Komplexita interakcií nádorového procesu


The complexity of interactions of the tumour growth process

It was believed for rather a long time that the only components of tumour tissue are transformed cells characterised by hyper‑proliferation, invasivity and immortalisation. Therapeutic strategies thus focused on autonomous proliferation and tumour cell survival. These result from oncogene activation and inactivation of tumour‑suppressor genes. Research studies showed that tumour growth itself is a complex process. In addition, studies confirmed involvement of heterotypical multicellular interactions in tumour tissue. Complexity as a characteristic is one of the processes that do not demonstrate attributes of linear systems. The process of tumour growth involves certain patterns that cannot be classified according to duration and sequence. Consequently, tumour growth can be viewed as a process with features typical for complexity. From this perspective, tumour environment consists of a range of cells, such as endothelial cells and their progenitor cells, pericytes, fibroblasts, tumour‑associated fibroblasts, myofibroblasts, smooth muscle cells, mast cells, T‑ and B‑lymphocytes, neutrophils, eosinophils, basophils, NK‑cells and several different forms of macrophages. At present, well‑founded assumptions exist that in‑depth study of intra‑tumour environment might lead to formulation of new principles in tumour bio­­logy as well as introduction of new therapeutic strategies. Research into details of tumour microenvironment is needed to expand scientific knowledge as well as to, subsequently, define tumour bio­­markers. Monitoring of these bio­­markers will facilitate molecular diagnostics. Biomarkers will be widely used to monitor tumour growth as well as to monitor the process of treatment. Monitoring of combinations of bio­­markers will enable more detailed characterisation of tumour microenvironment. These might include, apart from receptors, signal molecules, growth factors and molecules accelerating apoptosis, specific molecules as well as their combinations or neoangiogenesis or tumour innervation parameters. Tumour complexity involves not just intracellular environment but also intracellular relationships and associations between cells and extracellular tumour components. Detection of circulating tumour cells represents another parameter to be monitored. Low‑molecular weight fluorescent dyes will very likely be used for their detection. It can be assumed that circulating tumour cells will be used as markers of prognosis as well as indicators of malignity progression and treatment. Scientific advances in this area will facilitate individua­lised therapy of patients suffering from cancers. The aim of the present review study was to analyze scientific knowledge from the perspective of acceptance of complexity and heterogeneity of each tumour. We perceived processing of the vast amounts of literature as meaningful with respect to recognition of new knowledge and theoretical preparation for expected changes in diagnostics and treatment of tumours. We believe that the presented findings are a useful step towards achievement of comprehensive insight into tumour microenvironment.

Key words:
angiogenesis –  tumour innervation –  tumour microenvironment –  vagus nerve –  anti‑inflammatory effects of nervous system


Autoři: Z. Valášková 1;  S. Kiňová 2;  Ľ. Danihel 3;  I. Ďuriš 2;  D. Markovičová 1;  B. Mravec 1,4;  I. Hulín 1
Působiště autorů: Oddelenie klinickej patofyziológie Ústavu patologickej fyziológie Lekárskej fakulty UK Bratislava, Slovenská republika, prednosta doc. MU Dr. Marián Bernadič, CSc., mim. prof. 1;  I. interná klinika Lekárskej fakulty UK a FN Bratislava, Slovenská republika, prednostka doc. MU Dr. Soňa Kiňová, PhD. 2;  Ústav patologickej anatómie Lekárskej fakulty UK Bratislava, Slovenská republika, prednosta prof. MU Dr. Ľudovít Danihel, CSc. 3;  Ústav experimentálnej endokrinológie SAV Bratislava, Slovenská republika, riaditeľ prof. MU Dr. Iwar Klimeš, DrSc. 4
Vyšlo v časopise: Vnitř Lék 2009; 55(12): 1145-1158
Kategorie: Přehledné referáty

Souhrn

Pomerne dlho pretrvávali predstavy, že nádor je tvorený iba transformovanými bunkami, pre ktoré je typická hyperproliferácia, invazívnosť a imortalizácia buniek. Terapeutické stratégie boli preto zamerané na autonómnu proliferáciu a prežívanie nádorových buniek. Ide o vlastnosti podmienené aktiváciou onkogénov a inaktiváciou tumor‑supresorových génov. Vedecké sledovania priniesli poznanie, že samotný rast nádoru je komplexným dejom. Okrem toho potvrdili účasť heterotypických multicelulárnych interakcií v nádorovom tkanive. Komplexita ako charakteristika sa priraďuje k tým dejom, ktoré nevykazujú vlastnosti lineárnych systémov. V priebehu nádorového rastu sú určité zákonitosti, ktoré nie je možné presne usporiadať z hľadiska trvania a následnosti. Preto ho môžeme považovať za dej so znakmi komplexity. Pri takomto pohľade nádorové prostredie tvoria viaceré druhy buniek, ako sú endotelové bunky a ich progenitorové bunky, pericyty, fibroblasty, fibroblasty asociované s nádorom, myofibroblasty, hladkosvalové bunky, žírne bunky, T‑ a B‑lymfocyty, neutrofily, eozinofily, bazofily, NK‑bunky a niekoľko foriem makrofágov. V súčasnosti sa opodstatnene predpokladá, že hlboké štúdium vnútorného prostredia nádorov môže viesť k formovaniu nových základov nádorovej bio­­lógie ako aj terapeutických postupov. Štúdium detailov mikroprostredia nádorov je potrebné z hľadiska vedeckého poznania a následne aj pre definovanie bio­­markerov charakterizujúcich nádory. Ich sledovanie prehĺbi molekulovú diagnostiku. Biomarkery sa budú využívať v širokom meradle pre monitorovanie priebehu rastu nádorov a aj priebehu liečby. Sledovanie kombinácie bio­­markerov umožní bližšie charakterizovať mikroprostredie nádorov. Okrem receptorov, signálnych molekúl, rastových faktorov, molekúl akcelerujúcich apoptózu to môžu byť nielen molekuly samotné, ale aj ich kombinácie, alebo charakteristiky neoangiogenézy, alebo inervácie nádorov. Komplexita nádorov zahrňuje nielen intracelulárne prostredie, ale aj intercelulárne vzťahy a vzťahy buniek s extracelulárnymi súčasťami nádorov. K doteraz známym skutočnostiam pribudne sledovanie cirkulujúcich nádorových buniek. Pre ich detekciu sa s veľkou pravdepodobnosťou budú využívať nízkomolekulové fluoreskujúce farbivá. Možno očakávať, že cirkulujúce nádorové bunky budú markerom prognózy i ukazovateľom progresie malignity a liečby. Vedecké bádanie prehĺbi individuálnu terapiu pacientov s nádorovými chorobami. V prehľadovej štúdii sme sa pokúsili analyzovať vedecké poznatky z pozície akceptácie zložitostí a heterogénnosti každého nádoru. Spracovanie obrovského množstva literatúry sme považovali za zmysluplné z hľadiska akceptácie nových poznatkov a teoretickej prípravy na očakávané zmeny diagnostiky a liečby nádorov. Predpokladáme, že prezentované poznatky sú užitočným krokom pre ucelený pohľad do mikroprostredia nádorov.

Kľúčové slová:
angiogenéza –  inervácia nádorov –  mikroprostredie nádoru –  n. vagus –  protizápalové pôsobenie nervového systému

Nádor a vnútronádorové prostredie

Onkologické ochorenia zasahujú rôznymi spôsobmi do života každého človeka a aj preto onkologický výskum prináša neustále množstvo poznatkov o príčine, priebehu a prevencii tohto ochorenia. Súčasné poznanie princípov a procesov malígneho bujnenia nie je však úplné a sotva niekedy bude, keďže nádor nepredstavuje jeden typ ochorenia, ale viac ako 200 samostatných ochorení. Molekulárnym prístupom sa snažíme vysvetliť podstatu ochorenia a vyliečiť choroby. Je možné, aby riešenie problému predchádzalo jeho pochopeniu? Vedecké bádanie v nádorovej bio­­lógii prináša neustále nové zistenia, avšak každé nové zistenie podmieňuje množstvo ďalších nových otázok. Organizmus je pozoruhodný práve pre svoju komplexnosť. Proces vznik nádoru v živom organizme je mnohostupňový a môže byť považovaný za akúsi Darwinovu evolúciu na mikroskopickej úrovni.

Vnútorné prostredie nádoru nie je ohraničené anatomicky. Skôr ho tvoria súčasti, ktoré sú v okolí nádorových buniek, alebo sa rastu nádoru dotýkajú sprostredkovane. Bunky vo vnútornom prostredí nádoru sú aktivované alebo atrahované nádorovými bunkami priamo, pomocou uvoľňovania faktorov alebo nepriamo indukciou hypoxického prostredia či nekrózou. Je veľmi pravdepodobné, že okrem lokálnych zmien nádorové prostredie iniciuje systémové zmeny, ktoré ovplyvňujú nádorový rast a metastatické šírenie. Vnútorné prostredie nádoru zásadne ovplyvňuje efektívnosť protinádorovej liečby, nádorové bunky využívajú bunky organizmu na mnohých úrovniach. Vzhľadom na túto skutočnosť aj lokalizovaný nádor by mal byť považovaný a liečený ako systémová choroba [1,2].

Po prvotnom vzájomnom kontakte nádorových buniek s bunkami okolitého tkaniva je ďalší priebeh a rast nádoru podmienený bio­­logickými vlastnosťami nádorových buniek, ale aj zložením adherentného tkaniva. Veľmi pravdepodobne ide o kombináciu dvoch skutočností. Iniciálnou reakciou tkaniva sú obranné mechanizmy typické pri poškodení tkaniva. V náväznosti na tento proces nádorové bunky využívajú mechanizmy pre „vlastný prospech“. Zaangažovanie a aktivácia mezenchymálnych kmeňových buniek, endotelových prekurzorov, fibroblastov, dendritických buniek a leukocytov sa považuje za typickú reakciu tkaniva na prítomnosť nádorových buniek [3]. Následne rôzne typy buniek sekréciou rastových faktorov, chemokínov a enzýmov prispievajú k remodelácii tkaniva. Vzájomné abnormálne interakcie prostredníctvom bunkových povrchov a signálnych molekúl vedú k fenotypovým prejavom nádorového tkaniva.

Vnútorné prostredie nádoru je tvorené extracelulárnym matrix (ECM), signálnymi molekulami, nádorovými a nenádorovými bunkami organizmu. Zmeny nádorového tkaniva (rôzne zastúpenie buniek alebo zloženie ECM) môžu mať inhibičný alebo stimulačný vplyv na rast nádoru. Bunky organizmu nie sú pri organizácii nádorov pasívne, ale participujú procesmi, ako je desmoplázia (fibroblasty a ECM), zápal a imunitná odpoveď (makrofágy, lymfocyty a dendritické bunky) [4], ako aj novotvorba krvných a lymfatických ciev [5]. Remodelovaná ECM obsahuje matrix metaloproteinázy (MMP), ktoré aktivujú povrch buniek a rastové faktory. Produkcia rastových faktorov a chemokínov imunitnými bunkami a fibroblastmi je pozmenená a prispieva k priamej stimulácii rastu nádorových buniek. Výsledkom je potlačenie apoptózy nádorových buniek a narušenie gradientu chemokínov produkovaných v rámci imunitnej odpovede. Na stimulačný vplyv reagujú abnormálnym rastom a proliferáciou aj prekurzorové bunky [6,7].

