Ugrás a tartalomhoz

A belgyógyászat alapjai 2.

Zsolt, Tulassay (2011)

Medicina Könyvkiadó Zrt.

5. fejezet - Daganatos megbetegedések

5. fejezet - Daganatos megbetegedések

Tartalom

A daganatok biológiai jellemzői
A daganatok kialakulásához vezető szabályozási zavarok
A szabályozási zavarok okai
Génhibák a daganatok kialakulásában
A daganatok növekedése és terjedése
A daganat és a szervezet kapcsolata
A daganatos betegségek általános jellemzői
A daganatos megbetegedések és halálozásuk
A rosszindulatú daganatos betegségek halálozási terhe a magyar felnőttek körében
A rosszindulatú daganatos betegségek okozta korai halálozás haláloki szerkezete
A rosszindulatú daganatos betegségek okozta halálozás területi egyenlőtlenségei
A rosszindulatú daganatok okozta megbetegedés jellegzetességei hazánkban
A daganatos betegségek kóroki tényezői
A daganatos betegségek megelőzése
A daganatos betegségek szűrése és megelőzése
A szűrővizsgálatok biológiai alapja: a daganatok fejlődéstörténete
A szűrés célja: másodlagos megelőzés
Milyen módszer alkalmas szűrésre?
A módszer alkalmasságának mutatói
A szűrővizsgálatok lehetséges hatásai
A szűrővizsgálat alkalmazásának módjai
A szűrővizsgálatokkal szemben támasztott követelmények
A szűrővizsgálatok hatásosságának bizonyítékai
A szűrés etikai többletfelelőssége
A daganatok klinikai kérdései
A daganat általános tünettana és szakaszai
Képalkotó eljárások a daganatos betegségek kórisméjében
A daganatok szövettani és citológiai kórisméje
A daganatos betegségek genetikai és molekuláris kórisméje
A daganatok laboratóriumi kórisméje
Örökletes daganatok
Paraneoplasiás szindrómák
Ismeretlen kiindulású, áttétetet adó daganatok
A daganatok kezelése
Onkológiai bizottságok
A daganatok sebészi kezelése
A daganatok sugárkezelése
A daganatok gyógyszeres kezelése
A daganatos betegek gondozása és rehabilitációja
Az onkopszichológia alapvonalai

Dr. Eckhardt Sándor

A daganatok biológiai jellemzői

A daganatok kialakulásához vezető szabályozási zavarok

Dr. Kopper László

A daganat a szervezet számára olyan előnytelen sejtszaporulat, amely legenyhébb formájában nem vagy alig észrevehető, súlyosabb formáiban, a rosszindulatú tumorokban azonban gyógyító beavatkozás nélkül a gazdaszervezet pusztulását okozza. Ez annak a következménye, hogy a fontos szabályozási rendszerekben, molekuláris szinten, a gének szerkezetében és a működésüket befolyásoló szabályozó folyamatokban hibák keletkeznek. Az előbbiek a genetikai, az utóbbiak az epigenetikai hibák. A daganatokat ezért genetikai és epigenetikai betegségeknek is nevezhetjük.

A szabályozási zavarok okai

Milyen működés zavara vezet el ahhoz, hogy a sejtek a normális szabályozás alól kikerüljenek, és önállósodva felhalmozódjanak? Ez a működési zavar a sejtek keletkezésében és pusztulásának szabályozásában alakul ki, azzal jár együtt, hogy a sejtek nem tudják ellátni a feladatukat. A daganat kialakulásához ezeknek a molekuláris hibáknak fel kell halmozódniuk: részben öröklődhetnek, így a csírasejtekben és minden testi sejtben megtalálhatóak. Ez a mai tudásunk szerint a ritkább lehetőség. Előfordulnak azonban szerzett hibák is, amelyek a méhen belüli vagy a születés utáni életben egyaránt kialakulhatnak. A hiba okozói (rákkeltők) származhatnak a sejten kívülről, de keletkezhetnek a sejtben is (pl. oxidatív stressz során). A hiba és a daganat kialakulásának kockázatát sok tényező befolyásolja.

Az öröklött génhibák a daganat kialakulásának esélyét növelik. Okozhatnak azonban olyan betegséget is, amelyben biztosan kialakul a rosszindulatú daganat. Ilyen például a vastagbél családi halmozódású (familiáris) polyposisa, amelyből biztosan vastagbélrák alakul ki. Ezért az ilyen betegekben a vastagbélrák kifejlődése csak a vastagbél teljes eltávolításával előzhető meg. Ha a daganat kialakulásának kockázata kisebb, akkor azt kell mérlegelnünk, hogy a daganat szempontjából veszélyeztetett szerv sebészi eltávolítása vagy a beteg gondos megfigyelése előnyösebb-e. Ez a kérdés vetődik fel a mellrák antigén (breast cancer antigen, BRCA1 gén) mutációját hordozók vizsgálatakor. Az emlőrák kialakulásának fokozott kockázata ezekben az egyénekben valóban fennáll, azonban a daganat kifejlődése adott betegben biztonsággal nem jósolható meg. Az öröklött génhibák más tünetekkel együtt „daganat-szindróma”-ként foglalhatók össze. Ilyen például veseráknál a von Hippel–Lindau-szindróma, vagy gyermekkori vesedaganatnál a Beckwith–Wiedemann-szindróma. Előfordul az is, hogy a családban halmozottan alakulnak ki daganatok, amelyre szinte az összes daganattípusnál találhatunk példát. Ezek az öröklődő daganatok, amelyek esetében feltétel az öröklődésmenet igazolása.

A szerzett génhibák keletkezhetnek a szervezetben is, de okozhatják fizikai (pl. sugárzás), kémiai (például dohányzás vagy a táplálkozás során a szervezetbe kerülő anyagok, DNS-t károsító gyógyszerek), vagy biológiai (például vírusok, Helicobacter pylori, Schistosoma) környezeti tényezők is. Ezek a hatások elsősorban a DNS-ben okoznak kárt, lánctöréseket. A károsító anyagok (adduktok) visszafordíthatatlanul kötődnek a DNS-hez, ezért megváltoztathatják a DNS szerkezetét és adattartalmát. Kevés olyan eset ismert, amelyre a rákkeltő által okozott génhiba a jellemző. Ilyen a p53 mutációját okozó aflatoxin, amely a 249 kodonban fokozza a májrák kialakulásának az esélyét. A DNS-vírusok is károsítják a sejt adatkészletét azzal, hogy beépülnek a gazdasejt nukleinsav-állományába. A vírusok nemcsak a génállományt károsítják, hanem különféle módon befolyásolják a sejt működését is. Így például bizonyos vírusfehérjék gátolják a szuppresszor fehérjéket vagy a programozott sejthalált (apoptosist). A vírus ugyanis nem pusztítja el a gazdasejtet, hiszen akkor önmagát nem tudja fenntartani. Ez hozzájárul a génhibákat hordozó sejt életben maradásához, ami ellentétes a sejtműködés normális szabályozásával. Az RNS-vírusok nem épülnek be, hanem főleg fehérjéikkel befolyásolják előnytelenül a sejtműködés szabályozását, például az átírást szabályozó tényezőket, miáltal segítik vagy gátolják a gének átíródását.

A rákkeltők között a hasonlóságok mellett lényeges eltérésekkel is találkozunk. A kémiai anyagok egy része közvetlenül rákkeltő, másik része pedig közvetetten hat, azaz – számos gyógyszerhez hasonlóan – átalakulnak, és anyagcseretermékük a károsító tényező. Érthető tehát, hogy ebben az esetben a kockázat nagyságát az anyagcserében részt vevő enzimek (például a citokrómrendszer) aktivitása jelentősen befolyásolhatja. Ismert, hogy ezek az enzimek különbözőek, egyénenként eltérőek, amely a rákkeltőkkel szembeni érzékenység egyéni eltérését is magyarázhatja. Ez a rendszer nemcsak a külső, hanem a szervezetben keletkezett rákkeltő anyagok átalakításáért is felelős. A több gyógyszer hatását akadályozó (multidrug-rezisztencia) fehérjék is különbözőek, amelyek feladata a sejtben keletkezett, vagy oda bejutott anyagok szállítása. Ha ezek hatékonyan működnek, akkor bizonyos károsító tényezők nem érik el a sejten belüli kritikus mennyiséget és így a daganat kialakulásának esélye csökken.

A szervezetben több károsító tényező keletkezik, mint amennyi a környezetből a szervezetbe jut. Az egyik feltételezés szerint az a tény, hogy a daganatok keletkezésének legfőbb kockázati tényezője az életkor, arra utal, hogy az élet során a sejtekben keletkező és a makromolekulákat károsító reaktív oxigéngyökök a génállományban folyamatosan hibákat okozhatnak. Más felfogás szerint az öregedés során főleg a sejtközötti állomány, a sejtek kapcsolata és környezetükhöz való viszonya változik meg. Ennek a feltételezésnek ellent mond az, hogy 80 életévnél idősebbekben a daganatok ritkábbak és klinikai lefolyásuk is enyhe. Az életkor és a daganatok előfordulása közötti összefüggés tehát összetett. Ez a korfüggőnek hitt daganatokra is vonatkozik, például az emlőrákra vagy a prostatarákra, amelyekben az évek előrehaladtával egyre nyilvánvalóbb az endokrin szabályozás zavara. A fiatalabb korban kialakuló daganatos betegségek viszont gyorsabb lefolyásúak, bár ebben az életkorban a szervezet ellenállóképessége még jobbnak gondolható. Szinte mindegyik szerv idült gyulladása kockázati tényezőt jelent. A gyulladás állandóan pusztítja a sejteket, amelyekből ugyan nem alakul ki daganat, viszont sok szövet, különösen a hámsejtek erre a hatásra újraképződéssel vagy sejtburjánzással válaszolnak. Az állandó károsodás miatt a szerkezet nem áll helyre, ezért a sejtek hiábavaló újraképződése hibák forrása lehet. Erre utal az idült hepatitis – fibrosis – cirrhosis eseménysor, illetve a metaplasia, a dysplasia, majd a májrák kialakulása.

Hibák génszinten keletkeznek. Kérdéses azonban, hogy ez miképp járul hozzá a daganat keletkezéséhez, növekedéséhez és terjedéséhez. Melyik működésnek kell károsodnia ahhoz, hogy ez az eseménysor kialakuljon? Nyilvánvalóan kritikus génekről és termékeikről lehet szó, hiszen a DNS-ben keletkező hibák a szabályozás (proliferáció és apoptosis) szempontjából érdektelen szakaszokat is érinthetnek.

A szabályozás módjai

Sejtjeinknek a normális működéshez jelekre (szignálokra) van szükségük, amelyek származhatnak a közeli vagy távolabbi környezetből (parakrin vagy endokrin jelek), de keletkezhetnek a sejtben is (autokrin jelek). Ezek hatására a sejtek proliferációval, apoptosissal vagy különböző működéssel egyaránt válaszolhatnak. A sejteknek a jelekre adott válasza, döntése sok egymásra ható géntermék összesített működésének az eredménye. A szabályozásban azonban hibák jelenhetnek meg, olyan génhiba is keletkezhet például, amelyik megváltoztatja a gén szerkezetét és ezzel a működését is. Megváltozhat a géntermék mennyisége is, sok vagy kevés egyaránt lehet. A klinikai teendő szempontjából néhány jellegzetes példa a következő:

Gyakran előfordul az, hogy a génhiba miatt a géntermék függetleníti magát a normális szabályozástól. Így például a jelfogó (receptor), amely normális körülmények között a hozzá kötődő jel (ligand) hatására aktívvá válik, megteszi ezt anélkül is. Ez történik számos tirozinkináz-jelfogóval, például az EGFR-rel (epidermalis növekedési faktor receptor), amely állandósítja a sejtben a proliferációra való serkentést. Mivel ez elég sok daganatban, főleg hámeredetűben fordul elő, logikus lépésnek tűnik a mutáns EGFR gátlása, amely a mai célzott kezelés egyik legkedveltebb módja. Az is előfordulhat, hogy bár a jelfogó elveszti a jelkötő sejten kívüli részét, mégis képes aktivitásra. Ez történik például a glioblastomák esetében, amelyek az EGFRvIII mutáns jelfogót hordozzák. Génhiba (mutáció) sokszorozódása és áthelyeződése miatt sok olyan gén működése változik meg, amelyek a végrehajtásban, a sejtciklus menetében kulcsfontosságúak. Ilyenek a ciklinek, a ciklinfüggő kinázok.

Hiba keletkezhet a jelátviteli útban is úgy, hogy valamely következményes lépésnek az aktiválódásához nincs szükség utasításra. Ennek klasszikus példája a K-RAS, amelyet a foszforiláció normális körülmények között be- vagy kikapcsol. A bekapcsolás az ADP – ATP átalakulást jelenti, a kikapcsolás pedig az ellenkezőjét. A mutáns K-RAS állandóan bekapcsolt állapotban marad, azaz a sejtet burjánzásra serkenti. Gyakorlati jelentősége van annak, hogy a K-RAS a jelátviteli úton az EGFR-nél később szerepel. Ezért az EGFR gátlása a K-RAS mutációjakor esélytelenné válik. Ez az állapot alakul ki akkor is, ha a jelfogóról induló jelút valamelyik másik „alsóbb” állomása válik a génhiba miatt önállóvá (pl. BRAF, ERK, MAPK, PI3K, AKT, mTOR). Ez a folyamat a klinikai gyakorlatban akkor játszik szerepet, ha az adott génhiba a daganatsejt működése szempontjából fontos.

Előfordulhat az is, hogy a génhiba miatt sok géntermék keletkezik a szabályozás szempontjából rosszkor és nem megfelelő mennyiségben. Ilyen például a HER2 (az EGFR család tagja, nevezik EGFR2-nek, ERBB2-nek, patkányban neu-nak), amely elsősorban génsokszorozódás miatt szaporodik fel a sejtben. A HER2-nek nincs ismert kapcsolódó fehérjéje, viszont a párképzésben igen aktív, azaz egy másik EGFR-rel alkot párt. A jelfogó csak páros formában működik, és ha sok a HER2, akkor a sejt felszínén a normálisnál és a szükségesnél több aktív jelfogó keletkezik. A HER2 gátlása sokszorozódás esetén ma már például az emlőráknál része a kezelési mód megválasztásának, amelyhez azonban a génhibát igazolnunk kell. A kimutatást megnehezíti az, ha a HER2 sejten kívüli része hiányzik (p95-ös forma), de károsodhat a gátlószer bekötődése is. Másik példa a BCL2 (B-sejtes lymphoma 2) t(14,18) áthelyeződés miatti túltermelése. A BCL2 az egyik leghatékonyabb apoptosis ellenes fehérje. Erre azonban akkor is szükség lenne, ha a sejt a génhibával együtt osztódni szeretne. Ezt a természet nem engedi meg, például a p53 révén, amely a génhibát felismerő rendszer része, és normális körülmények között a sejtet a sejtciklusban megállítja. Ezzel időt ad a hibajavító rendszernek a hiba kijavítására. Ha ez nem sikerül, akkor aktiválja az apoptosist azért, hogy ne keletkezzenek génhibás leánysejtek. Daganatokban ez a folyamat elmarad, ezért a daganatsejtek a génhibákkal együtt életképesek maradnak és szaporodnak. A BCL2 túltermelése azonban nemcsak a rákkeltők okozta génhibák továbbélését teszi lehetővé, hanem a kezelés miatti sejtpusztulást is gátolja, tehát a kezelés eredménytelenségének egyik oka is lehet. A BCL2 gátlása eddig nem volt sikeres. Ennek egyik magyarázata, hogy gátlása esetén az apoptosis ellenes molekulák családjának egy másik tagja aktiválódhat és átveheti a szerepét. Más jelátviteli utakkal is megtörténhet hasonló szerepcsere. Így például az EGFR gátlásakor a sejtburjánzást az IGFR út támogatja.

