Központi idegrendszeri betegségek

VI./2.4.: A daganatos áttétképzés kérdései

VI./2.4.1.: Az áttétképzés jelentősége és viszonyai

Mint fentebb már említettük, a rosszindulatúság csalhatatlan jelének tartják, ha a tumor túlélni és növekedni képes áttétet (metastasis) tud létrehozni távoli szövetekben. A tradicionális patológia által felismert összes többi, előbb sorolt – sejtszintű és szöveti – daganat-sajátság a szervezet sorsát meghatározó biológiai viselkedés szempontjából kisebb jelentőségű. Ehhez kapcsolódó, de teljes részletességében még nem ismert jellegzetesség az, ami megszabja, hogy egyes daganatok előszeretettel adnak áttétet meghatározott szervekbe. Erre az első magyarázat az ún. talajteória volt. A második elképzelés szerint a keringés iránya szabja meg a metastasisok helyét. A „stiffness”-teória szerint a metastasis azokon a helyeken alakul ki, ahol a primer daganat és a célszerv adott mikroszkópikus részletének mechanikai sajátságai közel egyezőek.

VI./2.4.2.: Nyirok közvetítette áttétképzés (lymphogen metastatisatio)

Több tényező kedvez a kialakuló és anyatelepéről leválni, onnan továbbvándorolni hajlamos daganatsejtek nyirokrendszerbe jutásának. A nyirokhajszálerekben ugyanis nincs alaphártya (membrana basalis , BM), endotheljük fenestrált, pericyta-borításuk hiányos, így a leváló daganatsejteket már pusztán a szövetközti folyadék nyomása és áramlása is segíti a nyirokerek lumenébe jutni, a nyirokárammal pedig a tájéki nyirokcsomókba kerülni. A nyirokkeringésben, illetve a nyirokcsomókban a daganatsejteknek túlélésük érdekében el kell kerülniük az immuneffektor sejtek hatásait; ennek pontos mechanizmusa még tisztázatlan.

A tumorsejtek az elsődleges daganat helyének megfelelő tájéki nyirokérhálózatba és nyirokcsomókba jutnak először, sokszor – ha van ilyen – az őrszem (sentinel) nyirokcsomón keresztül. E nyirokcsomó állapotának terápiás jelentőségét bár elvileg korlátozza, hogy a daganatsejtek képesek megkerülni az őrszemet (skipping metastasis) – pl. nyirokér-visszér kapcsolatok (ún. lymphovenosus anastomosisok) útján –, a gyakorlatban mégis – jelenleg főként az emlőrákok és a melanoma malignum tumorsebészetében – megfelelő hatékonysággal alkalmazzák kórszövettani elemzését annak érdekében, hogy a tájéki nyirokcsomó-blokkok szükségtelen eltávolításának elkerülésével kivédjék e beavatkozás szövődményeit, mindenekelőtt az érintett terület (pl. emlőráknál az azonos oldali kar) idült nyirokpangását (elephantiasis).

VI./2.4.3.: Vér közvetítette áttétképzés (haematogen metastatisatio)

A haematogen áttétképzés legelső kérdése az elsődleges tumor kapcsolata általában a vérerekkel. A haematogen szórás módja többféle lehet:

1. (i) a már a nyirokkeringésbe bejutott tumorsejtek másodlagosan átkerülhetnek a vérkeringésbe;

2. (ii) a daganatsejtek közvetlenül betörhetnek az adott kiindulási szövet már meglevő véredényeibe;

3. (iii) a tumor saját véredényrendszert alakít ki (neovascularisatio), amelybe sejtjei bejutnak.

A folyamat kezdeti lépése tulajdonképpen a lokális terjedés problémája: miként jut el az útnak induló daganatsejt saját keletkezési mikromiliőjétől a legközelebbi hajszálerekig.

Ezután a vándorló tumorsejtnek meg kell küzdenie a hajszálereket kívülről borító pericytákkal, le kell bontania az endothel alatti basalis laminát, és végül mintegy ablakokat kell képeznie az endotheliális bélésen. Ez utóbbit a tumorsejt a saját maga termelte bioaktív lipidek révén éri el, aminek hatására az endothelsejtek átmenetileg összehúzódnak, és az így köztük keletkező rések által utat engednek a lumenbe vándorló daganatsejtnek. A keringésbe bejutott daganatsejteket további számtalan veszély fenyegeti. A legfontosabb az a fizikai sokk – mechanikus károsító hatás –, amely az extracellularis mátrix és az érpálya hidrosztatikus nyomása közti különbség révén éri őket. Az érpályába bejutó sejtekre nehezedő hirtelen nyomástöbblet 95-99%-uk azonnali pusztulását okozza.