V rámci populácie nádorových buniek bol pozorovaný výskyt „zvláštnych“ buniek, ktoré sa správajú ako kmeňové bunky a boli pomenované „nádorové kmeňové bunky“. Majú schopnosť samoobnovy, pri transplantácii vhodnému recipientovi dokážu rekonštituovať nádor a zdá sa, že práve tieto bunky sú zodpovedné za nádorový rast a metastázovanie [8,9]. Predpokladá sa, že nádorové kmeňové bunky majú pôvod v kmeňových alebo progenitorových bunkách. Zatiaľ sa preukázalo, že ich zastúpenie v jednotlivých nádoroch varíruje, bolo zistené 0,03% zastúpenie, inde predstavovali dokonca takmer 100% z populácie nádorových buniek [10]. Zdá sa, že ich výskyt poukazuje na stupeň progresie a genetickú nestabilitu nádoru. Zistená zvýšená rezistencia na chemoterapiu sa vysvetľuje zvýšenou expresiou antiapoptických proteínov, enzýmov metabolizujúcich alebo proteínov vypudzujúcich chemoterapeutické liečivá z buniek [11].

Úloha fibroblastov v nádorovom prostredí

Fibroblasty v niektorých typoch nádorov predstavujú veľkú časť buniek, ba dokonca prevyšujú počet nádorových buniek [12]. Sú prítomné ako myofibroblasty, peritumorálne fibroblasty, reaktívne stromálne bunky a fibroblasty asociované s nádorom. Funkčne aj fenotypovo sa však líšia od fibroblastov toho istého tkaniva mimo okolia nádoru. Na základe cytologických štúdií sa nádorové fibroblasty opisujú ako neustále aktivované bunky s vysokým proliferačným indexom. Neobnovujú normálny fenotyp, nepodliehajú apoptóze či eliminácii a histologicky sú obklopené denzne akumulovaným fibrilárnym kolagénom. Tento fenotyp je spojený so zachytávaním zápalových buniek a proces sa označuje dezmoplázia. Je typický pre niektoré typy ľudských nádorov, ako je nádor prsníka, prostaty, pankreasu, hrubého čreva a pľúc [5].

Imunitné bunky nádorového prostredia

Podľa mnohých autorov je prítomnosť buniek imunitného systému v nádorovom tkanive spojená s lepšou prognózou onkologického ochorenia pacienta, pričom ich typ, denzita a lokalizácia v nádore má prognostickú hodnotu [13,14]. Približne rovnaké množstvo autorov však nepovažuje infiltráciu nádorov za pozitívny signál. Predpokladajú, že imunitné bunky môžu napomáhať progresii nádorového procesu [15–17]. Ako sa neskôr preukázalo, zlou prognózou sú nádor infiltrujúce lymfocyty. Predstavujú väčšinu z infiltrovaných imunitných buniek a ich vyšší výskyt sa potvrdil u pacientov s pokročilým nádorom. Predpokladá sa, že sú funkčne pozmenené, napr. sa u nich zistila znížená cytotoxická schopnosť voči nádorovým bunkám [18,19]. Zvýšené množstvo buniek vrodenej imunity často koreluje so stupňom angiogenézy a zlou prognózou [16,17]. Výsledky experimentálnych a klinických štúdií naznačujú, že imunitné bunky môžu pôsobiť na nádorový rast stimulačne, ako aj inhibične v závislosti od zastúpenia jednotlivých typov buniek v infiltrujúcej populácii a od stupňa progresie nádorového procesu.

NK bunky sa zúčastňujú primárnych obranných reakcií voči patogénom. Už staršie práce dokumentovali ich schopnosť redukovať metastázovanie nádorových buniek in vivo. Ich prítomnosť v mnohých nádoroch však nebola potvrdená [20]. Na základe týchto zistení možno predpokladať, že nezohrávajú úlohu pri progresii nádoru, skôr sú indikátorom imunitnej protinádorovej reakcie.

V ľudských nádoroch sa polymorfonukleárne leukocyty nevyskytujú často. Výnimkou sú epitelové nádory, kde sa predpokladá ich účasť pri raste a metastázovaní nádorových buniek. Pri experimentálnych nádoroch kože boli identifikované ako zdroj expresie MMP 9, ktorá prispieva progresii nádoru [21]. Elimináciou granulocytov sa podarilo inhibovať rast nádoru kože [22]. Pri neutrofiloch sa predpokladá, že zvyšujú metastatické schopnosti nádorových buniek a sprostredkúvajú nepriame adhézie nádorových a endotelových buniek. Prispievajú k transendoteliálnym migráciám nádorových buniek [23] a pôsobia ako stimulátory angiogenézy prostredníctvom syntézy faktorov VEGF, HGF, MMP 2, IL 8 [24].

Makrofágy ako nevyhnutné bunkové zložky vrodenej imunity sa často vyskytujú v nádorovej stróme ako tzv. s nádorom asociované makrofágy (tumor associated macrophages – TAMs) fenotypovo príbuzné forme M2. Za hlavného chemoatraktanta monocytov sa považuje chemokín CCL2 uvoľňovaný nádorovými bunkami, ale ich cielený pohyb stimulujú aj faktory VEGF, PDGF, TGF β, M CSF [25]. Zdá sa, že monocyty sú prednostne atrahované do oblastí nekrózy a hypoxie, kde sa alterujú ich funkcie a podieľajú sa na zvýšenej tvorbe hypoxiou indukovateľných rastových faktorov. V súčasnosti je už akceptovaná skutočnosť, že makrofágy asociované s nádorom majú výraznú schopnosť stimulovať proliferáciu, invazívnosť a metastatické šírenie nádorových buniek produkciou celého spektra rastových faktorov, angiogénnych mediátorov, zápalových cytokínov a enzýmov degradujúcich ECM [26].

Lymfocyty, konkrétne tzv. nádor infiltrujúce lymfocyty, sú z imunitných buniek vo vnútornom prostredí nádoru najviac zastúpené. Považujú sa za indikátora dobrej prognózy pri karcinóme ovárií [27,28], kolorektálnom karcinóme [14] a ich prítomnosť naznačuje, že môžu kontrolovať nádorový rast [29]. V súčasnosti sa predpokladá, že hlavným mechanizmom protinádorovej imunity je T bunková odpoveď [30]. Protinádorová odpoveď môže byť následkom priameho cytotoxického účinku CD8+ T lymfocytov, ktoré rozpoznávajú antigény hlavného histokompatibilného komplexu (MHC) triedy I na povrchu nádorových buniek. U onkologických pacientov sú lymfocyty reagujúce na nádorové bunky detekovateľné v krvi a boli prítomné aj v nádorovom tkanive. Pri dlhodobej špecifickej protinádorovej imunite majú dôležitú úlohu pamäťové T bunky. Ich prítomnosť korelovala s dlhším prežívaním pacientov s pokročilým štádiom onkologického ochorenia [30]. Niektoré podskupiny T lymfocytov pôsobia naopak pozitívne pri progresii nádoru. U pacientov s rôznym typom nádorovej choroby možno detekovať zvýšenú hladinu regulačných CD4+ T lymfocytov v periférnej krvi, aj v samotných nádoroch. Prispievajú k pozorovanej imunosupresii pri nádorovom ochorení [31,32].

Dendritické bunky (DC) sa považujú za spojnicu medzi špecifickou a nešpecifickou imunitnou reakciou. V in vitro podmienkach sa DC kultivované s nádorovými antigénmi využívajú ako bunkové vakcíny s cieľom aktivovať cytotoxický účinok T lymfocytov voči nádorovým bunkám. Novšie štúdie však naznačujú duálne funkcie týchto buniek v nádorovom procese. V ľudských tkanivách boli pozorované dve hlavné populácie DC: myeloidné a plazmacytoidné DC [33]. Myeloidné DC po dozrievaní indukujú Th1 imunitné odpovede a považujú sa za iniciátorov špecifických imunitných reakcií voči nádorovým antigénom. Ich výskyt v ľudských nádoroch je veľmi zriedkavý [34,35]. Predpokladá sa, že nádorová stróma je zdrojom faktorov, ktoré potláčajú dozrievanie DC [36]. Nezrelé formy myeloidných DC síce stimulujú proliferáciu T lymfocytov, ale nemajú schopnosť ich aktivovať a prispievajú k imunitnej tolerancii nádorových buniek [37]. Zrelé myeloidné DC produkujú anti angiogénny IL 12 [38], ich neprítomnosť teda prospieva nádorovému rastu aj z hľadiska angiogenézy.

B lymfocyty sa len príležitostne vyskytujú v nádorovom tkanive. Predpokladá sa, že B lymfocyty infiltrujúce nádorové tkanivo môžu slúžiť ako zdroj špecifických protilátok voči nádorovým bunkám [39]. Sérologické vyšetrenia však detekujú nádorové protilátky iba vo veľmi málo prípadoch. Celkovo je význam B lymfocytov v nádorovej bio­­lógii málo dokumentovaný.

Imunitný systému v „útoku“ proti nádorovým bunkám

Pôvodne bolo štúdium nádorovej imunobio­­lógie založené na teóriách, že imunitný systém dohliada na priebeh nádorového rastu. Imunita voči nádorom bola demonštrovaná experimentmi, v ktorých sa transplantovali nádory z jedného zvieraťa do iného. Neskôr sa zistilo, že odmietnutie nádoru bolo podmienené imunitnou reakciou voči špeciálnym povrchovým molekulám MHC triedy I a II. V prospech teórie o protinádorových schopnostiach imunitných buniek vystupovali aj experimenty, kde sa preukázalo, že myši deficientné na jednu zložku získanej imunity majú zvýšenú náchylnosť na vznik spontánnych nádorov [40].

Bolo už viackrát demonštrované, že experimentálne zvieratá môžu byť imunizované voči nádorovým bunkám. V prípade nádorov indukovaných vírusmi sa zvyčajne pozoruje, že po imunizácii voči jednému nádoru je imunita účinná aj voči ostatným nádorom, ktoré daný vírus vyvoláva [41]. Pri štúdiu zákonitostí tohto procesu sa potvrdilo, že uvedené imunitné reakcie možno „preniesť“ do iných zvierat imunitnými bunkami (nie sérom) a protinádorová odpoveď môže byť následkom priamej eliminácie nádorových buniek cytotoxickými CD8+ T lymfocytmi, ktoré rozpoznávajú MHC triedy I exprimované na povrchu nádorových buniek. V súčasnosti je už známe, že mnohé nádory unikajú imunitnému systému potlačením expresie MHC triedy I a II.

Ako naznačili štúdie vplyvu imunitných buniek na nádorovú proliferáciu, v niektorých prípadoch je prítomnosť T lymfocytov v primárnych nádoroch spojená s lepšou prognózou, čo naznačuje, že T lymfocyty môžu kontrolovať nádorový rast [29]. Experimenty u myší preukázali, že protinádorové CD4 a CD8 odpovede nie sú generované priamym kontaktom nádorových buniek s lymfocytmi, ale úlohu zohráva absorpcia nádorového materiálu antigén prezentujúcimi bunkami [31,42].