Az előzőekben bemutatott génhibák a daganatsejt túlélését segítik. Előfordul azonban az is, hogy a daganat túlélését, terjedését a gének inaktívvá válása (pl. promóter metilációja, vagy hisztonok deacetilációja miatt), vagy eltűnésük (deléció) okozza. Eltűnésük nem ritkán kisebb-nagyobb kromoszómarészekkel történik. A számbeli vagy szerkezeti hibák miatt a kromoszómák bizonytalanná válnak (instabilitás) és így egyre könnyebben jelennek meg újabb hibák. A génhibák a korábbi példákban a működés bővülése révén érvényesülnek. Ezeket onkogéneknek nevezzük, a normális szabályozásban szereplő formákat pedig protoonkogénnek. A közvetetten, a működés elvesztésével ható génhibák a szuppresszor géneket érintik, amelyeket ezért tumorszuppresszor géneknek nevezünk. A szuppresszor génekben mindkét allélnak károsodnia kell ahhoz, hogy a működés kiessen (sokszor az egyik allélhiba öröklött). A p53 hiánya az emberi daganatokban gyakori. Korábban dominánsan ható onkogénnek gondolták, mert a fenotípusban már az egyik allél hibája esetén is megjelenik és befolyásolja a működést. Kiderült azonban az, hogy a p53 olyan szuppresszor gén, amelyben már az egyik hibás allél is zavart okoz a működésben. Ilyen a legtöbb ciklinfüggő kinázt gátló molekula is. A p53 esetében a normális allél termékét a mutáns allél közömbösíti, amely azt is magyarázza, hogy miért sikertelenek a p53 működésének pótlására irányuló próbálkozások. Kulcsszereplő a retinoblastoma fehérje (prB) is, amely a sejtciklus egyik ellenőrző pontját, a G1-S átmenetet vigyázza (13.1. ábra). Ha ez a fehérje nem működik, akkor a sejt a génhibával együtt átjuthat ezen a ponton. Sok esetben hiányzik a PTEN is, amely normális körülmények között a főleg növekedési jelfogók jelét vivő lipid-kináz úton akadályozza meg a PI3K-t (foszfoinozitol-3-kináz) szabályozó jelátvitelt. Az AKT aktivitása a sejt számára a túléléshez fontos, mert az AKT gátolja az apoptosist támogató fehérjéket (13.2. ábra). Az AKT túltermelése sem ritka a daganatokban. Ha a PTEN hiányzik, ez az út a daganatsejtek életben maradását és szaporodását támogatja, megnehezítve ezzel a kezelés eredményességét is. A PTEN hiánya ezért rossz kórjóslatot jelent. Különböző daganatokban számos ilyen gátló molekula hiánya vált ismertté.

13.1. ábra. A retinoblastoma (RB) út. Weinberg eredeti felvetése szerint az RB szuppresszor gén, amely igen sok humán daganatban inaktiválódik, vagy közvetlenül az RB1 génhibája/eltűnése következtében, vagy az RB előtti kapcsolatok (pl. ciklin D, CDK-gátló INK4A, BMI) zavara miatt. Az egyes hibás működések különböző daganatokban játszanak fontos szerepet. Az RB-út fontos célállomása az E2F-család, amely aktiválhat túlélést támogató, ezek hiányában pedig proapoptotikus géneket. A külső környezet gyakran használja az RB-utat

13.2. ábra. Jelek és jelutak egy képzeletbeli humán tumorban (egyszerűsített vázlat, de a kezelés szempontjából sok fontos molekuláris célpontot mutat be. Az AKT azért szerepel részletesebben, hogy a szabályozás bonyolultságát érzékeltesse; majdnem minden részt vevő rendelkezik hasonló kapcsolatrendszerrel. Az is érzékelhető, hogy a jelutak között összeköttetések lehetnek; Rövidítések: L = ligand; TKR = tirozinkináz-jelfogó.

Ép körülmények között a génhibák kijavításában a sejtet hibajavító rendszerek segítik. E rendszerek elégtelen működése elősegíti a génhibák felhalmozódását. Ez veleszületetten (pl. xeroderma pigmentosumban, örökletes nem polyposisus vastagbélrákban) vagy szerzetten egyaránt előfordulhat. Elégtelenné válhat a rendszer működése akkor is, ha sok hiba keletkezik. Nyilvánvalóvá vált, hogy a daganat kialakulásához és növekedéséhez több kritikus génhibának kell jelen lennie. Egyes nézetek szerint szolid daganatokban e hiba három jelátviteli útban is megjelenik, vérképzőrendszeri daganatokban pedig egyben. Az általánosítás azonban azért is óvatosságra int, mert a daganatok növekedésük során további génhibákat halmozhatnak fel, amelyet éppen a hibajavító rendszer zavara segíthet elő. Ezt nevezik genetikai (genomikai) bizonytalanságnak (instabilitásnak). A daganatok genetikai változékonysága a klinikai gyakorlatban számos ellentmondás forrása. A daganat viselkedése szempontjából fontos génhibák felismerése nem könnyű, és sokszor csak a feltételezett célpont elleni sikeres kezelés igazolja a hiba jelentőségét. Az újabb génhibák megváltoztathatják a kezelés célpontját is, amely a kezelés hatástalanságához (rezisztencia) vezethet. A tirozinkináz jelfogó gátlók közül a kis molekulatömegű gátlók a jelfogók sejten belüli részét támadják. ATP antagonistaként „beülnek” abba a térszerkezetbe, amelyben a foszforiláció zajlik. Újabb génhiba úgy változtathatja meg ezt a térszerkezetet, hogy ahhoz a gyógyszer többé már nem tud kötődni. Kérdéses az is, hogy a génhibák a daganat terjedése közben változhatnak-e és így az elsődleges és az áttéti daganat génhibái vagy egyéb molekuláris jelzői (pl. hormonjelfogók) eltérhetnek-e. A daganat génszintű jellemzése és a kezelés célpontjának megválasztása legtöbbször az elsődleges daganat alapján történik, ezért az áttétek kezelésre adott válasza nem biztos. Az elsődleges és az áttéti daganatok közötti hasonlóság azonban gyakoribb, mint az eltérés. A jelenség azonban létezik és felveti azt az igényt, hogy az áttétekben is határozzuk meg a kezelés célpontját. A több célponton ható gyógyszerek kifejlesztése ezért is sürgető feladat. A daganatok molekuláris szinten tehát igen változékonyak és kialakulásukhoz, növekedésükhöz, terjedésükhöz több kritikus génhiba szükséges. Mivel magyarázható az a klinikai tapasztalat, amely szerint az egyetlen célpontra irányuló szer (monoterápia) is hatékony lehet? Az lehet az oka, hogy olyan daganatok is vannak, amelyeknek a túlélése egyetlen génhibán múlik. Ezt a hibát növekedésük során megszokták (onkogén addikció) és ha ezt ki tudjuk iktatni, akkor a daganat „összeomlik”, mert a daganatsejtek alkalmazkodó képessége kisebb az ép sejtekénél.

A sejtosztódás előtt a DNS-nek meg kell kettőződnie, amelyért a DNS-polimeráz a felelős. Az ismétlődő nukleotid sorrendből álló végeken ez a megkettőződés elmarad, ezért a kromoszómákba csomagolt DNS-szálak minden osztódás után rövidebbek lesznek. Ennek az az eredménye, hogy kritikus rövid szakaszt elérve, tovább nem képesek szaporodni. A telomeráz enzim ezt a hiányzó véget (telomer) kezeli, biztosítva ezzel a korlátlan osztódási képességet. A daganatoknak éppen ez a halhatatlansága (immortalizáció) fenyegető. A humán daganatok túlnyomó többségében a telomeráz aktivitása növekedett. Ezért a telomeráz a kezelésben célpont lehetne, az eddigi próbálkozások azonban eredménytelenek.

Daganatőssejtek

A halhatatlanság felkeltette az érdeklődést az őssejtek iránt, amelyekben normális körülmények között szintén kimutatható telomeráz aktivitás. Felmerült annak a lehetősége is, hogy a daganatok olyan őssejtekből indulnak ki, amelyek a kritikus génhibákat összegyűjtik. Ép körülmények között az őssejtek az adott sejthalmaznak csak kicsiny részét alkotják. A daganatos őssejtre alapozott elmélet szerint a daganatban is kevés a többi sejt fenntartásáért felelős őssejt. Ez azt is jelenti, hogy az egész daganat eltüntetésére csak ezeket kellene elpusztítanunk. Az őssejt elmélet azonban legalább két ponton további kérdéseket vet föl. Azonosításuk a vérképző őssejtek kivételével nem egyszerű, bár egyre több segítő jelző ismert. Nem zárható ki azonban az sem, hogy a daganat növekedése során keletkező újabb génhibák a már differenciáltabb sejteket teszik halhatatlanságra képessé. Ebben az esetben a daganatsejteknek nagyobb hányadát kell elpusztítanunk. A daganatos őssejtek a kezelés célpontjai lehetnének, egyelőre azonban keveset tudunk a normális és a daganatos őssejtek közötti különbözőségről. Ez pedig alapvető kérdés, hiszen az előbbieket a kezelés során meg kell kímélnünk, a daganatos őssejteket viszont el kell pusztítanunk.

A finomabb szabályozás

A génekről átírt adat még nem jelent aktív működésű fehérjét. Az átíródás (transzkripció) utáni mRNS „érés” azt jelenti, hogy csak a fehérjeszintézis számára fontos exonok építik fel az mRNS-t. E folyamat során az átíródott molekulákból az intronokat enzimek vágják ki – nem mindig azonos mértékben. Ezért ugyanarról a génről változatok (splicing variánsok, izoformák) keletkeznek, amelyek működése néha ellentétes. Feltételezik, hogy az érújraképződést segítő éreredetű növekedési tényező A-nak (vascular endothelial growth factor A, VEGFA) olyan hasonló rokona is lehet, amely az érújraképződést nem serkenti, hanem gátolja azzal, hogy kötődik ugyan a jelfogóhoz, de nem aktiválja. Nyilvánvalóan nem közömbös az, hogy az adott pillanatban melyik változat termelődik, különösen akkor, ha a VEGF a kezelés célpontja. A mikro-RNS-ek 18–22 nukleotidnyi kicsiny, nem kódoló RNS-ek, amelyek mRNS-ekhez kötődnek és gátolják azok hatását. Már több százat ismerünk, és számos olyan megfigyelés született, amely a daganatok életében a mikro-RNS szerepére utal. Ezek az oligonukleotidok megakadályozhatják olyan fehérjék termelődését, amelyek például a daganatok túlélését vagy burjánzását gátolnák, vagy sejthalálukat elősegítenék. Így a kezelésnek a mikro-RNS-ek is célpontjai lehetnek. A sejtek sorsát elsősorban a működő fehérjék határozzák meg. A fehérjék szintézise után szerkezetük módosulhat (foszforiláció, glikoziláció, acetiláció), amely a működésüket is befolyásolja. Ezeknek az azonosítása nem könnyű (ezzel a proteomika foglalkozik, amely az adott daganatokra jellemző fehérjéket keresi). A fehérjéket más fehérjék (pl. hősokkfehérjék) megvédik, távol tartják a szerkezeti változástól. Nem egyszer éppen ezek azok, amelyek a daganatsejtek számára előnyös fehérjék épségéért is tevékenykednek (chaperon-működés), így a szerepük bizonyított, gátlásuk indokolt. A fehérjék nemcsak keletkeznek, hanem pusztulnak is, ami szabályozott körülmények között a homeosztázis fennmaradását, az alkalmazkodóképességet jelenti. A sejt fehérjéit az ubikvitin–proteaszóma rendszer távolítja el, amelynek működésébe elvileg számos hiba csúszhat: nem bomlik el a daganat számára hasznos, vagy eltávozik az ellene ható fehérje. A hypoxiát segítő tényező (HIF) például a daganatban azért lehet aktív, mert a lebontásához szükséges ubikvitinnel történő kapcsolódás a von Hippel–Lindau-fehérje hiánya miatt elmarad. Következményként számos, a daganat számára előnyös fehérje keletkezik (pl. VEGF, eritropoetin, stb.; a HIF-nek közel száz célgénje van) (13.3. ábra).

13.3. ábra. A hypoxiát kiváltó tényezők (HIF) igen sok olyan gént aktiválnak, amelyek aktívan vesznek részt a daganatok keletkezésében, növekedésében és terjedésében. (Az ábrán látottak csak példák). Rövidítések: VEGF = vascularis endothelialis növekedési tényező, PDGF = thrombocyta eredetű növekedési tényező, CAIX = karbon anhidráz IX, IGF2 = inzulinszerű növekedési tényező II, PDK1: piruvát dehidrogenáz kináz 1.

A daganatokban azonban számos további szabályozási hiba fordulhat elő. Ilyenek a sejten kívüli állományban zajló események is, amelyek a daganatok sorsát alapvetően befolyásolhatják, mivel szabályozó molekulákat tárolhatnak és befolyásolhatják aktivitásukat. Az ún. array-vizsgálatok (molekuláris „ujjlenyomatok”), mRNS (cDNS), mikro-RNS vagy fehérjeszinten azt derítik ki, hogy egy-egy daganatot milyen hibacsoportok jellemeznek. E módszerrel a normális vagy praemalignus sejtek a daganatsejtekkel vagy az elsődleges daganat az áttéttel összehasonlítható, ami a kórismében és a kezelésben egyaránt segítséget nyújthat. Az array-vizsgálatokkal jobban osztályozhatók a daganatok, mint a hagyományos morfológiai kép alapján, hiszen az azonos alak ellenére is eltérő lehet a daganatok klinikai viselkedése és a kezelésre adott válaszuk. Erre a gyakorlati példa az invazív ductalis emlőrák, amelyben már a molekuláris osztályozás használatos. Sok erőfeszítés szükséges még e rendkívül nehezen kiismerhető betegség keletkezésének megismeréséhez.

Génhibák a daganatok kialakulásában

Dr. Matolcsy András

A daganatsejtek genetikai hibák, mutációk sokaságát hordozzák. Ezek a daganatok kialakulásában és előrehaladásában egyaránt részt vesznek. A génhibák veleszületettek, öröklöttek és szerzettek (sporadikusak) egyaránt lehetnek. A genetikai sérülést öröklődő génhibák esetében mind a csírasejtek, mind a szomatikus sejtek, a szerzettek esetében azonban csak a tumorsejtek hordozzák.

A daganatok kialakulásában szerepet játszó genetikai eltérések két csoportra oszthatók: egy részük (kiesések, pontmutációk és epigenetikai eltérések) általában a tumorszuppresszor gének inaktiválásában, másik csoportjuk (áthelyeződés, felsokszorozódás, pontmutáció) pedig általában az onkogének aktiválásában vagy szabályozásuk megváltozásában játszik szerepet. Elfogadott az az elmélet, amely szerint a rosszindulatú átalakuláshoz legalább két genetikai eltérés, az adott gén (általában tumorszuppresszor gén) allélok aktivitásának megszűnése vezet. Az öröklődő daganatokban az első genetikai sérülés csírasejtes, míg szerzettekben szomatikus mutáció. A második genetikai sérülés során a másik allél kiesése (deléciója), heterozigóta vesztése (loss of heterozygosity, LOH), pontmutációja vagy hipermetilációja függeszti fel a gén működését. A következőkben ismertetett genetikai sérülések különböző összetételben együttesen is előfordulhatnak.

Az egyes betegségekre jellemző genetikai sérülések fontos jelzők a kórismében és a kezelés célpontjának meghatározásában.

Áthelyeződés (transzlokáció)

Az áthelyeződés elsősorban az onkogének aktívvá tételével játszanak szerepet a daganatos átalakulásban. Az áthelyeződések két úton tehetik aktívvá az onkogéneket. A folyamat során megváltozik az adott onkogén szabályozása azáltal, hogy elkerül normális szabályozója mellől és más gének szabályozórendszerének (promóter) irányítása alá kerül; az áthelyeződés következtében új működésű kiméra fehérjét kódoló fúziós gének alakulhatnak ki (13.4. ábra). Az onkogén aktiválódása nem változtatja meg a nukleinsav- és a fehérjeszerkezetet, csupán a normális onkogén kifejeződési szintje változik meg. Ezzel ellentétben a génegyesülés nyomán új fehérje és ebből adódóan új onkogén hatás alakul ki. A fúziós gének tirozinkináz vagy átíródási tényezők kódolásán keresztül járulnak hozzá a daganatok kialakulásához.

13.4. ábra. Átíródás következtében aktívvá váló onkogén vázlatos ábrázolása. a) Szabályozó területcsere. b) Fúziós kiméragén kialakulása.

A kromoszomaáthelyeződési térképből nyilvánvalóvá vált, hogy a humán kromoszómák minden régiója részt vesz az áthelyeződésben és emiatt a daganatos átalakulásban sok gén vesz részt. Az áthelyeződések között gyakoribbak a kiegyensúlyozottak, kevésbé a kiegyensúlyozatlanok. Minden daganattípusban előfordulhat áthelyeződés, a visszatérő betegségtípusra jellemző áthelyeződés azonban elsősorban hematológiai daganatokban és sarcomákban fordul elő (13.1 táblázat).

