Молекулярная патология рака легкого изучает совокупность морфологических и молекулярно-генетических особенностей данной опухоли. При этом наиболее важными аспектами проблемы являются определение биомолекулярных и гистогенетических маркеров рака, а также патология апоптоза при раке легкого.
Биомолекулярные маркеры рака легкого разнообразны, совпадают, по всей видимости, с маркерами нерадиационного рака легкого и представлены различными генами, белками, гормонами и другими молекулами.
Клеточные онкогены при раке легкого. В патогенезе рака легкого наибольшее значение имеют клеточные онкогены четырех семейств: myc, ras, bcl, erb-B .
Семейство myc клеточных онкогенов - c-myc, L-myc, N-myc - представлено немедленно реагирующими генами и кодирует клеточные регуляторные белки, индуцирующие пролиферацию и подавляющие дифференцировку. Установлено, что в отсутствие факторов роста повышение экспрессии c-myc приводит не к делению клеток, а к апоптозу, который может ингибироваться bcl-2. Амплификация с-myc обнаруживается в 10-25% случаев рака легкого, в то время как L-myc и N-myc - только в нейроэндокринных опухолях легких (10-30%). Определение повышенной экспрессии онкопротенинов myc регистрируется значительно чаще.
Экспрессия L-myc обнаруживается только в группе нейроэндокринных опухолей легких, а экспрессия с-myc как в группе мелкоклеточного, так и немелкоклеточного рака легкого. В группе мелкоклеточного рака легкого установлена достоверная корреляция экспрессии L-myc и c-myc с наличием метастазов и размерами опухоли.
Семейство клеточных онкогенов ras нередко подвергается изменениям при опухолевом росте. Гены кодируют синтез белков р21, обладающих ГТФ-азной активностью и связывающихся с ГТФ и тем самым воздействующих на передачу ростового сигнала клетке. Описаны мутации, активирующие гены ras и локализующиеся в кодонах 12, 13 и 61. Наиболее часто в раке легкого обнаруживаются мутации K-ras, присущие только немелкоклеточному раку легкого в отличие от мелкоклеточного. Частота мутаций K-ras в аденокарциномах легкого составляет до 30%, а в плоскоклеточном раке легкого только 3%. Показана связь K-ras мутаций с табакокурением.
K-ras мутации обнаружены при предраке легкого - атипической гиперплазии альвеолярного эпителия. В этих же очагах описана экспрессиия р53. Найдены корреляции между более высокой экспрессией данного онкопротеина с железистой дифференцировкой рака легкого. Высокая экспрессия белковых продуктов ras регистрировалась также в очагах аденоматоза легкого и в овальных и щелевидных эпителиальных структурах в рубцах.
Семейство bcl-2 состоит из bcl-2, bax, bak, bclXL, bclXS, белковые продукты которых способны образовывать гомо- и гетеродимеры, оказывающие порой диаметрально противоположное действие на пролиферацию и апоптоз опухолевых клеток. Наиболее изученный из данного семейства bcl-2 локализуется на внутренней мембране митохондрий, а также в ядре, стимулирует пролиферацию клеток и ингибирует апоптоз, вероятно, за счет антиоксидантной активности. Напротив, протеины bax, транскрипцию и синтез которых регулируется р53, блокируют пролиферацию и стимулируют апоптоз опухолевых клеток. BclXL ингибирует апоптоз и стимулирует пролиферацию, а bclXS, напротив, индуцирует апоптоз. Таким образом, баланс между белковыми продуктами bcl-2 - bax, bclXL-bclXS и определяют сдвиг равновесия в сторону пролиферации или апоптоза в опухоли.
Гены-супрессоры при раке легкого. Роль генов-супрессоров при развитии опухолей сводится к блокированию апоптоза и снятию их супрессивного влияния на клеточные онкогены, что в итоге заканчивается активацией пролиферации. Для реализации эффекта от повреждений генов-супрессоров изменения должны затрагивать оба аллеля гена, так как мутированный ген-супрессор всегда относится к сохранному как рецессивный к доминантному. Например, мутация или делеция одной из аллелей гена-супрессора должна сопровождаться потерей или изменениями в другой аллели.
Гены-супрессоры в раке легкого изучены относительно хорошо. Известны наиболее часто встречающиеся делеции хромосом, затрагивающиеся следующие участки: 3p21-24, 17p13, 13q14, 9p21-22 и 5q21. Делеция 3p21-24 встречается наиболее часто: при мелкоклеточном раке- в 100% и при немелкоклеточном - в 85% случаев. Но в этой зоне не локализуется ни одного гена-супрессора. Другие же сайты соответствуют известным генам-супрессорам. Так, например, р53 локализуется в 17р13, ген ретинобластомы - 13q14, р16 INK4B(MTS1) и р15 INK4B(MTS2) - 9р21-22. Функции большинства из перечисленных генов хорошо известны и связаны с контролем фазы G1 митотического цикла и/или апоптоза. Их инактивация вызывает развитие апоптоза. Выявление повреждения генома в области локализации генов-супрессоров на стадии предраковых изменений свидетельствует об участии этих генов на ранних стадиях опухолевого роста. В настоящее время описаны ряд новых генов-супрессоров, имеющих, видимо, значение для развития рака легкого и локализованных в хромосомах 1 и 16.