Názory, že u pacientov s nádorom prebieha špecifická protilátková odpoveď voči nádorovým bunkách, vychádzajú zo sledovaní, že séra niektorých pacientov rozpoznávajú špecifické antigény selektívne exprimované na vlastných nádorových bunkách, ale nie na normálnych bunkách. Protilátky môžu pôsobiť deštruktívne buď priamo, väzbou na „strategické“ molekuly, čím zablokujú prenos signálov, alebo tak, že spustia v nádorových bunkách apoptózu [43]. Z hľadiska štúdia protinádorových imunitných reakcií pretrvávali snahy definovať antigény špecifické pre nádory. Ich vznik je podmienený genetickou zmenou a rovnaký antigén nemusí byť prítomný v iných nádoroch hoci aj rovnakého typu. Prvé pokusy využívali séra onkologických pacientov alebo zvierat úmyselne imunizovaných nádormi ľudí. Ako sa neskôr zistilo v sére boli prítomné aj protilátky reagujúce na mnohé antigény normálnych buniek. Mnoho iných skupín však už identifikovalo antigény špecifické pre nádorové bunky [44,45]. Protinádorové protilátky boli zistené voči viacerým intracelulárnym antigénom, ako aj proti membránovo viazaným antigénom [46]. Zdá sa, že bunková lokalizácia rozpoznaného antigénu má prognostický význam. Protilátky detekované proti intracelulárnym proteínom korelujú so zlou prognózou, kým protilátky proti komponentom bunkového povrchu korelujú s lepšou prognózou [47]. Skutočnosť, že mnoho nádorov rastie a usmrcuje organizmus, naznačuje, že imunitná odpoveď je pravdepodobne neskorým dejom a vo väčšine prípadov nie je účinná v prevencii nádorového rastu.

Pronádorová aktivita imunitného systému

V súčasnosti je zrejmé, že vzájomný vzťah medzi imunitným systémom a nádorom je vysoko komplexný a prebieha od reakcií inhibície nádorového rastu imunitnými bunkami až po stimuláciu nádorovej progresie. Vo vnútornom prostredí nádoru reakcie vrodenej aj získanej imunity môžu podporovať nádorovú progresiu alebo sprostredkovať odmietanie nádoru [5,48]. Bunkové komponenty a imunomodulačné mediátory (cytokíny a chemokíny) smerujú imunitnú odpoveď organizmu k špecifickému fenotypu, v prospech alebo na potlačenie nádorovej progresie [49].

Všeobecne sa predpokladá, že rastúci nádor vytvára stratégie, ktorými by unikol alebo obmedzil pôsobenie imunitného systému [50]. Tieto názory vychádzajú zo skutočnosti, že u onkologických pacientov je možné iba zriedka pozorovať efektívnu nádorovo špecifickú imunitnú reakciu. Naviac je nádorová progresia často spojená so sekréciou imunosupresívnych faktorov a zníženou expresiou antigénov MHC triedy I. Tieto reakcie sa považujú za mechanizmy, ktorými sa snaží nádor uniknúť pred imunitným systémom [51]. Bolo preukázané, že nádorové bunky produkujú cytokíny TGF β, VEGF inhibujúce vývin a funkciu T buniek. V mnohých typoch nádorov bola opísaná sekrécia imunosupresívnych mediátorov IL 6 a IL 10 [30]. IL 6 je exprimovaný vo vnútornom prostredí nádoru u 83% pacientov s kolorektálnym karcinómom a koreluje s nepriaznivou progresiou ochorenia [52]. Významne moduluje reaktivitu T buniek v nádorovom prostredí. IL 10 má pleiotropný účinok na funkcie T buniek, inhibuje ich proliferáciu, znižuje expresiu adhéznych molekúl a antigénov MHC triedy I, II [53]. U pacientok s ovariálnym karcinómom sa často v sére, peritoneálnom exsudáte a nádorovom tkanive zisťujú vysoké hladiny cytokínov, ktoré inhibujú expresiu imunitu aktivujúcich cytokínov (IL 2, IL 4) [31,54]. Predpokladá sa, že aj to prispieva k signálnym defektom v aktivite T lymfocytov u pacientov s pokročilým štádiom nádorového ochorenia.

Úloha žírnych buniek v progresii nádoru

V patogenéze nádorového rastu je jedným z kľúčových dejov formovanie nových ciev v okolí a priamo v nádorovom tkanive. Pri štúdiu nádorového prostredia sa v súvislosti s vaskularizovanými, solídnymi i hematopoetickými nádormi pozorovalo zvýšené množstvo žírnych buniek. Ako prvý si všimol množenie sa žírnych buniek v prevažne malígnych nádoroch Ehrlich. Jeho študent Westphal presne definoval, že žírne bunky majú tendenciu zhromažďovať sa na periférii nádorov [55].

O žírnych bunkách je známe, že produkujú cytokíny IL 1, IL 4, IL 6, TNF, a preto sa predpokladá, že participujú na rejekcii nádoru. V minulosti sa periférna distribúcia žírnych buniek v okolí experimentálneho nádoru považovala za znak prebiehajúcej protinádorovej činnosti. Pri inhibícii nádorového rastu sa poukazovalo na produkty degranulácie (histamín, serotonín a heparín) a predpokladalo sa, že stav nádoru a tvorba metastáz nepriamoúmerne koreluje s počtom žírnych buniek a obsahom histamínu v nádorovom tkanive [56].

V protiklade s týmito názormi sú novšie štúdie, ktoré predpokladajú, že sa žírne bunky zúčastňujú na prebiehajúcich zápalových reakciách a podporujú progresiu nádorov [21,55]. Pozitívny efekt žírnych buniek pri nádorovom raste naznačujú aj pozorovania, že faktory atrahujúce a aktivujúce žírne bunky sú uvoľňované nádorovými bunkami. Jedným z významných faktorov je faktor kmeňových buniek (SCF), ktorému sa pripisuje úloha aj pri facilitácii angiogenézy následne po aktivácii žírnych buniek [57]. Ďalšie stimulačné faktory žírnych buniek sú FGF 2, VEGF, rastový faktor endotelu pochádzajúci z krvných doštičiek, RANTES a chemotaktický proteín pre monocyty 1 [58].

Štúdie, ktoré sa snažia definovať lokalizáciu žírnych buniek, naznačujú, že infiltrujú hyperplázie, dysplázie a invazívne oblasti zhubných nádorov, ale nie centrálnu oblasť solídnych nádorov. Bolo pozorované, že sa degranulujú v blízkosti kapilár a bazálnych membrán endotelu. Produkciou látok ako VEGF, FGF 2, IL 8, TGF β, TNF, MMP 2, MMP 9, tryptáza, chymáza a nervový rastový faktor podporujú degradáciu nádorovej ECM, invazívnosť nádorových buniek do intersticiálneho stromálneho tkaniva, expanziu cievneho zásobenia a prispievajú k imunosupresii [59,60]. Naviac možno agregáciu na povrchu nádorov považovať za prognostický faktor [61,62]. V prípade nádorov prostaty infiltrácia koreluje so zlou prognózou, čo potvrdzuje, že žírne bunky môžu podporovať progresiu nádoru [62]. Priamoúmerná korelácia bola preukázaná aj medzi infiltráciou žírnych buniek, nádorovou angiogenézou a metastázovaním pri nádore žalúdka [63], kolorektálnom nádore [64], pľúcnom adenokarcinóme [65] a renálnom karcinóme [61].

Je všeobecne akceptované, že v genéze väčšiny nádorov hrubého čreva majú významnú úlohu adenomatózne polypy [66,67]. Experimenty u myší demonštrovali, že polypy sú infiltrované prozápalovými žírnymi bunkami, ich prekurzormi a farmakologická alebo genetická deplécia žírnych buniek je spojená s remisiou existujúcich polypov. Pri experimentoch s endostatínom, ktorý je účinným inhibítorom angiogenézy a nádorového rastu, sa zistilo, že inhibovaná nádorová angiogenéza bola spojená so zníženou infiltráciou žírnych buniek, signifikantnou redukciou lymfatických ciev a metastáz lymfatických uzlín. Naviac bola v nádoroch pozorovaná znížená infiltrácia žírnych buniek pozitívnych na lymfangiogénny faktor VEGF C [58]. Výsledky teda naznačujú, že žírne bunky zohrávajú úlohu nielen v procese formovania krvných ciev, ale aj ciev lymfatického systému.

Proces nádorovej angiogenézy

Novotvorba ciev má zásadný význam pre progresiu nádoru. S nádorom asociované cievy podporujú rast poskytovaním kyslíka, výživy, syntézou rastových faktorov endotelovými bunkami a v procese metastázovania umožňujú nádorovým bunkám vstup do cirkulácie. Nádorová angiogenéza je pravdepodobne podmienená reakciou nádorového tkaniva, pretože pri absencii potrebného cievneho zásobenia väčšina nádorov nepresiahne niekoľko mm3 a zostáva klinicky „tichými“ [68].

Angiogenéza je prísne regulovaný proces, ktorým vzniká hierarchicky usporiadaná funkčná cievna sieť. Za patologických stavov ako sú chronický zápal a nádor vzniká neorganizovaná cievna sieť s obmedzenou funkčnosťou [69]. Predpokladá sa, že táto disorganizácia a neusporiadaná priestorová distribúcia je výsledkom nerovnováhy medzi proangiogénnymi a antiangiogénnymi faktormi [70]. Vlastnosti nádorových ciev sa líšia aj podľa toho, či ide o rastúci alebo regresívny nádor. Bolo pozorované, že s typom nádoru, lokalizáciou a štádiom nádorového procesu sa mení aj veľkosť pórov cievnej steny [71].

Vzhľadom na význam ciev pri pro­gresii nádoru sa protinádorová terapia zameriava aj na formovanie antiangiogénnych postupov. Je zrejmé, že nádorová angiogenéza predstavuje komplexný problém a jej inhibítory nie sú vždy účinným terapeutickým postupom, keďže zhoršujúci hypoxický stav vedie k selekcii a expanzii agresívnejších klonov nádorových buniek.

Za účelom formovania nových ciev dochádza k aktivácii a proliferácii endotelových buniek. Bunky endotelu migrujú do remodelovanej strómy, kde sa diferencujú a organizujú do nových tubulárnych štruktúr [72]. Tieto procesy sú indukované a regulované širokým spektrom faktorov VEGF, IL 1, IL 8, TNF, bázický fibroblastový rastový faktor, angiopoietin 1 a 2, tymidín fosforyláza, semaforíny, neuropilíny a plexíny, MMP 9, MMP 2, NO, proteínkinázy MAPK, proteínkináza A, proteínkináza B, GTP ázy, adhézne molekuly zo skupiny kadherínov a integrínov, proteíny ECM, množstvom transkripčných faktorov a regulačných molekúl [73,74]. Predpokladá sa, že k angiogénnemu deju často dochádza v čase konverzie premalígnych lézií na malígne [75].

Za kritické mediátory angiogenézy sa považujú VEGF [73,76], najmä faktor VEGF A, ktorý sa viaže a aktivuje receptory VEGFR 1 a VEGFR 2 s tyrozínkinázovou aktivitou. Konkrétne cez receptor VEGFR 2 stimuluje mitogenézu, angiogenézu a zvyšuje permeabilitu. Význam VEGFR 1 v procese angiogenézy je zdá sa viac komplexný [77]. VEGFR 1 zohráva významnú úlohu aj v hematopoéze, infiltrácii monocytov a iných buniek kostnej drene, ktoré sa môžu usídliť v nádorovom cievnom systéme a podporovať angiogenézu.