5.1. táblázat - 13.1. táblázat. Gyakori kromoszómaáthelyeződések daganatos betegségekben

Áthelyeződés

Fúziós gén

Daganat

Normális szerkezetű gének szabályozottságának zavara (promótercsere)

t(14;18)(q32;q21)

BCL2/IgH

follicularis lymphoma

t(8;14)(q24;q32)

IgH/c-MYC

Burkitt-lymphoma

t(11;14)(q13;q32.33)

CCND1/IgH

köpenysejtes lymphoma

t(12;13)(p13;q12.3)

ETX6/CDX2

akut myeloid leukaemia

Fúziós kiméragének

Tirozinkináz aktivitású

t(2;5)(p23;q35)

NPH1/ALK

anaplasiás nagysejtes lymphoma

t(9;22)(q34;q11)

BCR/ABL

idült myeloid leukaemia

inv(2)(p21;p22p23)

EML4/ALK

nem kissejtes tüdőcarcinoma

inv(10)(q11.2;q112.2)

RET/NCOA4

papillaris pajzsmirigy-carcinoma

Átíró tényező aktivitású

t(15;17)(q22;q21)

PML/RARA

heveny promyelocytás leukaemia

t(8;21)(q22;q22)

RUNX1/RUNX1T1

heveny myeloid leukaemia

t(12;21)(p13;q22)

ETV6/RUNX1

gyermekkori akut lymphoblastos leukemia

t(2;3)(q13;p25)

PAX8/PPARG

follicularis pajzsmirigy-carcinoma

t(11;22)(q24;q21)

EWSR1/FLI1

Ewing-sarcoma


Az áthelyeződések kialakulásában elsősorban a DNS-törések (double-strand break, DSB) játszanak szerepet. A DNS-törések élettani körülmények között a lymphoid sejtek antigén jelfogóinak átrendeződésével és a nehézlánc gének izotípusváltozásával alakulnak ki, de létrejöhetnek kóros körülmények között is különböző károsító hatásokra (pl. sugárzás). Számos adat utal arra, hogy az áthelyeződés az első lépés a daganatos átalakulásban, az esetek többségében azonban további rákkeltő hatások is szükségesek. Ezt az elképzelést támogatja az, hogy az egészséges népességben érzékeny PCR technológiával daganatfajlagos áthelyeződések – pl. follicularis lymphomára jellemző t(14; 18) áthelyeződések – mutathatók ki anélkül, hogy az adott betegben a későbbiekben tumor fejlődne ki.

A kromoszómák egyensúlyának hiánya

A kromoszómák egyensúlyának hiánya (imbalance) különböző nagyságú kromoszómarészletek nyerését (amplifikáció) és/vagy elvesztését (deléció, allélvesztés) jelenti. A kromoszómák egyensúlyának hiánya fontos szerepet játszik a tumorok kialakulásában és előrehaladásában, mivel bizonyos gének elvesztése és mások felerősödése jelentős változásokat okoz a tumorszuppresszor gén és az onkogének működésében. A kromoszómamezők vesztése és nyerése ugyancsak szerepet játszik a szabályozó RNS-ek kifejeződésén keresztül a tumorok kialakulásában. A genetikai egyensúlyhiányok többségében bizonyos daganattípusokra jellemző mintázatok ismerhetők fel, illetve összefüggenek a tumor klinikai viselkedésével és a betegség kórjóslatával.

Felsokszorozódás (amplifikáció). A génfelsokszorozódás során az egyébként normális gén rákkeltővé válik. Az érintett gének elsősorban a sejtciklus szabályozásában vesznek részt. Az ilyen típusú onkogén hatás általában a tumor előrehaladása során érvényesül és egy felsokszorozódott gén több, különböző daganat előrehaladásában érintett (13.2. táblázat). A génfelsokszorozódás több gént is magában foglaló DNS-szekvencia megsokszorozódása. A sokszorozódás eredményeként a gén kópiaszáma több százszorosára nő. A génsokszorozódások kromoszomális szinten két módon jelenhetnek meg: részben homogénen festődő kromoszómamezőkként, részben a kromoszómáktól független páros kromatintöredékek formájában.

5.2. táblázat - 13.2. táblázat. Gyakori kromoszómasokszorozódások daganatos betegségekben

Kromoszóma

Gén

Daganat

Nem ismert gének

+7

?

astrocytoma, glioblastoma

+8

?

akut myeloid leukaemia, myelodysplasia

+12

?

idült lymphocytás leukaemia

+12p

?

here germinalis tumorai

+17p

?

különböző daganatok

Ismert gének

amp(1)(32.1)

IKBKE

emlőrák

amp(2)(p24.1)

N-MYC

neuroblastoma

amp(3)(p14.2-p14.1)

MITF

melanoma

amp(6)(q25.1)

ESR1

emlőrák

dup(6)(q22-23)

MYB

akut lymphoblastos leukaemia, colorectalis rák

amp(8)(q24.21

MYC

különböző daganatok

amp(11)(q13)

CCND1

különböző daganatok (emlő, nyelőcső, máj)

amp(12)(12.1)

K-RAS

különböző daganatok

amp(14)(q13)

NKX2-1

nem kissejtes tüdőrák

amp(17)(q21.1)

ERBB2

különböző daganatok


Kiesés (deléció). A kiesés különböző nagyságú kromoszómarészek elvesztését jelenti. A kiesés elsősorban a tumorszuppresszor gének elvesztésén keresztül járul hozzá a daganatok kialakulásához. A tumorszuppresszor gének inaktívvá válásának egyik lépése az egyik allél elvesztése, a teljes onkogén kialakulásához azonban a másik allél elvesztése, vagy a másik allélon lévő tumorszuppresszor gén egy nukleotidot érintő mutációval, hipermetilációval történő inaktívvá válása is szükséges.

A nagyobb kromoszómarészeket érintő kiesések esetében (pl. 1p, neuroblastoma, 3p, tüdőcarcinoma; 7p myeloid leukaemia) a tumor kialakulásában szerepet játszó tumorszuppresszor gén nem ismert, azonban számos esetben (pl. 11q, 13q, 17p, krónikus lymphocytás leukaemiában; 1p, 19q, oligodendroglioma) kórjóslati jelentőségű (13.3. táblázat).

5.3. táblázat - 13.3. táblázat. Gyakori kiesések (deléciók) daganatos betegségekben

Kromoszóma

Gén

Daganat

Nem ismert gének

del(1p)

?

neuroblastoma, oligodendroglioma

del(3p)

?

különböző daganatok

del(5q)

?

myelodysplasia, heveny myeloid leukaemia

del(7q)

?

myelodysplasia, heveny myeloid leukaemia

del(19q)

?

oligodendroglioma

del(20q)

?

polycythaemia, myelodysplasia

Ismert gének

del(1)(q24)

HPC1

prostatarák

del(3)(p26-p25)

VHL

vesesejtes rák

del(5)(q21-q22)

APC

colorectalis-, gyomor-, nyelőcső-, tüdő-, emlő-, prostata-, ovariumrák

del(8)(p22)

MSR1

prostata-, emlőrák

del(9)(p21-p22)

INK4A

a daganatok ~50%-a; nem kissejtes tüdőrák, melanoma, lymphoma

del(13)(q14.2)

RB

retinoblastoma, osteosarcoma, tüdő-, nyelőcső, prostata-, vese-, méhnyakrák

del(17)(p13.1)

TP53

a daganatok ~50%-a; emlő-, colon-, húgyhólyag petefészek, vese-, bőr-, tüdőrák

del(17)(q11.2)

NF1

különböző daganatok

del(X)(11.1)

FAM123B

Wilms-tumor


Pontmutációk

A pontmutációk egyaránt szerepet játszhatnak a tumorszuppresszor gének inaktívvá válásában, vagy az onkogének aktívvá válásában. Az aktiváló DNS-változás során az adott gének olyan fehérjét kódolnak, amelyek aktívabban alakulnak át és elsősorban a jelátviteli utakon át befolyásolják a daganatok kialakulását (13.4. táblázat). Az aktiváló DNS-változásokat legjobban a K-RAS gén 12, 13 és 61 kodonjának DNS-változása szemlélteti, ahol a megváltozott DNS-ű fehérje aktívvá válik és folyamatosan fenntartja a Raff és a MEK fehérjekináz útvonalakat.

5.4. táblázat - 13.4. táblázat. Gyakori aktiváló DNS-sorrend-változások (mutációk) daganatos betegségekben

Gén

Daganat

K-RAS

tüdő-, colon-, hasnyálmirigyrák

N-RAS

heveny myeloid leukaemia, myelodysplasia

BRAF

melanoma, colorectalis daganat, hepatocellularis rák, glioma

JAK-2

idült myeloproliferativ betegségek

EGFR

tüdőrák

C-KIT

emésztőrendszeri stromalis tumor, mastocytosis

FLT-3

heveny myeloid leukaemia

RET

pajzsmirigyrák

NEU

emlőrák

ALK

neuroblastoma


Genetikai bizonytalanság

A genetikai bizonytalanság (instabilitás) a sejtek és a szövetek olyan állapota, ahol az örökítő anyag teljes állományában többszörös genetikai sérülések alakulnak ki. A daganatok többségében a genetikai bizonytalanság a tumor előrehaladása során alakul ki. A genetikai bizonytalanság a nukleotidok és a kromoszómák szintjén jelenik meg.

Nukleotidok szintjén kialakuló genetikai bizonytalanság. Ezt a változást a DNS hibajavító rendszerének zavara okozza. Ide tartoznak a DNS-láncok közötti kapcsolódási hibákat javító rendszer (mismach, MMR) és a nukleotidokat kivágó rendszer (NER) zavarai.

Az MMR a DNS-újraképződés hibáit javítja és meggátolja a hibás DNS-sorrend kialakulását. Ide tartoznak a HMLH1, HMSH2 és HMSH6 gének által termelt fehérjék. Az örökletes nem polyposus colonrákok (HNPCC) jelentős százalékában azonosítható az MMR gének inaktívvá válása. Az MMR rendszer zavara ezekben a tumorokban az öröklött anyagban megőrzött ismétlődő sorrend bizonytalanságát (mikroszatellita instabilitás) okozza. Az MMR rendszer zavara a colorectalis daganatokon kívül a gyomor, az ovarium, az endometrium és a hasnyálmirigy daganataiban is kimutatható.

A NER zavara esetén az UV-sugárzás hatására keletkező pirimidinpárok javítása nem történik meg, így ezekben a betegekben (xeroderma pigmentosum) megnő az UV-sugárzás hatására kialakuló bőrtumorok kockázata.

Kromoszómabizonytalanság. A kromoszómabizonytalanság a kromoszóma szétválása során bekövetkezett zavar, amely a kromoszómák számbeli eltéréséhez, aneuploiditáshoz vezet. A kromoszómabizonytalanság a legtöbb tumorban megfigyelhető és általában a tumor előrehaladásával alakul ki. Daganatokban leggyakrabban a bipoláris osztódási orsó felépítéséért felelős centrosoma sokszorozódása idézi elő a kromoszóma bizonytalanságát. A centrosoma sokszorozódása halmozottan fordul elő a p53 tumorszuppresszor gén által inaktivált tumorokban. Ezekben a daganatokban a p53 működésének hiányában aktívvá válik a centromert megkettőző ciklinfüggő kináz (CDK) 2-ciklin E.

Örökletes génhibák

Számos daganat kialakulását örökletes genetikai hajlam is befolyásolja. Ilyen esetekben a daganat kialakulásáért felelős génhiba a csírasejtekben alakul ki és minden szomatikus utódsejt hordozza. Az esetek többségében az öröklött génhiba nem elégséges a daganatok kialakulásához és előrehaladásához, ahhoz további szomatikus DNS-változások is szükségesek. Ez a magyarázata annak, hogy az öröklött genetikai hiba ellenére a tumorok a születést követően csak bizonyos idő elteltével alakulnak ki – akkor, amikor a szervezetben további szomatikus DNS-változások jelennek meg. Az örökletes génhibákat hordozó egyénekben csupán a daganatos betegségekre való hajlam fokozódik, nem törvényszerű a daganatok kialakulása.

Az örökletes daganatok két nagy csoportra, az autoszomális domináns öröklődésmenetű daganatra és az autoszomális recesszív öröklődésű DNS javítórendszer zavaraira osztható (13.5. táblázat). A humán daganatos megbetegedések 5–10%-a tartozik ebbe a csoportba.

5.5. táblázat - 13.5. táblázat. Daganatok kialakulására hajlamosító örökletes génhibák

Szindróma

Gén

Locus

Daganat

Autoszomális domináns öröklődésű daganatszindrómák

Retinoblastoma

RB

13q14

retinoblastoma

Emlő/ovarium carcinoma

BRCA1

BRCA2

17q21

13q12.3

emlő- és ovariumcarcinoma

emlő- és ovariumcarcinoma, prostatacarcinoma

Li–Fraumeni

p53

17p13

emlő-, lágyrész-, agy-, mellékvesekéreg-tumorok

Neurofibromatosis 1

NF1

17q11

neurofibrocarcoma, astrocytoma, melanoma, rhabdomyosarcoma

Neurofibromatosis 2

NF2

22q12

bilateralis vestibularis schwannoma, gerincvelői tumorok, bőrtumorok

Multiplex endokrin neoplasia 1

MEN1

11q13

elsődleges hyperparathyreoidismus, pancreas szigetsejtes carcinomája, hypophysis elülső lebeny tumorai

Multiplex endokrin neoplasia 2

RET

10q11.2

medullaris pajzsmirigy-carcinoma, pheochromocytoma, mucosalis neurinoma (MEN2B)

Örökletes nem polyposus coloncarcinoma

MSH2

MLH1

MSH6

2p22-21

3p21

2p16

colorectalis és endometrium carcinoma

Familiáris adenomatosus polyposis

APC

5q21

colorectalis adenomatosus polyposis, emésztőrendszeri carcinoma fokozott kockázata, papiliaris pajzsmirigy-carcinoma

Peutz–Jeghers

STK1/LKB1

19p13.3

emésztőrendszeri rák, emlőcarcinoma, heretumor, nőgyógyászati tumorok

Sclerosis tuberosa

TSC1

9p34

multiplex hamartomák, vesesejtes carcinoma, astrocytoma

von Hippel–Lindau

VHL

3p25

vesesejtes carcinoma, retinalis és központi idegrendszeri haemangioblastomák, pheochromocytoma

A DNS-hiba javításának autoszomális recesszív öröklődésű zavarai

Xeroderma pigmentosum

XPA-XPG

laphámcarcinoma, melanoma, nyelvtumorok

Ataxia-teleangiectasia

ATM

11q33-23

leukaemia, lymphoma

Bloom-szindróma

BLM

15q26.1

leukaemia, lymphoma, bőrtumorok

Fanconi-anaemia

FACC

9q22.3

leukaemia, lymphoma


Autoszomális domináns öröklődésű daganatszindrómák. Ezekben az esetekben egyetlen gén DNS-sorrendjének megváltozása idéz elő fokozott hajlamot a daganatos betegség kialakulására. Ezek a gének általában átütő erejű tumorszuppresszor gének. A csoportra az a jellemző, hogy 1. a daganatok fiatalabb életkorban alakulnak ki, mint sporadikus megfelelőik; 2. a tumor többszörösen, vagy páros szervekben mindkét oldalon jelentkezik; 3. az érintettekben egyidejűleg több tumor is kialakulhat; 4. a daganatok a családban halmozódnak; 5. a daganatos betegségek más, nem daganatos betegségekkel (pl. értelmi elmaradottság, melaninpigmentáció) is társulhat. Az autoszomális domináns öröklődés menetű daganatszindrómák további csoportokba sorolhatók. Ezek az endokrin, a bél, az emlő, az ovarium, a vese és a bőr daganatszindrómák és a neurofibromatosisok.

Autoszomális recesszív öröklődésű daganatszindrómák. Az ebbe a csoportba tartozó kórképekre jellemző a DNS-javítás zavaraiból adódó bizonytalanság a kromoszómákban vagy a DNS-ben. A csoportba tartozó betegségek közös jellemzője a daganatképződésre való fokozott hajlam mellett a csökkent fertilitás, az immunhiány, az alacsony testmagasság és a glükózintolerancia. Bár az egyes betegségeket különböző génhibák idézik elő, minden esetben azonosítható a DNS javításához szükséges p53 működésének károsodása.

Mikro-RNS

A humán örökítő anyag teljes állományának (genom) jelentős része a fehérjeszintézisben szerepet nem játszó, RNS-re viszont átíródó nukleotid sorrendet tartalmaz. A mikro-RNS-ek (miRNS) a nem kódoló RNS-ek közé tartozó 18–22 nukleotidból álló egyláncú, a gének negatív szabályozásában részt vevő RNS-molekulák. A miRNS-ek száma ezer körüli, amely nem több a jelenleg azonosított humán gének 3%-ánál. A miRNS-ek a génkifejeződés átíródás utáni gátlásán, azaz a fehérjeképződés megakadályozásán keresztül szabályozzák a sejtek osztódását, érését és túlérését. A miRNS-ek a fehérjét kódoló gének mintegy 30%-át ellenőrzik. A miRNS vizsgálatok alapján nyilvánvalóvá vált, hogy bizonyos miRNS-ek, az ún. oncomirek fontos szerepet játszanak egyes daganattípusok keletkezésében és előrehaladásában. A miRNS-ek mintegy 50%-a a rákképződésben szerepet játszó gének, a hiányok, a sokszorozódások és az áthelyeződések szempontjából „forró pontoknak” számító törékeny kromoszómaterületek környezetében helyezkedik el. A miRNS-ek az onkogének kifejeződésével vagy a tumorszuppresszor gének kifejeződésének csökkentésével vesznek részt a rosszindulatú átalakulásban. Normális körülmények között a miRNS-ek az onkogének fehérjeképződését gátolják, így a miRNS-ek mennyiségének csökkenése az adott onkogének fokozott képződéséhez vezethet. Tumorszuppresszor gének esetében a miRNS fokozott aktivitása csökkenti a tumorszuppresszor gén aktivitását. Számos tumor esetében (emlő, prostata, vastagbél, petefészek, máj) azonosították a miRNS kifejeződés csökkenését. Más tumorok esetében (lymphomák, tüdő, hólyag, prostata) bizonyos miRNS-ek fokozott kifejeződése azonosítható (13.6. táblázat). Néhány miRNS molekuláris célpontja jól ismert. Így például bizonyos miRNS-ek csökkent kifejeződése vagy hiánya a sejthalálellenes BCL2 fokozott kifejeződését idézi elő egyes leukaemiákban és lymphomákban. Ily módon a BCL2 negatív szabályozásával ezek a miRNS-ek tumorszuppresszor génként működnek. Hasonló módon miRNS által fokozott RAS és MYC onkogén kifejeződés mutatható ki tüdődaganatokban és bizonyos B-sejtes leukaemiákban.

