NOWOTWORY

N O W O T W O R Y

SŁOWNICZEK:

CUN – centralny układ nerwowy “bang, bang he shot me down,

Neo – nowotwor bang, bang I hit the ground

NŁ – nowotwor łagodny bang, bang that awful sound,

NZ – nowotwor złośliwy bang, bang my baby shot me down”

Quentin Tarantino „Kill Bill”

Nowotwory drugą co do częstości przyczyną zgonow w USA (po chorobach układu sercowo-naczyniowego)!!!

Jakie są? Ktory jest w głębi duszy łagodny, a ktory złośliwy?? Co odrożnia je od Transformers i od Neo-Tuska??? Jak zachować się

wobec nowotworu (porady savoir-vivre dla gospodarza)???? Czy neo może dopaść zespoł białego fartucha?????

Jeśli dręczą Cię te pytania, drogi czytelniku, ten rozdział jest właśnie dla Ciebie, a odpowiedzi szukaj między wierszami.

1) DEFINICJE.

Nowotwor to nieprawidłowa masa tkankowa, ktorej wzrost jest nadmierny, nieskoordynowany z normalnymi tkankami

i trwa nadal po usunięciu przyczyny powodującej powstanie tej zmiany – podstawą jest utrata wpływu na normalną kontrolę

wzrostu.

Neo są:

- transformowane, tzn. nie odpowiadają na czynniki regulujące gospodarza

- jak pasożyty wobec zdrowych komorek

- w pewnym stopniu autonomiczne, niezależne od środowiska i stanu odżywienia gospodarza, choć bez krwi i zawartych w niej

składnikow odżywczych nie przeżyją

- łagodne (zlokalizowane, nie dające przerzutow, możliwe do chirurgicznego usunięcia) i złośliwe (mogące naciekać i niszczyć

otaczające struktury, dawać przerzuty i prowadzić do śmierci).

2) TERMINOLOGIA.

Neo mają miąższ (z transformowanych lub nowotworowych komorek) i nienowotworowy, łącznotkankowy miąższ z

naczyniami krwionośnymi. NŁ to te zakończone na –oma (nie zawsze!) jak fibroma, adenoma, papilloma, chondroma. NZ z

mezenchymy to mięsaki (sarcoma) – fibrosarcoma, chondrosarcoma. NZ z nabłonka to raki (carcinoma). Nazwy te mogą

uwzględniać pochodzenie, budowę i stopień zrożnicowania neo. Potworniak (teratoma) wywodzący się z wielopotencjalnych

komorek to twor zawierający dojrzałe lub niedojrzałe komorki i tkanki pochodzące z więcej niż jednego listka zarodkowego.

Hamartoma to obecność dojrzałych, niewłaściwie względem siebie ułożonych tkanek w danym, charakterystycznym dla tych

tkanek miejscu (np. hepatocyty, naczynia krwionośne i przewody żołciowe w bałaganie, ale nadal w wątrobie). Choristoma

(odprysk heterotopowy) to hamartoma w nieodpowiednim (ektopowym) miejscu (np. fragment dobrze rozwiniętej trzustki w

żołądku).

3) CHARAKTERYSTYKA NOWOTWORÓW ŁAGODNYCH I ZŁOŚLIWYCH.

Neo można sklasyfikować na podstawie zrożnicowania i anaplazji, wskaźnika wzrostu, miejscowej inwazji i przerzutow.

a) Różnicowanie i anaplazja.

Rożnicowanie komorek miąższowych neo odnosi się do określenia, do jakiego stopnia przypominają one morfologicznie

i funkcjonalnie komorki, z ktorych pochodzą. NŁ składają się z dojrzałych, zrożnicowanych morfologicznie i czynnościowo (np.

wytwarzają charakterystyczne dla danej tkanki substancje, hormony itp.) komorek, mają prawidłową strukturę, a figury

mitotyczne występują rzadko. NZ mogą być zbudowane z komorek o szerokim spektrum zrożnicowania, od dobrze

zrożnicowanych przez średniozrożnicowane do niezrożnicowanych (anaplastycznych). Komorki anaplastyczne cechują się:

obecnością pleomorfizmu (rożnic w wielkości i kształcie); dużych hiperchromatycznych jąder (ze stosunkiem jądrowocytoplazmatycznym

1:1, przy prawidłowym 1:4 do 1:6); komorek olbrzymich z jednym lub wieloma jądrami; licznych, atypowych

mitoz z nieregularnymi, wielobiegunowymi wrzecionami mitotycznymi; a także często wydzielaniem niespecyficznych dla danej

tkanki substancji (np. hormonow czy antygenow płodowych).

Dysplazja to nieprawidłowa, nienowotworowa proliferacja dotycząca głownie nabłonka. Polega na utracie jednolitości

komorek i ich architektonicznej orientacji. Komorki dysplastyczne charakteryzują się pleomorfizmem; hiperchromatycznymi,

dużymi jądrami; częstszymi niż zwykle, nieprawidłowo zlokalizowanymi figurami mitotycznymi; wyraźną „anarchią” strukturalną.

Zmiany dysplastyczne, wyraźne i obejmujące całą grubość nabłonka, to stadium przedinwazyjne raka (carcinoma in situ).

Dysplazje małego i średniego stopnia, nieobejmujące całej grubości nabłonka mogą być odwracalne po usunięciu ich przyczyny,

nabłonek może wowczas powrocić do stanu prawidłowego.

b) Tempo wzrostu.

Większość NŁ rośnie wolno, a większość NZ szybko, prowadząc do naciekania, przerzutow i śmierci. Zależy to od wielu

czynnikow. Są wyjątki, np. wzrost mięsakow gładkokomorkowych macicy zależy od poziomu estrogenow (w ciąży mogą rosnąć

szybciej, a po menopauzie wolniej, a nawet ulegać atrofii). Ogolnie tempo wzrostu NZ koreluje z poziomem ich zrożnicowania,

ale nie zawsze jest jednostajne, może się zwiększać lub zmniejszać w zależności od warunkow. W większości przypadkow

potrzeba dziesięcioleci, by NZ uwidocznił się klinicznie. Gwałtownie wzrastające NZ często zawierają w części centralnej

martwicę.

c) Naciekanie miejscowe.