Expresia VEGF je značne indukovaná environmentálnym stresom, najmä hypoxiou vzniknutou vo vnútornom prostredí nádoru. V hypoxickej regulácii VEGF zohrávajú centrálnu úlohu hypoxiou indukovateľné faktory (HIF) [78,79]. Faktor HIF 1α sa za normálnych podmienok tvorí pomerne vo veľkom množstve, ale je degradovaný. Za hypoxických podmienok a pri absencii tumor supresorového proteínu VHL je HIF 1α translokovaný do jadra, kde sa dimerizuje s HIF 1β za vzniku aktívneho transkripčného faktoru HIF. HIF sa zúčastňuje regulácie mnohých bio­­logických procesov s cieľom adaptovať nádor na podmienky so zníženou dostupnosťou kyslíka. Aktivuje expresiu génov regulujúcich angiogenézu, metabolizmus, proliferáciu a apoptózu buniek [80]. Snaží sa mobilizovaním uvedených dejov zabezpečiť optimálnejšie podmienky pre ďalší vývin nádoru. Zdá sa, že rastúci nádor „vysiela“ signály pre bunky z kostnej drene (aj imunitné), ktoré potom putujú do nádorového tkaniva a prispievajú k invazívnosti nádoru a angiogenéze. Keďže HIF aktivuje aj špecifické dráhy regulujúce multipotenciu kmeňových buniek, predpokladá sa existencia prepojenia kmeňových buniek a hypoxie [80].

Angiogenézy sa zúčastňujú rôzne typy buniek, najmä endotelové, perivaskulárne (pericyty, bunky hladkého svalstva), zápalové bunky. S nádorovou angiogenézou napr. koreluje infiltrácia žírnych buniek [61,63,65]. Bunky vrodenej imunity (makrofágy a neutrofily) uvoľňujú faktory aktivujúce endotelové bunky (VEGF, IL 6, HGF, MMP 2, MMP 9 a IL 8). Predpokladá sa, že zápalové bunky v nádorom tkanive zohrávajú významnú úlohu nielen v procese nádorovej angiogenézy, ale aj v jej iniciácii [81,82].

Formovanie lymfatických ciev v nádorovom tkanive

V experimentoch u myší vyšla najavo skutočnosť, že VEGF stimuluje rast lymfatických ciev a vývin metastáz lymfatických uzlín, čo viedlo autorov k predpokladu, že lymfangiogenéza pripravuje cestu pre budúce metastázy. Techniky umožňujúce detekovať pohyb nádorových buniek in vivo preukázali, že sa šíria cez lymfatický systém do lokálnych lymfatických uzlín. Keďže lymfatické uzliny sú prvé orgány prichádzajúce do kontaktu s nádorovými metastázami, ich stav sa využíva ako ukazovateľ stupňa progresie daného nádorového ochorenia. Výsledky sa využívajú aj pri stanovení liečebných postupov onkologických pacientov [83].

Definovanie markerov (transkripčný faktor Prox 1, špecifický receptor pre hyaluronan a homológ CD44 – LYVE 1) [84] umožnilo štúdium procesov lymfangiogenézy. Pôvodné predstavy boli, že malígne bunky prerastajú existujúci lymfatický systém. V súčasnosti je potvrdená existencia procesov „neolymfangiogenézy“ v nádorovom tkanive a zdá sa, že nový lymfatický systém vzniká výhradne z existujúcich lymfatických kapilár [85]. Zistilo sa, že významnú úlohu zohrávajú rastové faktory VEGF C a VEGF D, ktoré sú uvoľňované nádorovými bunkami a makrofágmi vnútorného prostredia nádoru [84]. V súčasnosti sa predpokladá, že kvantifikácia VEGF C a VEGF D v krvi môže byť prediktívnym bio­­markerom metastázovania [83].

Pozorovania, že antagonisty integrínov alebo znížená expresia integrínov má za následok inhibíciu lymfangiogenézy a metastázovania [86] poukazuje na veľkú úlohu integrínov v novotvorbe lymfatických ciev. Preukázalo sa, že myši deficientné na integrín α9β1 uhynuli 6–12 dní po narodení v dôsledku akumulácie lymfy v pleurálnej dutine [87]. Naviac prostredníctvom väzby VEGF C a D stimulujú migráciu endotelových buniek [88].

Prebiehajúce štúdie o úlohe lymfatického systému v nádorovom raste poukazujú na jeho aktívnu úlohu. Aktivované bunky lymfatického endotelu produkujú niekoľko rastových faktorov a cytokínov s priamym stimulačným účinkom na nádorové bunky, umožňujú metastaticky šíriacim sa bunkám vytvárať sekundárne nádory [89]. Naviac mnoho mediátorov z endotelu má proangiogénnu aktivitu a lymfatický systém tak prispieva k progresii nádoru aj z hľadiska aktívnej podpory angiogenézy [90].

Nervový systém v kontexte so zápalom a nádorovým procesom

Zápal predstavuje precízne regulovanú reakciu organizmu voči zraneniu alebo infekcii. Typickými mediátormi reakcie sú TNF a mnoho ďalších prozápalových a protizápalových cytokínov, ktoré uvoľňujú bunky vrodenej imunity. Imunitné mechanizmy musia prebiehať na potrebnej „kontrolovanej“ úrovni, pretože napr. zvýšená expresia TNF a prozápalových cytokínov sa môže na systémovej úrovni prejavovať ako systémový zápal a spôsobiť sekundárne poškodenie tkanív [91]. V kontrole zápalu a v modulácii procesov vrodenej imunity zohráva významnú úlohu nervový systém. Pôvodne pretrvával názor, že imunitný a neuroendokrinný systém fungujú autonómne a k ich kontaktu dochádza len počas patologických situácií. Na druhej strane je už dávno známe, že psychický stav ovplyvňuje obranyschopnosť organizmu proti infekčným agensom (prehľad štúdií viď [92]).

Mozog a imunitný systém komunikujú prostredníctvom neurotransmiterov, cytokínov a endokrinných hormónov. Prozápalové cytokíny využívajú ku komunikácii nervové (depolarizujú senzorické nervové zakončenia a aktivujú autonómny nervový systém) aj humorálne dráhy (prostredníctvom cirkumventrikulárnych orgánov i priamym transportom) [93]. Informácie o prebiehajúcich imunitných procesoch sú spracované v mozgu, ktorý následne moduluje činnosť imunitných zložiek opäť prostredníctvom neurálnych (parasympatikus a sympatikus) a humorálnych dráh. Kým humorálne dráhy sú pomerne pomalé a neinformujú presne o lokalite signálu, nervové dráhy sú naopak rýchle a lokalizačne špecifické [94]. Štúdie neuroimunitných interakcií preukázali, že akékoľvek narušenie ich vzájomnej komunikácie podmieňuje náchylnosť k infekciám, zápalovým a autoimunitným chorobám [92].

Protizápalové pôsobenie humorálnej hy­po­ta­lamo-hy­po­fýzo adre­no­kor­ti­kál­nej osi

Imunitný systém signalizuje mozgu prítomnosť „nebezpečenstva“, enviromentálneho stresora na periférii. Cytokíny uvoľňované pri procesoch vrodenej a získanej imunity aktivujú hypotalamo hypofýzo adrenokortikálnu (HPA) os, ktorá predstavuje významný neuroendokrinný imunomodulačný mechanizmus. Receptory pre cytokíny boli detekované na všetkých úrovniach HPA osi, a preto možno predpokladať, že integrácia imunitných a neuroendokrinných signálov prebieha na všetkých úrovniach HPA osi. Cytokíny môžu stimulovať regulačné centrá viacerými mechanizmami, na úrovni viscerálnych nervových zakončení, prechodom cez cirkumventrikulárne orgány, priamym pôsobením na neuronálne zakončenia na úrovni eminentia mediana [95,96].

V minulosti sa glukokortikoidy považovali za typické imunosupresívne hormóny. Pozorovania, ktoré potvrdili, že glukokortikoidy dokážu nielen inhibovať, ale aj stimulovať imunitné reakcie v závislosti od typu imunitnej odpovede, imunitného kompartmentu a zastúpenia imunitných buniek potvrdili ich postavenie imunomodulačných hormónov. V závislosti od transkripčných faktorov viazaných v promótorovej oblasti aktivujú alebo inhibujú expresiu génov [97].

Aktivita samotnej HPA osi je tiež kontrolovaná. Glukokortikoidy uplatňujú negatívnu spätnú väzbu na hypotalamus a hypofýzu, čím inhibujú syntézu a uvoľňovanie CRH a POMC/ACTH, znižujú expresiu CRH R1 mRNA. Hippocampus, u ktorého sa preukázala vysoká denzita glukokortikoidových receptorov, pôsobí inhibične na neuróny CRH PVN, a tým aj na aktivitu osi HPA [96].

Súhrnne možno konštatovať, že v rámci protizápalových aktivít glukokortikoidy pôsobia na imunitné bunky, inhibujú ďalšiu syntézu a uvoľňovanie cytokínov, a tak chránia organizmus pred negatívnymi vplyvmi abnormálne intenzívnej imunitnej reakcie (poškodenie tkaniva, autoimunita, septický šok) [91,92].

Neurálne dráhy neuroimunitných interakcií

V zápale sa okrem imunitnej kontroly prebiehajúcich reakcií uplatňuje aj imunomodulačný vplyv nervového systému. Mozog a imunitný systém majú navzájom obojsmerne prepojené prostredníctvom autonómneho nervového systému. Sympatikus a parasympatikus (n. vagus) inervujú srdce, gastrointestinálny trakt, pečeň, pankreas, obličky, pľúca, týmus a regulujú zložky vrodenej imunity. V porovnaní s regulačným vplyvom osi HPA je neurálna dráha rýchlejšia a poskytuje informácie o mieste poškodenia [92].

Cholinergická protizápalovádráha – n. vagus

V rýchlej zápalovej signalizácii majú významnú úlohu aferentné vlákna n. vagus [98]. Aktivita senzorických zakončení vedie k aktivácii cholinergických nervových vláken eferentného nervus vagus a k synaptickému uvoľňovaniu acetylcholínu, ktorý inhibuje ďalšiu sekréciu prozápalových cytokínov. Táto protizápalová činnosť bola označená ako „cholinergická protizápalová dráha“ [91,99].

Zdá sa, že nevyhnutné zastúpenie v cholinergicky sprostredkovanom protizápalovom pôsobení n. vagus majú nikotínové receptory s α7 podjednotkou [91,100–102]. Aktiváciou receptoru, či už fyziologicky stimuláciou n. vagus alebo farmakologicky agonistami nikotínových receptorov, sa redukovala tvorba zápalových mediátorov prostredníctvom inhibície translokácie transkripčného faktoru NFκB a stimulácie dráhy Jak/STAT. Pri štúdiu vplyvu cholinergickej transmisie sa pri T bunkách zistilo, že aktivácia receptora tiež znižuje prozápalovú sekréciu a zároveň inhibuje mitogénom indukovanú proliferáciu [103–105].

Pozitívny vplyv cholinergickej protizápalovej dráhy potvrdzujú mnohé experimentálne štúdie. Elektrickou stimuláciou n. vagus sa podarilo znížiť koncentráciu TNF počas endotoxémie [106], ischemicko reperfúznom poškodení [107]. Zlepšila priebeh ochorení ako sú experimentálna artritída, hemoragický šok, sepsa, pankreatitída [100,105,108]. Vzhľadom na zistenú spoluúčasť zápalu pri vzniku nádorov sa predpokladá zapojenie neurónov n. vagus do modulácie nádorového procesu [92,109–111].