5.6. táblázat - 13.6. táblázat. Daganatos betegségekben kimutatható miRNS-eltérések

miRNS

Daganat

Onkogén miRNS-ek (fokozott kifejeződés)

miR-17-92 cluster

tüdőrák

miR372-373

here germinalis tumorai

mir-21

glioblastoma, emlőrák

miR-155

emlő-, colon-, tüdőrák, B-sejtes lymphomák;

kifejeződési szintje összefügg a rákos betegek túlélésével

miR-146

emlő-, hasnyálmirigy-, prostatarák

miR-221, miR-222

papillaris pajzsmirigyrák

Tumorszuppresszor miRNS-ek (csökkent kifejeződés)

miR-127

hólyag-, prostatarák

miR-15a

idült lymphocytás leukaemia

miR-145

colon-, emlőrák

let-7

kifejeződési szintje összefügg a tüdőrákos betegek túlélésével


A miRNS-ek vizsgálata számos új szempontot vet fel a daganatok kórisméjéhez, osztályozásához és a kórjóslat megítéléséhez és új daganatkezelési célpontot is nyújthatnak a miRNS molekulák kifejeződésének szabályozásában.

Epigenetikus hatások

Az epigenetikus hatások a génkifejeződést befolyásoló olyan változások, amelyekben a DNS-sorrend nem változik. Az epigenetikus változások két csoportja a DNS-metiláció és a hiszton változása. Mindkét folyamat fontos szerepet játszik a szabályozásban és a rák keletkezésében.

DNS-metiláció. A DNS-metiláció a normális sejtműködés fontos szabályozója, amely kizárólag a citozin CpG dinukleotidjain fordul elő. A folyamatot a DNS-metiltranszferáz segíti. A CpG sorrendek eloszlása a genomban egyenlőtlen: az exon és az intron régiókban számuk csekély, a gének szabályozó területében pedig szigetek formájában halmozódnak fel. A genomban lévő CpG szekvenciák általában metiláltak, míg a szabályozó területekben elhelyezkedő szigeteik nem.

A daganatok kialakulásában a fokozott és a csökkent metiláció egyaránt szerepet játszhat. A szabályozó területek fokozott metilációja a gének működésének gátlásával járul hozzá a tumorok kialakulásához (13.5. ábra). A szabályozó terület fokozott metilációinak elsősorban a tumorszuppresszor gének inaktívvá válásában van szerepe (13.7. táblázat). Számos adat utal arra, hogy a fokozott metiláció okozta gén inaktivitása fokozza a sejtek mutációját. Például a DNS-hibát javító gének, köztük a MLH1 gén fokozott metilációja és inaktiválása mikroszatellita bizonytalansághoz vezet. Az így kialakuló genetikai egyensúlytalanság következtében megnő egyes daganatos betegségek, köztük a vastagbél- és az endometriumrák kialakulásának kockázata.

13.5. ábra. A colorectalis carcinomák kialakulásának molekuláris algoritmusa (Seminars of Cancer Biology 2005, 15:484. alapján rajzolva).

5.7. táblázat - 13.7. táblázat. Daganatos betegségekben kimutatható hipermetilált gének

Gén

Daganat

hMLH1

gyomor-, colorectalis-, ovariumrák

APC

colorectalis rák

RB

retinoblastoma

ARF

colorectalis rák

CDKN2B

leukaemiák

CDKN2A

különböző daganattípusok

VHL

vesesejtes rák

Ösztrogénjelfogó-α

emlő-, colorectalis rák


A genomban elszórt CpG szigetek fokozottan metilált állapota összecsapzódott heterokromafin szerkezetet eredményez, amely meggátolja az átíródást segítő tényezők kötődését. A daganatok metiláltsági szintje csökkent, amely azt jelzi, hogy ez az állapot szintén segíti daganatok kialakulását. A csökkent metiláció számos módon járulhat hozzá a daganatok kialakulásához és előrehaladásához.

Hisztonváltozás. A hisztonok a magkromatinban elhelyezkedő bázikus fehérjék, amelyek a deacetilációval és a metilációval szerepet játszanak a gének szabályozásában. Az acetiláció a magkromatint nyitott, aktív állapotban tartja, míg a metiláció az átíródáshoz csökkent aktív állapotot idéz elő. A hisztonacetiláció és -metiláció egyensúlyát a hiszton-acetiltranszferázok (HAT), a hiszton-metiláttranszferáz (HMT) és a hiszton-deacetilázok (HDEA) tartják fenn. Számos daganat esetében igazolódott, hogy ezek az enzimrendszerek úgy változnak, hogy segítik a tumor kialakulását.

A genetikai sérülések kialakulásának sorrendje

A daganatok kialakulása többlépcsős folyamat, amelyben számos genetikai sérülés szükséges a rosszindulatú fenotípus kialakulásához. E folyamatban többnyire a sejthalálban vagy a sejtöregedésben szerepet játszó onkogén és tumorszuppresszor gének vesznek részt, de több még ismeretlen működésű gén is érintett. Számos daganatban a rosszindulatú fenotípushoz vezető morfológiai változásokat meghatározott sorrendű molekuláris eltérések jellemzik. Ezeknek a genetikai eltéréseknek a felhalmozódása leginkább a vastagbélrákban ismert, amelyben az APC tumorszuppresszor gén inaktívvá válása indítja el a folyamatot, majd a RAS válik aktívvá és a p53 pedig inaktívvá, és végül kialakul a daganat (13.6. ábra).

13.6. ábra. A colorectalis carcinomák kialakulásának molekuláris algoritmusa (Seminars of Cancer Biology 2005, 15:484. alapján rajzolva).

A daganatok növekedése és terjedése

Dr. Tímár József

A daganatok növekedése

A daganat térfogatának növekedése összetett biológiai folyamat. A különböző betegekből származó és különböző szövettani típusú daganatok eltérő számban tartalmaznak daganatsejtet, illetve a daganat egyéb összetevőit, így a stromát, az ereket, a gazdaszöveti sejteket. A tumor növekedése mindezek együttes térfogatának növekedését jelenti. Tumorbiológiai szempontból a tumorsejtek szaporodása a legjelentősebb, amely azonban a változásoknak csak egyik összetevője. A rosszindulatú daganatok növekedési képessége eltérő lehet, amelyet két folyamat egyensúlya, a sejtosztódás és a sejtvesztés üteme határoz meg.

A sejtosztódás ütemét a szaporodási készség határozza meg, a daganatsejt ciklusidejének hossza, az S fázis időtartama. Ezek a mutatók szövettani mintákban is pontosan mérhetők. A mitotikus index a mitotikus fázisban lévő daganatsejtek arányával, míg a sejtciklusban lévő sejtek aránya sejtciklus jelzőkkel adható meg (leggyakrabban használt jelző a Ki-67, 13.7. ábra).

13.7. ábra. Sejtciklusban lévő daganatsejtek kimutatása Ki-67 reakció segítségével. A sejtmagok többsége barna

A sejtvesztés több tényezőtől függ. Az egyik a daganatsejtek pusztulása, amely az apoptotikus készségüktől függ. A sejtvesztés mértéke is pontosan meghatározó egy rendszerben. Leginkább az apoptotikus index használatos, amelyet vagy morfológiai jelek alapján határoznak meg, vagy fajlagos apoptosisjelzők használatával.

A különböző rosszindulatú daganatok növekedési képessége eltérő. A gyakori szolid daganatok közül a vastagbélrák kettőződési ideje hosszú, közel tíz hét. A tüdőrák és az emlőrák kettőződési ideje 10–20 hét, míg a nem-Hodgkin-lymphomáé ennél rövidebb. Az órákban megadható sejtciklus tartama tüdőrákban a leghosszabb, Hodgkin-lymphomában pedig a legrövidebb. Az ún. jelölődési mutató a nem-Hodgkin-lymphomákban a legmagasabb, míg az emlőrákban és a vastagbélrákban csekély, néhány százalék. Sejtkinetikai, szövetdinamikai szempontból tehát a rosszindulatú daganatok sokfélék.

A szolid daganatok kialakulási ütemének meghatározásához a sejtcsoport megkettőződési idejét is használhatjuk. A klinikailag is észlelhető mérettartomány eléréséig (1 cm3, illetve 1 g daganat 109 daganatsejtet tartalmaz) a tumorsejt közel harmincszor kettőződik meg (13.8. ábra). Patológiailag is észlelhető tumortérfogathoz kb. 1 mm méret szükséges, amely 1 mg sejtet, illetve 106 daganatsejtet jelent. Emlőrákban megkísérelték meghatározni azt, hogy ehhez mennyi időre van szükség. Ennek alapján a mikroszkóposan és klinikailag is felismerhető daganatméret között közel öt év telik el. A rák keletkezésétől a mikroszkóppal már kimutatható daganat megjelenéséig kb. húsz sejtcsoport kettőződésére van szükség, amely 5-10 év alatt zajlik le. A daganatsejtcsoport a klinikai észleléskor már túl van élete delelőjén, a klinikailag is észlelhető daganatokban ugyanis már kevés kettőződés észlelhető. Az 1 kg-nyi daganat 1012 daganatsejtet jelent, és ekkor már csak tíz sejtkettőződésre marad idő.

13.8. ábra. Daganatnövekedés sejtcsoport-kinetikája

A szolid daganatok szaporodási üteme, apoptotikus rátája különböző. Ez az egyik magyarázata azoknak az egyéni különbségeknek, amelyeket azonos szövettani típus esetében is tapasztalunk. A jó- és rosszindulatú daganatok közötti különbségeket vizsgálva az tapasztalható, hogy számos gyors osztódású jóindulatú daganat ismert, amelyben a sejtcsoportok kettőződési ideje rövid. E daganatok szaporodása tehát számos szolid tumorénál erőteljesebb, de nem szűrik be a környező szövetet és nem adnak áttétet. Az áttét kialakulásához a sejtvesztés üteménél nagyobb mértékű szaporodási készség szükséges. Ez azonban önmagában nem elegendő, és a rosszindulatú daganatok biológiai sajátosságai ennél szélesebb körűek, amelyet áttétképző készségnek nevezünk.

Helyi terjedés

A daganat terjedésének három formája van: helyileg, a nyirokutakon és a vérereken át (13.8. táblázat). A daganatsejtek ebben a folyamatban hasonló képességeiket használják fel. A folyamat egészében erőteljes változások zajlanak a sejt–sejt, valamint a sejt és a kötőszöveti állomány kölcsönhatásában (13.9. ábra). Szolid daganatokban a terjedési készség kialakulásával a daganatsejtek közötti kapcsolódás csökken, így a stroma és az azt alkotó kötőszöveti állomány fehérjék iránti kapcsolódása viszont erősödik (13.10. ábra). Ebben a folyamatban a sejtkapcsolódási molekulák meghatározó szerepet játszanak. A helyi terjedés során a környező stroma elemeit a daganat lebontja. Hámeredetű daganatokban ezt a folyamatot a basalis membrán áttörése megelőzi. Ehhez a daganatsejtek különböző proteázokat használnak. A folyamat biológiai lényege a daganatsejtek elvándorlása az elsődleges tumorból. Az esetek többségében az idegek, a nyirokerek, illetve a kapillárisok felé vándorolnak. Különleges az adott szerv serosáját elérő daganatok esete, ugyanis a serosán átjutó daganatsejtek lesodródva jutnak más anatómiai helyre, ahol újabb telepet alkotnak. Ilyenkor a daganatsejtek fő biológiai aktivitása a leválás és a kitapadás. Ez jellemzi a mellhártyán és a hashártyán megtapadó daganatsejteket. A szöveti környezetben zajló helyi terjedésnél egyszerűbb biológiai folyamatról van szó.

5.8. táblázat - 13.8. táblázat. A daganatok terjedése

Helyi terjedés

Áttétképzés a nyirokutakon

Áttétképzés a vérárammal

Érellátás

Nyirokér

+

Vérér

+

Matrix-kölcsönhatás

Kapcsolódás

+

+

Fehérjelebontás

+

+

Vándorlás

+

+

+

Immunválasz

Hatástalan

+/–

+

+/–

Immunszuppresszió

+/–

+

+/–

Intravasatio

Nyirokér

Vérér

Kapcsolódás

+

Fehérjelebontás

+

Vándorlás

+

+

Keringés (kölcsönhatások)

nyirokkeringés

vérkeringés

macrophag

+

+

leukocyta

+

lymphocyta

+

+

thrombocyta

+

Áttét

nyirokcsomó

zsigeri célszerv

éren kívüli terjedés

+

+

kötőszöveti állomány kölcsönhatás

+

alvó állapot

+

+

sejtszaporodás

+

+

érellátás

?

+

immunválasz

+/–


13.9. ábra. Bőrmelanoma helyi kiterjedése. A subcutan szövet felé pigmentált tumornövedék nyúlik be

13.10. ábra. Tumorstroma daganatszövetben. Kék: kötőszövet, lila: hámösszetevő

A sejt és a kötőszöveti állomány (matrix) kölcsönhatása

A helyi terjedés alapja a sejt–sejt és a sejt–kötőszöveti állomány kapcsolódás. A legtöbb szolid daganatban megváltozik a sejtkapcsolódási molekulák kifejeződése, amelynek eredményeként a tumorsejtek egy része – legalábbis időlegesen – elveszti kapcsolódási képességét. A sejtkapcsoló szerkezetek molekuláinak kifejeződése a terjedő daganatsejtekben csökken, amely lehetőséget ad arra, hogy a daganatsejtek a szöveti kötelékből kimozduljanak. Ha basalis membrán veszi körül a tumorsejteket, akkor olyan kapcsolódási jelfogók kifejeződéséről van szó, amely ezeket ismeri fel. Stromaösszetevők esetén a stromában lévő kötőszöveti állományfehérjéket felismerő jelfogóknak nagy a jelentősége. A basalis membrán fő összetevője a laminin, ezért a lamininjelfogóknak, illetve a más kötőszöveti állomány – fehérjéket felismerő integrineknek a szerepe ebben a folyamatban kitüntetett.

Az ép szöveteket sajátos kötőszöveti állományhoz kapcsolódó jelfogók jellemzik, amelyek a rosszindulatú átalakulás során megváltozhatnak. Az integrinek szerepe a szövetkötelék megtartásában és az érésben fontos. Gátolják a sejtosztódást, közülük a legelterjedtebb az α5 – β1 integrin, amely fibronektint ismer fel, sejtszaporodást gátló jelátviteli pályákat működtet. Az integrin kifejeződése a szolid daganatokban a terjedéssel párhuzamosan csökken. A basalis membránnal körülvett hámsejtfészkekben a membránhoz történő kihorgonyzást végző β4 integrinek szerepe is kitüntetett, amelyek kifejeződése a terjedő daganatsejtek felszínén csökken.

Az integrinek (mint a kötőszöveti állomány jelfogói) egy részének szabályozása szigorú, mert fontos sajátságokkal ruházza fel a daganatsejteket. Ilyen például a thrombocyták aggregációs képességét szabályozó αII β3 integrin, amely csak a megakariocyta sejtvonal elemeiben mutatható ki. A daganatban keletkező genetikai károsodások, szabályozási zavarok ezt a rendszert, a kötőszöveti állomány jelfogóit is érinthetik. Előfordulhat az is, hogy nem szabályos kötőszöveti állomány jelfogó fejeződik ki, amely új kapcsolódási képességeket alakít ki. A β3 integrinek kötőszöveti állományfehérje felismerő képessége sokrétű. Ezért számos szolid daganatban a terjedés során éppen a β3 integrin fejeződik ki fokozottabban.

