zaburzenia układu fibrynolitycznego u chorych

Nowiny Lekarskie 2012, 81, 2, 164–169
ANNA THIELEMANN, ZYGMUNT KOPCZYŃSKI
ZABURZENIA UKŁADU FIBRYNOLITYCZNEGO U CHORYCH NA RAKA
DYSFUNCTION OF THE PLASMINOGEN SYSTEM IN PATIENTS WITH CANCER
Katedra i Zakład Diagnostyki Laboratoryjnej
Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu
Kierownik: prof. dr hab. n. med. Zygmunt Kopczyński
Streszczenie
Przyczyną wysokiej umieralności chorych na raka jest przerzutowy charakter tej choroby. W powstawaniu przerzutów ważną
rolę odgrywa układ fibrynolityczny, stanowiący złożony system enzymatyczny o szerokim zakresie proteolitycznego działania.
Podstawowym białkiem fibrynolizy jest plazminogen, który pod wpływem działania aktywatora typu tkankowego (t-PA)
i urokinazowego (u-PA) ulega przekształceniu w aktywną enzymatycznie plazminę. Tkankowy aktywator plazminogenu aktywuje
głównie fibrynolizę wewnątrznaczyniową, natomiast urokinaza uczestniczy przede wszystkim w proteolizie pozanaczyniowej.
Plazmina, powstała z nieaktywnego plazminogenu, w wyniku działania tych aktywatorów degraduje białka błony podstawnej
i macierzy pozakomórkowej ułatwiając w ten sposób inwazję komórek raka do otaczających tkanek.
SŁOWA KLUCZOWE: aktywator typu tkankowego (t-PA) , aktywator typu urokinazowego (u-PA), receptor dla aktywatora typu
urokinazowego (u-PAR), układ fibrynolityczny, rak, przerzuty.
Summary
The plasminogen activation system plays an important role in tumor invasion and metastasis. The main component of the fibrinolytic
system, the plasminogen proenzyme, is converted to its active enzyme form, plasmin, by activators including tissue plasminogen
activator (t-PA) and the urokinase plasminogen activator (u-PA). The activator t-PA is the main plasminogen activator involved in
intravascular fibrinolysis, while u-PA is involved in extravascular proteolysis. Shifting the balance between the factors stimulating
and inhibiting angiogenesis within the tumor microenvironment has a negative influence on the progression of cancer. The
plasmin activated by these processes is responsible for the degradation of basement membranes and extracellular matrix products,
subsequently allowing for the invasion of the surrounding tissues by cancer cells.
KEY WORDS: tissue-type plasminogen activator (t-PA), urokinase-type plasminogen activator (u-PA), urokinase-type plasminogen
activator receptor (u-PAR), fibrinolysis system, cancer, metastasis.
Wstęp
Pierwsze spostrzeżenia dotyczące związku między
chorobą nowotworową a zaburzeniami układu hemostazy odnotował w roku 1865 Armond Trousseau [1].
Opisał on zauważone u siebie objawy zakrzepicy żylnej,
które miały związek z rozwijającym się u niego rakiem
żołądka. Kilkanaście lat później Teodor Billroth stwierdził obecność dużych ilości fibryny w otoczeniu guzów
i zauważył, że chorobie nowotworowej często towarzyszą zakrzepy żył powierzchownych lub głębokich, a niekiedy nawet zatory tętnicze [1]. Od tego czasu, przedmiotem badań licznych ośrodków naukowych stała się
ocena zaburzeń w układzie krzepnięcia i fibrynolizy
u chorych na raka [1, 2]. W przebiegu choroby nowotworowej obserwuje się najczęściej powikłania zakrzepowo-zatorowe, przeważnie kończyn dolnych i płuc, oraz
różnego rodzaju zakrzepice o podłożu jatrogennym.
Zakrzepy i zatory najczęściej pojawiają się w zaawansowanej chorobie nowotworowej z obecnością przerzutów
do odległych narządów. Zaburzenia hemostazy mogą
być także pierwszym objawem nowotworu utajonego
– tzw. niemego klinicznie i zawsze wywierają istotny
PRACE POGLĄDOWE
wpływ na stan zdrowia chorego. Często też decydują
o dalszym przebiegu choroby i rokowaniu [2].
Układ fibrynolityczny
Fibrynoliza pełni w organizmie człowieka wiele funkcji. Będąc naturalną przeciwwagą dla procesu krzepnięcia odpowiedzialna jest za rozpuszczanie włóknika i utrzymanie płynności krwi. Składniki
układu fibrynolitycznego odgrywają także ważną rolę
w warunkach fizjologicznych, jak na przykład w embriogenezie, w gojeniu ran oraz w procesie angiogenezy.
