Цитокины в развитии меланом.

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 21.12.2024

Изучение роли цитокинов в развитии меланомы проводилось как в эксперименте, так и у больных данным заболеванием. В экспериментальных исследованиях чаще использовалась модель меланомы, которая воспроизводилась у мышей при воздействии на них химических промоторов одновременно с ультрафиолетовым облучением (УФО). В частности, применялось УФО длиной волны 280-320 нм. Многочисленными исследованиями было установлено, что под воздействием УФО происходит продукция кератиноцитами цитокинов и факторов роста, которые стимулируют развитие меланомы: ИЛ-1, ИЛ-3, ИЛ-6, ИЛ-8, ФИО-а, ГМ-КСФ и ТФР-В. При воздей-ствовании УФО на культуры эпидермальных клеток супернатант приобретает способность стимулировать клетки меланомы как in vitro, так и in vivo. Установлено также, что у мышей, которым трансплантировалась меланома, после воздействия УФО заметно возрастает вероятность метастазов. Этот эффект всегда сопровождается усилением секреции ряда цитокинов и повышенной экспрессией меланомными клетками рецепторов к таким цитокинам, как ИЛ-1, АСРМ, ВФРФ, инсулиноподобный фактор роста-1 (ИФР-1), фактор роста нервов (ФРН), тромбоцитарный фактор роста (ТцФР-а и ТцФР-В), трансформирующий фактор роста (ТФР-а и ТФР-В ).

В процессе трансформации пигментного невуса в меланому заметно увеличивается экпрессия меланомными клетками рецепторов к ЭФР и ФРН. При развитии метастазов меланомы также отмечается повышенная продукция клетками опухоли ряда цитокинов: ЭФР, ФРН ТцФР, ТФР-а и ТФР-В. Активатор стимуляции роста меланомы синтезируется как при первичных меланомах, так и при метастазировании этой опухоли. Эти данные свидетельствуют о непосредственном участии ряда цитокинов, в т.ч. факторов роста, в патогенезе меланомы, что более подробно будет изложено ниже.

Известно, что ИЛ-1 продуцируется различными клетками: кератиноцитами, эндотелиальными, макрофагами, моноцитами и существует в виде двух изоформ — ИЛ-1а и ИЛ-IB. Меланомные клетки продуцируют в основном ИЛ-1а.

Этот цитокин активно стимулирует рост опухолевых клеток, способствует усилению ангиогенеза в опухолевой ткани и быстрой инвазии опухолевых клеток. Существует несколько механизмов стимуляции роста меланомы, опосредованных ИЛ-1:
1) повышение экспрессии на кератиноцитах рецепторов к цитокинам, способствующим росту меланомы - ИЛ-6, ИЛ-8, ВФРФ, АСРМ;
2) усиление продукции гормона, стимулирующего меланоциты (а-МСГ), а также повышенная экспрессия его меланоцитами;
3) стимуляция простагландина Е2, который способствует иммунной супрессии и тем самым усиливает опухолевый рост;
4) нарушение регуляции экспрессии межклеточных адгезивных молекул (ICAM) на эн-дотелиальных и меланомных клетках. Установлено, что эти молекулы облегчают адгезию меланомных клеток эндотелием сосудов, то есть способствуют инвазии опухолевых клеток через стенки сосудов и гематогенному распространению опухоли.

С другой стороны, при определенных условиях ИЛ-1 в процессе инициации и роста меланомы может иметь и противоположную функцию — способствовать замедлению роста этой опухоли. В частности, ИЛ-1 может усиливать противоопухолевую активность натуральных киллеров и макрофагов — клеток, осуществляющих противоопухолевый надзор, стимулировать продукцию Т-лимфоцитами ИЛ-2, ИЛ-4, ИФН-у и колониестимулирую-щих факторов, которые потенциально обладают способностью к противоопухолевым эффектам. По-видимому, эти свойства ИЛ-1 проявляются в начальном периоде развития меланомы, а в процессе активного развития опухоли проканцерогенные эффекты ИЛ-1 вытесняют способность этого цитокина стимулировать отторжение опухоли.