NŁ pozostają zlokalizowane w miejscu pochodzenia i najczęściej są dobrze odgraniczone od otoczenia dzięki

wytworzeniu włoknistej torebki. Brak torebki nie oznacza jednoznacznie, że neo jest złośliwy.

NZ wzrastają przez naciekanie, inwazję, destrukcję i przenikanie otaczającej tkanki. Nie wytwarzają w pełni rozwiniętej

torebki, choć makroskopowo może się wydawać, że takowa istnieje.

d) Przerzut.

Przerzut to inaczej rozwoj wtornych wszczepow (przerzutow) nie mających ciągłości z guzem pierwotnym, zwykle w

odległych tkankach. Właściwość naciekania, a jeszcze bardziej przerzutowania, jednoznacznie określa neo jako złośliwy (bardziej

niż jakakolwiek inna cecha neo). Jedne dają przerzuty rzadko (np. raki podstawnokomorkowe skory i większość pierwotnych neo

w CUN), inne wykazują obecność przerzutow w chwili ustalenia pierwotnego rozpoznania (np. osteosarcoma do płuc). NZ mogą

się rozsiewać: - w obrębie jam ciała (np. rak okrężnicy, rak płuca czy raki jajnika), - przez układ limfatyczny (typowa droga dla

rakow), - drogą krwi (typowa droga dla mięsakow), drogą płynu mozgowo-rdzeniowego (w przypadku neo CUN np. rdzeniaka

zarodkowego czy wyściołczaka) i (niesłychanie rzadko) – przez bezpośredni wszczep komorek neo (np. przez narzędzia

chirurgiczne). Kolejność zajęcia węzłow chłonnych zależy głownie od lokalizacji ogniska pierwotnego i naturalnej drogi drenażu

limfy w danym miejscu. Raki płuca z drog oskrzelowych dają przerzuty w kolejności: węzły oskrzelowe → węzły oskrzelowotchawicze

→ węzły wnęki. Raki piersi powstające najczęściej w gornym zewnętrznym kwadrancie dają przerzuty najpierw do

węzłow pachy. Powiększone węzły chłonne w pobliżu ogniska pierwotnego mogą, choć nie muszą wskazywać na zajęcie przez komorki neo. Żyły są łatwiej penetrowane przez komorki neo niż tętnice. Wątroba i płuca są najczęściej zajmowanymi miejscami

przerzutow przy rozsiewie drogą krwi. Żyły są bardzo podatne na naciekanie przez raki nerki czy raka wątrobowokomorkowego.

Przykłady par ognisko pierwotne-przerzut to: rak prostaty-kości, raki płuc-nadnercza i mozg, nerwiaki zarodkowe-wątroba i

kości. Rzadko spotyka się przerzuty w mięśniach szkieletowych.

4) EPIDEMIOLOGIA.

a) Częstość występowania nowotworów.

Częstość zachorowań na nowotwory wśrod mężczyzn: prostata-30%, płuco i oskrzele-14%, jelito grube i odbytnica-11%

i kobiet: sutek-31%, płuco i oskrzele-12%, jelito grube i odbytnica-12%. Śmiertelność z powodu nowotworow wśrod mężczyzn:

płuco i oskrzele-31%, prostata-11%, jelito grube i odbytnica-10% i kobiet: płuco i oskrzele-25%, sutek-15%, jelito grube i

odbytnica-11%.

b) Czynniki geograficzne i środowiskowe.

Czynniki środowiskowe są dominującym uwarunkowaniem w większości neo sporadycznych. Geograficznie:

śmiertelność w raku sutka w USA jest ok. 4-5 razy wyższa niż w Japonii; śmiertelność w raku żołądka w Japonii jest ok. 7 razy

wyższa niż w USA; rak wątrobowokomorkowy jest najczęstszą przyczyną zgonow z powodu neo w wielu lokalnych populacjach w

Afryce.

Do czynnikow kancerogennych można zaliczyć m.in. promieniowanie słoneczne, pewne składniki diety, papierosy,

nadużywanie alkoholu, a także te związane z wykonywanym zawodem (azbest, arsen, benzen, beryl, kadm, związki chromu,

tlenek etylenu, związki niklu, radon i produkty jego rozpadu, chlorek winylu).

c) Wiek.

Częstość występowania neo wzrasta z wiekiem (zgony z powodu neo występują głownie w grupie wiekowej 55-75 lat) –

dochodzi do akumulacji mutacji somatycznych i obniżenie odporności immunologicznej.

Głowną przyczyną śmiertelności nowotworowej u dzieci (śmiertelność ta wynosi ok. 10% wszystkich zgonow u

dzieci<15 b="" r.="" s="">białaczki, neo CUN, chłoniaki

, mięsaki tkanek miękkich i mięsaki kości.

d) Dziedziczność.

Można wyodrębnić trzy kategorie dziedzicznych postaci nowotworow:

I) Dziedziczone zespoły nowotworowe – charakteryzują się wrodzoną predyspozycją wskazywaną w dobrze

udokumentowanym wywiadzie rodzinnym do rzadkiego nowotworu i/lub towarzyszącym widocznym fenotypem. Dziedziczenie

autosomalne dominujące. Do tej kategorii zaliczają się siatkowczak rodzinny, rodzinna polipowatość gruczołowa jelita grubego

(FAP), zespoły mnogiej gruczolakowatości wewnątrzwydzielniczej (MEN), neurofibromatoza typu 1 i 2, zespoł von Hippla-

Lindaua (VHL)

II) Nowotwory rodzinne – występują we wczesnym wieku, występują u dwoch lub większej liczby bliskich krewnych i

często zmiany nowotworowe są wieloogniskowe lub obustronne. Dziedziczenie dominujące lub wieloczynnikowe. Zaliczamy tu

raka piersi, raka jajnika oraz raka jelita grubego innego niż w rodzinnej polipowatości gruczołowej.

III) Autosomalnie recesywne zespoły defektywnej naprawy DNA. Do tej grupy należą: xeroderma pigmentosum, ataxia

teleangiectasia, zespoł Blooma, anemia Fanconiego.

