Epitelo-mezenchymální tranzice v nádorové tkáni a její role při metastatickém šíření karcinomů

Souhrn

Východiska:
Metastazování, relaps a rezistence k chemoterapii jsou celosvětově hlavními důvody většiny úmrtí na malignitu. Proces metastazování je velmi precizně organizovaný a orgánově specifický. Mechanizmy metastazování nejsou stále přesně známy, ale některé z nich jsou zprostředkovány programem epitelo-mezenchymální tranzice (EMT). Poprvé byl tento proces popsán v průběhu embryogeneze. Tento buněčný program vede ke změně epiteliálního fenotypu buňky v mezenchymální typ. V průběhu této tranzice dochází ke změně tvaru epiteliální buňky, která ztrácí svoji polaritu, závislost na buněčných spojích a celou řadu epiteliálních markerů. Naopak získává vřetenovitý tvar a stává se mechanicky odolnější a je schopnější vycestovat z buněčné kolonie. Tato změna fenotypu je provázena i změnou exprese proteinů a genů, jako jsou transkripční faktory, cadheriny, cateniny, matrix metaloproteinázy nebo receptory pro růstové faktory. Známky aktivace programu EMT byly již popsány v různých typech nádorů, např. u karcinomu prsu, vaječníků, karcinomu tlustého střeva a jícnu, a jejich přítomnost byla asociována s horší prognózou onemocnění a častějším metastatickým šířením. Také rezistence k cytostatické léčbě je spojována s reaktivací těchto embryonálních procesů. Porozumění tomuto programu je nezbytné k lepšímu chápání procesu progrese maligního onemocnění, stejně jako k hledání nových léčebných cílů a prognostických faktorů.

Závěr:
Tento článek shrnuje dosud známé molekulární kaskády zapojené do procesu EMT u nádorových onemocnění.

Klíčová slova:
epitelo-mezenchymální tranzice – karcinom – metastatický

Úvod

Nádorová onemocnění jsou dnes druhou nejčastější příčinou smrti. Jen v ČR jimi onemocní každý třetí člověk a každý čtvrtý na ně zemře. Primární tumor je nicméně příčinou smrti jen výjimečně. V naprosté většině případů je úmrtí způsobeno selháním orgánů při jejich sekundárním postižení nemocí. Porozumění metastatické kaskádě a mechanizmům, které se při ní uplatňují, se tak stává nezbytností ve snaze o léčbu tohoto společensky závažného onemocnění [1,2].

Jedním z mechanizmů uplatňujících se při diseminaci nádorového onemocnění je v posledních letech studovaná epitelo-mezenchymální tranzice (EMT) [3]. Tento proces je stále více považován za jeden z hlavních a nezbytných mechanizmů uplatňujících se při diseminaci epiteliálních nádorů (karcinomů) do dalších, převážně parenchymatických orgánů těla. Při EMT dochází ke změně fenotypu buněk z epiteliálního na mezenchymový. Nádorové buňky tak získávají větší mechanickou odolnost, nezávislost na bazální membráně, motilitu a v neposlední řadě i odolnost k protinádorové léčbě [2–4].

Takto pozměněné buňky aktivně vycestovávají do krevního oběhu, kterým jsou pak bez nebezpečí mechanického postižení unášeny do místa nidace. Následně se mechanizmem opačným, zvaným mezenchymo-epiteliální tranzice (MET), vracejí ke svému původnímu epiteliálnímu fenotypu a zakládají dceřiná ložiska, mikrometastázy, z nichž se při příznivých podmínkách může vyvinout plnohodnotné metastatické ložisko [2,4].

Avšak ani EMT není vše vysvětlujícím mechanizmem. Jsou známy i jiné způsoby nádorové diseminace, např. kolektivní migrace, kdy se do krevního oběhu uvolňují celé shluky nádorových buněk s vlastní bazální membránou. Stejně tak tímto způsobem nedokážeme vysvětlit generalizaci anaplastických karcinomů nebo mezenchymálních nádorů. Množství důkazů nicméně poukazuje na významnou úlohu tohoto fenoménu při generalizaci dobře a středně diferencovaných karcinomů.