Ген р53 подвергается наиболее частым изменениям при опухолевом росте. "Дикий" тип р53 (природный) является транскрипционным фактором с множественными функциями, включающими регулировку перехода клеток из G1 в S-фазу, репарацию ДНК, апоптоз вслед за повреждением генома. Делеция одного из алллелей (17р13) в сочетании с точковой мутацией в другом аллеле - генетические перестройки, наблюдаемые в большинстве злокачественных опухолей. Мутированный р53 действует фактически как клеточный онкоген, стимулирует пролиферацию опухолевых клеток и вызывает образование антител, которые выявляются в крови больных. Последнее послужило основанием для разработки иммунодиагностики и иммунотерапии рака легкого.
Мутация вызывает конформационные изменения в протеине р53, и тот накапливается в ядрах клеток, что позволяет определять его иммуногистохимическими методами. Напротив, считается, что "дикий" тип р53 обладает очень коротким полупериодом жизни (20 мин), и поэтому его невозможно определить иммуногистохимически. Инактивация р53 при раке легкого имеется примерно в 70% случаев. Исследования по корреляции экспрессии р53 с выживаемостью противоречивы. В целом, если такое действие и есть, то оно очень несущественно. Не понятна и связь р53 со злокачественной трансформацией. В то же время экспериментальные данные показывают, что при активации "дикого" типа р53 происходит замедление роста и развивается апоптоз, что может привести к реверсии злокачественного фенотипа.
Имеются доказательства о значении мутации р53 на ранних стадиях канцерогенеза легкого. Мутантные формы р53 никогда не выявляются при резервной базальноклеточной гиперплазии или плоскоклеточной метаплазии без признаков дисплазии. При дисплазии р53 мутации выявляются в 12-53% случаев, а при раке на месте - 60-90% случаев в исследованиях ткани, окружающей рак легкого. Обнаружение р53 более, чем в 20% клеток в очагах дисплазии, является маркером необратимых предраковых изменений. Однако мутация р53 - это не обязательный феномен, характерный для рака легкого, и поэтому отсутствие р53 не является благоприятным прогностическим фактором. Кроме того, ни накопление р53, ни его мутации не исчерпывают молекулярные механизмы, через которые р53 может инактивироваться в опухолях. Нарушение работы р53 происходит при его взаимодействии с другими белками-регуляторами митотического цикла - р21, Mdm2, bax.
Ген Rb локализуется в сайте 13q14, который подвергается делеции в 80% случаев мелкоклеточного рака легкого (так же часто, как и при ретинобластоме), кодирует ядерный фосфопротеин массой 110 Кда и контролирует выход клетки из фазы G1. Гипофосфорилирование Rb приводит к блокаде клетки на стадии G1 и апоптозу. Инактивация Rb в опухолях достигается потерей одного из аллелей и мутацией второго аллеля гена.
Таким образом, инактивация генов-супрессоров р53 и Rb имеет большее значение для развития и прогрессии мелкоклеточного рака легкого.
Факторы роста, рецепторы к факторам роста и связывающие протеины при раке легкого. В прогрессии рака легкого факторы роста играют важную роль, обеспечивая с помощью аутокринной и паракринной стимуляции рост опухоли.
Адгезивные молекулы и внеклеточный матрикс при раке легкого. Адгезивные молекулы, интегриновые рецепторы и внеклеточный матрикс рака легкого оказывают модулирующее действие на опухолевые клетки и обеспечивают рост, инвазию и метастазирование опухоли, о чем говорилось в предыдущих разделах лекции.
Первая фаза инвазии опухоли характеризуется ослаблением контактов между клетками, о чем свидетельствует уменьшение количества межклеточных контактов, снижение концентрации некоторых адгезивных молекул из семейства CD44 и др. и, наоборот, усиление экспрессии других, обеспечивающих мобильность опухолевых клеток и их контакт с внеклеточным матриксом. На клеточной поверхности снижается концентрация ионов кальция, что приводит к повышению отрицательного заряда опухолевых клеток. Усиливается экспрессия интегриновых рецепторов, обеспечивающих прикрепление клетки к компонентам внеклеточного матрикса - ламинину, фибронектину, коллагенам. Во второй фазе опухолевая клетка секретирует протеолитические ферменты и их активаторы, которые обеспечивают деградацию внеклеточного матрикса, освобождая тем самым ей путь для инвазии. В то же время продукты деградации фибронектина и ламинина являются хемоаттрактантами для опухолевых клеток, которые мигрируют в зону деградации в ходе третьей фазы инвазии, а затем процесс повторяется снова.
Гистогенетические маркеры различных типов рака легкого. Рак легкого представлен опухолями различного гистогенеза. В последние годы все гистологические типы рака легкого делятся на мелкоклеточный и немелкоклеточный, которые отличаются не только морфологическими проявлениями, но также и клинически, ответом на химиотерапию и прогнозом жизни больных.
Мелкоклеточный рак легкого характеризуется и особыми биомолекулярными маркерами из группы клеточных онкогенов, генов-супрессоров и факторов роста. Кроме того, мелкоклеточный рак отличается и признаками нейроэндокринной дифференцировки. Более чем в 90% случаев клетки опухоли экспрессируют и хромогранин, и панцитокератины. Хромогранин выявляется в виде гранул в цитоплазме опухолевых клеток. Количество хромогранин-положительных клеток и уровень экспрессии колеблется в зависимости от степени зрелости опухоли.
Немелкоклеточный рак легкого - это гетерогенная группа опухолей, относящихся к разным гистогенетическим группам: плоскоклеточный рак (маркерами являются цитокератины и кератогиалин), аденокарцинома (цитокератины слизи, сурфактант), а также крупноклеточный рак, который может быть представлен как низкодифференцированной аденокарциномой, так и низкодифференцированным плоскоклеточным раком.