Około 5-10% wszystkich neo należy do jednej z powyższych kategorii. Reszta może być dziedziczona jako predyspozycja do neo,

ktora może się ujawnić pod wpływem środowiska.

e) Nabyte zmiany przednowotworowe – to pewne stany kliniczne, ktore są dobrze poznanymi predyspozycjami do rozwoju NZ.

Nie oznaczają one nieuchronności transformacji nowotworowej, a jedynie zwiększone ryzyko. Do zmian tych zalicza się:

I) Ciągłe, regeneracyjne namnażanie się komorek (np. rak wątrobowokomorkowy w przebiegu marskości wątroby).

II) Proliferacja hiperplastyczna i dysplastyczna (np. rak oskrzelopochodny w dysplastycznej błonie śluzowej oskrzela u

nałogowych palaczy papierosow).

III) Przewlekłe zanikowe zapalenie żołądka (np. rak żołądka w niedokrwistości złośliwej).

IV) Przewlekłe wrzodziejące zapalenie jelita grubego (np. wzrost występowania raka jelita grubego w długotrwałej chorobie).

V) Leukoplakia jamy ustnej, sromu i prącia (np. zwiększone ryzyko raka płaskonabłonkowego).

VI) Gruczolaki kosmkowe jelita grubego (np. wysokie ryzyko przekształcenia się w raka jelita grubego).

5) KANCEROGENEZA: MOLEKULARNE PODSTAWY NOWOTWORU.

Nieletalne uszkodzenia materiału genetycznego (mutacje) są podstawą kancerogenezy. ● Istnieje hipoteza o

monoklonalności neo (masa neo powstaje w wyniku proliferacji pojedynczej komorki progenitorowej), ktora została

potwierdzona w większości badanych nowotworow.

● Głownym celem mutacji są trzy klasy prawidłowych genow regulatorowych: protoonkogeny promujące wzrost, geny

supresorowe nowotworu hamujące wzrost (antyonkogeny, recesywne onkogeny) oraz geny regulujące apoptozę (dominujące

lub recesywne). Onkogeny to zmutowane allele protoonkogenow, uważane są za dominujące.

● Klasa czwarta to geny odpowiedzialne za naprawę uszkodzonego DNA.

Kancerogeneza jest procesem wieloetapowym na poziomie fenotypu i genotypu. Progresja nowotworu ● to stopniowe

nabywanie cech fenotypowych (takich jak nadmierny wzrost, naciekanie i tworzenie przerzutow) będących wynikiem zmian

genotypowych i prowadzących do zwiększenia złośliwości neo (nie należy mylić progresji ze wzrostem masy guza). W punktach

a) do f) przedstawione są podstawowe zmiany w fizjologii komorki, ktore łącznie decydują o złośliwym fenotypie:

a) Samowystarczalność w zakresie sygnałów wzrostu. Komórki neo:

I) Produkują czynniki wzrostu (PDGF-płytkopochodny czynnik wzrostu, TGF-ά-transformujący czynnik wzrostu ά, czy

fibroblastyczne czynniki wzrostu hst-1 i FGF3), na ktore same reagują (wydzielanie autokrynne).

II) Posiadają zwiększoną ilość i/lub nadekspresję (tu w sensie: nadreaktywność) receptorow na czynniki wzrostu.

Receptory te są pobudzane nadmiernie przy normalnej ilości czynnikow wzrostu lub mogą być pobudzane przy braku takich

czynnikow. Przykładem nadekspresji są ERBB1 – receptor dla naskorkowego czynnika wzrostu (w rakach płaskonabłonkowych

płuca) czy ERBB2 (HER-2) (w rakach piersi i gruczolakorakow płuca, jajnika i ślinianek.

III) Wykazują mutacje białek przewodzących sygnał od receptorow w błonie do miejsca docelowego w jądrze.

Zmutowane RAS doprowadza do niekontrolowanej proliferacji komorki (rodzinna neurofibromatoza typu I). Natomiast

zmutowane białko ABL ma zwiększoną aktywność kinazy tyrozynowej (prowadzi do autonomicznego wzrostu – przewlekła

białaczka szpikowa) a także upośledza apoptozę, za ktorą prawidłowe ABL odpowiada.

IV) Posiadają zmutowane białko MYC odpowiedzialne za nadmierną ekspresję m.in. cyklinozależnych kinaz, a tym

samym za nadmierną proliferację (translokacja MYC – chłoniak Burkitta, nowotwor z komorek B; amplifikacja MYC – rak piersi,

jelita grubego i płuca).

V) Dość często wykazują nadekspresję cykliny D (neo piersi, przełyku, wątroby i część chłoniakow) i amplifikację genu

CDK4 (kinazy zależnej od cyklin) (czerniaki złośliwe, mięsaki i glejaki zarodkowe).

b) Niewrażliwość na sygnały hamujące wzrost. Przykładami są:

● Prawidłowy gen RB jest genem supresorowym (hamującym proliferację przez blokowanie przejścia z fazy G1 do S

cyklu komorkowego). Gen RB jest recesywnym genem nowotworu, tzn. że transformacja nowotworowa zaistnieje gdy zostaną

utracone oba prawidłowe allele tego genu. Do wzrostu neo prowadzą: 1) mutacje w obrębie genu RB (powodujące powstanie

białka RB w postaci nieaktywnej czyli wysokoufosforylowanej), 2) mutacje w innych genach (np. mutacyjna aktywacja cykliny D

lub CDK4), powodujące fosforylację RB oraz 3) wirusy onkogenne, ktorych białka wiążą aktywne białko RB i dezaktywują je.

Ponadto mutacje inaktywacyjne CDKN2A (inhibitora kinazy 4) w komorkach zarodkowych są związane w 25% ze skłonnością do

zapadania na czerniaka, natomiast somatyczne mutacje tego genu stwierdza się w rakach trzustki, przełyku, glioblastoma,

rakach niedrobnokomorkowych płuc, mięsakach tkanek miękkich i rakach pęcherza.

● TGF-β normalnie hamuje proliferację za pośrednictwem receptora lub cząstek SMAD. Mutacje receptora (rak jelita

grubego, żołądka i endometrium) i mutacyjna inaktywacja SMAD4 (rak trzustki) prowadzą do zwolnienia tego hamulca i

proliferacji.