Nádorová tkáň – typy buněk z hlediska fenotypu

Nádorová masa karcinomu není tvořena homogenní hmotou. Jedná se o velmi komplexní prostředí, v němž jsou zastoupeny dvě základní heterogenní složky. První složkou je nádorový parenchym. Ten je tvořen nádorovými buňkami, které se formují do více či méně organizovaných struktur napodobujících původní tkáň. Druhou složkou je pak nádorové stroma obklopující nádorové buňky. Stroma je tvořeno vazivovou tkání, kterou procházejí lymfatické a krevní cévy zásobující či drénující tumor. Dále jsou v něm lymfocyty zodpovědné za imunologickou odpověď těla na nádor [2,4].

Tyto obě složky spolu stále na molekulární úrovni komunikují. Jedním z hlavních léčebných mechanizmů v onkologii je narušení této komunikace nebo využití jejích mechanizmů k cílenému poškození nádorových buněk. Iniciace EMT v nádorové tkáni je právě jedním z důsledků vzájemné komunikace mezi nádorovými buňkami a obklopujícím stromatem [2,5].

EMT

EMT je proces, při kterém dochází ke změně epiteliálního fenotypu ve fenotyp mezenchymální. V průběhu tohoto procesu dochází k celé řadě změn – ztráta polarity buněk, změna tvaru buňky ve vřetenovitý, ztráta mezibuněčných spojů a závislosti na nich, zvýšená produkce složek extracelulární matrix (ECM), ztráta závislosti na bazální membráně, zvýšená schopnost motility a v neposlední řadě zvýšená odolnost vůči apoptóze. Dokončení procesu EMT je pak signalizováno degradací základní bazální membrány a vytvořením buňky, která je schopna vycestovat z buněčné vrstvy, ve které vznikla [2,5].

Intracelulárně se aktivují transkripční faktory nezbytné ke změně specifických buněčných proteinů, což vede k reorganizaci a expresi cytoskeletu bílkovin, produkci ECM degradujících enzymů a změny v expresi specifických mikroRNA (miRNA). Tyto faktory se také samozřejmě používají jako specifické biomarkery, které můžeme použít k demonstraci tohoto procesu [2,5,6].

Dosud byly popsány tři základní typy EMT.

EMT I

Vůbec poprvé byla EMT pozorována E. Hayem, který popsal změny fenotypu buněk v embryu kuřete [7]. Jev, při kterém zárodečný epitel měnil své vlastnosti a tvar v typický pro mezenchymální buňky, byl tehdy popsán jako transformace. Když bylo později zjištěno, že buňky, které tento proces podstoupily, jsou schopné vrátit se ke svému původnímu fenotypu, byl tento dynamický jev přejmenován na tranzici.

Jako EMT I. typu nebo také vývojová EMT jsou souhrnně označovány všechny tranzice, které se odehrávají v průběhu vývoje zárodku. V embryu pak na tomto „switchi“ závisí množství dílčích kroků důležitých pro vývoj jedince. Například gastrulace, zakládání neurální lišty, vývoj patra, formování srdečních chlopní, vývoj nefronů a končetinového svalstva [2,8].

Vývojová EMT je velmi precizně a specificky řízená signálními molekulami produkovanými Spemann-Mangoldovým organizérem, což je oblast embrya odpovědná za zachování osové souměrnosti organizmu [9]. První případ EMT je pozorovatelný již v průběhu gastrulace, při které dochází ke ztrátě bazální membrány pod epiblastem. Buňky následně ztrácejí E-cadherin z povrchu buněčné membrány, a tím dochází k destabilizaci buněčných spojů. Buňky entodermu migrují a zakládají mezoderm a následně po reverzi pomocí MET i entoderm. Tento proces je řízen primárně fibroblastickým růstovým faktorem přes transkripční faktor Snail [10].

Dalším případem EMT I. typu je proces zakládání neurální trubice. Neuroektoderm generuje populaci mezenchymálních buněk obklopující neurální trubici, z nichž následně vznikají další struktury, jako neurony periferního nervového systému, pigmentové buňky a buňky dřeně nadledvin [11]. Molekulárně zde opět došlo k prokazatelné expresi Snail faktoru, který inhibuje E-cadherin. Zpočátku byl v tomto případě proces definován jako kolektivní migrace buněk, dokud ovšem nedošlo k potvrzení mezenchymálního fenotypu výsledných buněk [11,12].