Оснащение лекции
Макропрепараты: бронхоэктазы и пневмосклероз, хроническая обструктивная эмфизема легких, легочное сердце, сотовое легкое при идиопатическом фиброзирующем альвеолите, силикоз легкого, центральный рак легкого, метастазы рака легкого в надпочечники.
Микропрепараты: хронический обструктивный бронхит, бронхоэктазы и пневмосклероз, хроническая обструктивная эмфизема легких, легочное сердце, перестройка сосудов легкого при вторичной легочной гипертензии, идиопатический фиброзирующий альвеолит, саркоидоз, силикоз легкого, периферический рак легкого, плоскоклеточный рак легкого, аденокарцинома легкого, мелкоклеточный рак легкого.
Электронограммы: хроническая обструктивная эмфизема легких (облитерация альвеолярных капилляров), аденокарцинома легкого, мелкоклеточный рак легкого.
Источник: Материалы третьей ежегодной Российской онкологической
конференции
29 ноября - 1 декабря 1999 года, Санкт-Петербург
ПЕРСПЕКТИВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИАГНОСТИКИ В ОНКОЛОГИИ.
К.П. Хансон
НИИ онкологии им. проф. Н.Н. Петрова
Достижения генетики и молекулярной биологии последних десятилетий оказали огромное влияние на понимание природы инициализации и прогрессии злокачественных образовании. Окончательно установлено, что рак представляет собой гетерогенную группу заболеваний, каждое из которых вызывается комплексом генетических нарушений, определяющих свойство неконтролируемого роста и способность к метастазированию. Эти современные знания открыли принципиально новые возможности в диагностике и лечении злокачественных новообразований.
Влияние конкретных генетических нарушений, лежащих в основе опухолевого роста, позволило обнаружить специфические молекулярные маркеры и разработать на их основе тесты ранней диагностики опухолей.
Известно, что неопластические трансформация клеток происходит в результате накопления наследуемых (герминативных) и приобретенных (соматических) мутаций в протоонкогенах или генах-супрессорах . Именно эти генетические нарушения с первую очередь могут быть использованы для обнаружения злокачественных клеток в клиническом материале.
Наиболее подходящим субстратом молекулярной диагностики является ДНК, т.к. она длительно сохраняется в образцах тканей и может быть легко размножена с помощью т.н. полимеразной цепной реакции (ПЦР) . Это позволяет осуществлять диагностику даже при наличии минимального количества исследуемого материала.
Помимо определения мутаций в онкогенах и генах-супрессорах в диагностических целях используют изменения, выявляемые в повторяющихся последовательностях ДНК , т.н. микро сателлитах.
При сравнении парных образцов опухоли и нормальных тканей может быть выявлено выпадение одного из аллелей в опухоли (потеря гетерозиготности (ПГ), что отражает наличие хромосомных делеций, лежащих в основе инактивации генов-супрессоров.
В результате прогресса новых научных направлений молекулярной биологии, молекулярной генетики и генной инженерии сделан огромный шаг вперед, что позволяет сейчас задавать природе вопросы, которые ранее ставить было невозможно. Речь идет о понимании самых фундаментальных основ таких явлений, как клеточное деление и дифференцировка, а также причин механизма их нарушений.
В конкретном приложении к одной из самых злободневных и волнующих проблем, стоящих перед человечеством, — проблеме злокачественных опухолей — можно говорить о появлении новой науки — молекулярной онкологии. Ее поразительные успехи в сфере изучения молекулярных механизмов онкогенеза и молекулярных основ ракового фенотипа связаны с применением уникальных, присущих ей методов исследования.
Выходящая в свет и предлагаемая читателям книга «Молекулярная онкология» посвящена подведению первых итогов и изложению достижений указанной молодой науки. В ней четко прослеживается преемственность основных принципов и постулатов классической теоретической онкологии прежде всего в главных вопросах: полиэтиологичности возникновения опухолей и многостадийности этого процесса.
Однако решения даются уже на другом уровне организации живой материи — молекулярном. Данная книга — первая и единственная пока в нашей стране. Она написана авторами, непосредственно и активно работающими в данной области, что предопределило глубину осмысления приводимых конкретных фактов и конструктивность обобщений. Через всю книгу проходит мысль об универсальности молекулярных механизмов онкогенеза.
Эта идея естественно вытекает из проводимого авторами анализа новейших исследований основных видов канцерогенеза: химического, физического, биологического, основа которых, как убедительно показывают авторы, едина и может быть выражена в принципиально общих молекулярных терминах.
Каждому из этих видов онкогенеза посвящены отдельные главы. 1-я глава обращает читателя к истокам теоретической онкологии, к ее классическим исследованиям начала нынешнего столетия. 2-я и 3-я главы посвящены соответственно молекулярным механизмам химического и вирусного канцерогенеза.
Упомянутые первые три главы логически предшествуют заключительным — 4-й и 5-й главам — подлинной сердцевине книги.
Именно в этих главах в концентрированном виде представлены факты и идеи, символизирующие суть и дух современной теоретической онкологии — онкологии молекулярной. Ее достижения вселяют уверенность в конечной победе человеческого разума над тяжелым недугом.