Pôsobenie sympatikových noradrenergických dráh v zápalových procesoch

Skutočnosť, že imunitný systém je regulovaný sympatikovým nervovým sy­stémom, potvrdzuje nielen sympatiková inervácia väčšiny tkanív lymfatických orgánov, ale aj preukázaná expresia adrenergických receptorov na povrchu imunitných buniek [112], pričom prenos imunoregulačných signálov sympatika je podmienený prítomnosťou konkrétne adrenergických a purinergických receptorov [91]. Jadrá mozgového kmeňa, ktoré vysielajú imunomodulačné signály pregangliovým nervovým vláknam sympatika, sa nachádzajú v pars rostralis ventrolaterálnej časti predĺženej miechy [100,113].

Noradrenalín pôsobí prostredníctvom väzby na adrenergické receptory, ktoré patria medzi klasické G proteínové receptory so 7 transmembránovými doménami. Lokálne uvoľňovaný noradrenalín, neuropeptid Y, alebo cirkulujúce katecholamíny ovplyvňujú pohyb, cirkuláciu, proliferáciu lymfocytov, modulujú produkciu cytokínov a funkčnú aktivitu lymfoidných buniek [113]. Vplyv sympatika na imunitné reakcie potvrdzuje fenomén označovaný ako „adrenergická leukocytóza“, ktorý sa následne po aktivácii sympatika manifestuje okamžitou mobilizáciou leukocytov.

O imunomodulačných vplyvoch sym­patika existujú protichodné zistenia. Chemická sympatikotómia u myší zvýšila infiltráciu plazmatických buniek a sérové hladiny protilátok [112,114]. Bolo preukázané, že chemická sympatikotómia stimuluje proliferáciu, migráciu a diferenciáciu T  a B lymfocytov [115,116]. U NK buniek aktivácia β adrenergickych receptorov inhibovala cytotoxickú aktivitu [117,118], ale na druhej strane stimulovala ich migráciu, ako aj migráciu cytotoxických T lymfocytov [118].

Zaujať jednotné stanovisko v otázke celkového pôsobenia sympatika v zápalových procesoch nie je jednoduché. Niektoré štúdie naznačujú, že aktivácia sympatika pôsobí prozápalovo, ale väčšina prác poukazuje na jeho protizápalové pôsobenie [119]. Prerušenie sympatikových noradrenergických vláken v lymfatických uzlinách sa spája so zhoršením zápalového procesu, naproti tomu existujú pozorovania, že sympatikotómia alebo denervácia nervových dráh obmedzila závažnosť zápalu [120]. Predpokladá sa, že účinok sympatikotómie závisí od viacerých faktorov na bunkovej a molekulárnej úrovni [121].

Inervácia nádorov ako štrukturálny dôkaz vplyvu nervového systému na nádorový proces

Otázka inervácie nádorov sa považuje za pomerne nový vedecký „problém“. V roku 2001 bola publikovaná práca nemeckých autorov o inervácii adenómu epitelu ciliárneho telesa [122], ktorá akoby otvorila novú kapitolu vo výskume nádorovej bio­­lógie. Jedna z „najstarších“ prác popisuje inerváciu vo vzťahu k regulácii prietoku nádorových ciev [123]. Prítomnosť nervových vlákien v blízkosti ciev a ich úlohu v regulácii krvného zásobenia dávajú do vzťahu aj novšie publikované práce [122,124–126]. Aktuálne poznatky o úlohe neurotransmiterov, neurohumorálnych dráh v procese nádorového rastu však tiež viedli k súčasným názorom, že inervácia nádorov, resp. novotvorba nervových vlákien v nádoroch je proces analogický k nádorovej angiogenéze či lymfangiogenéze [127,128]. Jednoznačne však prítomnosť nervových vláken v nádoroch predstavuje štrukturálny dôkaz o vzájomných komunikáciách medzi nervovým systémom a nádorovým tkanivom [122].

Význam inervácie nádorov a vplyv neurotransmiterov na nádorový proces

Výskyt neuronálnych štruktúr v nádorovom tkanive by mohol byť na jednej strane dôkazom informovanosti organizmu a centrálneho nervového systému o existencii nádoru a snáď v kontexte s protizápalovým pôsobením nervových dráh odrazom snahy nervového systému kontrolovať nádorový rast. Na druhej strane poznatky o vplyve neurotransmiterov na imunitné a nádorové bunky skôr naznačujú, že neurogenéza môže byť účelovým procesom zo strany nádoru. Detekcia vazoaktívneho intestinálneho peptidu (VIP) a neuropeptidu Y (NPY) v blízkosti nádorového cievneho systému poukazuje na úlohu týchto neuropeptidov v regulácii lokálneho krvného prietoku [124]. O neuropeptide VIP je známe, že stimuluje sekréciu imunosupresívne pôsobiaceho kortizolu [129], čo môže v tomto prípade tiež poukazovať na nepriamu moduláciu imunitných procesov v rámci nádoru. Sympatikový mediátor NPY má tiež imunomodulačné účinky. Reguluje diferenciáciu T pomocných buniek, stimuluje uvoľňovanie zápalových mediátorov z monocytov, aktivuje NK bunky [130] a je tiež angiogénnym faktorom [131]. Na druhej strane boli NPY a VIP pozitívne nervové štruktúry (vlákna a ich zväzky) prítomné v blízkosti nádorových buniek, čo naznačuje, že produkciou rôznych rastových faktorov môžu priamo ovplyvňovať nádorový rast [124].

Úlohe nervového systému v nádorovom procese sa v súčasnosti venuje veľká pozornosť. Je známe, že imunitný systém detekuje prítomnosť nádorových buniek, a preto exi­stujú predpoklady, že nervový systém je prostredníctvom neuroimunitných interakcií informovaný o prítomnosti nádoru a môže ho modulovať (obr. 1) [92,109,110,132,133].

Predpokladané mechanizmy interakcií medzi nádorovým prostredím a centrálnym nervovým systémom [92].
Obr. 1. Predpokladané mechanizmy interakcií medzi nádorovým prostredím a centrálnym nervovým systémom [92].

Úlohu neurotransmiterov v nádorovom procese potvrdzujú dôkazy o expresii receptorov pre neurotransmitery v mnohých typoch nádorových buniek. Výsledky viacerých štúdií naznačujú vplyv neuronálnych signálov sympatikových a parasympatikových dráh v procesoch apoptózy, migrácie a metastázovania buniek, angiogenézy [134]. Keďže neurotransmitery pôsobia chemotakticky, môžu prispievať k lokalizácii metastáz do orgánov uvoľňujúcich tieto chemické látky [128,135].

Úloha katecholamínov v nádorových procesoch je spomedzi všetkých neurotransmiterov najviac popísaná [136]. Je známe, že katecholamíny ovplyvňujú cez adrenergické receptory metabolizmus a rast cieľových buniek [137]. Pri noradrenalíne (NA) sa preukázalo, že stimuluje migráciu a metastázovanie nádorových buniek zrejme cez β2 adrenergické receptory [138,139] a tieto procesy možno úspešne eliminovať použitím beta blokátorov [140]. Expresia β2 adrenergických receptorov a väzba adrenalínu bola preukázaná pri nádorových bunkách ovárií a interakcie týchto receptorov s mediátorom NA v nádoroch prsníka, ovárií, prostaty, hrubého čreva [141]. Aktivácia sympatikoadrenálneho systému pri stresových reakciách a celkovo stres sa považujú za faktory, ktoré podporujú nádorovú progresiu a zhoršujú zdravotný stav onkologického pacienta [92,133,142,143]. Preukázalo sa, že NA prispieva k progresii nádoru prostredníctvom zvýšenia expresie angiogénnych faktorov ako VEGF, MMP [144], ako aj IL 8 a IL 6 [145]. Pozorovanie, že NA indukuje rast fibroblastov a hladkosvalových buniek naznačuje pozitívne pôsobenie v signálnych proliferačných dráhach [131]. V prípade sympatikového mediátora NPY sa pozorovala proliferačná aj antiproliferačná aktivita, pričom sa zdá, že pôsobenie NPY závisí od typu nádorových buniek, exprimovaného receptoru, experimentálnych podmienok a koncentrácie NPY [146].

Úlohu n. vagus a cholinergického systému v nádorovej bio­­lógii naznačujú pozorovania o vplyve acetylcholínu a jeho receptorov v nádorovom procese. Aktivácia muskarínového receptoru nádorových buniek sa spája s generovaním antiproliferačných signálov a stimuláciou E selektínom sprostredkovanej adhézie [147]. Na druhej strane sa preukázalo, že acetylcholín cez muskarínové receptory stimuluje rast nádoru ovárií, pľúc a v prípade nádorov hrubého čreva a prostaty sa potvrdil proliferačný stimul cez muskarínové M3 receptory [148]. Už dávnejšie bola venovaná pozornosť nikotínovému receptoru v súvislosti s fajčením a nádorom pľúc. Štúdie preukázali, že nikotínové receptory zohrávajú významnú úlohu v mitogénnej signalizácii a proliferačnú aktivitu bolo možno blokovať antagonistami nikotínových, ale nie muskarínových receptorov [149]. V tejto súvislosti sa preukázali významné najmä receptory obsahujúce α7 podjednotku. Je zaujímavé, že zvýšená expresia mRNA pre α7 podjednotku bola preukázaná pri mnohých typoch nádorových buniek pľúc, ale prítomnosť tohto proteínu v nikotínovom receptore iba v prípade veľmi agresívnych buniek malobunkového karcinómu pľúc (SCLC). Stimuláciou receptora sa zvýšila syntéza DNA, ako aj počet buniek SCLC. Tento typ receptorov preukázal významnú úlohu pri inhibícii apoptózy, stimulácii migrácie a invazívnosti buniek. Aktivácia pôsobila ako stimul pre sekréciu niektorých rastových faktorov a ich autokrinné pôsobenie na nádorové bunky [149]. Aktivita signálnych dráh proliferácie a invazívnosti SCLC buniek je naopak inhibovaná cez aktiváciu β2 adrenergických receptorov [150].

Uvedené experimentálne výsledky, ako aj pozorovania týkajúce sa pôsobenia iných neurotransmiterov v nádorovom tkanive [134,151] sú dôkazom toho, že nervové zakončenia v nádorovom tkanive poskytujú signálne látky, ktoré môžu podporovať proliferáciu nádorových buniek a iniciovať formovanie metastáz.

Proces nádorovej neoneurogenézy

Celkovo možno vývin neuronálnych štruktúr rozdeliť do 6 krokov. Zahŕňajú migráciu prekurzorových buniek do cieľovej oblasti, ich diferenciáciu, organizáciu budúcej štruktúry, vytvárajú sa prepojenia s existujúcimi nervovými štruktúrami a prebiehajú procesy podmieňujúce celkové prispôsobenie sa k budúcim funkciám.

Bunky v nádorovom tkanive spolu navzájom komunikujú a interagujú. Nervové bunky uvoľňujú neurotransmitery, ktoré sa viažu na špecifické receptory nádorových buniek a modulujú patogenézu nádorového rastu. Na druhej strane aj nádorové bunky sú schopné uvoľňovať nielen angiogénne, lymfangiogénne, ale aj faktory, ktoré môžu stimulovať priľahlé nervové bunky a viesť k vrastaniu axónov do nádoru. I keď sa predpokladalo, ako aj v prípade nádorových krvných a lymfatických ciev, že nádor prerastá cez už existujúci nervový sy­stém, v súčasnosti existujú dôkazy o nádorovej „neoneurogenéze“ [128,152]. Pri rôznych typoch nádorových buniek sa preukázala syntéza nervového rastového faktoru (NGF), mozgového rastového faktoru (BDNF), neurotrofínu 3 [128,153]. Tieto faktory ovplyvňujú procesy rastu a diferenciácie nervových buniek a naviac sa funkcie neurogénnych a angiogénnych faktorov prekrývajú. V súvislosti so známymi skutočnosťami o procesoch vývinu nádorových lymfatických a krvných ciev by nebolo správne pripisovať jednému faktoru úlohu pri neoneurogenéze, skôr ide o komplex faktorov a interakcií [128].