● β-katenina to białko przekazujące sygnał do proliferacji w szlaku WNT. β-katenina wiąże się rownież z

cytoplazmatyczną powierzchnią E-kadheryny (sklejającej sąsiednie komorki). Normalnie, inne białko, APC, rozkłada β-kateninę i

hamuje proliferację. Jednak zmutowane białko APC (genu rownież supresorowego) nie rozkłada β-kateniny i dochodzi do

zwiększonej proliferacji. Jeden allel APC zmutowany – powstają polipy jelita grubego, oba allele zmutowane– powstają

gruczolaki (gruczolakowata polipowatość jelita grubego).

● TP53 wykrywa uszkodzenie DNA i uczestniczy w jego naprawie przez zatrzymanie komorki w fazie G1 i indukowanie

genow naprawy DNA. Kiedy DNA nie może być naprawione TP53 kieruje komorkę na drogę apoptozy. TP53 planuje tę śmierć

dokładnie, jak w Kill Billu (choć tam sytuacja jest nieco bardziej skomplikowana).

Przy homozygotycznej utracie genu TP53, genom nie jest naprawiany a mutacje kumulują i utrwalają się w kolejnych

podziałach. Osoby, ktore posiadają zmutowany jeden allel TP53 (zespoł Li-Fraumeni) 25 razy częściej rozwijają neo (mięsaka,

raka piersi, białaczkę, guzy mozgu i raki kory nadnercza). Wirusy HPV, HBV i EBV mogą łączyć się z prawidłowymi białkami TP53 i

inaktywować je.

c) Uniknięcie apoptozy.

Apoptozie sprzyjają:

- wysoki poziom receptora CD95 (receptor śmierci)

* niski poziom receptora w rakach wątrobowokomorkowych

- białko FADD (włącza prokaspazę 8, a ta aktywuje kaspazę 3–typową kaspazę egzekucyjną)

- uwalnianie cytochromu c (ten łączy się z APAF-1 – czynnikiem indukującym apoptozę, prokaspazą 9 i ATP) przez mitochondria;

uwalnianie to promują geny BID, BAD i BAX

- TP53 (zwiększa syntezę BAX, podwyższa stężenie receptora śmierci)

Apoptozę hamują:

- niski poziom TP53 (a to obniża poziom receptora śmierci)

- geny BCL2 (chłoniak grudkowy z komorek B) i BCL-XL (zapobiegają uwalnianiu cytochromu c)

Ostatecznie w niektorych nowotworach występuje transkrypcyjne wzmocnienie inhibitorow apoptozy ( np. chłoniak

tkanki limfatycznej błony śluzowej = chłoniaki MALT).

d) Nieograniczony potencjał replikacyjny dzięki obecności telomerazy.

e) Powstanie utrzymującej się angiogenezy.

Obecne w guzach, ich własne unaczynienie umożliwia im:

- wzrost ponad 1-2mm średnicy lub grubości (na taką odległość mogą być dostarczone tlen i substancje odżywcze bez naczyń)

- dalszą stymulację wzrostu dzięki wydzielanym przez nowo tworzone komorki środbłonka białkom, jak: isulinopodobne czynniki

wzrostu, PDGF, czynnik stymulujący makrofagi i granulocyty (GM-CSF) oraz interleukina 1 (IL-1)

- tworzenie przerzutow.

Neo może sam wytwarzać substancje angiogenne (jest ich około 12, a najważniejsze to naczyniowy środbłonkowy

czynnik wzrostu-VEGF i podstawowy czynnik wzrostu fibroblastow), jak też substancje te mogą pochodzić z naciekających neo

makrofagow. Neo syntetyzuje rownież czynniki antyangiogenne (np. trombospondyna-1, angiostatyna, endostatyna i

waskulostatyna). Prawdopodobnie TP53 unieczynnia angiogenezę przez indukcję syntezy trombospondyny-1. Zarowno

aktywacja onkogenu RAS jak czynnik 1 indukowany hipoksją (HIF-1) zwiększają wytwarzanie VEGF.

f) Możliwość naciekania i przerzutowania.

Kolejne etapy od powstania neo do wytworzenia przerzutu to:

ekspansja klonalna, wzrost, zrożnicowanie, angiogeneza → subpopulacja z właściwością przerzutowania → przywarcie i naciek

błony podstawnej → przejście przez macierz pozakomorkową (ECM)→ wniknięcie do naczynia → interakcja z limfocytami

gospodarza → zatory z komorek nowotworowych → przywarcie do błony podstawnej → wynaczynienie → depozyt przerzutowy

→ angiogeneza → wzrost.

Naciekanie ECM jest osiągane w 4 etapach:

I) Oddzielenie się komorek guza – utrata funkcji E-kadheryny i odłączenie od niej β-kateniny, co powoduje rozluźnienie więzi

międzykomorkowych i aktywację transkrypcji genow odpowiedzialnych za proliferację;

II) Przyłączenie się komorek guza do składnikow macierzy – takich jak laminina i fibronektyna;

III) Degradacja ECM – przez enzymy proteolityczne wytwarzane przez neo lub przez „zmuszane” do tego zdrowe fibroblasty.

Enzymy te to proteazy (w tym metaloproteinazy) takie jak żelatynazy, kolagenazy (typ IV kolagenazy - NZ piersi, jelita grubego i

żołądka), stromolizyny czy katepsyna D (inwazyjne raki piersi).

IV) Migracja komorek nowotworowych – pośredniczą w niej cytokiny z komorek neo (autokrynne czynniki ruchliwości).

Ponadto rozszczepione kolagen i lamina oraz insulinopodobne czynniki wzrostu I i II wykazują chemotaktyczną aktywność wobec

komorek neo. Rownież komorki zrębu wytwarzają parakrynne czynniki ruchliwości komorek: czynnik wzrostu

hepatocytow/czynnik rozproszenia (HGF/SCF) – glejak wielopostaciowy.

g) Niestabilność genomu – warunek złośliwości nowotworu.