«Молекулярная онкология»,
И.Ф. Сейц, П.Г. Князев
Критически мыслящему наблюдателю современная теоретическая онкология, возможно, представляется деревом цветущим, но не плодоносящим. Такое впечатление в какой-то мере оправдано и обусловлено явным дисбалансом огромных интеллектуальных усилий и материальных вложений, с одной стороны, и скромных практических выходов — с другой. Все еще остаются неясными как природа злокачественных новообразований, так и первичный побудительный импульс, инициирующий неотвратимую цепь…
С течением времени выявление канцерогенных свойств химических агентов стало лишь делом техники, и наметилось явное смещение акцентов исследований от рутинного их тестирования на канцерогенность к изучению механизма онкогенного действия. В этом деле, наряду со значительными успехами, выявились и немалые трудности. Успехи касались чисто химической стороны проблемы: была установлена необходимость активации исходных канцерогенов, изучены метаболизм, взаимодействие…
Каким образом вторжение осколков химических канцерогенов в ДНК результируется в неконтролируемый рост и трансформацию клеток? Теория химического канцерогенеза для того, чтобы сделать новый и решающий шаг вперед, нуждается в каком-то научном событии, аналогичном по значимости открытию обратной транскриптазы в онковирусологии. В теории химического канцерогенеза подобного события пока не произошло. Тем не менее можно ожидать, что…
Главным успехом онковирусологии наших дней следует считать открытие онкогенов — дискретных материальных генетических элементов в структуре ДНК клеток, ответственных за индукцию злокачественных опухолей у человека и животных. Это направление исследований является наиболее перспективным в современной теоретической онкологии. Онкогены обнаружены в геномной ДНК не только животных, но и человека, а вероятность их участия в индукции опухолей…
Еще И. М. Сеченов в 1860 г. в тезисах докторской диссертации писал, что при настоящем состоянии естественных наук единственно возможный принцип патологии есть молекулярный. Сейчас можно только удивляться этому провидению. Сегодня молекулярная онкология стоит у порога тайны рака. Именно ей принадлежат наиболее выдающиеся успехи в области теоретической онкологии последних лет. К ним можно отнести следующие…
Если молекулярная биология в наиболее лаконичной интерпретации может быть охарактеризована как наука, выражающая и объясняющая сложные общебиологические явления в терминах свойств и взаимодействия молекул, то молекулярная онкология, естественно, призвана раскрывать молекулярные механизмы процесса канцерогенеза и особенностей опухолей. В данной книге сделана попытка подытожить успехи этой молодой науки. Все величие прогресса в познании опухолей в наше…
Использование методов переноса генов и молекулярного клонирования позволило установить некоторые наиболее важные, центральные детерминанты ракового процесса. Эти детерминанты — онкогены и их продукты — онкобелки, действующие как на структуру, так и на функции клеток, влияющие на регуляторные механизмы биохимических реакций. Многие из этих функций онкогенов и онкобелков пока неизвестны, однако при современном уровне знаний их…
Онкобелок p21cras в процессе трансформации клеток, по-видимому, существенно влияет на биоэнергетику клетки и передачу регуляторного сигнала от клеточной мембраны в ядро . Несомненно также и то, что онкобелок p2jcras в своем многофункциональном действии в процессе малиг-низации клетки-мишени кооперирует с функциями других активированных протоонкогенов . Для некоторых стероидных гормонов, например глюкокортикоидов, установлен механизм передачи их информации от специфического…
В РНПЦ онкологии и медрадиологии им. Н. Н. Александрова сегодня выполняется 56 научных проектов, из них 23 связаны с молекулярно-генетическими исследованиями. Проводятся они в Республиканской молекулярно-генетической лаборатории канцерогенеза (онкоотделения генетики, клеточных и биочиповых технологий, вирусологии, иммунологии и протеоники).
Традиционные средства диагностики исчерпывают свой потенциал, - считает заместитель директора по научной работе РНПЦ, член-корреспондент НАН Беларуси, доктор мед. наук, профессор Сергей Красный. - Пришло время использовать такой резерв, как молекулярно-генетические исследования. Они дают возможность с высокой точностью тестировать опухоли для определения химиочувствительности, по генетическому портрету пациента устанавливать наследственный характер заболевания и целенаправленно действовать на опережение, назначая адресное лечение.
В 2016 году через РНПЦ прошло около 10 000 пациентов, примерно 7 000 из них были выполнены молекулярно-биологические исследования; масштабное профилирование опухоли для индивидуализации терапии было проведено примерно сотне человек. На основании молекулярно-биологических маркеров выполнялась диагностика опухолей ЦНС, мягких тканей и костей, лимфомы, велись исследования по оценке наследственных рисков развития злокачественных новообразований, мониторингу концентрации лексредств в жидкостях организма для индивидуальной коррекции дозы препарата, разрабатывались и внедрялись технологии клеточной терапии.
Для внедрения достижений молекулярной биологии в отечественную клинику уже получены первые международные сертификаты, приобретено современное оборудование для выполнения методик флуоресцентной in situ гибридизации, молекулярного секвенирования, полимеразной цепной реакции (ПЦР), иммуногистохимии, хромато-масс-спектрометрии, проточной цитометрии, иммуноферментного анализа.
Биолог Виктория Майорова проводит пробоподготовку образцов к проведению ПЦР-реакции.
Новые разработки
Метод оценки прогноза клинического течения рака мочевого пузыря посредством комплексного анализа клинико-морфологических параметров опухоли и молекулярно-генетического статуса гена FGFR3.
На основе этого анализа была создана модель молекулярных путей патогенеза рака мочевого пузыря. В зависимости от наличия определенной мутации патология может развиваться двумя путями: так называемый поверхностный рак, характеризующийся низкой злокачественностью и благоприятным прогнозом (мутации в генах FGFR3 и HRAS); более агрессивный мышечно-инвазивный рак, рано дающий метастазы и характеризующийся неблагоприятным прогнозом (мутации в генах TP53 и RUNX3).