Pri porovnávaní inervácie malígnych a benígnych nádorov prsníka bol v malígnom tkanive preukázaný vyšší výskyt nervových vlákien v porovnaní s benígnym, či normálnym tkanivom [154]. V súčasnosti je otázne, či by sme ovplyvnením inervácie nádorov mohli zvrátiť zlý stav onkologického pacienta.

Neurobio­­logický pohľad na etiopatogenézu nádorových chorôb, ktorý vychádza z preukázanej inervácie nádorových tkanív, vplyvu neurotransmiterov na procesy spojené s nádorovým rastom, ako aj obojsmerných interakcií medzi imunitným a nervovým sy­stémom, vytvára podklad pre úplnejšie chápanie komplexity procesov sprevádzajúcich nádorový rast. Experimentálne štúdie neurobio­­lógie nádorových chorôb, ktoré v súčasnosti prebiehajú aj v našom laboratóriu [155,156], môžu v budúcnosti umožniť využitie získaných poznatkov pri zavedení nových diagnostických a terapeutických postupov v onkológii.

Záver

Predložená práca je pokusom o zhrňujúci pohľad „do vnútra nádorového procesu“. K zložitosti nádorového rastu sme priradili termín „komplexita“. Prvou podmienkou komplexity je prostredie, v ktorom prebiehajú procesy, ktoré môžeme sledovať aspoň parciálne. Druhou podmienkou je nelinearita sledovaných dejov. Predpokladáme, že obidve podmienky sú splnené v prípade nádorového rastu.

Nádorového rastu sa zúčastňuje veľa faktorov. Ich počet určite presahuje minimálne niekoľko desiatok. Ak zoberieme do úvahy pravdepodobné kombinácie, tak pri desiatkach faktorov dosahuje počet možných kombinácií niekoľko miliárd možností. Táto skutočnosť nás nabáda k tomu, aby sme rešpektovali zložitosť, a aby sme boli opatrní pri oceňovaní alebo preceňovaní niektorých faktorov, látok alebo molekúl a ich vzájomných interakcií v tomto zložitom procese. Okrem toho musíme rešpektovať aj to, že vývin nádorov nie je lineárny. Rast nádorov ako zložitý a komplexný dej je na začiatku harmonizovaný. Harmónia rastu je však na hranici chaosu. Pritom bunky nefungujú ako automaty a ich činnosť nie je kontinuálna. V bunkách prebiehajú procesy v závislosti od ich „výbavy“, ale aj v závislosti na okolitom prostredí. Tieto skutočnosti spolu predstavujú zložitosť, ktorá môže mať navonok spoločné charakteristiky rastu niektorých typov nádorov.

Myslíme si, že je potrebné robiť analýzy smerujúce k zjednocovaniu poznatkov o vnútornom prostredí nádorov. Preto sme sa pokúsili zhrnúť novšie poznatky a usporiadať ich tak, aby tvorili prehľad a základ pre hlbšie štúdium. Diagnostika a terapeutické ovplyvňovanie rastu alebo eliminácie nádorov „sa teraz posúvajú“ do vnútra buniek, k molekulám a k nadmieru zložitým procesom. Myslíme si, že podobné štúdie predstavujúce zhrňujúci pohľad budú nevyhnutné s určitou pravidelnosťou aj preto, aby sa známe obohacovalo o nové bez štúdia všetkých detailov, najmä bez opisu procesov, pri ktorých sa poznatky získali.

Od minulého roka sa v najprestížnejších časopisoch objavujú štúdie, v ktorých sa predpokladá využitie reverzie molekulového programu malígnych buniek, ktoré by malo za následok odstránenie nádorového rastu. K týmto nádejam sa pridávajú aj predpoklady časového horizontu v dohľade budúcich 20 rokov. Aj preto považujeme štúdium vnútorného prostredia nádoru za odôvodnené. Naša práca je pokusom o jednoduché priblíženie nadrozmernej zložitosti vnútronádorového procesu.

Celkom vedome sme nerobili hierarchiu procesov podľa ich zložitosti alebo rozsahu. Budúcnosť ukáže uzlové body, ktoré sú významnejšie ako paralelne prebiehajúce deje. Predpokladáme, že rozhodujúcimi ukazovateľmi a charakteristikami budú bio­­markery a najmä ich kontinuálne sledovanie. Takými môže byť aj sledovanie neoangiogenézy, alebo neoneurogenézy. Predpokladáme, že pre dosahovanie týchto cieľov sú práce podobné ako predložená, opodstatnené.

Táto práca vznikla v súvislosti s riešením grantových projektov APVV 0045 06; VEGA (1/4312/07, 1/4251/07 a 2/0010/09) a grant UK 450/2009.

Mgr. Zuzana Valášková
www.fmed.uniba.sk
e mail: zuzana.valaskova@fmed.uniba.sk


Zdroje

1. Adam Z, Chlupová G, Tomášek J et al. Systémové a paraneoplastické projevy maligních onemocnění. Vnitř Lék 2007; 53: 253– 285.

2. Polyak K, Haviv I, Campbell IG. Co‑evolution of tumor cells and their microenvironment. Trends Genet 2009; 25: 30– 38.

3. Olumi AF, Grossfeld GD, Hayward SW et al. Carcinoma‑associated fibroblasts direct tumor progression of initiated human prostatic epithelium. Cancer Res 1999; 59: 5002– 5011.

4. Hlávková D, Kopecký O, Lukešová Š. Zánětlivá reakce a její význam v průběhu nádorového procesu. Vnitř Lék 2008; 54: 821– 826.

5. Tlsty TD, Coussens LM. Tumor stroma and regulation of cancer development. Annu Rev Pathol 2006; 1: 119– 150.

6. Egeblad M, Werb Z. New functions for the matrix metalloproteinases in cancer progression. Nat Rev Cancer 2002; 2: 161– 174.

7. Folgueras AR, Pendás AM, Sánchez LM et al. Matrix metalloproteinases in cancer: from new functions to improved inhibition strategies. Int J Dev Biol 2004; 48: 411– 424.

8. Houghton J, Morozov A, Smirnova I et al. Stem cells and cancer. Semin Cancer Biol 2007; 17: 191– 203.

9. Ailles LE, Weissman IL. Cancer stem cells in solid tumors. Curr Opin Biotechnol 2007; 18: 460– 466.

10. Marotta LL, Polyak K. Cancer stem cells: a model in the making. Curr Opin Genet Dev 2009; 19: 44– 50.

11. Wicha MS. Cancer stem cell heterogeneity in hereditary breast cancer. Breast Cancer Res 2008; 10: 105.

12. Orimo A, Gupta PB, Sgroi DC et al. Stromal fibroblasts present in invasive human breast carcinomas promote tumor growth and angiogenesis through elevated SDF‑1/ CXCL12 secretion. Cell 2005; 121: 335– 348.

13. Pagès F, Berger A, Camus M et al. Effector memory T cells, early metastasis, and survival in colorectal cancer. N Engl J Med 2005; 353: 2654– 2666.

14. Galon J, Costes A, Sanchez‑Cabo F et al. Type, density, and location of immune cells within human colorectal tumors predict clinical outcome. Science 2006; 313: 1960– 1964.

15. Stewart TH, Heppner GH. Immunological enhancement of breast cancer. Parasitology 1997; 115: S141– S153.

16. Nonomura N, Takayama H, Nishimura K et al. Decreased number of mast cells infiltrating into needle bio­­psy specimens leads to a better prognosis of prostate cancer. Br J Cancer 2007; 97: 952– 956.

17. Taskinen M, Karjalainen‑Lindsberg ML, Leppä S. Prognostic influence of tumor‑infiltrating mast cells in patients with follicular lymphoma treated with rituximab and CHOP. Blood 2008; 111: 4664– 4667.

18. Ben‑Baruch A. Host microenvironment in breast cancer development: inflammatory cells, cytokines and chemokines in breast cancer progression: reciprocal tumor‑microenvironment interactions. Breast Cancer Res 2003; 5: 31– 36.

19. Whiteside TL. The tumor microenvironment and its role in promoting tumor growth. Oncogene 2008; 27: 5904– 5912.

20. Gassmann P, Haier J. The tumor cell‑host organ interface in the early onset of metastatic organ colonisation. Clin Exp Metastasis 2008; 25: 171– 181.

21. Coussens LM, Tinkle CL, Hanahan D et al. MMP‑9 supplied by bone marrow‑derived cells contributes to skin carcinogenesis. Cell 2000; 103: 481– 490.

22. Pekarek LA, Starr BA, Toledano AY et al. Inhibition of tumor growth by elimination of granulocytes. J Exp Med 1995; 181: 435– 440.

23. Wu QD, Wang JH, Condron C et al. Human neutrophils facilitate tumor cell transendothelial migration. Am J Physiol Cell Physiol 2001; 280: C814– C822.

24. Schruefer R, Lutze N, Schymeinsky J et al. Human neutrophils promote angiogenesis by a paracrine feedforward mechanism involving endothelial interleukin‑8. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2005; 288: H1186– H1192.

25. Coussens LM, Werb Z. Inflammation and cancer. Nature 2002; 420: 860– 867.

26. Crowther M, Brown NJ, Bishop ET et al. Microenvironmental influence on macrophage regulation of angiogenesis in wounds and malignant tumors. J Leukoc Biol 2001; 70: 478– 490.

27. Sato E, Olson SH, Ahn J et al. Intraepithelial CD8+ tumor‑infiltrating lymphocytes and a high CD8+/ regulatory T cell ratio are associated with favorable prognosis in ovarian cancer. Proc Natl Acad Sci USA 2005; 102: 18538– 18543.

28. Leffers N, Lambeck AJ, de Graeff P et al. Survival of ovarian cancer patients overexpressing the tumour antigen p53 is diminished in case of MHC class I down‑regulation. Gynecol Oncol 2008; 110: 365– 373.

29. Yu P, Fu YX. Tumor‑infiltrating T lymphocytes: friends or foes? Lab Invest 2006; 86: 231– 245.

30. Mantovani A, Romero P, Palucka AK et al. Tumour immunity: effector response to tumour and role of the microenvironment. Lancet 2008; 371: 771– 783.

31. Lukešová Š, Vroblová V, Hlávková D et al. Sledování protinádorové buněčné imunitní odpovědi u nemocných s renálním karcinomem, porucha proliferace T‑lymfocytů. Vnitř Lék 2008; 54: 139– 145.

32. Wolf D, Wolf AM, Rumpold H et al. The expression of the regulatory T cell‑specific forkhead box transcription factor FoxP3 is associated with poor prognosis in ovarian cancer. Clin Cancer Res 2005; 11: 8326– 8331.

33. O’Neill DW, Adams S, Bhardwaj N. Manipulating dendritic cell bio­­logy for the active immunotherapy of cancer. Blood 2004; 104: 2235– 2246.

34. Zou W, Machelon V, Coulomb‑L’Hermin A et al. Stromal‑derived factor‑1 in human tumors recruits and alters the function of plasmacytoid precursor dendritic cells. Nat Med 2001; 7: 1339– 1346.