E fizikai terheléshez tartozik a keringés turbulenciájának, a fellépő nyíróerőknek a hatása, de szerepet játszik a terhelést elszenvedő tumorsejtek csekély alakváltoztató képessége is (utóbbit legújabban vitatják). A túlélésben nagy jelentősége van a tumorsejtek vérlemezkekötő képességének, mert a tumorsejt, illetve tumorsejt-csoportok körül kialakuló thrombocytaburok egyrészt tompítja az említett mechanikus hatásokat, másrészt védi őket az immuneffektorok támadásától. A vérlemezkékkel való fizikai sejt-sejt kapcsolat kialakulásának feltétele, hogy a daganatsejt olyan integrineket, egyéb sejtadhéziós molekulákat expresszáljon, amelyek a thrombocyták sejtfelszíni adhéziós molekuláinak partnerei (pl. az αIIβ3, αVβ3 integrinek). Az érpályába lépés (intravasatio) során nemcsak egyes tumorsejtek, hanem gyakran kisebb-nagyobb sejtcsoportok is belépnek az érlumenbe, ezekben akár még osztódó alakok is lehetnek.

VI./2.4.4.: Az áttétképzés viszonyai a célszervekben

Az intravasált daganatsejtek az anatómiailag adott érhálózatba jutnak, a szervi áttétek keletkezését azonban végül nem egyedül az anatómiai viszonyok határozzák meg, hanem az is, hogy a daganatsejtek az érből való kilépés után érkezési helyükön milyen mikrokörnyezetet találnak vagy alakítanak ki, illetve hogy ezek az összetett szabályozás alatt álló körülmények túlélésüket és szaporodásukat mennyiben biztosítják. A daganatsejtek az új környezetbe történő megtelepedésük, a túlélés és szaporodás feltételeinek megteremtéséhez használhatják a maguk termelte növekedési/anti-apoptoticus faktorokat, de indukálhatnak is ilyeneket az új környezet egyes sejtjeiben, vagy a matrixban.

Érdekes továbbá, hogy például a csontok hajszálérhálózata elsősorban nyirokér és nem vérér jellegű, így a daganatsejtek kilépése egyszerű és gyors folyamat. Az érből való kilépés (extravasatio) még azonos daganatsejtféleség esetében is a különböző fogadó szervekben igen eltérő ideig tarthat; pl. a tüdőben általában rövid (<1 nap), az agyban (vér-agy gát!) lassabb (2-3 nap). A szervenkénti áttétképző képesség mögött húzódó, meghatározó tumorgének köre a primer daganat sajátságai következtében rendkívül változó. Pl. emlőráksejtek tüdőáttét-képzéséhez az MMP1-proteáz, az epiregulin (EGFR-ligand), a COX2 és az angiopoetin-L4 expressziója szükséges. Ugyanezen sejtek agyáttétjeihez viszont a felsoroltakon túl még egy másik EGFR-ligandra (HB-EGF) és egy szialil-transzferázra is szükség van.

Májáttétek keletkezésében valószínűleg fontos, hogy a máj meghatározó sinusoidalis cytokinje a HGF (hepatocyte growth factor, májsejt növekedési faktor, hepapoietin A), amely – mesenchymalis sejtek termékeként mint multi-funkcionális cytokin – elsősorban epithelsejtekre hat, és többek közt a májsejtek regenerációját szabályozza. Kétféle daganatról (vastagbélrák és a szem melanomája) biztosan tudjuk, hogy sejtjeiken a HGF receptorának (c-MET) fokozott expressziója feltétele a májáttétek kialakulásának, amelyhez a gén amplifikációja vezet.