Udowodniono również wpływ układu fibrynolitycznego
na procesy patologiczne, takie jak: rozwój miażdżycy,
niedokrwienie mięśnia sercowego czy przewlekła niewydolność wątroby [2]. Dotychczasowe badania wskazują, że czynniki aktywacji plazminogenu odgrywają
także ważną rolę w procesie wzrostu guza i powstawaniu przerzutów [3, 4]. Szczególną rolę w tym patomechaniźmie odgrywa plazmina, główny enzym układu
fibrynolitycznego, który degraduje białka błony podstawnej i macierzy zewnątrzkomórkowej (fibronektynę,
lamininę i proteoglikany), w wyniku czego dochodzi do
Zaburzenia układu fibrynolitycznego u chorych na raka
inwazji komórek rakowych do odległych narządów [5].
Prekursorem plazminy jest plazminogen – jednołańcuchowa glikoproteina o masie cząsteczkowej 92 kDa.
Plazminogen syntetyzowany jest głównie przez komórki
wątroby, nerek oraz przez eozynofile [5]. W warunkach
in vivo plazminogen i plazmina obecne są w krwioobiegu oraz na powierzchni komórek w kompleksie ze swoistym receptorem dla urokinazy. Aktywacja plazminogenu w plazminę odbywa się na drodze wewnątrzpochodnej przy udziale aktywatorów naczyniowych oraz na
drodze zewnątrzpochodnej przy udziale aktywatorów
tkankowych. Układ wewnątrzpochodny odgrywa nieco
mniejszą rolę w zapoczątkowaniu procesu fibrynolizy
i ulega aktywacji na drodze wspólnej dla układu krzepnięcia, przy udziale kalikreiny oraz czynników XI, XII,
prekalikreiny (PK) oraz kininogenu (HK) o dużej masie
cząsteczkowej. Aktywacja układu zewnątrzpochodnego
odbywa się natomiast przy udziale tkankowego aktywatora plazminogenu (t-PA) oraz aktywatora plazminogenu typu urokinazowego u-PA. Urokinaza bierze udział
w konwersji plazminogenu w plazminę dzięki wiązaniu ze specyficznym receptorem błonowym u-PAR [5].
Działanie układu fibrynolitycznego kontrolowane jest
przez inhibitory aktywacji fibrynolizy, które blokują etap przekształcania plazminogenu do plazminy lub
bezpośrednio hamują aktywność powstałej już wcześniej plazminy. Głównym inhibitorem tego enzymu jest
syntetyzowana w wątrobie α2-antyplazmina (α2-AP).
Z kolei proces przekształcenia plazminogenu do plazminy hamują inhibitory aktywatorów plazminogenu
– PAI. Należą do nich: inhibitor aktywatora plazminogenu typu I (PAI-1), inhibitor aktywatora plazminogenu
typu II (PAI-2) oraz inhibitor aktywatora plazminogenu
typu III (PAI-3). W warunkach fizjologicznych stężenie
aktywatorów plazminogenu w osoczu jest mniejsze niż
stężenie jego inhibitorów [4]. Schemat układu fibrynolizy został przedstawiony na rycinie 1.
Rycina 1. Schemat układu fibrynolizy.
Figure 1. Fibrinolytic system.
165
Aktywatory procesu fibrynolizy
Badania ostatnich lat dotyczące oddziaływania choroby nowotworowej na organizm człowieka dostarczyły wielu informacji o patogenetycznym wpływie choroby nowotworowej na układ krzepnięcia i fibrynolizy.
Wpływ ten charakteryzuje wzmożona nadkrzepliwość,
obecność skaz krwotocznych oraz zaburzenia w układzie
fibrynolitycznym [6]. Kluczowym etapem procesu fibrynolizy jest konwersja plazminogenu do plazminy, proteazy serynowej rozkładającej i usuwającej złogi fibryny.
Przemiana ta jest możliwa dzięki oddziaływaniu systemu aktywacji plazminogenu, który odgrywa ważną rolę
w procesie inwazji komórek rakowych i w powstawaniu
przerzutów [6]. Komórki rakowe mogą wytwarzać trzy
rodzaje substancji działających na układ fibrynolizy: –
aktywatory plazminogenu: tkankowy aktywator plazminogenu (t-PA) i urokinazowy aktywator plazminogenu
(u-PA) – receptory urokinazowego aktywatora plazminogenu (u-PAR) – inhibitory plazminy (alfa2-antyplazmina, alfa2-makroglobulina) i inhibitory aktywatorów plazminogenu, takich jak: inhibitor tkankowego aktywatora
plazminogenu typu 1 (PAI-1) oraz inhibitor tkankowego
aktywatora plazminogenu typu 2 (PAI-2) [7]. Aktywacja
układu fibrynolitycznego, zależna od tkankowego aktywatora plazminogenu (t-PA), dominuje w łożysku naczyniowym oraz na drodze związanej z urokinazowym
aktywatorem plazminogenu (u-PA), odpowiedzialnym
w głównym stopniu za fibrynolizę tkankową [7].
