Введение к работе
А % О Ъ
Актуальность темы
В настоящее время бесспорным является участие протеолити-ческих ферментов лизосом и их ингибиторов в патогенезе онкологических заболеваний (Turk et ah, 2000). Нарушение экспрессии и секреции катепсинов, их распределения в клетке и регуляции их активности представляет собой отличительную черту опухолевых клеток (Lah et al., 2000). Патологическая секреция протеолити-ческих ферментов при злокачественных новообразованиях человека приводит к повышенному расходу ингибиторов и нарушению регуляции лизосомального протеолиза (Kos et al., 2000). Изменение концентрации и активности компонентов протеолитической системы может служить маркером опухолевого роста и использоваться для ранней диагностики злокачественных новообразований (Sloane et al, 1999).
Согласно последним исследованиям, наиболее перспективными в качестве маркеров опухолевого роста и прогностических факторов при злокачественных новообразованиях являются цис-теиновые протеазы — катепсины В и L, их эндогенный ингибитор — цистатин С и аспартильная протеаза — катепсин D (Lah and Kos, 1998; Strojan et al, 1998; Kos, Krasovec et al, 2000). Результаты изучения активности и концентрации протеаз и их эндогенных ингибиторов в ткани опухолей молочной железы (Thomssen et al., 1995), легких (Schweiger et al., 2000), мозга (Berquin et al., 1996), желудочно-кишечного тракта (Sivaparvathi et al., 1995; Herszenil et al., 1996; Russo et al., 2000; Kos et al., 2000), в сыворотке крови пациентов с меланомой (Kageshita et al., 1995; Kos et al., 1997), опухолями матки (Потеряева и соавт., 2000), яичников (Lah et al., 1992; Kastelic et al., 1994), прямой кишки (Kos et al., 2000) свидетельствуют о том, что данные показатели имеют большое значение для определения агрессивности течения, метастатического потенциала опухолей, прогнозирования выживаемости, оценки риска рецидивирования и продолжительности жизни онкологических больных.
Однако данные литературы по этому вопросу часто являются
противоречивыми. Проблема участия цистеиновых и аспартиль-
ных протеаз в процессах роста и распространения опухолей оста
ется до конца не изученной. Не выяснена зависимость активности
протеаз от конкретной нозологии, не описана динамика активно
сти катепсинов в ходе опухолевой прогрессии, не определены из
менения протеолитических ферментов организма, происходящие
при лечении злокачественного процесса^ _
vqc. национальная!
БИБЛИОТЕКА | 3
Наименее изученными в этом отношении являются опухоли системы кроветворения — гемобластозы. В литературе имеются лишь единичные работы, посвященные оценке цистеиновых и аспартильных протеаз и их ингибиторов при развитии данной патологии (Lokshina et al., 1991; Борискина, 1996; Bergant et al., 2004). Новые, эффективные маркеры опухолевого роста, дающие информацию об агрессивности течения, чувствительности к терапии, возможности развития рецидивов гемобластоза, могут значительно повысить выявляемость опухолей на ранних стадиях и, несомненно, будут иметь большое значение при диагностическом обследовании больных и выборе программы терапии в клинической практике.
Учитывая вышеописанное, нам представляется важным и перспективным исследование цистеиновых протеаз катепсинов В и L и их основного эндогенного ингибитора цистатина С в крови больных гемобластозами с целью установления закономерностей изменения данных показателей в зависимости от стадии, тяжести процесса, ответа на терапию. Для более детальной оценки роли протеаз в патогенезе опухолей системы кроветворения целесообразным является использование в работе экспериментальных лейкозов и лимфосарком мышей, позволяющих оценить активность катепсинов в опухолевой ткани в динамике развития и лечения злокачественного процесса.
Цель и задачи исследования
Цель работы: исследовать активность протеаз лизосом — катепсинов В, L и D — и концентрацию эндогенного ингибитора цистатина С при гемобластозах человека и экспериментальных опухолях мышей и установить связь данных показателей с характером течения, клиническими проявлениями и прогнозом заболеваний.
Задачи исследования:
Исследовать активность катепсинов В и L и концентрацию их эндогенного ингибитора цистатина С в сыворотке крови больных неходжкинской злокачественной лимфомой, лимфогранулематозом и острым лейкозом и оценить изменение данных показателей в зависимости от стадии процесса, варианта опухоли и клинических проявлений болезни.
Изучить изменение активности катепсинов В и L и концентрации их эндогенного ингибитора цистатина С в сыворотке крови больных гемобластозами после курсовой полихимиотерапии.
Исследовать активность катепсинов В, L и D в опухолевой ткани, печени, селезенке, сыворотке крови и сывороточную концентрацию цистатина С при развитии экспериментальных лейко-
зов и лимфосарком мышей в зависимости от агрессивности течения опухолей и их чувствительности к цитостатической терапии.
Оценить изменение активности катепсинов В, L и D в опухолевой ткани, печени, селезенке, сыворотке крови и сывороточной концентрации цистатина С после лечения лейкозов и лимфосарком мышей и выявить наличие зависимости данных показателей от эффективности проводимой терапии.
Исследовать связь, повышения активности катепсинов В; L и D в опухолевой ткани с развитием апоптоза злокачественных клеток, индуцированного циклофосфа,ном.
Научная новизна,
Впервые показано, что у. больных гемобластозами (неходжкин-ской злокачественной лимфомой, лимфогранулематозом и острым лейкозом) до начала лечения происходит повышение концентрации цистатина С и снижение активности цистеиновых протеаз катепсинов В и L в сыворотке крови. При этом обнаружена корреляционная зависимость между активностью катепсинов В и L и концентрацией их ингибитора цистатина С в сыворотке крови пациентов и стадией заболевания, гистологическим вариантом опухоли, клиническими особенностями течения и прогнозом болезни. Проведение больным гемобластозами полихимиотерапии приводит к снижению концентрации цистатина С и повышению активности катепсинов В и L в сыворотке крови, что коррелирует с эффективностью терапии.