Primer tumorok által termelt szisztémás faktorok mintegy prekondicionálhatják, előkészíthetik az egyes szerveket az áttétek fogadására, segíthetnek az ún. „metastaticus bölcső” kialakításában. Ennek során csontvelői praecursorsejtek  széles skálája mobilizálódik, amelyek az egyes áttétfogadó szervekben ér körüli csoportokban megtelepedhetnek. Ilyen sejtek lehetnek mesenchymalis (az áttéti daganatos stromasejtek előfutárai), vagy endothelialis (a metastasis-erek építőelemei) praecursorok, amelyek az érkező daganatsejtek számára teremtenek fogadóképes miliőt.

VI./2.4.5.Áttétképzés és alvó állapot

Az érből való kijutás feltétele az endothel retrakciója, majd következik az átjutás a basalis membránon, bár a daganatsejtek akár már a basalis membrán alatt is elkezdhetnek szaporodni. Feltételezések szerint a daganatsejtek itt akár el is akadhatnak, és életképesek maradhatnak évekig ún. „alvó tumorsejtek" formájában, forrását képezve esetleges késői kiújulásnak. Hosszú tumorsejt-túlélés látszólagos növekedés nélkül is előfordulhat. Megkülönböztethető ún. egysejtes alvó állapot, angiogenicus alvó állapot (ebben nincs még önálló érképzés), illetve immunológiai alvó állapot (ebben a szervezet immunrendszere aktívan képes elnyomni a micrometastasis valódi áttétté növekedését).

VI./2.4.6.: Az áttétképzés hatékonysága

A fenti folyamatok az egyes daganatok sajátosságaitól és a gazdaszervezet mindenkori állapotától függően igen eltérő hatékonysággal mennek végbe. Egyes daganatok esetében (tüdőrák, melanoma) az áttétképző képesség extrém mértékű lehet, más daganatok (vastagbélrák) bizonyos eseteiben kevésbé. Ez utóbbi kifejezésére szolgál az oligometastasis kifejezés, ami a korlátozott áttétképző képességet jelenti. Ilyen daganat propagatiójával szemben jó eséllyel alkalmazhatók a legújabb terápiás lehetőségek.

VI./2.4.7.: Keringő daganatsejtek

Intenzív kutatás tárgya, hogy a keringésbe bejutott daganatsejtek hordoznak-e releváns és használható információkat pl. a daganat jellemző és terápiás célpontnak tekinthető génhibáiról. A megközelítés ígéretes, hiszen ezeket a sejteket nem olyan nehéz kinyerni, mint bármely daganatszövetből mintát venni. Újabban felmerült, hogy a keringő daganatsejtek nemcsak más szövetekbe lennének képesek áttelepedni, hanem vissza magába a primer daganatba is; mindazonáltal a jelenséget klinikailag még nem igazolták. A keringő daganatsejtekhez hasonló jelenség a keringésben megjelenő nukleinsavak – pl. a daganatsejtekből kiszabaduló DNS – hasznosíthatóságának és jelentőségének kérdése.

VI./2.4.8.: Csontmetastasisok

A csontokba áttétet adni képes daganatsejt-vonalaknak az egyszerű proteolízis mellett más mechanizmusokra is képeseknek kell lenniük. Így saját tumoros matrixuk komponensei mellett „csontspecifikus" fehérjéket is termelnek (pl. osteopontin, osteonectin, BMP – bone matrix protein), illetve képesek a csont két fő sejtelemével, az osteoblastokkal és az osteoclastokkal is együttműködésbe lépni. Egyes daganatsejtek – pl. az emlőráksejtek – egy parathormonszerű (PTHRP) fehérje révén aktiválják az osteoblastokat, és ezekből a RANK-ligand/RANK rendszer működése révén osteoclast irányú kiérést segítenek elő. A képződött osteoclastok az alapállomány bontásával végső soron a daganatsejtek megtelepedéséhez járulnak hozzá. Az osteoclastok az RHO- és az SRC-jelpályák aktivitása révén catepsin-K-t termelnek, amellyel bontják a II. típusú kollagént.