35. Iwamoto M, Shinohara H, Miyamoto A et al. Prognostic value of tumor‑infiltrating dendritic cells expressing CD83 in human breast carcinomas. Int J Cancer 2003; 104: 92– 97.

36. Freedman RS, Deavers M, Liu J et al. Peritoneal inflammation –  a microenvironment for Epithelial Ovarian Cancer (EOC). J Transl Med 2004; 2: 23.

37. Dhodapkar MV, Steinman RM, Krasovsky J et al. Antigen‑specific inhibition of effector T cell function in humans after injection of immature dendritic cells. J Exp Med 2001; 193: 233– 238.

38. Curiel TJ, Cheng P, Mottram P et al. Dendritic cell subsets differentially regulate angiogenesis in human ovarian cancer. Cancer Res 2004; 64: 5535– 5538.

39. Pavoni E, Monteriù G, Santapaola D et al. Tumor‑infiltrating B lymphocytes as an efficient source of highly specific immunoglobulins recognizing tumor cells. BMC Biotechnol 2007; 7: 70.

40. Dunn GP, Old LJ, Schreiber RD. The immunobio­­logy of cancer immunosurveillance and immunoediting. Immunity 2004; 21: 137– 148.

41. Beverley PC. The immunology of cancer. In: Knowles MA, Selby PJ (eds). Introduction to the Cellular and Molecular Biology of Cancer. New York: Oxford University Press 2005: 337– 353.

42. Girolomoni G, Ricciardi‑Castagnoli P. Dendritic cells hold promise for immunotherapy. Immunol Today 1997; 18: 102– 104.

43. Cholujová D. Protinádorová imunita a imunoterapia –  molekulárne ministerstvo obrany. 2007. Available from http:/ / www.nvr.sk/ buxus/ generate_page.php?page_id=547.

44. Gerhardt A, Usener D, Keese M et al. Tissue expression and sero‑reactivity of tumor‑specific antigens in colorectal cancer. Cancer Lett 2004; 208: 197– 206.

45. Eichmüller S, Usener D, Thiel D et al. Tumor‑specific antigens in cutaneous T‑cell lymphoma: expression and sero‑reactivity. Int J Cancer 2003; 104: 482– 487.

46. Mittelman A, Lucchese A, Sinha AA et al. Monoclonal and polyclonal humoral immune response to EC HER‑2/ NEU peptides with low similarity to the host‘s proteome. Int J Cancer 2002; 98: 741– 747.

47. Taylor DD, Gercel‑Taylor C. Tumor‑reactive immunoglobulins in ovarian cancer: diagnostic and therapeutic significance? Oncol Rep 1998; 5: 1519– 1524.

48. Ostrand‑Rosenberg S. Immune surveillance: a balance between protumor and antitumor immunity. Curr Opin Genet Dev 2008; 18: 11– 18.

49. DeNardo DG, Coussens LM. Inflammation and breast cancer. Balancing immune response: crosstalk between adaptive and innate immune cells during breast cancer progression. Breast Cancer Res 2007; 9: 212.

50. Drake CG, Jaffee E, Pardoll DM. Mechanisms of immune evasion by tumors. Adv Immunol 2006; 90: 51– 81.

51. Gilboa E. How tumors escape immune destruction and what we can do about it. Cancer Immunol Immunother 1999; 48: 382– 385.

52. Piancatelli D, Romano P, Sebastiani P et al. Local expression of cytokines in human colorectal carcinoma: evidence of specific interleukin‑6 gene expression. J Immunother 1999; 22: 25– 32.

53. Mocellin S, Marincola FM, Young HA. Interleukin‑10 and the immune response against cancer: a counterpoint. J Leukoc Biol 2005; 78: 1043– 1051.

54. Benelli R, Lorusso G, Albini A et al. Cytokines and chemokines as regulators of angiogenesis in health and disease. Curr Pharm Des 2006; 12: 3101– 3115.

55. Crivellato E, Ribatti D. Involvement of mast cells in angiogenesis and chronic inflammation. Curr Drug Targets Inflamm Allergy 2005; 4: 9– 11.

56. Burtin C, Ponvert C, Fray A et al. Inverse correlation between tumor incidence and tissue histamine levels in W/ WV, WV/ +, and +/ + mice. J Natl Cancer Inst 1985; 74: 671– 674.

57. Zhang W, Stoica G, Tasca SI et al. Modulation of tumor angiogenesis by stem cell factor. Cancer Res 2000; 60: 6757– 6762.

58. Crivellato E, Nico B, Ribatti D. Mast cells and tumour angiogenesis: new insight from experimental carcinogenesis. Cancer Lett 2008; 269: 1– 6.

59. Ribatti D, Marimpietri D, Pastorino F et al. Angiogenesis in neuroblastoma. Ann N Y Acad Sci 2004; 1028: 133– 142.

60. Di Girolamo N, Indoh I, Jackson N et al. Human mast cell‑derived gelatinase B (matrix metalloproteinase‑9) is regulated by inflammatory cytokines: role in cell migration. J Immunol 2006; 177: 2638– 2650.

61. Tuna B, Yorukoglu K, Unlu M et al. Association of mast cells with microvessel density in renal cell carcinomas. Eur Urol 2006; 50: 530– 534.

62. Nonomura N. Three successful cases of bilateral testicular tumors where the unilateral testis was preserved by three courses of BEP chemotherapy. Int J Urol 2007; 14: 882.

63. Yano H, Kinuta M, Tateishi H et al. Mast cell infiltration around gastric cancer cells correlates with tumor angiogenesis and metastasis. Gastric Cancer 1999; 2: 26– 32.

64. Lachter J, Stein M, Lichtig C et al. Mast cells in colorectal neoplasias and premalignant disorders. Dis Colon Rectum 1995; 38: 290– 293.

65. Takanami I, Takeuchi K, Naruke M. Expression and prognostic value of the standard CD44 protein in pulmonary adenocarcinoma. Oncol Rep 2000; 7: 1065– 1067.

66. Gounaris E, Erdman SE, Restaino C et al. Mast cells are an essential hematopoietic component for polyp development. Proc Natl Acad Sci USA 2007; 104: 19977– 19982.

67. Procházka V, Chlup R. Kolorektální karcinom a diabetes mellitus. Vnitř Lék 2008; 54: 979– 984.

68. Folkman J. Angiogenesis in cancer, vascular, rheumatoid and other disease. Nat Med 1995; 1: 27– 31.

69. McDonald DM, Choyke PL. Imaging of angiogenesis: from microscope to clinic. Nat Med 2003; 9: 713– 725.

70. Jain RK. Normalization of tumor vasculature: an emerging concept in antiangiogenic therapy. Science 2005; 307: 58– 62.

71. Fukumura D, Jain RK. Imaging angiogenesis and the microenvironment. APMIS 2008; 116: 695– 715.

72. Hanahan D, Christofori G, Naik P et al. Transgenic mouse models of tumour angiogenesis: the angiogenic switch, its molecular controls, and prospects for preclinical therapeutic models. Eur J Cancer 1996; 32A: 2386– 2393.

73. Kerbel RS. Tumor angiogenesis. N Engl J Med 2008; 358: 2039– 2049.

74. Neufeld G, Kessler O. The semaphorins: versatile regulators of tumour progression and tumour angiogenesis. Nat Rev Cancer 2008; 8: 632– 645.

75. Hanahan D, Folkman J. Patterns and emerging mechanisms of the angiogenic switch during tumorigenesis. Cell 1996; 86: 353– 364.

76. Ferrara N. VEGF as a therapeutic target in cancer. Oncology 2005; 69 (Suppl 3): 11– 16.

77. Shibuya M. Structure and dual function of vascular endothelial growth factor receptor‑1 (Flt‑1). Int J Biochem Cell Biol 2001; 33: 409– 420.

78. Semenza G. Signal transduction to hypoxia‑inducible factor 1. Biochem Pharmacol 2002; 64: 993– 998.

79. Pouysségur J, Mechta‑Grigoriou F. Redox regulation of the hypoxia‑inducible factor. Biol Chem 2006; 387: 1337– 1346.

80. Keith B, Simon MC. Hypoxia‑inducible factors, stem cells, and cancer. Cell 2007; 129: 465– 472.

81. Rüegg C. Leukocytes, inflammation, and angiogenesis in cancer: fatal attractions. J Leukoc Biol 2006; 80: 682– 684.

82. Noonan DM, De Lerma Barbaro A, Vannini N et al. Inflammation, inflammatory cells and angiogenesis: decisions and indecisions. Cancer Metastasis Rev 2008; 27: 31– 40.

83. Tsirlis TD, Papastratis G, Masselou K et al. Circulating lymphangiogenic growth factors in gastrointestinal solid tumors, could they be of any clinical significance? World J Gastroenterol 2008; 14: 2691– 2701.

84. Ji RC. Lymphatic endothelial cells, tumor lymphangiogenesis and metastasis: New insights into intratumoral and peritumoral lymphatics. Cancer Metastasis Rev 2006; 25: 677– 694.

85. Kerjaschki D, Huttary N, Raab I et al. Lymphatic endothelial progenitor cells contribute to de novo lymphangiogenesis in human renal transplants. Nat Med 2006; 12: 230– 234.

86. Garmy‑Susini B, Makale M, Fuster M et al. Methods to study lymphatic vessel integrins. Methods Enzymol 2007; 426: 415– 438.

87. Huang XZ, Wu JF, Ferrando R et al. Fatal bilateral chylothorax in mice lacking the integrin alpha9beta1. Mol Cell Biol 2000; 20: 5208– 5215.

88. Ji RC. Lymphatic endothelial cells, inflammatory lymphangiogenesis, and prospective players. Curr Med Chem 2007; 14: 2359– 2368.

89. Das S, Skobe M. Lymphatic vessel activation in cancer. Ann NY Acad Sci 2008; 1131: 235– 241.

90. Cao Y. Why and how do tumors stimulate lymphangiogenesis? Lymphat Res Biol 2008; 6: 145– 148.

91. Tracey KJ. The inflammatory reflex. Nature 2002; 420: 853– 859.

92. Mravec B. Neurobio­­lógia chorôb periférnych tkanív. Bratislava: SAP 2008.

93. Godbout JP, Johnson RW. Age and neuroinflammation: a lifetime of psychoneuroimmune consequences. Neurol Clin 2006; 24: 521– 538.

94. Pavlov VA, Wang H, Czura CJ et al. The cholinergic anti‑inflammatory pathway: a missing link in neuroimmunomodulation. Mol Med 2003; 9: 125– 134.

95. Blatteis CM. The afferent signalling of fever. J Physiol 2000; 526: 470.

96. Silverman MN, Pearce BD, Biron CA et al. Immune modulation of the hypothalamic‑pituitary‑adrenal (HPA) axis during viral infection. Viral Immunol 2005; 18: 41– 78.

97. Sternberg EM. Neural‑immune interactions in health and disease. J Clin Invest 1997; 100: 2641– 2647.

98. Goehler LE, Gaykema RP, Nguyen KT et al. Interleukin‑1beta in immune cells of the abdominal vagus nerve: a link between the immune and nervous systems? J Neurosci 1999; 19: 2799– 2806.

99. Czura CJ, Tracey KJ. Autonomic neural regulation of immunity. J Intern Med 2005; 257: 156– 166.

100. Pavlov VA, Tracey KJ. Neural regulators of innate immune responses and inflammation. Cell Mol Life Sci 2004; 61: 2322– 2331.