A kötőszöveti állomány jelfogói sajátos sejtszerkezetekben, helyi kapcsolódási plakkban helyezkednek el (13.11. a) ábra). Ezek a plakkok nemcsak szerkezeti membránterületek, hanem a sejt felszínén a jelátvitelért felelős szervecskék is. Az integrinek a sejtmembránon átnyúló, különböző alegységekből felépülő jelfogók, ahol az α-lánc elsősorban a kapcsolódó molekula felismerőképességében, míg a β-lánc a jeltovábbításban játssza a döntő szerepet. Ezek az integrinek gócos kapcsolódási plakkban helyezkednek el. Az egyik szerepük az, hogy a sejtváz elemeit a külső kötőszöveti állomány fehérjéinek megfelelően összerendezzék (13.11. b) ábra). A kapcsolódó molekulakötés hatására az integrinek aktívvá válnak és sajátos jelátviteli pályájuk indul el. A β-láncoknak nincs kináz aktivitásuk, a jelátvitel olyan kölcsönzött kinázokkal történik, mint a kapcsolódó kináz (FAK), vagy az integrinhez kötött kináz (ILK) (13.11. c) ábra). A FAK a jeltovábbításban és a jelerősítésben más kinázokat is igénybe vesz. Ilyen például a cytoplasmaticus SRC vagy a CRK, amelyek abban segítenek, hogy az aktinfilamentumokkal biztos kapcsolat alakuljon ki az integrinjelfogók révén, de elindítja a mitogén vagy a motogén jelátviteli pályákat, vagy a túlélési pályákat is. A FAK és a SRC kináz részben az aktinkötő fehérjék foszforilációjával segíti a folyamatot. A fokális kapcsolódási kináz a RAS – RAC – RAF – MA kináz útvonalat a jellegzetes mitogénaktivált jelátviteli pályát is elindíthatja. Az integrinkötött kináz (ILK) elsősorban a lipidkináz útvonal aktiválása révén alakít ki fontos jeleket a daganatsejtben, ahol a foszfatidil-inozitol-kináz (PI3K) – AKT túlélési jelátviteli útvonal meghatározó jelentőségű. A különböző integrinek sajátos jelátviteli pályákat használnak, sőt azonos integrinek jelátviteli pályája is eltérő lehet különböző daganatsejtekben. Ezek a jelátviteli szervecskék a növekedési faktorok jelfogóit is tartalmazzák, így működik együtt az integrin és a növekedési tényező jelfogó és ezáltal alakul ki a két nagy jelátviteli pálya egységes szabályozása. A daganatsejt vagy mitotikus fázisba lép, vagy mozog. A két folyamat általában kizárja egymást. Ma már azonban arra is van példa, hogy a mozgó daganatsejt egyben mitotikus fázisban is van, azonban annak bizonyos szakaszaiban mégis fel kell függesztenie a sejtmozgást.

13.11. ábra. Fokális adhéziós plakk és működésének sejtbiológiai alapjai. a) Fokális adhéziós plakk immunfluoreszcens kimutatása (zöld jel). b) Fokális adhéziós plakk vázlatos ábrája. c) Integrin jelpálya vázlatos ábrája

A környező stroma lebontását proteáz enzimek végzik, amelyeket vagy a daganatsejt, vagy a stromalis sejtek aktiválnak. Három nagy családjuk van: a kötőszöveti metalloproteázok (MMP), a szerin és a cisztein proteázok (katepszin). A kötőszöveti metalloproteázokhoz több mint húsz enzim tartozik. Különböző stromalis összetevőket, elsősorban kollagéneket bontanak, de ebbe a csoportba tartoznak az elasztinbontó elasztázok is. A szerin proteázok működése sokirányú, a daganatban általában az urokináz típusú plazminaktiváló (uPA) fejeződik ki. A lizoszomális eredetű cisztein proteázok is képesek a kötőszöveti állomány bontására. Ennek az a módja, hogy a katepszinek a mannóz-6 foszfát (M6P) jelölődés útján a M6P jelfogó révén kerülnek a Golgi-készülékből a lizoszómákba. Ha a M6P jelfogó génje károsodik, vagy működése megváltozik, akkor rossz helyre gyűjti ezt a proteázt és így a katepszin a daganatsejt felszínére kerül (13.12. ábra). Ha az integrinek a citoskeleton szerkezetét átalakítják, akkor a cytoplasmaticus proteázokat tartalmazó vesiculák abba az irányba helyeződnek át, ahol a kapcsolódási plakkok is megtalálhatók. Így érhető el az, hogy a proteázok a sejt és a kötőszöveti állomány kapcsolódásának a helyén érjék el legnagyobb koncentrációjukat. Egyes integrinek (kötőszöveti állomány jelfogók) arra is képesek, hogy a proteázokat megkössék, illetve a sejtfelszínen megjelenítsék. Egyes MMP-k például a β3 integrinekhez kötődve gyűlnek össze azokon a helyeken, ahol a tumorsejt a kötőszöveti állománnyal kapcsolatban van. A proteázok működését normális sejtekben a proteázgátlók szabályozzák. Az egyes proteázok gátlói a plazminogén aktivátor gátló (PAI), a TIMP a szöveti metalloproteáz gátló, illetőleg a stefinek, amelyek a katepszinek gátlói. A daganatsejtekben a proteázrendszer két úton válhat aktívvá. Vagy a proteáz gének jelentősebben fejeződnek ki, vagy a proteáz fokozattan aktív, mert a gátlók kifejeződése csökkent. A két út együtt is megnyilvánulhat.

13.12. ábra. Katepszinproteáz kimutatása immuncitokémiailag normális és daganatsejtben. a) Normális sejt. A proteáz a Golgi-körüli lizoszómákban található (piros jel). b) Emberi emlőráksejt. A proteáz a sejtmembrán közelében gyűlik fel (zöld jel)

A tumorsejtek terjedésének alapkérdése a mozgás (migrációs képesség). A rosszindulatú átalakulás az esetek jelentős részében fokozott mozgással jár. Ennek az ún. endogén migrációnak a kialakulásában az autokrin folyamatok döntő szerepet játszanak. Kiderült, hogy az átalakult daganatsejtek olyan citokineket termelnek, amelyek saját mozgásukat váltják ki, ezért ezeket autokrin mozgási tényezőknek is hívják. Ezek között van olyan, amely biológiai aktív lipidautotaxin (ATX), van olyan, amely módosult endoplasmás reticulum enzim, amely a cytoplasmában rossz helyre kerül és enzimaktivitás nem is szükséges a citokin aktivitásához. Ez az autokrin mozgási tényező (AMF), amely foszfoglükóz izomeráz enzim. Ez a rendszer a kemotaxissal is kapcsolatos. Az autokrin mozgási tényezőnek a jelfogója a gp78, amely G fehérjéhez kötött, ezért jelátviteli pályája a G fehérje típusú jelfogók pályáihoz hasonló és a sejtváz szerkezetét megváltoztatja.

Az embrionális fejlődés során a normális sejteknek vándorolniuk kell, a szervezetben jelentős távolságokat kell megtenniük. A legtöbb esetben ezt a folyamatot olyan parakrin mozgást szabályozó rendszerek végzik, mint amilyen a hepatocyta növekedési tényező (HGF).

A HGF-t a májban az Ito-sejteken kívül a stromalis fibroblastok termelik. Jelfogója a cMET onkogén, amely a normális sejtek mozgásának fő szabályozója. A HGF jelfogója kináz aktivitású és jelátviteli pályájában a mitogén és a motogén pályák egyenlő súlyúak. A sejtvándorlás célja a továbbhaladás, amely egyesíti a kötőszöveti állomány megtapadás és a csökkent proteolízis elemeit. A daganatsejt vándorlásának irányát kemokinek, a környező stromalis kötőszöveti állományból felszabaduló kisebb lebontott peptidek kemotaktikus hatása irányítja. A mozgás, a kapcsolódás, a kitapadás és a leválás változásában valósul meg. A sejt egyik pólusán fokozódik az adhézió, a kapcsolódó jelfogó kifejeződése, elindul a citoskeleton átrendeződése, majd ezek a jelfogók a sejtfelszínről endocytosis révén eltűnnek és a kapcsolatok felszakadnak. Ezt helyi proteázaktiválódás is elősegítheti. Ennek révén a daganatsejt helyét megváltoztatja és a vezető csúcson, a sejt közepén, illetve végén eltérővé válik a megtapadási jelfogók sűrűsége. A sejt ellenkező pontján ez a sűrűség csökken, és szinte felszakadnak a megtapadást segítő kapcsolatok. Olyan sejt, amely ezt nem tudja megfelelően szabályozni, vándorlásra sem képes. A daganatsejtek egy része sem képes erre, más részük viszont hatékonyan szabályozza ezeket a biológiai jelenségeket.

A daganatsejteknek a terjedésük során nem kell a kötőszöveti állományt jelentősen megbontaniuk, csak akkora nyílásokat alakítanak ki a környező stromában, amely az átbújásukhoz éppen elég. A befolyásoló tényező a sejtmag mérete, mert a sejtmagnál kisebb méretű nyílásokon a daganatsejtek nem tudnak átjutni, illetve ha ez mégis bekövetkezik, akkor károsodnak. A cytoplasma ugyanakkor sokkal képlékenyebb, tehát a terjedés során a daganatsejtek sejtszintű járatokat képeznek a kötőszöveti állományban. A daganatsejtek csak kis, százmikronos nagyságrendű távolság megtételére képesek – in vitro körülmények között akár néhány óra alatt is megtehetnek ekkora utat. In vivo azonban a stromalis elemek fékező hatásúak. Ez azért fontos, mert a tumor növekedésének szerepét a helyi terjedésben nem becsüljük eléggé.

A rosszindulatú daganatok mérete hetek–hónapok során centiméteres nagyságban is megváltozhat. Ennek során a daganat-stroma határon lévő daganatsejtek hatalmas távolságot tesznek meg. Mindez azonban passzívan történik, mert nem a mozgási készségük változik meg, hanem a tumor és a gazdaszövet határa. Helyi terjedés során a tumorsejtek száz mikront tudnak megtenni aktív mozgással, vagyis a gazdaszervezet számára elsősorban azok a daganatsejtek hordozzák az áttétképződés veszélyét, amelyek a nyirok- és a vérerek mentén, 100–200 mikronos közelségben helyezkednek el. A legjobb oxigénellátottság pontosan a vérerek körüli néhány 100 mikronos körzetben van és az ettől távolabb lévő daganatsejtek körülményei sanyarúbbak.

A helyi terjedés sokszor a daganat rosszindulatú fenotípusának az egyetlen megnyilvánulása. Egyes rosszindulatú daganatok genetikailag vagy sejtbiológiailag nem fejlődnek tovább, csak helyileg terjednek, a nyirokkeringés vagy a véráram útján nem adnak áttétet. Ebben az értelemben ezek a tumorok félmalignusnak tekinthetők Az ilyen daganat is elpusztíthatja azonban a gazdaszövetet, ha sebészileg vagy más módon nem távolítható el.

Az áttétképzés folyamata

Terjedés a nyirokutakon át. A nyirokutakon és a véráram útján keletkező áttét kialakulása bár alapelemeiben hasonló, molekuláris alapjaiban azonban eltérő folyamat (13.13. ábra). A két érrendszer anatómiai sajátsága eltérő, a nyirokkapillárisokban nincs basalis membrán, az endothelen nyílások találhatók és pericyták alig övezik. A vérrendszer kapilláris hálózatán található basalis membrán, az endothelium nem tartalmaz nyílásokat és kívülről a hálózatot sok pericyta övezi. A nyirokereken át történő terjedés azért is más, mint a haematogen áttétképzés, mert itt a daganatsejtek passzívan, a szövetközi nyomás hatására is bejutnak az elvezető nyirokerekbe. A nyirokereken ugyanis nagyok a nyílások, és a folyadékáramlás passzívan is a helyi nyirokcsomó irányába sodorhatja a tumorsejteket. Ezért az áttétképződésben a mozgásnak vagy a basalis membránt bontó képességnek nincsen jelentősége. A sejt megtapadó képessége azonban fontos, mivel a nyirokerekben és a folyadékban sok olyan sejt található, amelyek a daganatellenes immunitás részei. Ebben a keringésben csak azok a tumorsejtek élhetnek tovább, amelyek érzéketlenek ezen sejtek hatására, vagy amelyeket az immunrendszer nem idegenként ismer fel. Az ún. immunkiválasztódás felerősödik. A nyirokcsomó olyan sajátos szövet, ahová a daganatsejtek a nyirokerek útján eljutnak. Stromája kevés és különleges, döntően mononukleáris sejtek vannak benne. A daganatsejteknek ebben a környezetben és az aktív immunrendszer végrehajtó sejtjeinek túlsúlyában kell telepet képeznie. A nyirokcsomóban kinövő tumoráttét immunrezisztens daganatsejtcsoport kifejlődését jelenti.

13.13. ábra. Nyirokcsomóáttét szövettani képe. a) Szubmikroszkopikus áttét kimutatása immunhisztokémiával. A nyirokszövetben elvétve daganatsejtek (piros jel). b) Mikroszkopikus daganatáttét. A nyirokszövetben összefüggő ráksejt-szigetek.

A nyirokcsomókban megjelenő áttétnél az elsődleges tumor keletkezési helyén elvezető nyirokér és helyi nyirokcsomó-hálózat található. A nyirokcsomók között meghatározhatók azok a helyi nyirokcsomó-hálózatok, ahová az elsődleges daganatból a nyirokutakon át az áttét eljuthat. Ez az őrszem (sentinel) nyirokcsomó. Kimutatásukra a daganat környezetébe szupravitális festéket vagy makromolekulához kötött izotópot adnak, és a helyi macrophagok ezeket a makromolekulákat szállítják el a nyirokutakon át az elvezető nyirokcsomóba. Ezek már 12–24 óra múlva azonosíthatók és tájékoztatnak az elsődleges daganat nyirokcsomóáttétet képző tulajdonságáról. Az esetek döntő többségében az áttét az őrszem nyirokcsomókban jelenik meg. Előfordul azonban az is, hogy eddig nem ismert okból az első nyirokcsomóáttét nem az őrszem nyirokcsomóban keletkezik. Ezt átugró (skipping) áttétnek nevezzük. Ezek aránya a különböző daganatokban 10–20% is lehet. Ilyen esetekben a daganat a nyirokcsomókban növekszik és elpusztítja, átépíti az eredeti állományát. Ezt követően áttörheti a nyirokcsomó tokját és a környező szövetekbe terjedhet. Ez a jelenség kedvezőtlen kórjóslati jel. A nyirokcsomóáttét kialakulása azonban önmagában nem veszélyezteti a beteg életét (kivéve a nem Hodgkin-lymphomát).

A nyirokcsomó-áttétek jelentősége az, hogy távoli vagy szisztémás szóródás forrásaivá válhatnak, illetve a bennük kialakuló daganatsejtek immunrezisztensek lesznek és ezeket a sajátosságaikat kihasználva helyileg, vagy a keringésbe jutva képezhetnek áttéteket. Bizonyos szövetben más folyamatok is előfordulhatnak. A tüdőrákok például mediastinalis és egyéb környéki nyirokcsomókba adnak áttétet, és a nyirokkeringésben továbbhaladva eljutnak az általános keringésig. Ez a folyamat nehezen értelmezhető távoli testtájakon megjelenő nyirokcsomóáttét keletkezésében. Felvetődik az a lehetőség is, hogy a nyirokcsomóáttétek megfelelő érhálózat kialakításával biztosítják helyi növekedésüket és a keringésbe bejutásukat is.