ИЛ-2 производится Т-лимфоцитами и является фактором роста этих клеток. Роль этого цитокина в процессе развития меланомы своывает влияние на опухоль в качестве ее промотора.

В генезе меланомы участвует также ИЛ-8, который обладает способностью усиливать хе-мотаксические свойства нейтрофилов и Т-лимфоцитов, являясь хемоаттрактантом для этих клеток. ИЛ-8 способствует развитию воспалительного компонента опухоли. Этот цитокин продуцируется различными типами клеток: кератиноцитами, моноцитами, фибробластами и эндотелиальными клетками. Секреция ИЛ-8 кератиноцитами стимулируется ИЛ-1 и ФНО-сс. Экспериментальными исследованиями in vitro установлена стимуляция роста определенных линий меланомных клеток при добавлении ИЛ-8 и угнетение пролиферации этих клеток при воздействии на них антител к ИЛ-8. Под влиянием ИЛ-8 заметно возрастает миграция меланомных клеток, которая, как и пролиферация этих клеток, ингибируется антителами к ИЛ-8.

С другой стороны, в опытах in vivo на мышах C57BL/6 не было подтверждено, что ИЛ-8 оказывает стимулирующее влияние на рост меланомы. Возможно, in vivo ИЛ-8 может потенцировать противоопухолевые эффекты путем привлечения к очагу поражения цитотоксических Т-лимфоцитов, что в процессе развития опухоли может конкурировать с про-канцерогенными свойствами этого цитокина. Изучена также роль другого цитокина, продуцируемого кератиноцитами — ИЛ-10. Этот цитокин обладает способностью супрессиро-вать активность макрофагов и цитотоксических лимфоцитов (Ты), способствуя росту меланомы. Наиболее высокий сывороточный уровень этого интерлейкина определяется у больных меланомой на поздних стадиях развития этой опухоли (в III и IV стадии). Таким образом, ИЛ-10 способствует развитию меланомы, ингибируя активность противоопухолевых факторов.

Роль других цитокинов в генезе меланомы изучена недостаточно. В частности, известно, что меланомные клетки экспрессируют ИЛ-3, который принадлежит к «колониестимулиру-ющим факторам», однако патогенетическое значение этого интерлейкина в развитии меланомы еще не определено.

Важную роль в иммунопатогенезе меланомы играет фактор некроза опухоли (ФНО). Известны два варианта фактора некроза опухоли — ФНО-а и ФНО-р. ФНО-а, имеющий название кахектин, продуцируется кератиноцитами и макрофагами при воздействии на эти клетки ИЛ-1, ИЛ-6, ИФН-уиГМ-КСФ. Впро тивоположность этому ФНО-р является цито-кином, который продуцируется Т-лимфоцитами и называется «лимфотоксином».

Основной функцией ФНО, как следует из названия этого цитокина, является способность оказывать летальное воздействие на опухолевые клетки. Кроме непосре твенного ци-тотоксического влияния на опухолевые клетки, ФНО повреждает сосудистую сеть опухоли.

В то же время ФНО способен действовать цитостатически на кератиноциты и меланоциты, что может определять его свойство оказывать на меланомные клетки не только инги-бирующее влияние, но и стимулирующее. В ряде случаев эффекты ФНО совпадают с противоопухолевыми эффектами ИЛ-1. В то же время, оказывая повреждающее действие на клетки Лангерганса, ФНО может приводить к выходу опухоли из-под влияния этих клеток, осуществляющих противоопухолевый надзор. В экспериментальных исследованиях показано, что отрицательные эффекты ФНО-а, в частности способность этого цитокина уменьшать количество клеток Лангерганса в очаге опухоли и вызывать деструктивные процессы в этих клетках, устраняются при введении животным антител к этому цитокину. Таким образом, ФНО потенциально играет двойную роль в генезе меланомы и может быть как промотором, так и стимулятором роста данной опухоли.

Гранулоцитарно-макрофагальные колониестимулирующие факторы (ГМ-КСФ) составляют группу цитокинов, включающих: грануло-цитарный колониестимулирующий фактор (Г-КСФ), макрофагальный колониестимулирующий фактор (М-КСФ) и ИЛ-3 (мульти-КСФ).