Впервые обнаружено, что при развитии экспериментальных опухолей происходит изменение активности катепсинов В, L и D в печени и селезенке мышей, отражающее агрессивность течения злокачественного процесса и степень поражения органа опухолевыми клетками. При лечении лейкозов и лимфосарком происходит повышение активности катепсинов В, L и D в опухолевой ткани, печени, селезенке и повышение активности катепсинов В и L в сыворотке крови мышей, зависимое от эффективности терапии. Показано, что лимфосаркома, резистентная к действию циклофосфана, характеризуется более низкой активностью катепсинов В, L и D в опухолевой ткани, печени, селезенке, сыворотке крови и сниженной концентрацией цистатина С в крови по сравнению с вариантом опухоли, чувствительным к терапевтической дозе данного цитостатического препарата.
Обнаружена прямая корреляционная зависимость между активностью катепсинов В, L и D в опухолевой ткани и числом злокачественных клеток в апоптозе, индуцированном циклофос-фаном при лечении экспериментальных лейкозов мышей.
Научно-практическая ценность
Результаты, полученные при исследовании цистеиновых протеаз лизосом и лх ингибитора нистатина С в процессе развития и лечения гемобластозов человека (неходжкинской злокачественной лимфомы, лимфогранулематоза и острого лейкоза) и экспериментальных лейкозов и лимфосарком мышей, вносят вклад в современные представления об участии протеолитических ферментов организма в патогенезе злокачественных заболеваний.' Полученные факты, отражающие изменения активности цистеиновых протеаз и их ингибитора нистатина С в сыворотке крови больных гемобластозами и их корреляцию с основными характеристиками болезни, позволяют использовать эти показатели в качестве диагностических и прогностических критериев при онкогематологиче-ских заболеваниях, а также для определения эффективности проводимой терапии.
Наличие связи низкой активности катепсинов в сыворотке крови пациентов, а также в опухолевой ткани и сыворотке крови мышей с резистентностью опухолей к проводимой терапии предполагает участие протеаз лизосом в патогенезе лекарственной устойчивости и позволяет использовать данные показатели для ее выявления при развитии злокачественных процессов.
Наличие корреляционной зависимости между активностью катепсинов в опухолевой ткани и числом злокачественных клеток в апоптозе свидетельствует об участии данных ферментов в процессе апоптотической гибели неопластических клеток, индуцированной циклофосфаном.
Положения, выносимые на защиту:
У больных гемобластозами (неходжкинской злокачественной лимфомой, лимфогранулематозом и острым лейкозом) в дебюте заболевания происходит повышение концентрации цистатина С и снижение активности цистеиновых протеаз катепсинов В и L в сыворотке крови больных, что коррелирует со стадией процесса, вариантом опухоли, клиническими проявлениями, прогнозом болезни. При достижении клинико-гематологической ремиссии наблюдается снижение концентрации цистатина С и нормализация активности катепсинов В и L в сыворотке крови.
Протеазы лизосом катепсины В, L и D и ингибитор цистатин С являются маркерами развития опухолевого процесса при экспериментальных лейкозах и лимфосарках мышей. Более низкая активность катепсинов В, L и D в опухолевой ткани, сыворотке крови, печени, селезенке и сниженная концентрация цистатина С в крови характеризуют резистентность опухолей к терапии; при
лечении происходит повышение данных показателей, зависимое от эффективности терапии.
Связь активности катепсинов В, L и D и концентрации циста-тина С в крови, опухолевой ткани, печени, селезенке с тяжестью и агрессивностью течения, клиническими Проявлениями, резистентностью к терапии, прогнбзом и эффективностью лечения гемобластозов человека и экспериментальных лейкозов и лимфо-сарком мышей указывает на участие данных соединений в патогенезе опухолевого роста и позволяет использовать эти показатели в качестве диагностических и прогностических критериев при злокачественных новообразованиях.
Апробация работы
Материалы, изложенные в диссертации, представлены на IV Молодежной научной конференции СО РАМН «Фундаментальные и прикладные проблемы современной медицины» (Новосибирск, 20-21 июня 2002г.), IV Съезде физиологов Сибири (Новосибирск, 2-4 июля 2002г.), VIII Ежегодном Конгрессе Европейской ассоциации гематологов (8th Annual Congress of the European Hematology Association, Лион, Франция, 12-15 июня 2003г.), XXX Ежегодном Собрании Микроскопического общества Канады (Proceedings of the microscopical society of Canada, 30th Annual Meeting, Ванкувер, Канада, 4-6 июля 2003г.), Ill Конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины (Москва, 20-24 января 2004г.), IX Ежегодной Встрече Международного общества химиопрофилактики рака (9th Annual Meeting of the International Society of Cancer Chemoprevention, Св. Гален, Швейцария, 12-14 февраля 2004г.), V Молодежной научной конференции СО РАМН «Фундаментальные и прикладные проблемы современной медицины» (Новосибирск, 28-29 июня 2004г.).
Публикации
Результаты работы опубликованы в 23 печатных трудах, из них — 7 статей в центральной печати.
Объем и структура диссертации.
Материал диссертации изложен на 218 страницах машинописного текста, содержит разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, клинические исследования, экспериментальные исследования, обсуждение, выводы, список литературы. Диссертация включает 30 рисунков и 32 таблицы. Список цитируемой литературы состоит из 402 источников, из них 44 отечественных и 358 зарубежных авторов.