Uważa się, że głowną przyczyną gromadzenia się mutacji w genomie jest defekt naprawy DNA. Przykładami są:

Zespoł wrodzonego niepolipowatego raka jelita grubego (HNPCC) – defekt genow odpowiedzialnych ● za naprawę błędow w

DNA typu mismatch (wynikających z zamiany zasad)

● Xeroderma pigmentosum – defekt genow lub białek naprawiających (przez system wycinania nukleotydow) uszkodzeń DNA

spowodowanych przez promieniowanie UV (promienie powodują powstanie wiązań krzyżowych między pirymidynami) –

zwiększone ryzyko rozwoju rakow skory

● Zespoł Blooma (zaburzenia rozwojowe) i ataxia teleangiectasia (z objawami neurologicznymi) – spowodowane

nadwrażliwością na promieniowanie jonizujące.

● Anemia Fanconiego – niedokrwistość spowodowana nadwrażliwością na czynniki krzyżowo wiążące DNA (np. iperyt

azotowy czyli gaz musztardowy)

● Neo wywołane mutacjami genow BRCA1 i BRCA2, ktore rownież zaliczane są do naprawiających DNA. Mutacje w tych

miejscach zwiększają ryzyko rozwoju: raka piersi, raka jajnika, gruczołu krokowego, trzustki, drog żołciowych, żołądka i

melanocytow.

h) Molekularne podstawy wieloetapowej kancerogenezy.

Mimo, że większość NZ ma pochodzenie monoklonalne, to do czasu kiedy staną się one uchwytne klinicznie, komorki

stanowiące guz cechuje skrajna heterogenność. W rożnych komorkach jednego guza gromadzą się liczne, rożne mutacje

prowadząc do powstania rożnych subpopulacji komorek. Jedne mutacje są letalne, inne wpływają na geny naprawy DNA,

protoonkogeny a jeszcze inne na geny supresorowe. Jedne zabije organizm gospodarza, a te, ktore przetrwają będą się mnożyć

dalej.

i) Zmiany kariotypowe w nowotworach.

Mutacje mogą być punktowe lub wystarczająco duże, by mogły być wykryte w kariotypie. Do tych drugich zaliczamy:

- Translokacje rownoważne – częste głownie w nowotworach układu krwiotworczego:

* chromosom Filadelfia – translokacja z chromosomu 22 na 9 w przewlekłej białaczce szpikowej (pewny marker tej

choroby)

* chłoniak Burkitta – translokacja między 8 i 14

* grudkowy chłoniak z komorek B – translokacja między 14 i 18

- Delecje chromosomow – częstsze w neo litych nie wywodzących się z układu krwiotworczego:

* siatkowczak – delecje 13q i 14

* rak jelita grubego – delecje 5q, 17p i 18q (3 geny supresorowe)

* rak drobnokomorkowy płuca – delecja 3p

- Amplifikacje genu – widoczne w kariotypie jako występowanie regionow o zatartej strukturze prążkowej (HSR – regiony

barwiące się homogennie) na pojedynczych chromosomach i tzw. minipary (double minutes):

* Nerwiaki zarodkowe (neuroblastoma) i raki piersi – amplifikacja genow N-MYC i HER-2.

6) ETIOLOGIA NOWOTWORU: CZYNNIKI KANCEROGENNE.

Uszkodzenia genetyczne leżące u podstaw kancerogenezy można podzielić na trzy grupy:

a) Kancerogeny chemiczne (ze względu na niektore nazwy przekraczające ramy tego opracowania, zachęcam do zerknięcia do

tabeli 6-5, str. 222 i 6-3, str. 197).

Okrucieństwo lekarzy bywa bezkresne. Doskonałym na to przykładem był Sir Percival Pott, angielski chirurg, ktory w

1775r. powiązał przyczynowo raka skory moszny u kominiarzy narażonych na przewlekłą ekspozycję na sadzę. I chwała mu za to!

Choć niekoniecznie, gdyż w wyniku jego wnikliwych obserwacji, kilka lat poźniej, Duński Cech Kominiarzy zarządził, że jego

członkowie muszą… kąpać się codziennie! Takie były początki chemicznej kancerogenezy.

Chemiczne kancerogeny:

- są strukturalnie rożnorodnymi związkami naturalnymi i syntetycznymi

- mogą działać bezpośrednio lub mogą być aktywne po przekształceniu metabolicznym (prokancerogeny przekształcane w

kancerogeny ostateczne)

- są wysoce reaktywnymi elektrofilami (mają atomy z niedoborem elektronow), tak że reagują z atomami z nadwyżką

elektronow w białkach komorkowych, RNA i DNA

- mogą (nieliczne z nich) być wzmacniane przez pewne czynniki z lub bez aktywności transformacyjnej (promotory – np. estry

forbolu-TPA, hormony, fenole i leki → mogą zwiększać proliferację, co jest warunkiem koniecznym do indukcji neo)

- mogą „wspołdziałać” z czynnikami biologicznymi lub promieniowaniem

- ich kancerogenność może rownież zależeć od metabolizujących je enzymow (np. rożne allele cytochromu P-450 mogą być

przyczyną rożnej wrażliwości na kancerogeny)

Czynniki bezpośrednio indukujące neo to generalnie słabe kancerogeny, jednak ważne ze względu na to, iż niektore z

nich to leki przeciwnowotworowe (np. związki alkilujące)!

Do czynnikow działających pośrednio możemy zaliczyć:

* Węglowodory policykliczne (wp) – pochodzące z gazu ziemnego, ropy naftowej czy węgla. Bardzo niebezpieczne

produkty benzo(ά)antracenow wywołują neo gdziekolwiek zostaną podane. Wp powstają też w trakcie spalania związkow

organicznych np. benzo(ά)piren w trakcie spalania papierosa (przyczyna raka płuca); pieczenia i wędzenia mięsa i ryb.

Podstawowe produkty węglowodorow to epoksydy, ktore tworzą kowalentne addukty z DNA, RNA i białkami.

* Aminy aromatyczne i barwniki azowe – to dawniej używane barwniki anilinowe (β-naftylamina; przemysł gumowy),

żołcień maślana (margaryna), czerwień szkarłatna (likier maraskino).

