené a neeliminují subpopulaci buněk, která vede později ke generalizaci či opětovnému růstu nádoru [7]. Další otázkou je, zda CSCs procházejí během progrese malignity vývojem, zda se mění jejich fyziologie či morfologie a do jaké míry jsou z těchto hledisek porovnatelné CSCs z primárního a sekundárního tumoru.

Mnohými studiemi potvrzený specifický povrchový znak CSCs je protein zvaný prominin (CD133), který hraje roli při tvorbě výběžků povrchové membrány, důležitých pro pohyb buněk ve tkáni, a tedy i pro tvorbu metastáz. Buňky CD133⁺ ovariálních tumorů mají vysokou proliferační schopnost a vysokou aktivitu tvořit klony. Další studie prokázala, že buňky CD133⁺ odebrané z ovariálního tumoru byly schopny sebeobnovy a byly spojeny s vyšší agresivitou tumoru [8]. Curley et al [9] imunohistochemicky prokázali, že CD133 je exprimován na epitelovém povrchu nádorových buněk, zatímco ve stromatu tumoru exprese CD133 zjištěna nebyla. Intenzita a stupeň exprese CD133 byly mnohem vyšší u světlobuněčného karcinomu než u ovariálního serózního tumoru (měřeno průtokovou cytometrií). Je zajímavé, že světlobuněčný ovariální karcinom je častěji klinicky rezistentní ke konvenční chemoterapii na bázi platiny [10].

Dalším znakem s potenciálním terapeutickým využitím (v experimentální terapii bylo testováno jeho blokování) [11] je povrchová adhezivní molekula CD44, pomocí níž se mohou buňky zachycovat na povrchu krevních vlásečnic a posléze přestupovat do zdravých tkání.

Steffensen et al [12] ve své studii prokázali, že počet CD44⁺ CSCs byl signifikantně vyšší u pacientů s počátečním stadiem ovariálního karcinomu než u pacientů s pokročilým tumorem, a také byl spojen s kratším intervalem bez progrese nádoru (P = 0,026). Podle studie provedené Ween et al [13] u ovariálních tumorů může být exprimována buď standardní forma (CD44s) nebo variantní izoforma (CD44v). Vyšší exprese CD44 je u ovariálního karcinomu než u benigního tumoru či u borderline tumoru. Důležitá je také vazba hyaluronanu na CD44. Hyaluronan je extracelulární polymer, je syntetizován na povrchu buněk hyaluronan-syntetázami 1–3 a hraje roli v mnoha buněčných funkcích včetně adheze, motility a diferenciace.

Dalším slibným znakem je CD117-receptor tyrozin-kinázy. Luo et al [14] identifikovali a izolovali tumorigenní buňky s expresí CD117⁺. Tyto buňky byly schopny regenerovat tumory v myších modelech, byly schopny sebeobnovy a diferenciace – tedy měly vlastnosti typické pro kmenové buňky. Imunohistochemicky byly analyzovány pacientky s ovariálním serózním adenokarcinomem, u 40 % z nich byla prokázána pozitivita exprese CD117, jež statisticky korelovala s rezistencí na konvenční chemoterapii.

Identifikace nádorových kmenových buněk

Nádorové kmenové buňky se vyskytují v nádorové tkáni jen ve velmi malém počtu, u rozvinutých nádorů tvoří obvykle méně než 1 %. Prokázat jejich přítomnost není jednoduché. Jsou uváděny 3 možné metodologické postupy [15], které by mohly izolovat a identifikovat nádorové kmenové buňky:

• využití markerů na povrchu buněčných membrán
• kultivace buněk za určitých specifických podmínek
• izolace (obohacení) velmi malé populace nádorových kmenových buněk (progenitorů) pomocí fluo­rescence-activated cell sorting (FACS) s použitím specifických protilátek proti povrchovým antigenům (CD117, CD133, CD44) a vymývací techniky s Hoechstovým barvením. Zlatým standardem definujícím nádorové kmenové buňky jsou opakované transplantace na zvířecím modelu.

Závěr

Hypotéza nádorových kmenových buněk může přinést posun v porozumění vývoji rakoviny, v porozumění nádorové buněčné biologii, včetně vzniku chemorezistence. Mnoho nádorových vlastností může být vysvětleno základními charakteristickými rysy kmenových buněk.

Karcinom ovaria je heterogenní onemocnění s histologicky definovanými subtypy a je vysoce pravděpodobné, že se CSCs na vzniku tumoru podílejí. Je pravděpodobné, že nádorové kmenové buňky různých subtypů karcinomu mají rozdílné povrchové znaky. Podrobnější studium nádorových kmenových buněk by mohlo vést ke snížení chemorezistence, ke zlepšení prognostických faktorů a k vývoji různých forem cílené terapie.

Doručeno do redakce: 14. 11. 2011

Přijato po recenzi: 1. 4. 2012

MUDr. Alena Ürgeová

e-mail: urgeovaa@fnplzen.cz

Gynekologicko-porodnická klinika LF UK a FN Plzeň

www.fnplzen.cz