Áttét keletkezése a vérárammal. A haematogen áttétképzés alapkérdése az elsődleges daganat és az erek kapcsolata. Két lehetőség adódik: az egyik az, hogy a daganatsejtek a kiindulási szövet ereivel lépnek kapcsolatba, de az is előfordul, hogy maguknak alakítják ki vérellátásukat, így a daganatos sejtek lehetnek a vérárammal történő áttétképzés forrásai. Ismert, hogy a daganatsejtek in vivo milyen távolságokat tesznek meg, amelyből nyilvánvaló, hogy elsősorban azok a kapillárisok jelentősek ebből a szempontból, amelyek a szolid daganatban, vagy annak néhány száz mikronos közvetlen környezetében találhatók. Ezért érthető az, hogy elsősorban a tumoron belüli érintettség a fontos kórjóslati tényező, hiszen ezek azok az erek, amelyek a daganatszövet sejtjeivel a legszorosabb kapcsolatban állnak. A folyamat alaplépése a helyi terjedéshez hasonló, hiszen a daganatsejteknek a kapillárisokig el kell jutniuk. Ezt az oxigénkoncentráció is segíti, amely az erekben, illetve azok közvetlen környezetében a legnagyobb. Az ide kerülő mozgó daganatsejteknek meg kell küzdeniük a hajszálereket borító pericytákkal, le kell bontaniuk az endothel alatti basalis membránt és ezután „ablakot” kell képezniük az endothel bélésén. Ezt a folyamatot a tumorsejtek által kiválasztott bioaktív lipidek végzik, amelyek hatására az endothelsejtek átmenetileg összehúzódnak és utat engednek a lumenbe vándorló daganatsejtnek. A basalis membrán áttörésekor jelentős nyomáskülönbség alakulhat ki a szövetközi kötőszöveti állomány és az intraluminalis tér között, amely a daganatsejtekre kedvezőtlen hatású. A keringésbe bejutó daganatsejteket veszélyek fenyegetik. Az egyik az a károsodás, amelyet a nyomás növekedése okoz, ezért a daganatsejtek kb. 95%-a a keringésbe jutva elpusztul. A keringésben az immunvégrehajtó sejtek koncentrációja kisebb, ezek azonban a daganatsejtek megjelenésekor aktívak, és segítik a keringésbe jutott daganatsejtek elpusztítását. Kiderült, hogy a keringésben azoknak a tumorsejteknek nagyobb az esélyük, amelyeknek apoptotikus készsége genetikai károsodásuk nyomán csökkent, és amelyek védekezni tudnak a mechanikus hatások és az immunvégrehajtók ellen. Ebben a folyamatban a tumorsejtek thrombocytakötő képessége nagy jelentőségű. Nem thrombusképzésről van szó, bár egyes daganatok esetében ez is bekövetkezhet. Döntően azonban microthrombusok vagy felszíni thrombocytaaggregátumok képződnek (13.14. ábra). Ezek védik a daganatsejtet a mechanikus károsodástól és az immunvégrehajtók hatásától. Azok a daganatsejtek lépnek kapcsolatba a thrombocytákkal, amelyek olyan integrineket, más sejtkapcsolódó molekulákat fejeznek ki, amelyek a thrombocyták sejtfelszíni kötőmolekuláinak társai. A daganatsejt–vérlemezke kapcsolódás következménye a vérlemezkék aktívvá válása, amelynek révén növekedési tényezők, bioaktív lipidek jelennek meg, amelyek helyileg segítik a daganatsejtek túlélését, vagy a sejtciklusba való belépésüket. A daganatsejtek a keringésben is osztódnak. Sok szolid daganat esetében nem egyes daganatsejtek lépnek az érlumenbe, hanem kisebb-nagyobb sejtcsoportok. Ilyenkor mikroszkopikus méretű kis daganatcsoportok keletkeznek, amelyeknek a túlélési esélyük nagyobb, mivel egymást parakrin citokinekkel és más aktivációs folyamatokkal is segíthetik. Ezek a daganatsejtek együttesen vándorolnak, egymás mozgását szervezetten szabályozzák. A keringésbe jutó daganatsejtek oda jutnak, ahová az adott érrendszeri hierarchia elviszi. Mivel a tumorsejtek által kiváltott érképződés a vénás oldalról indul, a legtöbb daganat a vénás rendszerrel áll kapcsolatban. Az áttétek kialakulásában korábban az anatómiai viszonyok jelentőségét hangsúlyozták, tehát az elvezető vénás rendszer első szűrőszerve a szervi áttétképzés fő célpontja. Újabban ez az elképzelés változott. Kétségtelen azonban, hogy a portalis rendszerrel vagy a vena cava rendszerével kapcsolatban lévő elsődleges daganatok a májba, illetve a tüdőbe jutnak és leggyakrabban ott képeznek áttétet.

13.14. ábra. Tumorsejt a vérkeringésben (pásztázó elektronmikroszkópia). A tumorsejt közelében vérlemezkék és fibrinszálcsák.

Sejtfajlagosság. A véráram útján történő áttétképzés fajlagos folyamat, amelyet nem az anatómiai viszonyok határoznak meg. Ez csak szükséges, de nem elégséges feltétel. A daganatsejtek szelektív képességűek: áttétképző képességük mindig egy adott szervben keletkező áttétek kialakítására vonatkozik. A különböző szervekben keletkező áttétekhez eltérő biológiai és jellegzetes genetikai képességekre van szükség. A tüdőáttétek kialakulásának molekuláris feltételeit az egyes daganattípusokban nem ismerjük pontosan. Az emlőrákok esetében bizonyos kemokinjelfogók (CXCR4) és kötőszöveti állomány metalloproteázok (MMP1) szerepe bizonyított. A tumorsejtek ide a vena cava, illetve a vena hepatica rendszere felől jöhetnek. A tüdő sajátos érhálózata azonban lehetőséget ad arra is, hogy a rosszindulatú daganat sejtjei a vénás rendszerből az artériás rendszerbe átlépjenek. Hiszen az arteria pulmonalis tulajdonképpen véna, a vena pulmonalis pedig artéria és a kettő közötti összeköttetések a tumorsejteknek lehetőséget adnak arra, hogy ne tapadjanak meg a tüdő kapilláris hálózatán, hanem közvetlenül az artériás rendszerbe jussanak át. Ez az előfeltétele annak, hogy más szervben is kialakulhat áttét (vese, agy, csont, bőr, retina). A tumorsejteknek először a célszerv kapilláris endothel hálózatával kell harmonikus kapcsolatba jutniuk. A folyamat hasonlít a mononukleáris sejtek adott szervben történő megállására és a szervből történő kilépésére. Ehhez a daganatsejtek ugyanazokat a sejtfelszíni jelfogókat használják, végül pedig a sejttapadó molekulák biztosítják a teljes megállást és a biztonságos kapcsolódást. Ez utóbbi néhány órás folyamat, az integrin, illetve az endothel aktiválása révén az endothel összehúzódásához vezet, és ezáltal a daganatsejtek a környező szövetbe léphetnek ki. Ez az alapfolyamat azonban az egyes szervekben eltérő lehet, hiszen az endothelsejtek az egyes szervekben sejtfajlagos antigénmintázatot hordoznak, és működésük is eltérő. A keringésből a környezetbe jutás a különböző szervekben is eltérő lehet. A tüdőben ez a folyamat viszonylag rövid és egy napon belül bekövetkezik, míg az agyban lassú, két-három napot is igényel. A csontok kapilláris hálózata viszont elsősorban a nyirokerek kapillárisaira emlékeztet, amely azt jelenti, hogy a daganatsejteknek a keringésből való kijutása a csontvelőbe egyszerűbb és gyorsabb.

A daganatsejtek az adott szerv kapilláris hálózatából való kijutásuk során először az endothelt húzzák össze. Ez a folyamat ugyanaz, amely az elsődleges daganatban is történt. Az endothelsejt bioaktív lipidek útján átmenetileg összehúzódik. Ezt segíti az, ha a környezetben a tumorsejt felszínén vérlemezke-kicsapódások vannak, amelyekből a kiszabaduló bioaktív lipidek is erősítik a folyamatot. A szabaddá váló basalis membránt proteázok emésztik, és az így keletkező nyíláson át a daganatsejtek az ér körüli térbe vándorolnak. Több daganatban a daganatsejtek nem lépnek ki az érpályából, hanem azon belül az endothelsejtekkel szoros kapcsolatban állva szaporodnak. Az endothel folytonosságának későbbi megszakadása segíti a daganatsejtek stromába kerülését. Az első esetben, amelyben a daganat egyes sejtként jut ki a keringésből, a folyamat alapja az, hogy a kilépő daganatsejt képes legyen az új kötőszöveti állományban való megtelepedésre. Ebben az integrinjelfogó kifejeződési mintázatnak van jelentősége, amely az adott szervre fajlagos kötőszöveti állománnyal kapcsolatot alakít ki.

A daganatsejt saját szaporodását két úton indíthatja el: vagy autokrin növekedési tényezőket termel, vagy proteázt szabadít fel a stromában tárolódó citokinek, növekedési faktorok közül. A különböző szervek stromájában sajátos citokin környezet alakul ki. Erre a máj jó példa, ahol a sinusok körüli térben az Ito-sejtek termelik a HGF-t, és ha a daganatsejtek c-met rákkeltővel rendelkeznek, akkor elkezdhetik helyi szaporodásukat. Sokszor a körülmények annyira mostohák, hogy a daganatsejtek az érpályából való kilépés során vagy az után közvetlenül pusztulnak el. Máskor túlélő képességük nagy, de csekély a szaporodási készségük. Így ezek a daganatsejtek túlélnek ugyan, de a sejtciklusba alig-alig lépnek be, és sokáig alvó állapotban maradhatnak. Ez azonban nem jelent valódi alvó állapotot, hiszen anyagcsere aktivitásuk egy része megmarad. Ilyen események láthatók például a csontokban, ahol a csontvelőbe történő eljutás folyamata után akár évtizedekkel indul csak meg a sejtek szaporodása és a mikroszkopikus áttét kifejlődése. A májáttéteket képező daganatok elsősorban az emésztőrendszer daganatai, amelyek áttétképződésükhöz a portarendszert használják. Az egyes szervekben kialakuló áttétek pontos molekuláris módjáról még kevés az ismeretünk. Ezek a folyamatok sajátos körülmények között zajlanak. Különösen összetett az agyi áttétképzés, a különleges ideg- és érszerkezet, illetve a vér-agy gát sajátos tapadómolekula kifejeződési mintázata miatt.

Újabban kezdjük megismerni a rosszindulatú daganatok csontáttétképzését. Áttét anatómiai okokból és az artérián át történő terjedéssel egyaránt kialakulhat. A prostatarák csontáttétjének egyik oka például anatómiai, mert a prostata körüli vénák a Batson-vénákon keresztül a para- vagy a praevertebralis vénás hálózattal állnak kapcsolatban és a vénába kerülő daganatsejtek így a csontokba jutnak. Más daganatok pedig, amelyekre a csontáttétképzés jellemző (emlő-, tüdő-, veserák), döntően az artériás szóródás után képesek a csontok sajátos és fajlagos felismerésére.

A csontsejten kívüli kötőszövetes állományban a fehérjék sajátos szervetlen kristályhálózatot alkotnak, amely a daganatsejtek számára nem ideális bölcső. A csontáttétek kialakulásához nem szükséges a daganatsejtek fokozott proteolyticus aktivitása. A daganatsejtek más úton is megtelepedhetnek a csontban. Elsődlegesen a csontokba áttétet adó daganatok, a saját tumoros kötőszöveti állományuk összetevői között ún. csontfajlagos fehérjéket is termelnek. Ilyen az oszteopontin, az oszteonektin vagy a csontépüléséért felelős fehérje (BMP). Ez azt jelenti, hogy az áttét helyén szaporodó daganatsejtek számára a kötőszöveti állomány nem idegen, mivel az elsődleges daganatban is hasonló környezetben helyezkedtek el és rendelkezésükre áll a fajlagos kötőszöveti állományt felismerő jelfogó (pl. béta-3 integrin). Azok a daganatsejtek, amelyek a csont két fő alkotóelemével, az osteoblastokkal és az osteoclastokkal együttműködnek, olyan környezetet alakítanak ki, amely a csontszövetben az áttéti szövet kialakulásának kedvez. A csontba vagy a csontvelőbe jutó daganatsejtek ezen két sejttípus aktiválása révén (elsősorban az osteoclastok aktiválásával) indítják el azt a csontátépülést, amely az áttét kialakulásához szükséges (13.15. ábra). Az emlőráksejtek parathormonszerű (PTHRP) fehérje termelésével aktiválják az osteoblastokat és ezekből a RANK rendszer működése révén osteoclast irányú változást segítenek elő. Az osteoclastok bontják le az alapállományt a tumorsejt számára. Ennek az egyik következménye az, hogy felszabadulnak az alapállományba lerakódott növekedési tényezők és ez újabb sejtszaporodást serkent. Ebben a folyamatban a prosztaglandinok és más citokinek is támogató szerepet játszanak, míg a kortikoszteroidok ellenkező irányú szabályozók. Az osteoclastok aktivitására alapozott csontáttétképzés osteolyticus folyamat, amelyben a parathormonszerű fehérje mellett a D-vitaminnak, az IL-1, az IL-6 és az IL-17 citokineknek aktiváló szerepük van. A folyamatot a prosztaglandin E2, az IL-4, a gamma-interferon (IFN-gamma) és az osteoprotegerin gátolja. A másik jellegzetes csontáttétképzés az osteoblastos vagy osteoclastos áttétképzési folyamat, amelyben a daganatsejtek által termelt endothelin-1 a kulcsmolekula. Ez a molekula elindítja az osteoblastok szaporodását, de aktív szerep jut a daganatsejtek által termelt plazminogénaktivátornak is. Ennek a folyamatnak a részleteit jól ismerjük, jól felhasználhatjuk a csontáttétképzés gátlásában. A biszfoszfonátok olyan gyógyszerek, amelyek az osteoclastok csontbontó képességét megállítják, és felfüggesztik azt az „ördögi kört”, amely a tumorsejt aktivitása és az osteoclastaktiválódás, illetve az osteoblastosztódás között kialakul.

13.15. ábra. A csontáttét keletkezésének vázlatos ábrája

Áttét-genetika. Az áttétkutatás és a klinikai onkológia fontos kérdése az, hogy az elsődleges daganat genetikai vagy biokémiai jellemzői mennyire használhatók az áttétek azonosításában. A kérdés különösen azért is jelentős, mert a daganatos betegek jelentős részében az elsődleges daganat már nincs jelen, és csak az áttéteket kezeljük. A kérdés megvilágításához a szolid daganatok sokféleségének (heterogenitás) ismerete szükséges. Ez azt jelenti, hogy az elsődleges daganatban (szolid tumorokban) 20–40 citogenetikailag azonosítható eltérő genetikájú klón látható. Az azonban nem ismert, hogy az áttét képzése melyik klón sajátossága. Számos vizsgálat hasonlította össze az áttétek és az elsődleges daganat klóntulajdonságait egy-egy, vagy sok jelzőt vizsgálva. Ezek alapján három alapvető jelenség azonosítható. Az első az, hogy bizonyos daganatokban a szervi áttét genetikai összetétele hasonlít az elsődleges tumoréhoz. Erre alapozták a daganatáttétképzés „azonos gén” elméletét, amely szerint az elsődleges daganat jellemző klónjai az áttétben is kimutathatók. Az adatok másik része arra utal, hogy az áttétek kialakulása egyben a daganat clonalis fejlődését is jelenti. Ilyen esetekben az elsődleges daganat egyik vagy néhány klónja szervi áttétet képez. Ez a „clonalis fejlődés” felfogás. A harmadik elmélet szerint az elsődleges daganat és az áttétek egymás mellett párhuzamosan fejlődhetnek. Ez azt jelenti, hogy az elsődleges tumorban lévő daganatsejtklónok összetétele és sajátosságai jelentősen eltérnek az áttétekben kimutatható klónok sajátságaitól (13.16. ábra).

13.16. ábra. Az áttétképzés lehetséges genetikai útjának modelljei

Mindhárom elméletre találhatunk bizonyítékokat. Ehhez fel kell tételeznünk azt, hogy a rosszindulatú átalakulással az áttétképzés képessége is kialakul. Ettől kezdve bármikor esély van arra, hogy az elsődleges daganat sejtjeiből áttét keletkezzen, és ez a folyamat addig tarthat, míg az elsődleges daganatot el nem távolítják. Ehhez időrendileg három lehetőség vethető fel. Az első a korai áttétképzés, amelynek során szinte a daganatsejt átalakulásának pillanatában az elsődleges daganatból elszakadva néhány tumorsejt a keringésen át egy adott szervbe jut. Itt a clonalis fejlődés önállóvá válik, és olyan genetikájú kódok keletkeznek, amelyek eltérnek az elsődleges daganatban lezajló clonalis fejlődéstől. A párhuzamos áttét kialakulása tehát korai áttétképzési folyamat. Két olyan daganat ismert, ahol ez előfordul. Az emlőrákban tapasztalható például, hogy a kisméretű daganat felfedezése idején már távoli szervi áttét van, amely az elsődleges daganat kialakulása előtt évekkel keletkezett. Melanomában is kialakul már áttét néhány százezer sejtes méretnél és az elszabaduló klónok más fejlődési utat követnek.

Ennek a folyamatnak az ellenkezője a „késői áttétképzés”. A daganatos betegség teljes lefolyását negyven daganatkettőződési ciklus jellemezheti és csak későn, az utolsó néhány kettőződési szakaszban alakul ki áttét. Így az elsődleges daganatra jellemző clonalis mintázat megjelenhet az áttétben is. A késői folyamat miatt ugyanis nem jut idő a clonalis eltérés kialakulására. Harmadik út is feltételezhető, ha a rosszindulatú daganat fejlődésének az áttétképző képesség folyamatos jellemzője. Ez a clonalis fejlődés, amely feltételezi azt, hogy az elsődleges daganatból az egyik áttétképzésre különösen hajlamos klón bármikor kiléphet. Az ebből keletkező áttétnek csekély a clonalis sokrétűségre való hajlama, vagy a rövid idő miatt ez a sajátosság az áttétben is megőrződik. Ez a három jelenség egymással párhuzamosan alakul ki, ezért nehéz a folyamatok idejének és következményének megállapítása. Nagy az esély arra, hogy az áttét genetikai mintázata eltérő lesz az elsődleges daganat genetikai mintázatától (ennek az esélye 2:1), és kisebb a valószínűsége annak, hogy az áttét mintázata hasonló lesz az elsődleges daganatéhoz. Ez genetikai mintázatot, clonalitast jelent, nem pedig egy adott gén kifejeződését, hiszen az a daganatsejt túlélése és szaporodása szempontjából az áttétképzés folyamán kulcstényező lehet. Ezért a kezelés folyamán ismételten meg kell határoznunk az áttétek genetikai és fenotípus sajátságait, mivel nagy az esélye annak, hogy azok az elsődleges daganathoz képest változtak.