С помощью этого метода была выделена группа пациентов с очень высоким риском прогрессирования заболевания, у которых выявлены мутации в генах TP53 и RUNX3. Это важно для прогноза течения заболевания и определения степени агрессивности лечения. Зная, что у пациента опухоль будет развиваться как поверхностная, после лечения в основном будет контролироваться мочевой пузырь.
Если же предполагается прогрессирование заболевания, то в отношении метастазирования будет отслеживаться состояние других внутренних органов. Кроме того, могут быть определены пациенты, которым надо немедленно выполнять радикальное удаление мочевого пузыря, иначе разовьются метастазы.
Неинвазивный комплексный метод молекулярно-генетической и лучевой диагностики рака предстательной железы.
Такое обследование должно проводиться, когда пациенту с высоким уровнем простат-специфического антигена (ПСА) в крови выполнена первичная биопсия, которая оказалась отрицательной. Обычно спустя полгода выполняется еще одна биопсия, следом еще одна (и так 10–15 раз), однако это агрессивное исследование, так что требовалось решение, позволяющее ограничиться только одним подобным вмешательством. Ученые нашли выход. Благодаря определению в моче экспрессии онкогена PCA3 и химерного гена TMPRSS2-ERG можно выделять пациентов, которым действительно необходимо выполнять биопсию (у остальных можно повременить).
Разработка и внедрение метода трансплантации тканеинженерных дыхательных путей с их поражением опухолевой или рубцовой этиологии.
Речь идет о категории пациентов, которые умирают в течение 2–5 месяцев. Был предложен метод децеллюляризации трупной трахеи, по сути, с приготовлением матрицы, затем заселением ее хондроцитами и после этого - эпителиоцитами. Кроме того, технология предусматривает реваскуляризацию трахеи с последующей трансплантацией пациентам. Все это делается с целью замещения дефекта трахеи после удаления опухоли либо рубца. В настоящее время проведены 3 операции. Все пациенты живут уже более полугода - это считается обнадеживающим результатом.
Врач лабораторной диагностики Стукалова Ирина Владимировна и старший фельдшер-лаборант Пищик Наталия Захаровна производят подготовку анализатора для выделения ДНК вируса папиломы человека.
Планы и перспективы
Совместно с Институтом генетики и цитологии НАН Беларуси запланирована тема «Протеомные и молекулярно-генетические исследования стволовых опухолевых клеток (СОК) колоректального рака для разработки новых методов направленной клеточной терапии» (программа Союзного государства «Стволовая клетка - 2»).
На модели, устойчивой к 5-фторурацилу клеточной линии колоректального рака, планируется изучить роль СОК в механизмах опухолевой прогрессии и подобрать возможные молекулярные мишени направленного воздействия на СОК методами клеточной терапии на основе вакцин с использованием дендритных клеток и/или дендритных клеток и лимфокин-активированных киллеров. Это будет новый этап в иммунотерапии злокачественных опухолей.
Биолог Игорь Северин в криобанке опухолевых клеточных линий.
Еще один проект - «Разработка технологии выявления риска онкологических заболеваний на основе молекулярно-генетических и эпигенетических маркеров» (программа Союзного государства «ДНК-идентификация»). Планируется разработать инновационную ДНК-технологию, позволяющую определить молекулярно-генетические и эпигенетические маркеры риска рецидивирования или прогрессирования заболевания у пациентов с колоректальным раком. По оценкам специалистов, новая технология позволит вовремя провести профилактическое лечение и предотвратить появление метастазов.
Сигнал подает микроРНК
Перспективным направлением исследований становится изучение эпигенетических механизмов регуляции, т. е. процессов, которые не затрагивают структуру генов, однако изменяют их уровень активности. Одним из них является РНК-интерференция - механизм подавления экспрессии генов на этапе трансляции, когда РНК синтезируется, но не проявляет себя в белке. И если обнаруживается высокий уровень экспрессии какой-то микроРНК, можно предположить, что именно в этом органе имеется проблема.
Семейство генов микроРНК составляет немногим более 1 % от всего генома человека, но регулирует экспрессию почти трети всех генов. Ряд выполняемых научных проектов посвящен изучению микроРНК при различных опухолях. В отделении разрабатывается неинвазивный метод диагностики герминогенных опухолей яичка, основанный на определении в крови экспрессии панели микроРНК. Это же семейство молекул, кроме диагностики заболеваний, используется для прогнозирования течения онкозаболеваний и для выбора индивидуальной лекарственной терапии.
Задача исследования - определить маркеры неблагоприятного прогноза (можно выделить группу таких пациентов и подобрать дополнительное лечение). Также важно определить спектр микроРНК. Он будет свидетельствовать о чувствительности к определенным схемам химиотерапии (речь о РМЖ, для которого найдена панель маркеров).
Изучая молекулярные характеристики в ходе лечения, можно корректировать схему лечения при появлении дополнительных мутаций. Метод называется «жидкой» биопсией: по анализу крови можно следить за генетическими изменениями и гораздо раньше предполагать прогрессирование развития заболевания.
Препараты для терапии дорогостоящие и высокотоксичные, поэтому важно на ранних этапах определить резистентность к лексредству и найти замену.
