Апоптоз в клинике гинекологических заболеваний

Представлены современные данные о клеточных и молекулярных механизмах апоптоза — запрограммированного процесса гибели клеток.Представлены современные данные о клеточных и молекулярных механизмах апоптоза — запрограммированного процесса гибели клеток. Поскольку опухолевый рост является результатом дисбаланса между пролиферацией клеток и апоптозом, клинический интерес представляет прежде всего возможность использовать стимуляцию апоптоза в процесах лечения злокачественных опухолей яичников, шейки матки и эндометрия.
Ключевые слова:
апоптоз, маркеры апоптоза, иммунный статус, факторы роста, индукция апоптоза, химио-, лучевая, гормонотерапия, злокачественные опухоли яичников, шейки матки и эндометрия. Смерть биологической клетки как естественный запрограммированный природой процесс, не связанный с патологией, впервые был описан почти полвека назад, а термин «апоптоз» предложили Y.Kerr и соавт. [43]. Принято считать, что основное предназначение апоптоза как физиологического процесса — поддержание постоянного количества клеточных элементов в органах и тканях организма и удаление клеток, прошедших свой жизненный цикл [2, 7]. В отличие от гибели клеток, вызываемой патологической ситуацией, процессы апоптоза происходят в ядре и цитоплазме при сохранении целостности клеточной оболочки. Апоптоз присутствует в зрелых соматических клетках в течение жизни человека при образовании кератиноцитов, слущивании эпителиальной выстилки желудка и кишечника, эндометрия, атрезии фолликулов яичников, регрессии молочной железы при лактации, атрофии предстательной железы после кастрации [17]. По данным Р.П. Селицкой и соавт. [9], признаки апоптоза, в частности в легких, были особенно очевидны у пациентов с туберкулезом и саркоидозом легких, чаще при двустороннем поражении (60%), чем при одностороннем (20%). По мнению авторов, апоптоз играет двойную роль: положительную — самоубийство клеток приводит к гибели антигена и отрицательную — самоубийство клеток снижает содержание иммунокомпетентных клеток [7].
Примерно аналогичной точки зрения придерживаются А.Н. Чередеев и Л.В. Ковальчук [13], которые выдвинули концепцию позитивных и негативных последствий активации иммунокомпетентных клеток при иммунодефицитных и аутоиммунных заболеваниях: чрезмерная активация иммунокомпетентных клеток при иммунодефицитных состояниях заканчивается гибелью клеток (негативная активация, апоптоз); при аутоиммунных заболеваниях активация приводит к накоплению аутореактивных клонов (позитивная активация, отсутствие апоптоза). В последнее время ряд авторов полагают, что изменение апоптотического процесса лежит в основе ВИЧ-инфицирования и развития СПИД, аутоиммунных заболеваний, атеросклероза, поликистоза почек, сердечно-сосудистой патологии, пролиферации опухолевых клеток [6, 8, 46]. Для выявления апоптоза используют микроскопию, гистохимические и иммунохимические реакции, к маркерам апоптоза в клеточных популяциях отнесены Fas (Аро-1, CD-95) и FasL (Fas-лиганд), р53, Lewis-Y, bcl-2 и др. [11, 12, 53, 64]. Как отметил А.М. Романенко [8], проблема иммунной противоопухолевой защиты организма заключается в механизме действия цитотоксических клеток, включающих различные субпопуляции Т-лимфоцитов, в частности естественные, антителозависимые и лимфоинактивированные киллеры. Процессы тканевого гомеостаза и гиперплазии регулируются факторами роста, отвечающими за жизнеспособность клеток, и апоптозом, контролирующим размеры ткани. Чаще всего это прямой механизм развития апоптоза клеток в гиперплазированной ткани через молекулы Fas/Apo-1, расположенные на поверхности клеток, вызывающие их апоптоз и регрессию тканей. Опухолевый рост является результатом дисбаланса между пролиферацией клеток и апоптозом [5, 59]. Известно, что апоптоз принадлежит к одному из основных механизмов, вызывающих гибель злокачественных клеток, а также то, что модуляция апоптоза может изменять резистентность опухоли к химиотерапии рака, т.е. влиять на исход лечения злокачественных опухолей. Поэтому стратегической задачей современной онкологии является поиск путей модуляции механизма работы клеток в направлении стимуляции апоптоза [1, 10, 15, 25, 40, 51].