V průběhu vývoje srdečních chlopní byla popsána přeměna endokardiálních buněk vlivem působků produkovaných myokardem. U endokardiálních polštářů dochází k aktivní migraci buněk přes bazální membránu a jejich přeměnu na fibroblasty [13]. Tentokrát buňky, které projdou EMT, nadále zůstávají mezenchymální a formují kardiální skelet. V průběhu formování kardiálních chlopní byly jako regulátory EMT identifikovány TGF-β, BMP, β-catenin, MSX1/2 a Slug [13–17].

EMT II

Jako EMT II. typu nazýváme tento program, pokud je spojený s hojením ran, regenerací tkání, ale také fibrózou tkání a orgánů. V případě zánětlivé reakce nebo poškození orgánů dochází ke spuštění programu EMT, který napomáhá reparaci tkáně. Důsledkem je produkce fibroblastů a jiných příbuzných buněk, které se účastní rekonstrukce tkání a zánětlivé odpovědi. Na rozdíl od I. typu je tento typ asociován se zánětem a je ukončen, jakmile je zánětlivá reakce zmírněna. To je patrné na průběhu hojení ran a při regeneraci tkání [18–20].

Pokud není zánětlivý proces ukončen, hromadí se v tkáni zánětlivé buňky a fibroblasty, a stejně tak proces EMT nadále běží. Zdravá tkáň je destruována a nahrazována tkání fibrózní. Spojení tohoto typu EMT s fibrózou již bylo prokázáno v ledvinách, játrech, plicích a zažívací trubici [20]. Epiteliální buňky ledvin, jater, plic a střeva, které prošly EMT v průběhu chronického zánětu, byly identifikovány pomocí markerů jako vimentin, desmin, DDR2 (discoidin domain receptor tyrosine kinase 2), FSP1 (fibroblast specifický protein 1), třída S100 proteinů cytoskeletu a α-SMA (α-smooth muscle actin) [21–23].

Kromě markerů pro mezenchymální typ totiž tyto buňky nadále vykazují specifické morfologické a molekulární znaky pro epiteliální fenotyp, jako epiteliální cytokeratiny a E-cadherin. Kombinace markerů jak epiteliálních, tak mezenchymálních potvrzuje jejich fenotypový přechod [24].

Proces EMT je v tomto případě vícestupňový. Buňky pod tlakem zánětlivé reakce podstoupí několik prvních kroků k změně svého fenotypu, tzv. dílčí EMT. Poté opustí epiteliální vrstvu, projdou bazální membránou a začnou se hromadit v intersticiu tkáně, kde nakonec dochází ke ztrátě i zbylých epiteliálních znaků a převládne u nich plně fibroblastický fenotyp [24,25].

EMT II. typu byla prokázána např. ve studiích fibrózy ledvin u člověka [26]. Rastaldi et al v souboru 133 pacientů s fibrózou ledvin prokázal tento proces v podstatném počtu vzorků. Průkazu bylo dosaženo dvojitým označováním tubulárních epitelových buněk na cytokeratin, vimentin, α-SMA nebo zona occludens 1 (ZO-1). Další studie prokázala EMT u pacientů s Crohnovou chorobou, kde se podílí na fibrotizaci tlustého střeva [27]. Studium EMT II. typu se tak stává nezbytným pro budoucí terapeutický zásah do mechanizmu fibrotizace u chronických zánětlivých procesů.

EMT III

Pro karcinomy je charakteristickým rysem nadměrná buněčná proliferace a přítomnost angiogeneze [28]. Jelikož i epiteliální nádorové buňky jsou závislé na přítomnosti bazální membrány, je schopnost jejího překonání nezbytným krokem metastatické kaskády. I tento proces přestupu přes bazální membránu je vícefázový. Prvním krokem je získání nezávislosti na vazbě k bazální membráně a následně na mezibuněčných spojích s okolními buňkami. Získání těchto schopností je podmíněno právě aktivací programu EMT.

Buňky, které získaly schopnost přecházet přes bazální membránu a exprimují mezenchymální markery, jako α-SMA, FSP1, vimentin a desmin, byly prokázány hlavně na okrajích nádoru. Zde tvoří invazivní předvoj a jsou asociovány s tzv. tumor buddingem [2,3,29].