Молекулярное профилирование предполагает определение генетических нарушений, характерных для каждой конкретной опухоли, поскольку известно, что одни и те же нозологические формы различаются по молекулярным характеристикам. Знать молекулярный портрет опухоли необходимо и для прогнозирования течения онкопроцесса и индивидуализации лечения. Персонализированный подход к назначению цитостатических препаратов и средств направленной терапии у онкопациентов с учетом молекулярных биомаркеров чувствительности и токсичности обеспечивает наиболее точный подбор лексредств.
В рамках молекулярного профилирования опухолей на основании масштабного анализа данных мировых публикаций разработаны многоплатформенные панели биомаркеров РМЖ, рака яичников, колоректального рака, немелкоклеточного рака легкого, меланомы, предназначенные для выбора системной противоопухолевой терапии.
Химик Колос Ольга Константина запускает синтез олигонуклеотидов.
Нужно ли расширять географию исследований?
Анна Портянко ,
заведующая Республиканской
молекулярно-генетической
лабораторией канцерогенеза,
доктор мед. наук:
На современном этапе из группы глиобластом выделили варианты, которые характеризуются разным прогнозом. С морфологической точки зрения легко перепутать глиобластому и анапластическую олигодендроглиому: при окраске гематоксилином-эозином они выглядят практически одинаково. Но благодаря генетическим тестам мы находим отличия. Более того, это рутинно выполняется в нашем патологоанатомическом отделении.
Подобным образом «размножились» и лимфомы. Например, благодаря молекулярно-генетическому тестированию было выделено несколько лимфом из лимфомы Ходжкина. Раньше на основании гематоксилин-эозиновой гистологии их классифицировали как лимфому Ходжкина, а когда появился молекулярно-генетический анализ по Т-клеточным рецептором, выяснилось, что это фолликулярная Т-клеточная лимфома.
Как это сказывается на лечении? Прежде всего, можно дать более точный прогноз. Если у человека глиобластома, то медиана выживаемости составляет 1 год, а если речь об анапластической олигодендроглиоме, то 10 лет.
Мы развиваем связи с зарубежными специалистами из лучших европейских научных центров. Вместе с коллегами из Германии пытаемся развить важные направления протеомики - анализ не одного белка, а протеома в целом. Создан весь цикл начиная от цитологического препарата, есть система лазерной микродиссекции на базе микроскопа, которая позволяет из большой опухоли выделить именно опухолевые клетки, сделать после этого масс-спектрометрию и определить спектр всех белков в этой опухоли.
Нужно ли расширять географию исследований? Думаю, для страны достаточно иметь один такой центр - Республиканскую молекулярно-генетическую лабораторию канцерогенеза, где можно оперативно выполнять все необходимые молекулярно-биологические исследования (в т. ч. с гистологическим материалом, полученным из областей).
У нас есть возможность проводить не только гистологическую диагностику, но и предварительную диагностику с помощью проточного цитофлуориметра. Буквально в течение часа после того, как у человека удалили лимфатические узлы, мы можем предварительно сказать, есть ли лимфома (и если да, то какая). Это большое подспорье для клиницистов.
Биолог Анастасия Пашкевич загружает образцы в генетический анализатор.
Чего опасалась Анджелина Джоли?
Мы изучаем генетические поломки, возникающие в процессе развития опухоли, - рассказывает заведующая онкологическим отделением генетики Республиканской молекулярно-генетической лаборатории канцерогенеза Елена Субоч. - Актуальное направление - оценка наследственных рисков развития онкозаболеваний. Наследственные формы опухолей составляют 1–2 % всех онкопатологий, и здесь должны применяться особые схемы лечения и оперативного вмешательства. Важная цель выявления семейных опухолевых синдромов - идентификация еще здоровых родственников пациента, у которых имеются патогенные мутации. В итоге можно разработать комплекс мероприятий, направленных на предотвращение неблагоприятного исхода онкопатологии.
На слуху пример: американская актриса Анджелина Джоли, имеющая мутацию в гене BRCA1, увеличивающую риск развития РМЖ, пошла на радикальную операцию, чтобы предотвратить возникновение злокачественной опухоли.
Ученые Республиканской молекулярно-генетической лаборатории канцерогенеза занимаются этой патологией.
По гранту Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований в 2015–2017 годах была выполнена работа «Система аллельной дискриминации мутационного статуса генов BRCA1 и BRCA2 при злокачественных новообразованиях молочной железы человека». Проведено популяционное исследование, и оказалось, что частота мутаций в генах BRCA1 и BRCA2 составляет примерно 2,5 % среди женщин (частотный спектр мутаций отличается от того, что наблюдается у жителей соседних стран).
Для каждой популяции типичен свой спектр генетических нарушений. Зная характерные мутации, можно в первую очередь протестировать их, а потом уже искать другие варианты. Результатом выполнения научного проекта стала разработка системы аллельной дискриминации мутационного статуса генов BRCA1/BRCA2 с использованием полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Выделили 5 основных мутаций, которые встречаются у белорусских женщин.
Специалисты онкологического отделения генетики также тестируют большую панель маркеров, позволяющую оценить риск развития рака яичников, эндометрия, щитовидной железы, почки, колоректального рака, меланомы, полипозных синдромов.
На сегодня имеются новые международные классификации опухолей головного мозга и лимфом, требующие обязательного проведения молекулярно-генетических исследований. Поэтому в отделениях генетики и клеточных технологий разрабатывается алгоритм диагностики таких заболеваний с использованием биомаркеров.
Самый распространенный из всех видов. Опухоль напоминает собой лист папоротника. Данный вид относится к высокодифференцированным опухолям. Это означает тот факт, что клетки похожи на нормальные, и определить сразу наличие заболевания не так просто.