По мнению А.Н. Маянского и соавт. [3], активное изменение клеточного фенотипа опосредовано действием медиаторов, переводящих клетку в новое качественное состояние, что может быть следствием растормаживания заблокированных генов с активацией или подавлением измененных молекул-эффекторов.
Большинство факторов, вызывающих некроз клеток, в малых дозах способно также инициировать апоптоз. Это оксиданты, противоопухолевые препараты, токсины, т.е. цитотоксические агенты. Апоптоз является стандартной реакцией на повреждение ДНК [4]. Апоптоз в опухолевых клетках может быть вызван физическими воздействиями (-излучение, УФ-облучение, гипер- и гипотермия). Аналогичное действие оказывают химические агенты, например, цисплатин, этопозид, тенипозол, ДНК-ощелачивающие агенты, ингибиторы макромолекулярного синтеза [8].
А.Н. Маянский и соавт. [3] предполагают существование специальных рецепторов для индукции апоптоза, через которые происходит проникновение вируса в клетку и хотя бы частичная экспрессия его генома.
Апоптоз клетки начинается с того момента, когда происходит повреждение ДНК, вызывающее перерыв в цикле ее репродукции. Если не происходит ДНК, клетки вступают в фазу апоптозной гибели [14, 61].
Если генетические механизмы, вовлеченные в этот процесс, изменяются, смерть клетки может не наступить. Дальнейшие мутации приводят к появлению злокачественного фенотипа и к росту злокачественной опухоли. Супрессор опухоли р53 приводит клетки с поврежденной ДНК в состояние покоя и производит их восстановление. При необратимых повреждениях уровень р53 продолжает повышаться, вызывая апоптоз. Однако мутация р53, наблюдаемая при раке примерно в 50% случаев, может остановить процесс апоптоза. В трансформации клеток и в росте опухоли важную роль играет повышение экспрессии ингибитора апоптоза bcl-2, которая реализуется при экспрессии онкогена [61]. В иммунных процессах, происходящих как в нормальных, так и в патологически измененных тканях, активное участие принимают антиген из семейства факторов некроза опухоли Fas /Apo-1/CD95 и его лиганд FasL. Fas содержится во многих типах клеток, тогда как FasL экспрессируется в основном активированными Т-лимфоцитами, являясь гомологом одного из важнейших эффекторных цитокинов — фактора некроза опухолей (ТНФ). Fasl действует через свой рецептор FasR/Apo-1/CD95, вызывая апоптоз в клетках-мишенях. Лиганд FasL экспрессируется во многих иммунологически активных тканях, а также в некоторых злокачественных опухолях [16]. Антиген Fas и его лиганд Fasl иногда объединяют в одну систему Fas-Fasl, в которой Fas выступает в роли рецептора, а Fasl стимулирует апоптоз после связывания с Fas. ТНФ также является индуктором апоптоза и воспринимается рецепторами, по структуре напоминающими Fas. Цитоплазматический фрагмент Fas и ТНФ-рецепторов (ТНФ-RI) содержит домен смерти, транслирующий апоптозный сигнал (FasL, ТНФ) на внутриклеточный аппарат апоптоза [3]. Однако некоторые опухоли не содержат антиген Fas /Apo-1/CD95, это линия клеток HeLa, происходящая из рака шейки матки. Также, как и в нормальных, в злокачественных клетках экспрессия этого антигена повышается после культивирования с -интерфероном и высокомолекулярным В-клеточным фактором роста интерлейкином-2 [53, 56, 59, 65, 70].