O těchto buňkách se uvažuje jako o těch hlavních, které vstupují do metastatické kaskády, protože získání daných vlastností jim zajišťuje dostatečnou motilitu pro přestup do krevního oběhu (intravazaci). Dále získávají touto změnou dostatečnou mechanickou odolnost, aby vydržely cestu krevním oběhem, kde panují tlaky, pro které nejsou typicky epiteliální buňky stavěny. V neposlední řadě pak je pro šíření nemoci nezbytná schopnost přestupu přes cévní stěnu do parenchymatických orgánů (extravazace), kde vytvářejí mikrometastázy, z kterých se mohou dále vyvinout metastázy [30–32].

Při histologickém vyšetření metastáz nacházíme buňky karcinomu typicky epiteliálního fenotypu, v převážné většině případů velmi podobné zdrojové nádorové tkáni. Tento fenomén vysvětluje mechanizmus MET. MET je velmi pravděpodobně způsobena lokálním mikroprostředím, kde po extravazaci nádorových buněk mezenchymálního fenotypu nejsou již tyto buňky pod vlivem signálů, které byly zodpovědné za indukci EMT v primárním ložisku [33–35]. To naznačuje, že indukce EMT je pravděpodobně centrálně důležitý mechanizmus pro progresi karcinomu do metastatického stadia. Nicméně mnoho kroků tohoto mechanického modelu stále vyžaduje přímé experimentální ověření.

Signální dráhy zapojené do EMT v nádorovém onemocnění

I když již bylo množství indukčních a signalizačních molekul podílejících se na spuštění programu EMT v nádorové tkáni popsáno, celý mechanizmus aktivace a průběhu tohoto procesu zůstává nejasný. Nejvíce zvažovaná teorie předpokládá vliv genetických a epigenetických změn v nádorových buňkách na citlivost pro signály indukující EMT. Ty pak přicházejí ve zvýšené míře hlavně z nádorového stromatu.

V řadě karcinomů byly popsány vlivy růstových a transformačních faktorů přicházejících právě z nádorového stromatu, jako HGF, EGF, PDGF a TGF-β. Tyto faktory indukují transkripční faktory jako Snail, Slug, ZEB1 (zinc finger E-box binding homeobox 1), Twist, Goosecoid a FOXC2 [30,36–40]. Každý z těchto transkripčních faktorů může způsobit aktivaci EMT programu. Málokdy jde ale o vliv jednoho z těchto faktorů samotného, mnohem častěji je aktivace multifaktoriální.

Realizace programu je pak závislá na celé řadě intracelulárních signálů. Ty jsou realizovány transdukčními proteiny jako ERK, MAPK, PI3K, Akt, Smads, RhoB, β-catenin, Ras a c-Fos a proteiny buněčné membrány – integriny (hlavně β4 α5β1 integrin, a αVβ6 integrin) [41]. Aktivace a průběh EMT jsou také usnadněny primárním narušením mezibuněčných spojů a spojů mezi buňkou a ECM. Toho se pak účastní hlavně celá další řada integrinů [41–46].

TGF-β

Nejvýznamnějším faktorem v procesu aktivace EMT je TGF-β. Jeho role v nádorových onemocněních není ale jednoduchá. V první fázi funguje jako inhibiční faktor epiteliální buněčné proliferace a induktor apoptózy. V pokročilém epiteliálním nádoru pak má naopak roli pozitivního regulátoru progrese nádoru a metastáz [47–49]. Toto bylo potvrzeno již studiemi in vitro, kde bylo prokázáno i spuštění programu EMT [50].

V aktivaci EMT přes TGF-β byly identifikovány dvě základní signální dráhy. První z nich zahrnuje Smad proteiny, které zprostředkovávají TGF-β kroky k vyvolání EMT přes ALK-5 receptor [51–55]. Tato cesta vede k usnadnění motility buňky a navíc inhibiční vliv Smad moduluje účinky příslušných transkripčních faktorů a cytoplazmatických kináz, a tím indukuje autokrinní produkci TGF-β, což vede k zesílení EMT programu [56,57].

Druhá cesta indukce EMT probíhá přes p38 MAPK a RhoA, které vedou opět k autokrinní produkci TGF-β. Na této signální dráze se také podílejí integriny β1a αVβ6 a Fibulin-5 [56–58]. Některá pozorování navíc potvrdila, že dráhy ERK/MAPK a PI3K/Akt zprostředkovávají EMT vyvolané mutantním statutem RAS. Takto spuštěný program EMT může být blokován např. MEK1 inhibitory [59,60]. Také onkogen Raf zprostředkovává TGF-β indukovanou EMT, a podporuje tím invazivnost nádorových buněk. V myších modelech karcinomu kůže a lidské rakoviny tlustého střeva absence TGF-β exprese receptoru skutečně významně zlepšovala prognózu [61,62].