* Nitrozaminy i nitrozamidy – mogą powstawać w żołądku – aminy z pożywienia mogą ulegać nitrozylacji z azotynami

dodawanymi do pokarmow jako konserwanty lub azotanami pochodzenia bakteryjnego. Składniki nitrozowe z dymu

tytoniowego. Aflatoksyna B1 od niektorych szczepow Aspergillus (grzyba na nieprawidłowo przechowywanym zbożu i

orzechach). Anatoksyna i HBV mogą indukować rozwoj raka wątroby.

Kancerogeny chemiczne uszkadzają głownie RAS i TP53.

b) Kancerogeneza wywołana czynnikami promieniotwórczymi.

W wyniku promieniowania może dojść do rozwoju rakow skory, ostrej i przewlekłej białaczki szpikowej, raka tarczycy,

piersi, jelita grubego czy płuc. Skutkiem działania promieniowania są złamania chromosomow, translokacje, rozerwanie

podwojnego łańcucha DNA, niestabilność genomowa i rzadziej mutacje punktowe.

Promieniowanie UV jest najgroźniejsze dla osob o jasnej karnacji, przybywających na terenach o dużym nasłonecznieniu (częste

w Australii i Nowej Zelandii). Może powodować czerniaki, raki płaskonabłonkowe, raki podstawnokomorkowe. UV powoduje

tworzenie dimerow pirymidynowych i mutacje w genie TP53. Należy pamiętać o schorzeniach z uszkodzenia systemu

naprawczego DNA: xeroderma pigmentosum, ataxia teleangiectasia, zespoł Blooma i anemia Fanconiego.

c) Onkogeneza wirusowa i bakteryjna.

I) Onkogenne wirusy RNA – transformują komorka w dwoch mechanizmach: ● ostre wirusy transformujące zawierają

transformujące onkogeny wirusowe (v-onc) ● wirusy wolnotransformujące nie zawierają v-onc ale prowirusowy DNA jest

wprowadzany blisko onkogenu komorkowego. Pod wpływem silnego promotora wirusowego onkogeny komorkowe ulegają

nadekspresji – ten mechanizm transformacji jest nazywany mutagenezą inercyjną.

* Wirus ludzkiej białaczki z limfocytow T typu 1 (HTLV-1) – związany z endemiczną w Japonii i basenie morza

karaibskiego białaczką/chłoniakiem pochodzącym z limfocytow T. HTLV-1 wykazuje tropizm do limfocytow T CD4+ (jest to

głowny cel transformacji nowotworowej) – zakażenie wymaga przeniesienia zainfekowanych limfocytow T przez stosunek

płciowy, krew lub karmienie piersią. Białaczka rozwija się u 1% osob po 20-30 latach utajenia. Po zakażeniu, limfocyty T ulegają

proliferacji (indukowanej przez wirusowy gen TAX-powodujący syntezę IL-2 i GM-CSF). Najpierw rozrost limfocytow jest

poliklonalny, a następnie przechodzi w monoklonalny.

II) Onkogenne wirusy DNA – HPV, EBV, HHV-8 (rozdział 5) i HBV

* HPV (human papilloma virus) – wirus ludzkiego brodawczaka – wspołdziała wraz z innymi czynnikami w patogenezie

rakow płaskonabłonkowych szyjki macicy, odbytu, okolicy okołoodbytniczej, rakow sromu i prącia. Ponadto ok. 20% rakow

nosogardła jest związanych z HPV. Sekwencje DNA wirusow HPV typu 16 i 18 stwierdzono w 75-100% przypadkow zmian

typowych dla rakow płaskonabłonkowych. Sama infekcja HPV nie jest wystarczająca do kancerogenezy (wymagane są

dodatkowe mutacje np. w genie RAS). Np. ludzkie keratynocyty transfekowane in vitro DNA z wirusow HPV typu 16,18 lub 31

stają się nieśmiertelne (!), ale nie tworzą neo u zwierząt doświadczalnych.

* EBV – wirus Epsteina-Barr – włączony jest w patogenezę chłoniaka Burkitta (endemiczny dla pewnych rejonow Afryki),

chorob limfoproliferacyjnych występujących po przeszczepach, pierwotnych chłoniakow CUN u chorych z AIDS, grupy innych

chłoniakow związanych z AIDS, ziarnicy złośliwej (tych 5 wywodzi się z limfocytow B) i raka nosogardła (endemiczny w

południowych Chinach). U osob z wydolnym układem odpornościowym poliklonalna proliferacja limfocytow B spowodowana

wirusem EBV pozostaje bezobjawowa lub rozwija się w samoograniczający się epizod mononukleozy zakaźnej. W obszarach

endemicznych (gdzie limfocyty B zakażone EBV nie prezentują antygenow) i przy wspołistniejącej infekcji dochodzi do

proliferacji. Natomiast przy jednoczesnym osłabieniu układu immunologicznego limfocyty B prezentują antygeny EBV i przy

wzmocnieniu odporności te proliferacje mogą być opanowane.

* HBV (hepatitis B virus) – wirus zapalenia wątroby typu B – zwiększa ryzyko wystąpienia raka z komorek wątrobowych

(powoduje przewlekłe uszkodzenie komorek wątrobowych i towarzyszącą temu regenerację przez proliferację).

III) Helicobacter pylori – wspołodpowiadający za raka i chłoniaka (wywodzącego się z limfocytow B) żołądka (MALT-oma).

Chłoniak – przewlekły stan zapalny powoduje tworzenie się grudek chłonnych w błonie śluzowej, powstają uczulone na

Helicobacter limfocyty T, ktore z kolei powodują poliklonalną proliferację limfocytow B (z czasem monoklonalną). Rak żołądka (u

3% zakażonych pacjentow) powstaje w następującej kolejności zmian – przewlekłe zapalenie żołądka → atrofia → metaplazja

jelitowa → dysplazja → rak. U jednego pacjenta rzadko występują te 3 schorzenia: rak, chłoniak i wrzod żołądka. A u pacjentow z

wrzodem dwunastnicy prawie nigdy nie rozwija się rak żołądka.