Основной функцией ГМ-КСФ является потенцирование дифференциации стволовых клеток костного мозга в зрелые гранулоииты и макрофаги. В коже этот цитокин продуцируется кератиноцитами, фибробластами, эндотелиальными клетками, активированными Т-лимфоцитами и макрофагами. ГМ-КСФ резко усиливает противоопухолевую активность макрофагов и способствует созреванию антигенпредставляющих клеток Лангерганса. Кроме того, ГМ-КСФ увеличивает выживаемость нейтрофилов и макрофагов. Обозначенные свойства этого цитокина позволяют относить его к факторам-ингибиторам роста меланомы. ИЛ-3 является провос-палительным цитокином, который продуцируется Т-лимфоцитами. Основной функцией этого колонне стимулирующего фактора является стимуляция роста и созревания костномозговых клеток, Т-лимфоцитов, базофилов, тучных клеток. Показано, что рецепторы к этому цитокину экспрессируются линиями меланомных клеток, однако роль ИЛ-3 в развитии меланомы должна еще уточняться.

Значительная роль в инициации и формировании меланомы принадлежит фактору роста меланомы — активатору стимуляции роста меланомы (АСРМ). АСРМ входит в семейство основных гепаринсвязывающих полипептидов, к которым относят еще ИЛ-8, тромбо-цитарный фактор роста, фактор роста, продуцируемый макрофагами, а-тромбоглобулин и моноцитарный хемотаксический фактор. АСРМ экспрессируется различными клетками: кератиноцитами, макрофагами, Т-лимфоцитами, В-лимфоцитами, эндотелиальными клетками, фибробластами и клетками меланомы. Гены, которые кодируют АСРМ, идентичны генам, кодирующим факторы роста, поэтому АСРМ можно рассматривать как белок, являющийся фактором роста меланомы.

При стимуляции культуры эпидермальных клеток УФО наблюдается повышенная экспрессия этими клетками рецепторов к АСРМ. Показано, что ИЛ-1 также усиливает экспрессию этих белков кератиноцитами. Возможно, под воздействием УФО вначале происходит повышенный синтез кератиноцитами ИЛ-1, что в последующем стимулирует экспрессию АСРМ на кератиноцитах. В дальнейшем в качестве промотора меланомы может действовать только АСРМ или этот цитокин в комплексе с другими факторами: активатором плазминогена (АП), инсулиноподобным фактором роста (ИФР) или инсулином, которые, как показано, являются митогенами для невоидных пигментных клеток, меланоцитов и меланомных клеток. Именно повышенная экспрессия АСРМ связывается с трансформацией меланоцитов в меланобласты. В исследованиях in vitro показано, что культуральная «бессмертная» линия меланоцитов (Melan-A), которые активно экспрессируют рекомбинантный ген АСРМ, создают большие колонии клеток на агаре с фенотипическими маркерами, характерными для злокачественной трансформации.

Такие же клетки с активной экспрессией АСРМ находят при росте меланомы у nude мышей in vivo. Следовательно, повышенная экспрессия АСРМ связывается с пролиферацией меланоцитов, трансформацией этих клеток в меланобласты и прогрессированием злокачественного процесса при развитии меланомы.

В генезе меланомы важную роль играют также факторы, способствующие формированию стромы данной опухоли. Среди них главными цитокинами являются факторы роста фибробластов (ФРФ). ФРФ — целое семейство гепаринсвязывающих полипептидов, которые оказывают митогенный эффект на фиб-робласты. Важным фактором стимуляции фибробластов является (ЗФРФ, который продуцируется базальными кератиноцитами, фибробластами и активно влияет на рост человеческих меланоцитов. В опытах in vitro показано, что этот процесс непосредственно связан с воздействием ИЛ-1а.

Экспрессия матричной РНК рФРФ определяется на клетках диспластического невуса, первичной и метастатической меланомы. рФРФ значительно стимулирует рост опухолевых меланомных клеток, а нейтрализующие антитела к рФРФ и синтетические белки, действующие как антагонисты рецепторов (ЗФРФ, ингибируют рост меланомы in vitro. Однако, в отличие от АСРМ, введения рФРФ в культуральную мышиную линию меланоцитов бывает недостаточно для трансформации их в клетки с опухолевым фенотипом и для поддерживания «бессмертного» роста меланомных клеток.