Obě tyto dráhy končí aktivací transkripčních faktorů Snail, Slug, Twist, ZEB1 a TCF3 [63], která vede k inhibici exprese E-cadherinu a zvýšené expresi mezenchymálních markerů jako N-cadherin a vimentin, a navíc ke zvýšené produkci matrix-metaloproteináz.

Význam E-cadherinu

Význam ztráty exprese E-cadherinu v nádorových buňkách pro aktivaci EMT programu byla potvrzena již v mnoha studiích (obr. 1) [64,65]. Pokud zůstává komplex E-cadherin v buněčné membráně, je potlačena buněčná proliferace a buňky si zachovávají epiteliální fenotyp. Naopak, pokud je z buněčné membrány E-cadherin uvolněn, je uvolněn do cytoplazmy také β-catenin, jenž se následně cytoplazmou přesouvá do jádra. Tam pak působí jako transkripční faktor. S tímto přesunem koreluje i změna fenotypu z epiteliálního na mezenchymální [66]. Akumulace β-cateninu v jádru spojená se ztrátou E-cadherinu koreluje se vznikem invazivního fenotypu a vstupem buňky do programu EMT. Buňky, jež ztrácejí E-cadherin ze svého buněčného povrchu, se tak stávají citlivějšími na impulzy růstových faktorů vedoucí ke spuštění EMT [67].

Některé studie prokázaly, že epigenetická regulace aktivity E-cadherinu a β-cateninu je důležitá při stanovení metastatického potenciálu rakovinných buněk [68–71]. Hladiny exprese E-cadherinu jsou odlišné v různých lidských nádorech. Důležitou roli hrají nejen hladiny exprese, ale také mutace genu pro E-cadherin, které byly identifikovány v různých nádorových buňkách, častěji pak u nádorů agresivních a metastatických [68–70].

Význam ztráty E-cadherinu pro proces EMT je dobře ilustrován několika EMT vyvolávajícími transkripčními faktory, které usnadňují akvizici mezenchymálního fenotypu, jako je Snail a Slug, ZEB1, SIP1 a E12 (také známý jako E47-E2A).

Tyto transkripční faktory jsou indukované TGF-β a jednou exprimované potlačují expresi E-cadherinu. Ztráta E-cadherinu podporuje Wnt signalizaci a je spojena s vysokou úrovní Snail v jádru [72]. SIP1 potlačuje expresi E-cadherinu a váže se spolu se Snail na promotor E-cadherinu. Exprese Snail a E-cadherinu je nepřímo úměrná prognóze u pacientů, kteří trpí karcinomem prsu nebo spinocelulárním karcinomem dutiny ústní [72,73].

Notch

Signální dráha Notch je další drahou zapojenou do procesu aktivace EMT. Jedná se o hlavní dráhu řady buněčných procesů, vč. apoptózy, schopnosti migrace, invaze a angiogeneze [74,75]. Aktivace této dráhy začíná aktivací receptoru Notch ligandem (Jagged, Delta), který způsobí proteolytické rozštěpení receptoru, kdy intracelulární část receptoru působí jako transkripční aktivátor. V mnoha nádorových onemocněních byla popsána zvýšená exprese receptoru Notch [76]. Výsledkem je aktivace EMT pomocí transkripčního faktoru Snail [77]. Aktivace EMT touto cestou byla popsána hlavně v případech hypoxií indukovanou EMT [78].

WNT/β-catenin

Signální dráha Wnt hraje také jednu z hlavních rolí v celé řadě vývojových procesů. Mezi hlavní patří gastrulace, buněčná polarita, organogeneze, osové formování a další [79]. Centrálním regulátorem této dráhy je β-catenin, protein ukotvený do E-cadherinu v buněčné membráně. Aktivace Wnt jeho ligandy vede k inhibici aktivity komplexu zodpovědného za odbourávání β-cateninu, a tím k jeho navýšení v cytoplazmě, což vede k jeho translokaci do jádra, kde reguluje expresi cílových genů Wnt [80]. Kromě toho tato dráha může zkříženě aktivovat dráhu TGF-β, Notch a CTGF (connective tissue growth factor). Translokace β-cateninu (obr. 2, 3) do jádra, kde působí jako transkripční faktor na cílové geny, které jsou zodpovědné za zvýšení invazivity, schopnosti migrace a buněčné proliferace, je jedním z hlavních mechanizmů aktivace programu EMT [81].