7) OBRONA GOSPODARZA PRZED NOWOTWOREM:

ODPORNOŚĆ PRZECIWNOWOTWOROWA.

W następnie zmian genetycznych w transformacji nowotworowej może nastąpić ekspresja białek postrzeganych jako

obce. Thomas i Burnet wprowadzili termin nadzoru immunologicznego, odnoszący się do rozpoznawania i niszczenia obcych

komorek guza w miejscu ich pojawienia się.

a) Antygeny nowotworowe.

Można je podzielić na dwie kategorie – swoiste, występujące tylko na komorkach neo i antygeny towarzyszące neo, które są

obecne na komórkach neo i niektórych komórkach prawidłowych. Ważną rolę w rozpoznawaniu neo odgrywają limfocyty T

CD8+ (CTL). CTL rozpoznają antygeny MHC klasy I oraz poniższe antygeny nowotworowe:

I) Antygeny nowotworowo-jądrowe – kodowane przez geny, ktore są nieme we wszystkich komorkach za wyjątkiem jąder (w

jądrach jednak białka te nie wykazują ekspresji na powierzchni komorki). Praktycznie są one swoiste dla neo, jednak nie są

swoiste dla poszczegolnych neo. Są to MAGE (MAGE-1 w rakach płuc, wątroby, żołądka i przełyku), GAGE, BAGE i RAGE

II) Antygeny swoiste tkankowo (swoiste dla rożnicowania) – wykazują ekspresję na komorkach neo i ich nietransformowanych

odpowiednikach, np. swoiste dla melanocytow MART-1, gp100 i tyrozynaza występują rownież w czerniakach złośliwych

III) Antygeny będące następstwem zmian mutacyjnych w białkach – charakterystyczne tylko dla neo, np. antygeny z

produktow zmutowanych β-kateniny, RAS, TP53, i genow CDK4 – wspolne dla rożnych neo

IV) Antygeny ulegające nadekspresji – np. białko HER-2, normalnie występujące na komorkach jajnika i piersi (jednak

prawidłowo jest go zbyt mało do wykrycia przez CTL).

V) Antygeny wirusowe pochodzące z wirusow onkogennych takich jak HPV i EBV. Nie występują w prawidłowych komorkach

VI) Inne antygeny nowotworowe – glikolizacja śluzu w rakach trzustki, jajnika czy piersi powoduje powstanie epitopow, ktore

wcześniej były maskowane przez węglowodany (a więc są praktycznie swoiste dla neo) – przykład – antygen MUC-1

VII) Antygeny nowotworowo-płodowe lub antygeny zarodkowe – np. antygen karcynoembrionalny (CEA) czy ά-fetoproteina

(AFP). Prawidłowo wytwarzane tylko w fazie rozwoju embrionalnego. Służą jako markery w rakach jelita grubego i wątroby

VIII) Antygeny swoiste dla rożnicowania, jak CD10 (ekspresja w nowotworowych i prawidłowych limfocytach B) i antygen

swoisty dla gruczołu krokowego (PSA – na łagodnych i złośliwych komorkach nabłonka gruczołu krokowego). Służą głownie jako

markery diagnostyczne do określenia typu komorek związanych z transformacją.

b) Mechanizmy działania przeciwnowotworowego.

Cytotoksyczne limfocyty T (CTL) – jak wyżej + fakt, że w niektorych przypadkach, przy obecności ● neo, nie powstają

spontanicznie in vivo uczulone na niego CTL, ale mogą zostać wygenerowane przez uczulenie antygenem nowotworowym

prezentowanym przez komorki dendrytyczne.

● Naturalni zabojcy (komorki NK) – mogą niszczyć komorki neo bez uprzedniego uczulenia. Po aktywacji IL-2, NK mogą

powodować lizę wielu rodzajow komorek neo u ludzi, łącznie z takimi, ktore nie są immunogenne dla limfocytow T (ponadto CTL

wymagają do rozpoznania komorki neo by ta wykazała ekspresję MHC klasy I, NK tego nie potrzebują). NK mogą też uczestniczyć

w komorkowej cytotoksyczności zależnej od przeciwciał.

● Makrofagi po aktywacji interferonem-γ mogą zabijać komorki neo przez syntezę aktywnych metabolitow tlenowych

lub czynnika martwicy guza (TNF)

Mechanizmy humoralne mogą uczestniczyć w niszczeniu komorek nowotworowych przez aktywację ● komplementu i

indukcję cytotoksyczności komorkowej zależnej od przeciwciał przez komorki NK.

c) Nadzór immunologiczny.

Prawdopodobnie istnieje bo u osob z osłabionym układem odpornościowym częstość występowania neo (występuje u

5% tych chorych) jest ok. 200 razy większa. Neo mogą ominąć ten nadzor przez:

- selektywny rozrost odmian antygenowo ujemnych

- utratę lub zmniejszenie ekspresji antygenow MHC klasy I (niewidzialne dla CTL)

- utratę kostymulacji (kostymulacja to obecność, oprocz antygenow MHC klasy I, cząsteczek kostymulujących jak B7-1) –

nie tylko niewidzialne dla CTL ale dodatkowo mogą one ulec apoptozie

- immunosupresja – czynniki onkogenne jak i neo i ich produkty (np. TGF-β czy ligand Fas, ktorym „strzelają” do

limfocytow T – „naboj” się do nich „przykleja” i powoduje apoptozę) mogą obniżać odpowiedź immunologiczną gospodarza

8) KLINICZNE CECHY NOWOTWORU

a) Wpływ nowotworu na gospodarza.

Neo może być złośliwy klinicznie (przez położenie i wpływ na otaczające struktury) i histologicznie (nacieka, przerzutuje,

wytwarza hormony itp.).

Kacheksja to zespoł wyniszczenia na ktory składają się: postępująca utrata tkanki tłuszczowej i zmniejszenie się masy

ciała, ktoremu towarzyszą znaczne osłabienie, anoreksja i niedokrwistość. W kacheksji podstawowy wskaźnik metaboliczny

zwiększa się mimo zmniejszonego poboru pożywienia – w adaptacyjnej odpowiedzi w czasie głodowania wskaźnik metaboliczny

się obniża.