Встречается этот вид в 80% случаев. В основном происходит все плавно и медленно. Особой опасности заболевание не несет, если начать его вовремя устранять. Такой вид рака не способен пускать метастазы и прекрасно поддается лечению.
Если исследовать щитовидную железу здорового человека, то у 10% можно обнаружить наличие крошечных опухолей. Они не растут и никак себя не проявляют. Но в некоторых случаях они все, же достигают крупных размеров, именно тогда и нужно назначать качественное лечение.
Данная проблема чаще встречается у мужчин, нежели у женщин, в возрасте 30-50 лет. Люди вовремя обратившиеся в больнице и прошедшие курс терапии, проживают более 25 лет. Поэтому рак щитовидной железы в данном случае имеет благоприятный прогноз.
Медуллярный рак щитовидной железы
Медуллярный рак щитовидной железы довольно редкая форма заболевания. Он встречается в 5-8% все случаев. В основном происходит это из-за парафилликулярных клеток, которые вырабатываются гормоном кальцитонином. Именно он занимается регулированием уровня фосфора, кальция, а также ростом костей.
Данная опухоль намного опаснее других. Она способна прорастать в капсулу в трахею и мышцы. При этом заболевание сопровождается чувством жара, покраснением лица и расстройством кишечника. Встречается заболевание у людей в возрасте 40-50 лет. Им одинаково страдают как мужчины, так и женщины.
Медуллярный рак зачастую сопровождается другими нарушениями желез внутренней секреции, также не исключены множественные эндокринные неоплазмии. Клетки данной опухоли не усваивают йод, поэтому терапия с помощью его не приносит положительного результата.
Устранить рак щитовидной железы данного вида может исключительно операция. Необходимо полностью удалить железу и шейные лимфоузлы. Пациенты старше 50 лет имеют крайне неблагоприятный прогноз.
Фолликулярный рак щитовидной железы
Фолликулярный рак щитовидной железы представлен наличием опухоли с пузырьками. Зачастую появляется заболевание у людей пожилого возраста, в особенности у женщин. Встречается в 10-15% случаев и не несет особой опасности. Качественная терапия оказывает положительный эффект и человек стремительно идет на поправку.
В крайне редких случаях опухоль не прорастает в кровеносные сосуды и окружающие ткани. Кроме того, она не дает метастазы, поэтому ее называют малоинвазивной. Остальные же 70% случаев фолликулярного рака более агрессивны и требуют серьезного подхода в устранении проблемы. Рак способен распространится не только на сосуды, но и лимфатические узлы. Кроме того, поражаются отдаленные органы, в том числе кости и легкие.
Метастазы в данном случае хорошо поддаются лечению радиоактивным йодом. Прогноз течения заболевания благоприятный, особенно у пациентов в возрасте менее 50 лет. У пожилых людей рак щитовидной железы данного вида может быть осложнен метастазами.
Анапластический рак щитовидной железы
Анапластический рак щитовидной железы самая редкая форма заболевания. Для него характерно развитие нетипичных клеток в щитовидной железе. Они не обладают никакими функциями и способны только лишь делиться. Встречается такой вид опухоли в 3% случаев.
В основном проявляет она себя у людей в возрасте старше 65 лет. Причем женщины чаще страдают такой опухолью, нежели мужчины. Для болезни характерен быстрый рост и распространение метастазов. К сожалению, данный вид рака плохо поддается лечению. Устранить опухоль практически невозможно. Поэтому из всех существующих видов рака, анапластический имеет самый неблагоприятный прогноз.
К сожалению, спасти человека невозможно. Но, и заболевание проявляет себя не так часто. Вся проблема заключается в том, что метастазы распространяются с особой скоростью, что и не дает провести качественное лечение. Устранить все последствия данной опухоли невозможно из-за быстроты процесса. Рак щитовидной железы на данном этапе практически не устраним.
Плоскоклеточный рак щитовидной железы
Плоскоклеточный рак щитовидной железы имеет крайне тяжелое течение. Метастазы начинают появляться рано и в большом количестве. Прогноз неблагоприятный. При первичном обращении больного можно заметить распространенный процесс. Опухоль способна занять всю щитовидную железу и даже распространится на окружающие ткани и органы.
Микроскопические опухоли имеют типичное строение плоскоклеточного рака. Часто они сопровождаются образованием роговых жемчужин. Участки такой метаплазии способны встречаться в папиллярных и фолликулярных аденокарциномах. Это может усугублять течение иного вида злокачественной опухоли.
При возможности необходимо немедленное оперативное лечение. Ведь плоскоклеточный рак рефрактерен к иным видам лечебного воздействия. Шансы на улучшения состояния есть, но они крайне малы. Это самый сложный вид опухоли, устранить который не так просто. Рак щитовидной железы на данном этапе опасен свой сложностью и практически невозможностью устранения.
Скрытый рак щитовидной железы
Скрытый рак щитовидной железы может проявить себя в виде клинически регионарных метастазов в ярёмной области. Первичная опухоль щитовидной железы определяется исключительно по средствам УЗИ. В некоторых случаях проводится микроскопическое исследование.
Стоит отметить и тот факт, что скрытый очаг способен иметь различное гистологическое строение. Практически в 80% случаев он представлен папиллярным раком.
Клинические признаки заболевания смело можно разделить на 3 группы. Итак, первая отмечает симптомы, связанные с развитием опухоли в щитовидной железе. Вторая группа представлена симптомами, которые возникли в связи с прорастанием опухоли в окружающие железу ткани. Третья группа симптомов обусловлена регионарным и отдалённым метастазированием.