Ennek az aktivitásnak a jele a serumban megjelenő kollagénpeptid, az NTX. Ennek hiányában az osteoclastok a mátrixból növekedési faktorok (pl. TGFβ, IGF) felszabadítására is képesek, ezek viszont a daganatsejtek proliferatióját támogatják. Mindezen folyamatokat – az osteoclastok aktivitását – törekednek gátolni a RANKL-gátlók (pl. denosumab), a RANKL/RANK jeleket továbbító SRC-kináz-gátlók (pl. dasatinib, bosutinib, saracatinib), a catepsin-K-gátlók (pl. balicatib, odanacatib), valamint az osteoclast-matrix kapcsolatot gátló biszfoszfonátok. A részletezett osteolyticus csontmetastasisok mellett kialakulhatnak osteoplasticusak is, amelyekben a daganatsejtek által termelt endothelin-1 a kulcsmolekula, elindítva az osteoblastok proliferációját, az alkalikus-foszfatáz termelését, de szerepet játszhat még többek között a PDGF és a plazminogén aktivátor rendszer is, amelyet a WNT jelpálya szabályoz. Az endothelin-1-et gátolja pl. az atrasentan vagy a zibosentran.

VI./2.4.9.: Metastasisgének

A daganatos betegek kezelésekor igen gyakran a kiértékelt és a későbbi szisztémás terápia meghatározására felhasznált elsődleges tumor épp e vizsgálatokat lehetővé tevő daganat-eltávolító műtét következtében már nincs a betegben jelen, hanem csupán visszamaradt áttétei – ezeket kezeljük a primer tumorból nyert információk alapján. Az esetek maradék részében is, amikor a primer daganatot még nem távolították el, a szisztémás gyógyszeres kezelés idején az elsődleges folyamat mellett már jelen lehetnek annak áttétei (pl. biopsziás tumorminta vizsgálati eredményei alapján alkalmazott neoadjuváns [műtét előtti, daganat-kisebbítési céllal indított] kezelés, avagy kissejtesnek bizonyult tüdőrák definitív kemoterápiája). Éppen ezért napjainkban a klinikai onkológia egyik kulcskérdése, hogy az elsődleges daganatból nyert adatok mennyire vonatkoztathatók az áttétekre.

Ma még eldöntetlen az a kérdés, hogy

1. (i) a primer tumorban már a daganat növekedésének kezdetén kialakul-e olyan klón, amely az áttétképzésre képessé teszi a daganatsejtet, avagy

2. (ii) ilyen változások csak később alakulnak ki.

További kérdés, hogy mennyire eltérő az elsődleges daganat és az áttétek génexpressziós profilja, illetve minek a következménye a metastaticus fenotípus? Ha a profil eltérő, melyek azok különbségek, amelyek funkcionálisan valóban fontosak? A daganatfejlődés (tumorprogressio) egyes lépéseinek ismeretében valószínűtlen, hogy ezt az összetett folyamatot csupán egy vagy néhány kulcsgén szabályozná.

Ennek ellenére az elmúlt évtizedekben számos olyan gént azonosítottak, amelyek metastasis géneknek vagy éppen metastasis-suppressor géneknek tekinthetők. Ezekről a részletesebb elemzések azután igen eltérő adatokat derítettek ki, mert bizonyos tumorokban valóban kulcsgéneknek bizonyultak, míg más daganatokban szerepük mellékes vagy éppen ellentétes volt. Példaként álljon itt néhány, már eddig is kutatott gén terméke, amelyek diagnosztikus vagy terápiás következményei még nem világosak:

• - a CD44 adhesiós molekula (főleg a V6 vagy V3 exont tartalmazó variánsok);

• - az epithelialis-mesenchymalis átmenetet (EMT) szabályozó transzkripciós faktorok (TWIST, SNAIL, SLOUGH);

• - a FAK-kináz aktivitását szabályozó NEDD9;

• - a sejtmozgást szabályozó transzkripciós faktorok (WAVE3, a β-katenin és a FOXF1).

Talán meglepő, de a jelenleg ismert metastasis-suppressor gének családja sokkal nagyobb, mint a metastasisgéneké. Ilyenek:

• - az NM23 (az NDP-kinázt kódolja, a legelső azonosított metastasis-suppressor gén);

• - a chromatin átépülésében szerepet játszó gének (a BMRS1 transzkripciós faktor, illetve a CRSP3 génje);

• - a jelátviteli pályák szabályozó elemei (az ismert metastasis-suppressor gének nagy többsége ide tartozik; pl. a KISS-1 [a metastin fehérjét kódolja], a GPR54 [a metastin fehérje receptora, egy G-protein-kötött receptor], az Rh0-GD12, az Rh0-MKK4, a PEBP1 (RKIP – gátolja az NFkappaB-t és a RAS-MEK-ERK utat), a SSECK;

• - a CTGF (a matrixfehérjék féléletidejét az integrinkötődést szabályozza);

• - a DRIP130 (transzkripciós koaktivátor);

• - az E-cadherin, a CD-82 receptor (KIA1 – gátolja a migrációt és az inváziót) (a sejtmembrán receptorai);

• - a TIMP család (MMP-gátlók) és az ezeket szabályozó RECK.