Zespoły paranowotworowe (u 10-15% pacjentow z neo) to zespoły objawow inne niż kacheksja, stwierdzone u

pacjentow z neo, kore nie mogą być wyjaśnione rozsiewem neo lub wytwarzaniem hormonow swoistych dla tkanki z ktorej

pochodzą. Zespoły te mogą być najwcześniejszym objawem ukrytego neo; u dotkniętych tym pacjentow mogą stanowić

poważne problemy kliniczne i prowadzić do śmierci; mogą naśladować chorobę przerzutową i zaburzać leczenie. Najczęstszymi

zespołami są hiperkalcemia, zespoł Cushinga i niebakteryjne zakrzepowe zapalenie wsierdzia; nowotworami związanymi z tymi i

innymi zespołami są rak oskrzelopochodny i rak piersi oraz złośliwe zmiany hematogenne (reszta – tabela 6-6, str. 233).

b) Stopniowanie kliniczne i patologiczne nowotworów.

Patologiczne stopniowanie nowotworow (grading) – określenie agresywności i stopnia złośliwości na podstawie

cytologicznych cech rożnicowania komorek neo oraz ilości mitoz w obrębie neo. Neo może być określany jako stopień I, II, III lub

IV, w kolejności wzrastającej anaplazji.

Kliniczne stopniowanie nowotworow (staging) – uwzględnia wielkość zmiany pierwotnej, rozprzestrzenianie się do

regionalnych węzłow chłonnych i obecność lub brak przerzutow. Ocena ta uwzględnia oprocz badań cytologicznych badania

kliniczne, radiologiczne i w niektorych przypadkach chirurgiczne. Obecnie stosowane są dwie metody stopniowania: system

TNM (T-guz pierwotny, N-zajęcie regionalnych węzłow chłonnych, M-przerzuty) i system AJC (American Joint Committee).W

TNM T1, T2, T3 i T4 oznaczają wzrastającą wielkość guza pierwotnego; N0, N1, N2 i N3 wskazują na narastające zajęcie węzłow

chłonnych; M0 i M1 odzwierciedlają brak lub obecność odległych przerzutow. W systemie AJC mamy stopnie 0-IV – taki mix

powyższych cech.

c) Diagnostyka laboratoryjna nowotworów.

Diagnostyka laboratoryjna zmiany jest ściśle uwarunkowana jakością uzyskanego materiału. Materiały dostępne do

oceny to wycinek lub biopsja, aspirat cienkoigłowy (aspiracja komorek i rozmaz przy zmianach palpacyjnych dotyczących piersi,

tarczycy, węzłow chłonnych i ślinianek, a ostatnio, dzięki metodom obrazowania, narządow leżących głębiej), wymaz

cytologiczny (rozmazy cytologiczne Papanicolaou – badanie z łuszczonych komorek neo w raku szyjki macicy, endometrium,

płuca, neo pęcherza moczowego, gruczołu krokowego i raka żołądka) i preparat mrożony (śródoperacyjny – ocena w ciągu kilku

minut).

Immunocytochemia (użycie przeciwciał przeciwko np. cytokeratynie, PSA, receptorowi HER-2) jest uzupełnieniem

badania cytologicznego.

Cytometria przepływowa – przeciwciała znakowane fluorescencyjnie stosowane rutynowo w klasyfikacji białaczek i

chłoniakow, a także w ustaleniu ilości DNA (ploida może mieć wartość prognostyczną).

Testy biochemiczne dla enzymow związanych z neo, hormonow i innych markerow neo (ktore wydzielane są rownież

przez zdrowe tkanki!) we krwi mogą być pomocne w wykrywaniu neo, a w niektorych przypadkach są użyteczne do określenia

skuteczności stosowanego leczenia. Są to m.in. PSA (rak gruczołu krokowego), CEA (rak jelita grubego, trzustki, żołądka i piersi).

Prawie we wszystkich typach neo poziom CEA koreluje z wielkością masy neo (użytecznie w monitorowaniu leczenia, po resekcji

guza). AFP (ά-fetoproteina) wykazuje podwyższony poziom w neo wywodzących się z wątroby i pozostałości woreczka

żołtkowego w gonadach. Jest mniej swoisty dla innych neo, a dodatkowo (podobnie jak CEA) może towarzyszyć niektorym NŁ.

Rownież badania molekularne są pomocne w wykrywaniu neo. PCR (reakcja łańcuchowa polimerazy) – rożnicowanie

mono- (nowotworowych) i poliklonalnych (odczynowych) proliferacji; wykrywanie transkryptow BCR-ABL (przewlekła białaczka

szpikowa i minimalna choroba resztkowa). FISH (fluorescencyjna hybrydyzacja in situ) – wykrywa translokacje w mięsaku

Ewinga, białaczkach i chłoniakach. FISH i PCR – wykazywanie amplifikacji takich onkogenow jak HER-2 i N-MYC (raki piersi i

nerwiaki zarodkowe).

Technika mikromacierzy (technologia „chipow”) umożliwia jednoczesny pomiar poziomu ekspresji kilku tysięcy genow

(jest to ekscytujące osiągnięcie). Kolejne etapy tej procedury to: ekstrakcja mRNA z dwoch badanych źrodeł → odwrotna

transkrypcja do cDNA ze znakowanych fluorescencyjnie nukleotydow → fluorescencyjnie znakowane łańcuchy cDNA są

hybrydyzowane (przyłączane) do specyficznych sekwencji sond DNA związanych na stałym, silikonowym chipie. Na 1cm2 może

się zmieścić tysiące sond. Po hybrydyzacji skaner laserowy dokonuje pomiaru fluorescencji dla każdego punktu (każdej sondy).

Intensywność „świecenia” dla każdego z punktow jest proporcjonalna do poziomu ekspresji wyjściowego mRNA użytego do

syntezy cDNA w danym punkcie. Można zatem ustalić molekularny profil każdej badanej probki. W przyszłości może być to

pomocne w określaniu specyficznego leczenia dopasowanego do specyficznych deregulacji genow u danego pacjenta. Kto wie,

może wkrotce w reklamie w języku angielskim

„designer genes” będzie widnieć obok „designer jeans”!