Подтверждением того, что апоптоз регулируют онкогены p53 и bcl-2, служит работа Y. Soini и P. Paakko [63]. По данным этих авторов, апоптоз был наиболее выражен в эмбриональной карциноме — 2,9%, семиноме — 1,1%, хорион-карциноме — 0,7% и незрелой тератоме — 0,7%. Протеин р53 экспрессировали в среднем 62% клеток опухолей, но его экспрессия количественно была интенсивнее в эмбриональной карциноме, в ней же был выше уровень апоптоза. Положительный bcl-2 определялся только в некоторых мезенхимальных и эпителиальных компонентах незрелых и зрелых тератом, но в эмбриональных карциномах, семиномах или хориокарциномах он вообще не определялся. Результаты подтверждают, что количественная экспрессия p53 может играть роль также в апоптозе различных опухолей. Гибель клетки может наступить вследствие действия таких онкогенов, как bcl-2 (антиапоптозный ген), который при определенных условиях способен вызывать как клеточную пролиферацию, так и клеточную смерть. Так, например, экспрессия bcl-2 может повышать резистентность опухолевых клеток к действию физических факторов и химических веществ, в норме индуцирующих апоптоз. Лекарства, направленные на дезактивацию функции bcl-2, будут таким образом повышать чувствительность опухолевых клеток к терапевтическому воздействию, вновь возвращая способность к апоптозу. Мутированный ген р53 встречается при многих онкозаболеваниях как ранний маркер процессов малигнизации и опухолевой агрессии. При нарушении температурных условий клетки культуры миелоидной лейкемии при низкой температуре начинают экспрессировать протеин р53, приобретающий черты . Индуцированная экспрессия дикого типа в культуре клеток рака толстой кишки вызывает апоптоз этих клеток [8].
Известно более десятка вирусных генов, которые кодируют факторы, усиливающие апоптозный процесс (аденовирусы, герпесвирусы, папилломавирусы, вирус гриппа, ВИЧ, вирус гепатита В и др.). В ряде случаев вирусиндуцированный апоптоз коррелирует с усилением экспрессии р53. Такую гибель клеток удается предотвратить при помощи продукта протоонкогена bcl-2, усиливающего клеточную пролиферацию [3].
По данным И.С. Метелицы [4], моноклональные антитела (МКА) к антигену Apo-1/CD95 индуцируют апоптоз в антигенположительных клетках. С помощью МКА Fas (Apo-1/CD95) антиген был обнаружен в ряде нормальных и опухолевых клеток. Выявлено, что МКА индуцируют апоптоз в тимоцитах, В- и Т-клеточных лимфоцитах, карциноме толстой кишки, глиобластоме и меланоме. Высказывается мнение, что МКА как агент против Аро-1 антигена в комбинации с химиопрепаратами будут применять в терапии злокачественных опухолей. В настоящее время в клинике применяют иммунокорригирующие препараты, усиливающие противоопухолевое действие химиотерапии — реоферон, препараты тимуса, опухоленекротический фактор, интерлейкин-2 и др. Иммунный статус репродуктивной системы женщин нашел отражение в ряде работ, главным образом теоретических, основанных на экспериментах, проведенных с целью оценки эффективности химиотерапии. Часть исследований была посвящена изучению состояния иммунного статуса женщин с различной патологией репродуктивной сферы, преимущественно на фоне онкологических заболеваний. Так, согласно данным И.С. Метелицы [4], у здоровых женщин антиген Fas (Apo-1/CD95) экспрессирован на 23,42 2,91% лимфоцитов периферической крови, при этом низкая экспрессия выявлена у 75%, высокая — у 25% женщин. Среди женщин, больных хроническим аднекситом, антиген был экспрессирован у 43,9 7,5% из них, высокий уровень экспрессии выявлен у 80%. Примерно аналогичные данные получены также у больных миомой матки и кистой яичников. У больных раком яичников иммунная система угнетена вследствие повышения содержания субпопуляции CD8-положительных супрессорных/цитотоксических клеток, отсутствия активации иммунокомпетентных клеток и повышения экспрессии Fas (Apo-1/CD95) антигена.