A metastasisok szempontjából a különböző genetikai hibáknak, illetve a géneknek két nagy csoportját lehet azonosítani.

• - A metastasist kezdeményező (iniciátor) gének családja felelős azért, hogy egy daganatsejt a primer tumorából képes legyen távoli szervekbe, szövetekbe eljutni. A másik csoport,

• - az ún. metastasis-fenntartó gének csoportja felelős azért, hogy a daganatsejt az idegen szöveti környezetben túlélhessen és áttéti szövetet legyen képes létrehozni.

A metastasis-iniciátor gének patológiai szempontból azok a gének, amelyek primer tumorban való expressziója, illetve genetikai hibája prognosticus jelentőségű.

A metastasis-fenntartó gének nem feltétlenül expresszálódnak az elsődleges daganatban, sokszor csak az áttétekben jelennek meg, de mindenképp terápiás célpontokká válhatnak. Hogy az ilyen géncsaládok azonosítása klinikailag hasznos, azt az emlőrákok prognosticus géntesztjének, az Oncotype DX-nek a sikere is bizonyítja. A képet azonban bizonyára még sok minden bonyolítani és árnyalni fogja, hisz pl. már ma is tudomásunk van az ún. mikroRNS-ekről, amelyek a daganatok viselkedésének befolyásolásában, így a metastatizálásban is, jelentőséggel bírhatnak (metastomirek), de pontos szerepük még kutatás tárgya.

VI./2.4.10.: Metastaticus agytumorok

Az áttéti daganatok legtöbbje a tüdőből  (1A-C. makroképek), az emlőből, melanoma malignumból (2A-C. makroképek), a colonból (19P-3. makrokép) és az utóbbi időben növekvő számban a vesékből  (19P-4. makrokép származik, kb. 10-12%-uk ismeretlen eredetű. A lágyburkokban relatíve gyakori a leukaemiás és lymphomás infiltratio, a carcinomák diffúz terjedése meningeosis carcinomatosa kialakulásához vezethet.

1A-C makrokép: A tüdő laphámrákjának cerebralis (A.) és cerebellaris (B.) áttétei. A metastasisok kerekdedek, éles szélűek, metszlapjukon a daganatos szövetfajtára a szemcsésség utal. C.: Metastasis egy tüdő-adenocarcinomából, ennek megfelelően a metszlap itt inkább nyákos, középen körülírt daganatnecrosis. (Molnár Péter szívességéből; Debreceni Egyetem OEC, Pathologiai Intézet)

2A-C makrokép: Melanoma malignum agyi áttétei. A subcorticalisan (A.), illetve az agytörzsben (B.) keletkezett metastasisok kékesfekete elszíneződése kórjelző. Néha az eredeti pigmentszínt kiterjedt vérzés mossa el (C.), ilyenkor az áttétet agyállományi vérzéstől is nehéz lehet elkülöníteni. (Molnár Péter szívességéből; Debreceni Egyetem OEC, Pathologiai Intézet)

Az agyi áttétképzés különös vonatkozása az, hogy a vér-agy gát miatt az agyi erek szerkezete sajátos, ezek sajátos kapcsolatban állnak az astrocytákkal és más gliasejtekkel és egyes feltevések szerint csak az αVβ3-integrint fokozottan expresszáló és használó sejtek képesek bennük kitapadni és extravasálódni. Ahhoz, hogy valamely emlőráksejt-vonal, az agyban áttétet hozzon létre az MMP1-proteáz, az epiregulin (egy EGFR-ligand), a COX2 és az angiopoetin-L4, a HB-EGF (egy másik EGFR-ligand) és a szialil-transzferáz expressziója szükséges.

Szokatlanabb, ha a központi idegrendszer caudalisabb területein keletkeznek áttétek: viszonylag ritkán a gerincvelőbe metastatizálnak pl. egyes prostatarákok (5. makrokép.)