Áttétgének. A daganat előrehaladásának összetett folyamatát nemcsak egy vagy néhány kulcsgén szabályozza. Az elmúlt évtizedekben számos olyan gént azonosítottak, amelyek áttétgénnek vagy áttétképződést akadályozó génnek nevezhetők. Ezekről az egyes daganatféleségek részletesebb elemzése során eltérő adatok váltak ismertté, mivel a különböző szolid daganatok előrehaladása eltérő molekuláris alapon valósul meg. Az első áttétgén a CD44 kötőfehérje volt. Ezek közül a V6 vagy V3 exont tartalmazó szerepe bizonyos daganatokban valóban meghatározó. A második a TWIST-gén, amelyik az epithelium–mesenchyma átmenetet (EMT) szabályozó átíró tényező, amely a helyi terjedéshez szükséges folyamatért és elsősorban a hámeredetű daganatok áttétképződéséért felelős. A tumorsejt és a kötőszöveti állomány kölcsönhatásának molekuláris elemzése során felvetődött a daganatsejtek kapcsolódó plakkjainak a jelentősége a jelátvitelben, ahol az integrinkötött kináz aktivitásának szerepe egyértelmű. E kináz szabályozó fehérjéje a NEDD9, amelynek genetikai változása, kifejeződésének fokozódása bizonyos szolid daganatokban az áttétkészséggel összefügg.

Az áttétképződést akadályozó gének csoportja nagyobb, mint az áttétgéneké. Az első ilyen típusú gén az NM23, amely az NDP kináz fehérjét kódolja, és bizonyos daganatokban a gén kifejeződésnek csökkenése az áttétkészség fokozódását segítette (pl. emlőrák). A gén által kódolt fehérje pontos szerepe nem ismert. Az áttét elnyomó, a kromatinátépülésében szerepet játszó gén is, a BMRS1 átíró tényező, és a CRSP3 többségük a jelátviteli pályák szabályozó elemei. Ilyen a KISS-1, amely a metasztin fehérjét kódolja, amelynek jelfogója a GPR54, G-fehérjéhez kötött. Ez esetben jelfogóhoz kapcsolódó molekulának, vagy jelfogónak, vagy a génkifejeződés szabályozásának genetikai károsodása vezet az áttétkészség fokozódásához szolid daganatokban. Ezek között membránjelfogók is találhatók, így az E-cadherin, amelynek szerepe elsősorban hámeredetű daganatokban fontos. Ilyen a CD-82 jelfogó (KIA1), amelynek szerepe hasonló prostatarákban. Szerepelnek ezek között a jelátviteli szabályozók is, így az RHO-GDJ2, az RHO-MKK4 vagy a SSECK. Ilyen a kötőszöveti állomány metalloproteázt gátló TIMP család szerepe is bizonyos daganatokban. Az áttétképzés folyamata sokféle, ezért egy-egy gén működésével nem köthető össze, mivel szabályozásához számos gén összehangolt működése szükséges.

Ma már nyilvánvaló, hogy a rosszindulatú átalakulás fokozatos genetikai változások sorozatával jellemezhető. Ezek a folyamatok kialakulásukkor nem szűnnek meg, a daganat fejlődése során nyomon követhetők. A különböző génelváltozásoknak a súlya azonban eltérő, attól függően, hogy rosszindulatú átalakulásról, helyi terjedésről, nyirokcsomó- vagy szervi áttétről van-e szó. Az elemzések azt mutatják, hogy az áttétek szempontjából a különböző genetikai hibáknak, géneknek két csoportja azonosítható. Az ún. áttétkezdeményező gének azért felelősek, hogy a daganat az elsődleges tumorból az áttéti szervekbe eljusson. Az ún. áttétet fenntartó gének azért felelősek, hogy a daganatsejt az idegen szöveti környezetben áttétet hozzon létre. Az áttétkezdeményező géneknek a kifejeződése az elsődleges daganatra kórjóslati jelentőségű. Az áttétet fenntartó gének nem fejeződnek ki az elsődleges daganatban, sokszor csak az áttétekben jelennek meg.

Az áttétet kezdeményező gének kimutatása az olyan elsődleges daganatokban lehetséges, amelyekben az áttétképző képesség ismert. Az áttétet fenntartó gének azonosítása szolid daganatban az áttétek kifejeződési mintája alapján történhet. Ezeket az elsődleges daganatok mintázatához kell hasonlítanunk, bár ezek a mintázatok a különböző szervi áttétekben eltérőek.

Emlőrákokban a sokféle szövettani típus közül az invazív ductalis rák a leggyakoribb, amelynek áttéti és kórjóslati mintázatát is meghatározták. A legkisebb méretű kifejeződési mintázat az ONCOTYPE-Dx, amely 21 génből álló sort használ az elsődleges daganat áttétképző képességének a nyirokcsomóba és a betegség kórjóslatának meghatározására. A gének között az emlőrákot kórjelző gének mellett a HER2, az ösztrogén-, a progeszteron-jelfogó és a Ki-67 szaporodási jelző az apoptosisban, a sejtciklus szabályozásában és a kötőszöveti állomány lebontásához szükséges gének is szerepelnek és a kifejeződési mintázat már a klinikai gyakorlat részévé vált. Más vizsgálatok több gén felhasználásával jósolják az elsődleges emlőrák lefolyását. A genetikai mintázatok alapján az elsődleges daganatban alapvető áttétkezdeményező gének azonosíthatók, amelyek a klasszikus klinikopatológiai jellemzőktől eltérő, attól független, önálló kórjóslati jelentőségűek. Fajlagosságuk és érzékenységük meghaladja a TNM-stádiumbeosztás értékeit. Emlőrákban azonban az áttétet fenntartó géneket nem azonosították, bár vizsgálatok felhívják arra a figyelmet, hogy a csont- és a nyirokcsomóáttétekben és egyéb szervi áttétekben talált mintázatok jelentősen eltérnek egymástól. Ez a szervfajlagos áttétkészség és mintázat klinikai jelentőségére utal. Más szolid daganat esetében az áttétet kezdeményező vagy fenntartó gének körének meghatározása még kevésbé került be a klinikai gyakorlatba.

A daganat és a szervezet kapcsolata

Dr. Tímár József

A daganatszövet ereződése

Szöveti környezetben egy sejtcsoport növekedése nem terjed túl az 1 mm-es átmérőn, amelynek az a magyarázata, hogy a kapillárisok körül az O2 és egyéb kis molekulák diffúziós távolsága maximálisan 250 mikrométer. Ezért az ennél távolabb lévő sejtekben már oxigénellátási zavar keletkezhet, amely új ér kialakulásához vezet. Ez a daganatereződés folyamata (13.17., 13.18. ábra). Az oxigénellátási zavar által kiváltott geno- és fenotípusos változások hátterében álló molekuláris mechanizmusok is ismertté váltak.

13.17. ábra. Diffúziós viszonyok vázlata a daganaton belüli kapilláris körül

13.18. ábra. Daganatszövet ereződése. a) Emlőrák mikroszkópos képe (H&E festés). b) Daganaton belüli erek kimutatása CD34 endotheljelző segítségével (piros reakció)

A hypoxia és a génszabályozás daganatokban

Normális oxigénellátottság esetén szervezetünk legrövidebb féléletidejű fehérjéje a HIF 1/2/3, β átíró tényezők gyorsan lebomlanak. Ezzel párhuzamosan a HIF átíró tényező család más tagjai (HIF 1/2/3 β) termelődnek. Ha az O2 koncentrációja a cytoplasmában csökken, a HIF β fehérje szintje nő, és bejut a sejtmagba, ahol β társával kapcsolódnak a megfelelő gének szabályozó részének hypoxiát érzékelő elemeihez (HRE). Sok száz olyan gén van, amelyek működését a HIF szabályozza, így érnövekedési tényezők (angiogén citokinek) a vvt-termelést fokozó citokinek a NOS rendszer enzimei és a hypoxiás anyagcserére átállást segítő enzimek, az LDH vagy a glükózszállítók. Ezzel párhuzamosan a HIF-et támogató p300/CBP aktiváló tényező gátlása is megszűnik, így a hypoxiához történő alkalmazkodás molekuláris feltételei kialakulnak. Ez a folyamat azonban normális géneket és normálisan működő szabályozási folyamatokat tételez fel.

Bizonyos daganatokban előforduló génhibák a HIF 1/2 α átíró tényezőket aktiválják. Ebben az esetben a HIF függetlenül működik a szervezet, illetve a daganatszövet oxigénellátottságától. A rosszindulatú daganatokban a VHL daganatképződést gátló gén károsodásánál gyakrabban fordul elő a p53 daganatképződést gátló gén mutációja. Kiderült, hogy a p53 működésének elvesztése a HIF átíró tényezőt aktiválja. Ilyen esetekben tehát molekulárisan célzottan a p53 működés kiesésének javítása egyben az angiogén fenotípus javítását is jelentheti genetikai eszközökkel. Kiderült, hogy az EGFR jelfogó aktivitása azokat a jelátviteli pályákat is aktívvá teszi, amelyek a HIF 1/ 2 α átíró tényező működését fokozzák. Ha ezeket a molekulárisan célzott kezeléssel bénítják, az angiogén fenotípus csökken és gátolt.

A rosszindulatú daganatok érképződésének módjai

Daganat okozta új érképződés. Ez az érellátási forma a rosszindulatú daganatokban a legismertebb. A daganat a normális szöveti kapillárisok serkentésével új növedékeket alakít ki, amelyek a daganatszövetben növekedve a daganatot ellátó ereket hozzák létre. E folyamat első lépcsője az endothelsejt alatti basalis membrán gél–sol átmenete. Ezután a basalis membrán az endothelsejt nyúlványainak környékén részlegesen károsodik. Ezt követően a kapillárisból kis növedékek nyúlnak be a környező kötőszövetbe és megkezdődik az endothelsejtek vándorlása, amelyek párhuzamosan helyezkednek el és megőrzik összeköttettésüket az eredeti anyakapillárissal. Végül bekövetkezik a basalis membrán sol–gél átmenete és ezzel új kapilláris bimbó keletkezik. A szaporodó pericyták szerepe is fontos, mert az új növedékek a meglévő pericytaborításból vándorolnak az új érszakaszok felé. A lumen tehát nem újabb serkentés nyomán alakul ki, hanem ugyanaz a hatás, amely az egész folyamatot elindította, ezt is biztosítja. A daganat kiváltotta érkeletkezésben a legfontosabb molekuláris mozgatóelem az éreredetű endothelialis növekedési tényező (VEGF), amely a daganatszövetben termelődik, elsősorban a daganatsejtek és az általuk serkentett stromasejtek által. Ez a citokin kettős hatású. Megnöveli az erek átjárhatóságát, és az endothelsejtek adhéziós molekulái is megváltoznak. A basalis membrán átalakulásának hátterében feltehetőleg az endothelsejtek által elválasztott különböző proteázok, metalloproteinázok és plazminogén aktivátorok állhatnak. A pericyták vándorlását és az új kapcsolódások kialakulását ANG2 citokin vezérli. A VEGF mellett más citokinek is serkentik az érképződést, ezek közül a TGF-béta, a TNF-alfa, a bázikus FGF és a PDGF thrombocyta növekedési tényezők a jelentősebbek. Az érképződést serkentő tényezőkön kívül a folyamat egyensúlyát gátlók is biztosítják. A daganatokban ez az egyensúly mindkét irányban megszűnhet, az érképző hatás és az azt gátló hatás irányában is attól függően, hogy az adott daganat fenotípusa melyiket segíti. A gátló tényezők egy része az endothelsejteket körülvevő kötőszöveti állomány fehérjéiből keletkezik. Ilyenek a proteolitikus lebomlási termékek, pl. az endostatin és az angiostatin.

Születés utáni érkeletkezés. A daganat okozta érújraképződés módjától eltér az egyedfejlődés során zajló érképződés, amely számos élettani vagy kóros folyamatban válhat aktívvá. Ez a születés utáni érkeletkezés (postnatalis vasculogenesis). Ezt keringésben lévő endothel előalakok szabályozzák, amelyek a csontvelőből származnak. Az érképződés a csontvelői endothelialis előalak sejteknek a szövetben történő érését jelenti. A folyamat a felnőtt szervezetben már nem aktív, de különböző kóros érújraképződési folyamatokban ismét aktívvá válhat. Így a daganatok az általuk termelt citokinek segítségével serkentik a csontvelői endothel előalakokat. Ezek a keringésben eljutnak az elsődleges daganatba és az áttétbe is, és ott új ereket alakítanak ki. Ezeknek a sejteknek a csontvelői serkentése az SDR citokinnel és annak jelfogóján keresztül történik. A keringésben lévő éretlen endothelsejtek a daganatban lévő mikrokapillárisokba épülnek be, azokhoz tapadnak ki és ott helyben válnak érett endothelsejtekké.

Érbeépülés. A daganatok gyakran olyan szövetekben keletkeznek és adnak áttétet, ahol élettanilag is sűrű a kisérhálózat. Ebben az esetben a daganatszövet 1 mm-es átmérőt meghaladó növekedésekor a tumorszövetben nem feltétlenül alakul ki oxigénhiány, hiszen az 500 mikronon belül újabb kis kapillárisokon lehetővé teszik a tumorszövet tápanyagellátását. Sűrű kisérhálózat számos szövetben van, így pl. a májban, a tüdőben, a bőrben. Az érbeépülés azt jelenti tehát, hogy a rosszindulatú daganat bekebelezi a meglévő kiérett kapillárisokat (13.19. ábra). Ezen az úton biztosítja a vérellátást és nem szükséges új érrendszer kialakítása. Ez a folyamat mind az elsődleges, mind az áttéti tumorszövet számára biztosíthatja a vérellátást. Ha azonban a daganat érképző citokineket termel, a környező kötőszövetben új ér keletkezik. Ezek az erek azonban nem feltétlenül kerülnek bele a daganatba és a daganat vérellátásához nem szükségesek.

13.19. ábra. Érbeépülés nem kissejtes tüdőrákban (immunfluoreszcencia). A tumorszövetben (kék magfestés) az alveolaris vérerek (CD31 jelző, zöld) érintetlenek maradtak

Rosszindulatú melanomákban a növekedő elsődleges daganat tumor körüli érújraképződést serkent. Ezek az erek azonban nem nőnek bele a daganatszövetbe, hanem annak növekedése mintegy bekebelezi az érhálózatot. A bekebelezett erek egy része elpusztul, más részük a vérellátást biztosítja. Nem kissejtes tüdőrákban a tumor ilyen módon kebelezi be az alveolaris kisereket, azokat nem károsítja, hanem növekedése során felhasználja. Colorectalis rák májáttétjeiben is megfigyelhető ez az esemény. Májáttétek sinusoidealis formáiban a bekebelezés érvényesül. Előfordulhat azonban az endothel szaporodása is, mert a daganatsejtek az endothelsejt és a basalis membrán között vándorolnak, az endothelsejtek leválasztják azokat a basalis membránról. Jellegzetes daganat okozta érújraképződés a portalis típusú áttétekben figyelhetők meg. Ilyen áttétek esetében az is előfordulhat, hogy a folyamatok kezdeti szakaszaiban a simaizom aktin-pozitív pericyták vagy csillagsejtek szaporodnak, és ez vezet elsődlegesen a sinusoidokban érképződéshez, a kötőszövetes fal megvastagodásához. A májsejtek ilyenkor eltűnnek a közelből, a sinusoidok összeolvadnak, és a tumor közelében nagyobb értócsák keletkezhetnek. Májáttétekben az érképződés változatos folyamat, függ a tumortól és az áttétek májon belüli elhelyezkedésétől. A bekebelezett erek túlélése az ANG1-es citokin mennyiségétől függ, amely a TIE2 jelfogón át biztosítja az endothelsejtekben a túlélési jelet. A VEGF inkább mitogén jelként játszik szerepet. A döntő citokin tehát nem a VEGF, ezért ennek célzása az ilyen érellátású daganatban a folyamaton nem változtat. Az ANG2 citokin segíti az ér keletkezését akkor, ha VEGF citokin is van, ha nincs, akkor a bekebelezett ér elpusztul.

Betüremkedéses kisérnövekedés (BKN). A BKN az érképzésnek az a formája, amelyben az érhálózat az erek lumenében keletkező kötőszöveti lemezekkel alakul ki. Ezek az ereket hosszanti irányban osztják meg. Ez az érkeletkezési forma gyorsabban növeli az érszámot, mint a bimbózás. Ebben a folyamatban nem szükséges az endothelsejt szaporodása, az endothel alatti basalis membrán károsodása, illetve a környező kötőszövet érintettsége. A BKN az érsűrűséget fokozza, hatására megnő az endothelialis felület, amely segíti az érbimbózás elindulását. Valószínű, hogy élettani hatások, az ereken belüli nyomás és a súrlódási viszonyok befolyásolhatják a folyamatokat. A vezető citokinek nem az angiogén citokinek, hanem a PDGF. Az angiopoetinek, a TGF β, az efrinek és az endothelsejtek szaporodása ebben az érképzési formában nem játszik fontos szerepet.