101. Quan N, Banks WA. Brain‑immune communication pathways. Brain Behav Immun 2007; 21: 727– 735.

102. Wang H, Yu M, Ochani M et al. Nicotinic acetylcholine receptor alpha7 subunit is an essential regulator of inflammation. Nature 2003; 421: 384– 388.

103. De Jonge WJ, van der Zanden EP, The FO et al. Stimulation of the vagus nerve attenuates macrophage activation by activating the Jak2– STAT3 signaling pathway. Nat Immunol 2005; 6: 844– 851.

104. Gallowitsch‑Puerta M, Pavlov VA. Neuro‑immune interactions via the cholinergic antiinflammatory pathway. Life Sci 2007; 80: 2325– 2329.

105. Oke SL, Tracey KJ. From CNI‑1493 to the immunological homunculus: phy­siology of the inflammatory reflex. J Leukoc Biol 2008; 83: 512– 517.

106. Bernik TR, Friedman SG, Ochani M et al. Pharmacological stimulation of the cholinergic antiinflammatory pathway. J Exp Med 2002; 195: 781– 788.

107. Bernik TR, Friedman SG, Ochani M et al. Cholinergic antiinflammatory pathway inhibition of tumor necrosis factor during ischemia reperfusion. J Vasc Surg 2002; 36: 1231– 1236.

108. Andersson J. The inflammatory reflex –  introduction. J Intern Med 2005; 257: 122– 125.

109. Mravec B, Hulin I. Does vagus nerve constitute a self‑organization complexity or a “hidden network”? Bratisl Lek Listy 2006; 107: 3– 8.

110. Mravec B, Gidron Y, Kukanova B et al. Neural‑endocrine‑immune complex in the central modulation of tumorigenesis: facts, assumptions, and hypotheses. J Neuroimmunol 2006; 180: 104– 116.

111. Paleari L, Grozio A, Cesario A et al. The cholinergic system and cancer. Semin Cancer Biol 2008; 18: 211– 217.

112. Nance DM, Sanders VM. Autonomic innervation and regulation of the immune system (1987– 2007). Brain Behav Immun 2007; 21: 736– 745.

113. Elenkov IJ, Wilder RL, Chrousos GP et al. The sympathetic nerve: an integrative interface between two supersystems: the brain and the immune system. Pharmacol Rev 2000; 52: 595– 638.

114. Pongratz G, McAlees JW, Conrad DH et al. The level of IgE produced by a B cell is regulated by norepinephrine in a p38 MAPK‑ and CD23- dependent manner. J Immunol 2006; 177: 2926– 2938.

115. Madden KS, Olschowka JA, Livnat S. Noradrenergic sympathetic innervation of lymphoid organs. Prog Allergy 1988; 43: 14– 36.

116. Madden KS, Sanders VM, Felten DL. Catecholamine influences and sympathetic neural modulation of immune responsiveness. Annu Rev Pharmacol Toxicol 1995; 35: 417– 448.

117. Shakhar G, Ben‑Eliyahu S. In vivo beta‑adrenergic stimulation suppresses natural killer activity and compromises resistance to tumor metastasis in rats. J Immunol 1998; 160: 3251– 3258.

118. Lang K, Drell TL, Niggemann B et al. Neurotransmitters regulate the migration and cytotoxicity in natural killer cells. Immunol Lett 2003; 90: 165– 172.

119. Sternberg EM. Neural regulation of innate immunity: a coordinated nonspecific host response to pathogens. Nat Rev Immunol 2006; 6: 318– 328.

120. Bellinger DL, Millar BA, Perez S et al. Sympathetic modulation of immunity: relevance to disease. Cell Immunol 2008; 252: 27– 56.

121. Haug SR, Heyeraas KJ. Modulation of dental inflammation by the sympathetic nervous system. J Dent Res 2006; 85: 488– 495.

122. Seifert P, Spitznas M. Tumours may be innervated. Virchows Arch 2001; 438: 228– 231.

123. Shapiro DM, Warren S. Cancer innervation. Cancer Res 1949; 9: 707– 711.

124. Li Q, Johansson H, Kjellman M et al. Neuroendocrine differentiation and nerves in human adrenal cortex and cortical lesions. APMIS 1998; 106: 807– 817.

125. Schwei MJ, Honore P, Rogers SD et al. Neurochemical and cellular reorganization of the spinal cord in a murine model of bone cancer pain. J Neurosci 1999; 19: 10886– 10897.

126. Seifert P, Spitznas M. Axons in human choroidal melanoma suggest the participation of nerves in the control of these tumors. Am J Ophthalmol 2002; 133: 711– 713.

127. Entschladen F, Palm D, Lang K et al. Neoneurogenesis: tumors may initiate their own innervation by the release of neurotrophic factors in analogy to lymphangiogenesis and neoangiogenesis. Med Hypotheses 2006; 67: 33– 35.

128. Entschladen F, Palm D, Niggemann B et al. The cancer’s nervous tooth: Considering the neuronal crosstalk within tumors. Semin Cancer Biol 2008; 18: 171– 175.

129. Nicol MR, Cobb VJ, Williams BC et al. Vasoactive intestinal peptide (VIP) stimulates cortisol secretion from the H295 human adrenocortical tumour cell line via VPAC1 receptors. J Mol Endocrinol 2004; 32: 869– 877.

130. Groneberg DA, Folkerts G, Peiser C et al. Neuropeptide Y (NPY). Pulm Pharmacol Ther 2004; 17: 173– 180.

131. Raju B, Haug SR, Ibrahim SO et al. Sympathectomy decreases size and invasiveness of tongue cancer in rats. Neuroscience 2007; 149: 715– 725.

132. Gidron Y, Perry H, Glennie M. Does the vagus nerve inform the brain about preclinical tumours and modulate them? Lancet Oncol 2005; 6: 245– 248.

133. Mravec B, Ondicova K, Valaskova Z et al. Neurobio­­logical principles in the etiopathogenesis of disease: when diseases have a head. Med Sci Monit 2009; 15: RA6– RA16.

134. Lang K, Bastian P. Neurotransmitter effects on tumor cells and leukocytes. Prog Exp Tumor Res 2007; 39: 99– 121.

135. Drell TL 4th, Joseph J, Lang K et al. Effects of neurotransmitters on the chemokinesis and chemotaxis of MDA‑MB‑468 human breast carcinoma cells. Breast Cancer Res Treat 2003; 80: 63– 70.

136. Entschladen F, Drell TL 4th, Lang K et al. Neurotransmitters and chemokines regulate tumor cell migration: potential for a new pharmacological approach to inhibit invasion and metastasis development. Curr Pharm Des 2005; 11: 403– 411.

137. Sanae F, Miyamoto K, Koshiura R. Altered adrenergic response and specificity of the receptors in rat ascites hepatoma AH130. Cancer Res 1989; 49: 6242– 6246.

138. Lang K, Drell TL 4th, Lindecke A et al. Induction of a metastatogenic tumor cell type by neurotransmitters and its pharmacological inhibition by established drugs. Int J Cancer 2004; 112: 231– 238.

139. Masur K, Niggemann B, Zanker KS et al. Norepinephrine‑induced migration of SW 480 colon carcinoma cells is inhibited by beta‑blockers. Cancer Res 2001; 61: 2866– 2869.

140. Palm D, Lang K, Niggemann B et al. The norepinephrine‑driven metastasis development of PC‑3 human prostate cancer cells in BALB/ c nude mice is inhibited by beta‑blockers. Int J Cancer 2006; 118: 2744– 2749.

141. Thaker PH, Sood AK. Neuroendocrine influences on cancer bio­­logy. Semin Cancer Biol 2008; 18: 164– 170.

142. Goldfarb Y, Ben‑Eliyahu S. Surgery as a risk factor for breast cancer recurrence and metastasis: mediating mechanisms and clinical prophylactic approaches. Breast Dis 2006– 2007; 26: 99– 114.

143. Kiecolt‑Glaser JK, Robles TF, Heffner KL et al. Psychooncology and cancer: psychoneuroimmunology and cancer. Ann Oncol 2002; 13: 165– 169.

144. Yang EV, Sood AK, Chen M et al. Norepinephrine up‑regulates the expression of vascular endothelial growth factor, matrix metalloproteinase (MMP)‑2, and MMP‑9 in nasopharyngeal carcinoma tumor cells. Cancer Res 2006; 66: 10357– 10364.

145. Yang EV, Kim SJ, Donovan EL et al. Norepinephrine upregulates VEGF, IL‑8, and IL‑6 expression in human melanoma tumor cell lines: implications for stress‑related enhancement of tumor progression. Brain Behav Immun 2009; 23: 267– 275.

146. Körner M, Reubi JC. NPY receptors in human cancer: a review of current knowledge. Peptides 2007; 28: 419– 425.

147. Williams CL. Muscarinic signaling in carcinoma cells. Life Sci 2003; 72: 2173– 2182.

148. Song P, Sekhon HS, Lu A et al. M3 muscarinic receptor antagonists inhibit small cell lung carcinoma growth and mitogen‑activated protein kinase phosphorylation induced by acetylcholine secretion. Cancer Res 2007; 67: 3936– 3944.

149. Schuller HM. Neurotransmitter receptor‑mediated signaling pathways as modulators of carcinogenesis. Prog Exp Tumor Res 2007; 39: 45– 63.

150. Plummer HK 3rd, Dhar MS, Cekanova M et al. Expression of G‑protein inwardly rectifying potassium channels (GIRKs) in lung cancer cell lines. BMC Cancer 2005; 5: 104.

151. Kinova S, Duris I, Kovacova E et al. Malignant carcinoid in two brothers. Bratisl Lek Listy 2001; 102: 231– 234.

152. Lang K, Entschladen F, Weidt C et al. Tumor immune escape mechanisms: impact of the neuroendocrine system. Cancer Immunol Immunother 2006; 55: 749– 760.

153. Entschladen F, Palm D, Drell TL 4th et al. Connecting a tumor to the environment. Curr Pharm Des 2007; 13: 3440– 3444.

154. Soltanghoraiee H, Zavarehii MJ, Broomand MA. Comparison between num­­ber of nerve fibers in normal breast tissue, benign lesions and malignant breast tumors. Acta Medica Iranica 2004; 42: 355– 358.

155. Mravec B, Lackovicova L, Pirnik Z et al. Brain response to induced peripheral cancer development in rats: dual fos‑tyrosine hydroxylase and fos‑oxytocin immunohistochemistry. Endocr Regul 2009; 43: 3– 11.

156. Pirnik Z, Bundzikova J, Bizik J et al. Activity of brainstem groups of catecholaminergic cells in tumor bearing rats: response to immobilization stress. Ann NY Acad Sci 2008; 1148: 141–147.

Štítky
Diabetologie Endokrinologie Interní lékařství

Článek vyšel v časopise

Vnitřní lékařství

Číslo 12

2009 Číslo 12

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Cesta pacienta s CHOPN
nový kurz
Autoři: doc. MUDr. Vladimír Koblížek, Ph.D.

Arteriální hypertenze ve světle nových evropských guidelines
Autoři: MUDr. Libor Jelínek

Precizní medicína v onkologii
Autoři:

Kožní toxicita cílené terapie inhibitory EGFR a VEGF
Autoři: MUDr. Karolína Svobodová

Jak na psoriázu v každodenní ambulantní praxi?
Autoři: MUDr. Jan Šternberský, Ph. D.

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se