Hedgehog

Signální dráha Hedgehog (Hh) je nezbytná pro celou řadu procesů v embryogenezi, nejvíce se pak podílí na buněčném růstu, buněčné proliferaci, diferenciaci a organogenezi. Ve zdravé dospělé tkáni je pak zásadní pro udržování procesů v populaci kmenových buněk, buněčné opravě a regeneraci [82]. Tato dráha je aktivována pomocí peptidových ligandů nazývaných Hedgehog, z nichž jsou dosud popsány tři homology a dva transmembránové receptory (Ptch a SMO). Hypoxie aktivuje signální dráhu Hh zvýšením exprese SMO [83].

MiRNA a EMT

MiRNA jsou malé nekódující RNA dlouhé 19–24 nukleotidů, které posttranskripčně kontrolují genovou expresi degradací mRNA nebo inhibicí translace. V posledních letech byl prokázaný velký význam množství různých miRNA v procesu nádorového onemocnění. Zkoumán byl také vliv těchto molekul na program EMT.

Nejvíce byl prozkoumán vliv miRNA rodiny miRNA200 [84]. Například jedním z cílů miRNA200c a miRNA200b jsou transkripční faktory ZEB1 a ZEB2, jejichž inaktivace touto cestou vede ke stabilizaci epiteliálního fenotypu a inhibici aktivace EMT. MiRNA205 přímo inhibuje molekuly kaskády TGF-β. V karcinomu prsu ztráta miRNA200 koreluje se zvýšenou expresí vimentinu a snížením hladiny E-cadherinu v nádorových buňkách [84–88]. Na druhou stranu vliv těchto miRNA a jejich ektopická produkce se pravděpodobně podílejí na MET, tedy návratu fenotypu nádorové buňky k fenotypu epiteliálnímu. To prokázala např. studie porovnávající miRNA200 a miRNA141 v tkáni kolorektálního karcinomu a tkáni korelujících jaterních metastáz. Oproti centru ložisek byla exprese těchto miRNA na invazivním čele potlačena. Tento vliv miRNA na program EMT z nich dělá velmi významný potenciální klinický cíl. Kromě výše popsaných miRNA se na inhibici EMT podílejí také další – miRNA34, 137, 138, 212, 30b a 101 [84,87–89].

Naopak u mnohých miRNA byl prokázán zase prometastatický vliv. Zvýšená aktivita programu EMT asociovaného s TGF-β byla nalezena při zvýšené expresi miRNA21 a 31 [90–91]. U miRNA21 byla prokázána i signifikantně zhoršená prognóza. Naproti tomu u miRNA31 bylo pozorováno častější metastatické šíření lymfatickým systémem. MiRNA9 inhibuje přímo expresi E-cadherinu. Další prometastatické miRNA jsou miRNA130b, 29a a 103/107, u nichž bylo také pozorováno zvýšení znaků EMT v tkáni [90–94].

EMT a léková rezistence

Rezistence k cytostatikům je jedním z nejzávažnějších problémů moderní onkologie. V poslední době se množí důkazy, že proces EMT se podílí i na vývoji chemorezistence nádorových buněk. Například buněčné řady oxaliplatin rezistentních nádorových buněk vykazují znaky mezenchymálního fenotypu (pokles exprese E-cadherinu a zvýšení exprese vimentinu) [95]. Podobně zvýšení Snail a TGF-β v nádorových buňkách vedlo k zvýšení rezistence na 5-fluorouracil. Domněnku pak potvrzuje zjištění, že miR200c, výrazný inhibitor EMT, zvyšuje chemosenzitivitu [96,97].

Na druhou stranu bylo potvrzeno v nádorech u nemocných podstupujících neoadjuvantní léčbu, že v jejich biop- tických vzorcích byly popsány změny charakteru EMT, tzn. vyvíjela se v nich rezistence k léčbě [98].