Gomolyagszerű érképződés. Kisereket tartalmazó, egymás mellé szorosan préselt érgomolyagokról van szó, amelyek körül különböző vastagságú basalis membrán mutatható ki, körülöttük a pericyták száma csekély. A gomolyagszerű testeket (glomeruloid testek, GB) nagy malignitású gliomákban írták le először, azonban az ilyen különleges érgomolyagok a rosszindulatú daganatok széles körében megfigyelhető. Ez az érjelenség kedvezőtlen kórjelzést jelent. Az agyi áttétek esetében ez a folyamat korán elkezdődik, a daganatsejt érpályából való kijutását követően azonnal. A szaporodó és vándorló daganatsejtek az endothelsejtekre hatnak, mintegy húzva-megnyújtva azokat a kapilláris elágazódások területén. Az endothelsejt vongálódása csökkenti szaporodásukat. A megnyúló endothelsejtek körül különböző vastagságú basalis membrán is van. A meglévő kapilláris szerkezete átalakul, aminek eredményeként bimbózás jön létre, az endothelsejt pusztulása nélkül új, szabálytalan kapilláris ívek keletkeznek. Ez a folyamat az 1 mm-nél kisebb eltéréseknél figyelhető meg.

A daganatsejtek ereket utánoznak. Ezt a jelenséget (vascularis mimikri) 1999-ben írták le. A daganatban daganatsejtek által határolt csatornák, tumorsinusoidok keletkeznek, amelyek kapcsolatban állnak a kapillárisokkal és részt vesznek a daganatszövet oxigén- és tápanyagellátásában. Ez a sajátos morfológiai jelenség azt jelenti, hogy a daganatsejtek endothel jellegűvé válnak. E fenotípus kialakulását endothelialis gének kifejeződése határozza meg. A folyamatot a melanomákban ismertük meg, a jelenség azonban sokféle rosszindulatú daganatnál megfigyelhető. Így különböző hámeredetű daganatokban, emlő-, prostata-, ovarium-, tüdőrákban, de előfordul sarcomában is (pl. sinovialis vagy rhabdomyosarcoma vagy Ewing-sarcoma). E jelenség megnyilvánulásának az a jellegzetessége, hogy csupasz sejten kívüli kötőszöveti állomány tubus mutatható ki. A daganatsejtek tehát nem érintkeznek közvetlenül a vörösvértestekkel és a szérum alkotóelemeivel. Ebben a folyadékot és a vörösvértesteket vezető laminintartalmú kötőszöveti hálózatban kiemelkedő szerepet játszik a foszfatidil-inozitol 3-kináz (PI3K) jel, de a daganatsejtek helyi kapcsoló kináz (FAK) aktivitása is fontos.

A daganatok vérellátásának tehát többféle módja van. Ezek azonban egymástól nem függetlenek, köztük átfedések vannak. Különböző daganatok vérellátása különböző módon alakul ki. Előfordul azonban az is, hogy ugyanaz a daganat különböző szöveti környezetben különböző módon alakítja ki érszerkezetét. A növekvő daganat érhálózata többféleképpen is kialakulhat. A daganatok érellátása tehát összetett folyamat, és ennek csak az egyik formája az, amelyben az endothelsejtek szaporodnak, a meglévők felhasználásával új kapillárisok keletkeznek és azok a daganatszövetbe behatolva alakítanak ki új ereket.

Erezettség és kórjelző patológia. Az új típusú daganatellenes kezelés hatékonyságának az a feltétele, hogy ismerjük az adott daganatféleség érellátásának, oxigén- és tápanyagfogyásának módját. E nélkül az érrendszerellenes kezelés hatékonysága esetleges. A molekuláris patológiai módszerek abban is segíthetnek, hogy a daganatok ún. angiogén fenotípusának kialakulása mögött meghúzódó fajlagos génszabályozási zavarokat is feltárjuk. Az érellátási mód, illetve az angiogén fenotípus ismeretében van esély arra, hogy a sokféle érrendszerellenes kezeléseket más kezelési móddal megalapozottan együtt alkalmazzuk. Az elsődleges daganat erezettsége megfelelő módszerrel kimutatható. Kiválaszthatók azok a daganatok, amelyekben a vérellátás fő formája az érújdonképződés. A születés utáni érképződés meghatározása is lehetséges (hogy egy adott daganat esetében játszik-e bármilyen szerepet is) mai ismeretek szerint. A keringő endothelialis progenitor sejtek kimutathatók áramlási citométerrel, illetve molekuláris módszerekkel. Az érbeépüléssel, illetve érgomolyag-képződéssel járó daganatok köre bővül. Az érellenes kezelés sikeres módja a VEGF-ellenes kezelés, de az erre alkalmas daganatok kiválasztásának módszere ma még nem ismert. Klinikai és patológiai vizsgálatok alapján a daganatban lévő VEGF, illetve a keringésből kimutatható VEGF nem függ össze azzal, hogy a VEGF-ellenes kezelés hatékony lehet-e. Az angiogén fenotípus nem feltétlenül azonosítja az érellenes kezelési célpontot, hiszen a növekedett VEGF-szint hátterében különböző eltérések és molekuláris genetikai hibák állhatnak. A keringő VEGF nagy része a vérlemezkékben található. Az érellátás típusának ismerete az érellenes kezelés lehetőségét is meghatározza.

A véralvadás és a rosszindulatú daganatok kapcsolata

Régóta tudjuk, hogy a rosszindulatú megbetegedés véralvadási zavarokkal jár, amely gyakran előbb jelentkezik, mint a daganat egyéb jellegzetes tünete. A különböző szolid tumorok véralvadási zavart okozó képessége azonban nem azonos. Vannak olyan daganatok, amelyek gyakran járnak együtt véralvadási zavarral (a hasnyálmirigyrák, az agytumor, a petefészekrák). A véralvadási zavarok okai között a daganatsejtek által termelt procoagulansok, érfali elváltozások, illetve az ezek által előidézett folyamatok állhatnak (13.20. ábra). A daganatsejtek által termelt legfontosabb procoagulans a szöveti tényező (TF, tromboplasztin), amely a VII-es faktor kofaktora, és egyben jelfogója is. A két fehérje kapcsolódása váltja ki a véralvadási kaszkádot a Xa és az F-II-es trombinfaktorok képzése révén. Ezen kívül azonban a daganatok más procoagulanst is termelhetnek, amely a X-es tényezőt aktiválja. A véralvadási zavarok fokozzák a daganatos betegek thrombosis-készségét és növelik a tüdőembolia kockázatát is. A daganatsejt által termelt szöveti tényező (TF) serkenti a daganatsejtek által termelt angiogen faktorok mennyiségét. A daganatsejtek felszínén lévő trombinjelfogó aktiválásán keresztül fokozza az angiogén citokintermelést. A daganatsejtek és a vérlemezkék kapcsolata, illetve a vérlemezkék aktiválódása is fontos tényező, amely kiváltja a növekedési faktorok, közöttük a VEGF felszabadulását. Az angiogen szerek alkalmazása során derült fény arra, hogy szervezetünk legnagyobb VEGF tartaléka a vérlemezke.

13.20. ábra. Tumoros véralvadás változásának molekuláris módja

A daganatsejtek vérlemezkékkel kialakuló kölcsönhatása és az endothelsejtekhez történő tapadás módja is hasonló. A kapcsolat alapfeltétele a fizikai kapcsolat, amely a nagy nyomásviszonyok miatt nem a keringésben valószínű. A kapcsolat elsősorban a szisztémás keringés perifériájának kapilláris szintjén alakul ki, ahol a keringés lassul, ahol a tumorsejtek nemcsak az endothelsejtekkel, hanem a vérlemezkékkel is kapcsolatba léphetnek. Elsőként a glikoproteinek szintjén alakul ki gyenge kölcsönhatás, amelyet a P-szelektin/CD-62 heparánszulfát proteoglikán kapcsolat is felerősít. A vérlemezkék aktívvá válnak és felszabadulnak a daganatbiológia szempontjából kulcsfontosságú növekedési tényezők (VEGF, PDGF, HGF) és olyan bioaktív lipidek is (12-HETE), amely a daganatsejt jelátviteli folyamatait és az endothelsejteket is aktiválja. Ezt követően a tumorsejt-vérlemezke kölcsönhatás állandósul, amit a thrombocyták aggregációs jelfogója, az αIIβ3 integrin és a daganatsejt felszínén lévő β3 integrinek közötti kapcsolat biztosít. Az elmúlt évtizedben vált ismertté az, hogy a daganatos sejtcsoporton belül olyan sejtek is vannak, amelyek meghatározzák a daganatsejt biológiai viselkedését. Ebből a szempontból az ún. daganatos őssejteknek a szerepe kitüntetett. Ez lehet az a sejtcsoport, amely a daganatos sejtek fennmaradását segíti. Ezek azok a daganatsejtek, amelyek a kemoterápia után túlélhetnek és a visszatérés biztosítékai. Az őssejtek a differenciálódás során szinte a teljes fejlődési útvonalat képesek végig járni. A daganatokban a sejtvonalfajlagos gének működése mellett más eltérő szöveti típusú sejtekre jellemző gének is megjelennek. Ennek az ismert példái a hámeredetű daganatok neurogen jellege vagy mesenchymalis átalakulása; az epithelialis mesenchymalis átalakulás, elsősorban helyi terjedés szempontjából fontos jelenség. Ilyen lehet a daganatsejtek ún. érmimikri jelensége, amikor a daganatsejtek endothelialis géneket fejeznek ki és endothelműködést vesznek át. Ebbe a sorba tartozik a daganatsejtek csontfajlagos kötőszöveti állományának kifejeződése is. A rosszindulatú daganatsejtek megakaryocyta sejtvonalra fajlagos géneket is kifejeznek. Azokban a daganatokban, amelyekben ezek a gének kifejeződnek, megteremtődik a tumorsejt-vérlemezke kölcsönhatás molekuláris feltétele. A daganatsejtek a keringésbe kerülnek és microthrombusok, daganatsejt-embolusok alakulnak ki, és a véralvadás megváltozik.

Daganatos senyvedés (cachexia)

A tumor és a gazdaszervezet kölcsönhatását a daganatos senyvedés jelzi legjobban, amely függ a daganat tömegétől, a daganat előrehaladottságának mértékétől. A daganatos senyvedésnek két citokin, a TNF-alfa és az interleukin 6 (IL-6) a legfontosabb összetevői. E két citokin célszervi, illetve sejttípusai a zsírsejtek, a harántcsíkolt izomsejtek, a májsejtek és a központi idegrendszer sejtjei. A daganatos senyvedés egyik jellegzetessége a zsírsejtek anyagcseréjének drámai átalakulása. A TNF-alfa hatására a zsírszövet megbomlik, amely a PPAR-gamma átíró tényező révén a génszabályozást is megváltoztatja (13.21. ábra).

13.21. ábra. Daganatos senyvedés molekuláris módja

A TNF-alfa és az IL-6 másik célsejtje a harántcsíkolt izomsejt. Az IL-6 a mitochondrialis UCP fehérjék szabályozásával, jelátviteli elemekkel a MYOD1 átíró tényezőt kapcsolja ki. Ez a tényező felelős a harántcsíkolt izomsejtekben a sejtfajlagos sejtek termelődéséért. A zsírraktárak kiürülnek, a harántcsíkolt izomszövet tömege csökkent, amelyek a daganatos senyvedés fő tényezői.

A daganat és az immunrendszer kapcsolata

A daganatok kialakulása és terjedése a gazdaszervezet immunfelügyeleti mechanizmusaitól is függ. Bár ennek egyes lépései ismertek, adott daganatok esetében működésük és hatékonyságuk megállapítása ma még nem lehetséges. Az immunrendszer daganatellenes működése a daganatsejtekben lévő antigének függvénye.

Tumorantigének. A daganatfajlagos antigének szűk körűek. Közéjük tartoznak a mutációt hordozó gének, a mutációt hordozó onkogének fehérjetermékei (pl. RAS, p53, CDK4, WT1). Gyakoribb azonban az, hogy a normális antigének a daganatokban kórosan fejeződnek ki. A saját antigének egy kis része szövet-, illetve sejtfajlagos módon fejeződik ki, ezért megjelenésük a különböző daganatokban tumorfajlagos antigént fejez ki. Értékes adat a daganatvírusok antigénjeinek megjelenése a vírus okozta daganatokban (HPV, EBV, HBV/HCV). Az ún. onkofötális antigének olyan fehérjék, amelyek normálisan csak az embrionális fejlődés során vannak jelen és a daganatokban a genetikai szabályozási zavar, illetve az éretlenné válás miatt jelennek meg újra. Ilyen a CEA vagy alfa-fötoprotein. A széles körű génkifejeződési zavarok egyik következménye az, hogy az egyes fehérjék glikozilációs folyamatai kórossá válnak. Emiatt kóros glikozilált lipidek vagy fehérjék termelődnek a daganatokban. Erre jó példa a CEA-125 petefészekrákban, a CEA-19-9 hasnyálmirigyrákban, a CA-15-5 vagy a MUC1 emlőrákban, vagy számos daganatban a GD3 gangliozid.

A tumorantigének megjelenése nem elégséges az immunválasz kialakulásához. A T- vagy dendriticus sejtek részvételéhez az MHC-1 kifejeződése is szükséges, ami a rosszindulatú daganatokban gyakran csökken vagy elvész.

Humorális immunitás. A daganatellenes immunitást korábban sejtes típusúnak tartották. Az utóbbi években azonban kiderült az, hogy a daganatokban sok B-sejt is található. E sejtek aktívvá válása az esetek döntő többségében nem jár hatékony humorális válaszreakcióval, amelynek okai ma még ismeretlenek.

Sejtes immunitás. A daganatellenes immunitás a sejtes immunválaszban nyilvánul meg (13.22. ábra). A gazdaszervezet immunitásának jelentőségét a daganatkeletkezésben az is igazolja, hogy veleszületett vagy szerzett (AIDS, szervátültetett betegek) immunhiányos állapotokban gyakrabban alakul ki daganat. Elsősorban B-sejtes NHL, de újabb adatok arra utalnak, hogy a szolid daganatok is gyakoribbak. A citotoxikus CD8+ T-sejtek által kialakított fajlagos immunválasz elsősorban a vírus okozta daganatok ellen mutatható ki. Egyre több szolid tumorban is igazolható azonban, hogy az elsődleges tumorban a jelenlétük kórjelző (13.23.a. ábra). Ez arra utal, hogy az áttétképződést is befolyásolhatják. Az elsődleges daganatban az antigénkifejező sejtek (dendriticus sejtek) sűrűsége is sokféle, jelezve az immunválasz kialakulásának bizonytalanságát. A daganatellenes védekezés elsődleges védvonalát az előzetes érzékenyítés nélkül működő NK-sejtek (13.23.b. ábra) és macrophagok jelentik, amelyek a stresszválasz fehérjéket és nem a daganatantigéneket figyelik.

13.22. ábra. A tumorsejt és a végrehajtó sejtek közötti kölcsönhatás vázlata (a magyarázatot lásd a szövegben)

13.23. ábra. A daganatsejt és a T-lymphocyta kölcsönhatásának morfológiája. a) Daganaton belüli CD8+ T-sejtek (piros reakció) laphámrákban, b) NK-sejt tumorsejthez való kapcsolódásának pásztázó elektronmikroszkópos képe

A daganatellenes immunvédekezés. Az immunrendszer számos módon befolyásolhatja ugyan a fejlődő daganatot, ez a hatás azonban gyakran eredménytelen. Ennek oka az, hogy a daganatfajlagos antigének ritkák, gyengén fejeződnek ki, vagy a MHC-1 kifejeződés hiányzik. Az immunválasz hiányosságának számos oka van. Az egyik az ún. immun-válogatás, azaz az immunvédekezés végrehajtó sejtjeivel szembeni ellenállás. Másik gyakori ok a daganatok aktív immunszuppressziója, amelyet a tumorsejtek által termelt citokinek okoznak.

Az elsődleges tumorban található immunsejtek egy része fontos kórjóslati jelentőségű, jelenlétük azonban önmagában még nem tumorellenes hatású. Az immunrendszer különböző okokból gyakran csökkenti a daganatellenes immunválasz kialakulását, amely leggyakrabban a szabályozó T-sejtek révén történik. Számos szolid daganatban ezek a sejtek kedvezőtlen kórjóslatot jeleznek.

Irodalom

1. Croce, C.M.: Oncogenes and cancer. N. Engl. J. Med., 2008, 31; 358, 502.

2. Fröhling, S., Döhner, H.: Chromosomal abnormalities in cancer. N. Engl J. Med., 2008, 359; 722.

3. Kopper L., Tímár J.: Molekuláris onkológia. Semmelweis Kiadó, Budapest, 2007.

4. Li M., Marin-Muller, C., Bharadwaj, U., Chow, KH., Yao, Q., Chen C.: MicroRNAs: Control and Loss of Control in Human Physiology and Disease. World J. Surg., 2009, 33 (4); 667.

5. Weinberg, R.A.: The Biology of Cancer. Garland Science Publ., New York, 2007.