Кроме непосредственного влияния на фибробласты, ФРФ вызывают пролиферацию эндотелиальных клеток сосудов, что приводит к активному ангиогенезу в опухолевом очаге и способствует быстрому опухолевому росту меланомных клеток. Таким образом, ФРФ можно рассматривать как аутокринный фактор роста меланомы.

Определенную роль в генезе меланомы играет тромбоцитарный фактор роста (ТцФР). ТцФР, первоначально выделенный из тромбоцитов, является гетеродимером, состоящим из А- и В-полипептидов. Этотцитокин продуцируется кератиноцитами, тромбоцитами, моноцитами/макрофагами, эндотелиальными клетками. Клеточные линии меланомы активно синтезируют ТцФР. Под воздействием ТцФР значительно усиливается рост кулътуральных меланомных клеток, причем добавление анти-сьтворотки против ТцФР не приостанавливает рост этих клеток. Роль ТцФР в промоции меланомы до конца не выяснена, хотя установлено, что этот цитокин усиливает синтез коллагена в опухоли, то есть соединительно-тканного матрикса, тем самым способствуя формированию опухолевой стромы

Существенную роль в инициации и развитии опухолевого роста при меланоме играют трансформирующий фактор роста (ТФР) и эпидермальный фактор роста (ЭФР).

ТФР-а является полипептидом, который продуцируется различными видами клеток, включая кератиноциты, макрофаги и меланомные. В то же время при добавлении этого цитокина или антисыворотки к нему к культуре меланомных клеток пролифератив-ная активность их не изменяется. ТФР-а связывается с клетками через те же рецепторы, что и эпидермальный фактор роста (ЭФР). Последний является пептидом, который продуцируется различными клетками, опосредующими такие функции, как нормальный клеточный рост, процессы репарации и ангиогенеза.

ТФР имеет некоторые общие биологические свойства с ЭФР, в частности обладает способностью стимулировать фибробласты и ангиогенез. Следовательно, оба эти фактора могут способствовать росту меланомы, усиливая сосудистую сеть опухоли.

Трансформирующий фактор роста-Р включает несколько белков: ТФР-pl, р2 и р3. Нормальные и злокачественные меланоциты экспрессируют ТФР-pl и р3, но только клетки меланомы экспрессируют ТФР-Р2.

ТФР-Р может проявлять способность как стимулировать рост меланомных клеток, так иингибировать его. Так, ТФР-Р2 проявляет специфические иммуносупрессивные эффекты, которые включают блокирование ИЛ-2-опосредованной пролиферации Т-лимфоцитов, ингибирова-ние ИЛ-1- и ИЛ-3-зависимой лимфоцитарной пролиферации. В свою очередь, эти эффекты могут облегчать развитие меланомы, супрессируя противопухолевый иммунитет организма. При активном росте меланомы имеет место отсутствие чувствительности клеток к ингибирующему эффекту ТФР-В, что связывают с мутацией гена опухолевой супрессии р53. Последнее может быть причиной синтеза клетками меланомы факторов-промоторов опухолевого роста (ТФР-В), а также факторов, стимулирующих ангиогенез (ТФР-аи ЭФР). По мере роста опухоли может исчезать влияние ингибирующих эффектов ТФР-В и нарастать роль стимулирующих свойств.

Таким образом, в развитии меланомы участвует ряд цитокинов, которые являются промоторами опухолевого роста: ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, ВФРФ, АСРМ, ТФР-В, возможно ТцФР, ИФР-1, ФРК, ФРН. Цитокины ТФР-а и ЭФР функционируют как факторы, стимулирующие ангиогенез. Некоторые факторы, известные как промоторы меланомы, могут при определенных условиях играть роль ингибиторов опухолевого роста: ИЛ-1, ИЛ-6, ТФР-В и возможно ИЛ-8. Кроме того, ТФР-а в дополнение к хорошо известным противоопухолевым свойствам может проявлять себя как фактор роста опухоли. ИЛ-2 и ГМ-КСФ являются цитокинами, которые способны сдерживать опухолевый рост меланомы.

-