Для первой группы характерен быстрый рост узла, более того появляется плотная консистенция и бугристость, а также неравномерное уплотнение. Если опухоль распространяется за пределы щитовидной железы в окружающие ткани, возможна охриплость голоса, затрудненное дыхание, глотание пищи и расширение вена на передней поверхности груди.
Третья группа признаков напрямую связана с регионарными и отдалёнными метастазами. В области шеи можно заметить поражение глубокой яремной цепи, реже лимфатические узлы. Диагностировать рак щитовидной железы на данном этапе можно с помощью УЗИ.
Молекулярный рак щитовидной железы
Молекулярный рак щитовидной железы это второе название папиллярной разновидности. Она является самой распространенной из всех существующих. Если приглядеться к самой опухоли, то по своим внешним данным она очень похожа на лист папоротника.
Данный вид ракового образования относится к числу высокодифференцированных опухолей. Это говорит о том, что клетки очень схожи на нормальные, и крайне сложно понять, что это раковые очаги.
Злокачественное новообразование данного типа встречается в 80% случаев. Особой опасности заболевание не несет, если начать процесс устранения своевременно. Подобный вид рака не пускает метастазы, что позволяет качественно убрать опухоль и не позволить ей сильно развиться.
Даже у здорового человека можно увидеть маленькие опухоли на щитовидной железе. Они не разрастаются и не несут особой опасности. Если вдруг их размер начнет стремительно увеличиваться, все убирается по средствам качественной терапии. Рак щитовидной железы данного типа чаще встречается у мужчин, нежели у женщин.
Дифференцированный рак щитовидной железы
Дифференцированный рак щитовидной железы характеризуется относительно медленным ростом и поздним метастазированием. Именно поэтому его, гораздо проще удалить без особых осложнений. К дифференцированному раку относят папиллярный и фолликулярный вид.
Данные виды злокачественной опухоли относятся к числу самых распространенных как среди мужчин, так и женщин. В виду некоторых особенностей устранить их просто. Главное чтобы человек вовремя обратился за помощью.
На начальных стадиях рак особо себя не проявляет и только лишь по истечению определенного срока начнет «мешать» больному. Он почувствует некоторый дискомфорт, появятся трудности в приеме пищи, дыхании и физических нагрузках. Но все дело в том, что метастазы эти виды рака практически не дают. Поэтому устранить его можно даже при ярко выраженной симптоматике. Радиоактивный йод прекрасно помогает избавиться от всех последствий данного заболевания. Рак щитовидной железы в данном случае не несете особой опасности.
Высокодифференцированный рак щитовидной железы
Высокодифференцированный рак щитовидной железы представлен двумя разновидностями. Это папиллярный вид и фолликулярный. Первая вариация встречается довольно часто в 85% случаев. Метастазы обычно распространяются по лимфатическим путям в регионарные лимфоузлы. Отдаленные метастазы способны поражать легкие и кости. Прогноз благоприятный, даже не смотря на большое количество метастазов.
Фолликулярный рак. Встречается в 10% всех случаев. При гистологическом исследовании один из признаков отличающих ее от доброкачественной аденомы это инвазия в капсулу щитовидной железы и в сосуды. Зачастую отдаленные метастазы поражают кости, печень и легкие. Что касается прогноза то он благоприятный.
Многое зависит от того, как быстро человек обратился за помощью. Своевременное диагностирование проблемы способны привести к положительному результату. Рак щитовидной железы устраняется просто, но только лишь благодаря качественному лечению и не поздней стадии развития заболевания.
Недифференцированный рак щитовидной железы
Недифференцированный рак щитовидной железы представляет собой опухоль, которая произрастает из клеток карциносаркомы и эпидермоидного рака. Зачастую данная форма является злокачественным перерождением многолетнего узлового зоба.
Наблюдается он у людей в возрасте 60-65 лет. Для него характерно быстрое, агрессивное и тяжелое клиническое течение. При данном виде рака щитовидная железа значительно увеличивается в размерах, причем довольно быстро. Это способно вызвать нарушение работы органов средостения. Опухоль постепенно прорастает в близко расположенные ткани, органы и лимфатические узлы шеи. В некоторых случаях наблюдается ложно-воспалительная форма болезни с повышенной температурой, лейкоцитозом и покраснением кожи.
Диагностика данного вида рака производится на основании осмотра щитовидной железы. Кроме того проводится ультразвуковое исследование, компьютерная томография, магнитно-резонансной томографии и биохимические исследования. Рак щитовидной железы в этом случае требует немедленного медицинского вмешательства.
Рак узла щитовидной железы
Рак узла щитовидной железы представляет собой злокачественное новообразование. Встречается оно в основном в самой железе и в зависимости от стадии развития заболевания может переходить на близлежащие ткани. Затем поражаются лимфатические узлы, легкие и даже кости.
Опухоль внешне напоминает узелок, который со временем способен увеличиваться и приносить человеку массу неудобств. Появляется осиплость голоса, трудности дыханием и проглатыванием пищи. Со временем деформация щитовидной железы будет заметна.
На первых стадиях маленький узелок не заметен, не визуально, ни по ощущениям. Человека ничего не беспокоит, со временем появляется дискомфорт и на этом этапе пострадавший отравляется в больницу. При своевременном диагностировании проблемы и назначении качественного лечения проблема устраняется быстро. Важно обнаружить его вовремя и начать бороться со злокачественным новообразованием. Рак щитовидной железы это не приговор, но устранить опухоль можно только лишь на ранних стадиях.