Role EMT v rezistenci k léčbě není ale omezená jen na cytostatika. Například v buněčných liniích pankreatických a kolorektálních nádorových buněk rezistentních k cílené léčbě byla potvrzena vyšší exprese proteinů asociovaných s EMT programem – vimentin, ZEB1 a Snail. V buňkách s epiteliálním fenotypem je až 7× vyšší citlivost k léčbě než v těch, které prošly programem EMT a vykazují mezenchymální znaky [99].

I přes to, že není jasný mechanizmus aktivace EMT v průběhu léčby, je zvažováno několik možných mechanizmů. Nejpravděpodobnější se zdá být teze nádorových kmenových buněk. EMT produkuje buňky, které mají některé z jejích parametrů [100]. Nádorové kmenové buňky (cancer stem cells – CSC) jsou vysoce chemorezistentní buňky schopné sebeobnovy, které zůstávají dlouhodobě v G0 fázi buněčného cyklu. Jejich rezistence je způsobena několika mechanizmy – minimální vstupování do buněčného cyklu, vysoce efektivní proteiny DNA oprav a vysoce aktivní MDMT systém [100,101].

Možnosti léčebného ovlivnění EMT

Poznání procesu EMT vede nejen k odhalování molekulárních mechanizmů v nádorové tkáni, ale také nastiňuje nové možné cíle protinádorové terapie. Možnost zásahu do tohoto specifického programu je slibná jednak z důvodu ovlivnění metastatického potenciálu nádoru, jednak možností ovlivnění chemosenzitivity onemocnění.

Již byly provedeny první pokusy o ovlivnění programu EMT. Jedním z prvních bylo podání molekul ovlivňujících expresi E-cadherinu. Mezi tyto molekuly patří např. metotrexát, u kterého byl tento efekt pozorován. Další molekuly se připravují. Zasažení do přímé aktivace EMT je velmi náročné, neboť se jedná o transkripční faktory. Slibnou cestou se jeví spíše ovlivnění hladin miRNA [102].

Další možnou metodou ovlivnění EMT se zdá být T lymfocyty mediovaná imunoterapie. Brachyury je člen T-box transkripčního faktoru (rodina), spouštěč EMT programu, na který byla připravena vakcína, která nyní vstoupila do I. fáze klinického testování [103,104].

Nejvíce zkoumanou a testovanou cestou je zacílení na receptory extracelulárního signálu vedoucího k aktivaci EMT, např. inhibitory ALK5, MEK a SRC. Další cestou je pak ovlivnění cyklooxygenázy-2 (např. celecoxib), které může ovlivnit hypoxií nebo EGF aktivovaný proces EMT [105–107].

Jak je patrné, možnosti terapeutického ovlivnění EMT jsou široké a agens zasahujících do tohoto programu bude přibývat. Problémem však zůstává také správné načasování této terapie, neboť v různých situacích může být dopad takové léčby rozdílný. Během počáteční fáze onemocnění může léčba způsobit diferenciaci mezenchymálních buněk v nádoru. V pozdější fázi pak stejná léčba může uspíšit proces MET, a tím růst již přítomných metastatických ložisek.

Závěr

Jak je z výše zmíněného patrné, proces EMT hraje u nádorového onemocnění ústřední roli v procesu metastazování a získávání odolnosti k systémové onkologické léčbě. Vazbu má také k dalším negativním prognostickým faktorům, jako tumor budding, volné nádorové cirkulující buňky a obnově CSC. Stále ještě víme velmi málo o tomto fyziologickém jevu, který, pokud se dá do služeb nádorového onemocnění, je víceméně zodpovědný za hlavní pochody, které vedou k ohrožení pacienta na životě – selhání léčby a metastatické šíření. Příprava léčebných agens zasahujících do tohoto programu tak velmi pravděpodobně rozšíří armamentarium klinických onkologů a povede k omezeným schopnostem nádoru diseminovat.

Autoři deklarují, že v souvislosti s předmětem studie nemají žádné komerční zájmy.

Redakční rada potvrzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritéria pro publikace zasílané do biomedicínských časopisů. 

Obdrženo: 24. 6. 2016

Přijato: 14. 11. 2016

MUDr. Vít Martin Matějka

Onkologická a radioterapeutická klinika

LF UK a FN Plzeň

alej Svobody 80

304 60 Plzeň

e-mail: matejkavm@fnplzen.cz