Заболевания яичников
Несколько сообщений посвящено теоретическим вопросам программированной смерти клеток — апоптозу при заболеваниях яичников. Так, Y. Kuwashima и соавт. [47, 48] применили иммуногистохимический метод с выявлением антител к пролиферативному антигену (Ki-67) и апоптозному антигену Le(Y). Апоптозный статус, как показали исследования с антигеном Le(Y), значительно варьировал внутри обоих видов карциномы. Установлено, что дифференцированная карцинома более подвержена апоптозу, при недифференцированной карциноме яичников преобладает активная пролиферация с одновременной гибелью клеток.
По данным K. Hunt и соавт. [40], суперэкспрессия транскриптирующего фактора E2F-1 может вызывать апоптоз в находящихся в покое фибробластах крысиного эмбриона, при этом отмечается зависимость от р53. Чтобы выявить аналогичный эффект у человека, использовали рекомбинантный аденовирус под контролем цитомегаловирусного промоутера Ad5 CMVE2F с целью получения высокого содержания E2F-1 протеина в клетках молочной железы и линиях клеток рака яичников. На основании этих опытов, в которых выявлен апоптоз в линиях клеток с мутациями гена р53, авторы предположили, что индукция апоптоза с помощью гиперэкспрессии E2F-1 не требует присутствия гена р53.
C.Lafon и соавт. [50] выяснили, что фактор роста beta 1 (TGF-beta 1) тормозит рост клеток аденокарциномы яичников и вызывает в них апоптоз. Авторы также нашли, что как TGF-beta 1, так и оксидант перекись водорода активно повышают экспрессию генов c-fos и c-jun и вызывают смерть клеток через апоптоз. Однако эти положительные эффекты могут тормозиться антиоксидантом N-acetylcysteine. Ряд работ касается отношения TGF-beta 1 (трансформирующего) фактора роста к процессам апоптоза. Так, по данным L.Havrilesky и соавт. [35], фактор роста тормозит пролиферацию, но не вызывает апоптоз нормальных эпителиальных клеток человека. Наоборот, некоторые раковые клетки яичников подвергаются апоптозу, и их рост задерживается этим фактором. Эти данные согласуются с гипотезой, в соответствии с которой злокачественные клетки более склонны к апоптозу, чем нормальные.
По данным C.Mathieu и соавт. [52], TGF-beta 1 тормозит пролиферацию клеточной линии NIH-OVCAR-3 карциномы яичников человека, что сопровождается снижением клоногенного потенциала, подтверждаемым снижением способности этих клеток к формированию колоний. Выявлено, что TGF-beta 1 вызывает гибель клеток NIH-OVCAR-3 по типу апоптоза. Увеличение плотности клеток в культуре до 20ћ103/см2 предотвращало апоптоз, что не было связано с секрецией клетками растворимого фактора выживаемости.
Copyright © 2000-2005, РОО «Мир Науки и Культуры». ISSN 1684-9876

Комментариев пока нет.

Добавить комментарий


Беркегейм Михаил

About Беркегейм Михаил

Я родился 23 ноября 1945 года в Москве. Учился в школе 612. до 8 класса. Мама учитель химии. Папа инженер. Я очень увлекался химией и радиоэлектроникой. Из химии меня очень увлекала пиротехника. После взрыва нескольких помоек , я уже был на учете в детской комнате милиции. У меня была кличка Миша – химик. Из за этого после 8 класса дед отвел меня в 19 мед училище. Где меня не знали. Мой отчим был известный врач гинеколог. В 1968 году я поступил на вечерний факультет медицинского института. Мой отчим определил мою профессию. Но увлечение электроникой не прошло, и я получил вторую специальность по электронике. Когда я стал работать врачом гинекологом в медицинском центре «Брак и Семья» в 1980 году, я понял., что важнейшим моментом в лечении бесплодия является совмещение по времени секса и овуляции. Мне было известно, что овуляция может быть в любое время и несколько раз в месяц. И самое главное, что часто бывают все признаки овуляции. Но ее не происходит. Это называется псевдоовуляция. Меня посетила идея создать прибор надежно определяющий овуляцию. На это ушло около 20 лет. Две мои жены меня не поняли. Я мало времени уделял семье. Третья жена уже терпит 18 лет. В итоге прибор получился. Этот прибор помог вылечить бесплодие у очень многих женщин…
×
Записаться на приём или задать вопрос