Tkankowy aktywator plazminogenu (t-PA)
Tkankowy aktywator plazminogenu (t-PA) (ang. tissue-type plasminogen activator) – proteaza serynowa –
jest głównym fizjologicznym aktywatorem plazminogenu [7]. Cząsteczka tego białka zbudowana jest z 527 aminokwasów, a masa cząsteczkowa tego aktywatora wynosi około 72 kDa. Białko t-PA wytwarzane jest głównie
przez komórki śródbłonka naczyń w postaci jednołańcuchowego polipeptydu sct-PA (single chain) [8]. W obecności plazminy postać jednołańcuchowa t-PA ulega
hydrolizie do łańcucha lekkiego i ciężkiego, połączonych
ze sobą mostkiem disiarczkowym. Łańcuch lekki zawiera centrum aktywne enzymu i wykazuje aktywność proteazy serynowej. Łańcuch ciężki zbudowany jest natomiast z czterech oddzielnych domen: domeny typu finger (F), domeny EGF o budowie podobnej do epidermalnego czynnika wzrostu oraz dwóch domen typu kringle
K1 i K2 (Rycina 2) [8]. Aktywacja plazminogenu przy
udziale t-PA odbywa się poprzez związanie formy jednołańcuchowej z fibryną, przy czym forma ta wykazuje
znacznie większe powinowactwo do włóknika niż postać
dwułańcuchowa. Aktywator plazminogenu typu tkankowego t-PA jest najważniejszym endogennym aktywatorem plazminogenu i przekształca plazminogen w aktywną plazminę tylko w obecności włóknika [8]. Aktywator plazminogenu t-PA, poza rozpuszczaniem skrzepu,
bierze udział w reakcjach zapalnych, a także w migracji
komórek rakowych i powstawaniu przerzutów nowotwoPRACE POGLĄDOWE
166
Anna Thielemann, Zygmunt Kopczyński
Rycina 2. Struktura dwułańcuchowej postaci t-PA [10, modyfikacja własna].
Figure 2. Structure of two-chain t-PA [10].
rowych [8]. Zaobserwowano, że stężenie wolnego t-PA
w osoczu osób zdrowych jest zawsze niskie, z powodu
szybkiego tworzenia kompleksu z inhibitorami PAI oraz
wychwytywania przez receptory LRP (low-density lipoprotein related protein receptor) obecne na powierzchni
komórek wątroby. Wykazano także, że zawartość aktywatora t-PA w surowicy wykazuje wahania dobowe.
Najwyższe stężenie tego białka występuje w ciągu dnia,
najniższe w nocy, a minimalne wartości aktywator osiąga w godzinach porannych. Udowodniono, że ilość uwalnianego tkankowego aktywatora plazminogenu przez
komórki śródbłonka naczyniowego wzrasta pod wpływem stresu, wysiłku fizycznego, w okresie ciąży oraz
połogu [9]. Wydzielanie t-PA jest także pobudzane przez
prostacyklinę, trombinę, katecholaminy, wazopresynę,
bradykininę, prostaglandyny PGE1 i PGE2 oraz liczne
związki chemiczne, jak alkohol, kwas nikotynowy czy
endotoksyny bakteryjne [9].
Urokinazowy aktywator plazminogenu (u-PA)
Aktywator plazminogenu typu urokinazowego (ang.
urokinase-type plasminogen activator, u-PA) należy do
grupy proteaz serynowych odpowiedzialnych przede
wszystkim za pozanaczyniowe efekty fibrynolityczne
oraz utrzymanie drożności naczyń wyprowadzających
[6, 7]. Aktywator u-PA wytwarzany jest na powierzchni
komórek śródbłonka, fibroblastów, pneumocytów, monocytów i makrofagów w postaci jednołańcuchowej formy
prekursorowej scu-PA (pro-urokinaza) [9]. Aktywacja
pro-urokinazy (pro-u-PA) do urokinazy (u-PA) odbywa się na dwóch szlakach. Pierwszy z nich występuje,
gdy urokinazowy aktywator plazminogenu w postaci zymogenu (proenzymu) zostaje związany z receptorem u-PAR obecnym na powierzchni komórek. Następnie powstały kompleks pro-u-PA/u-PAR pod wpływem
plazminy ulega przekształceniu do kompleksu połączonego z aktywnym enzymem u-PA. Z kolei drugi szlak
aktywacji pro-urokinazy przebiega przy udziale czynników kontaktu. Jeden z tych czynników – czynnik XII
przyspiesza przekształcenie prekalikreiny do kalikreiny, w obecności której następuje aktywacja prekursora
urokinazy (pro-uPA) do u-PA [10]. Podczas tej aktywa-
cji forma jednołańcuchowa scu-PA zostaje przekształcona do postaci dwułańcuchowej tcu-PA, silnie działającej na plazminogen i nie posiadającej powinowactwa
do fibryny. Powstałe dwa łańcuchy uPA łączą się ze sobą
mostkami disiarczkowymi. Cząsteczka urokinazy posiada trzy funkcjonalne domeny: domenę EGF, zbliżoną do
naskórkowego czynnika wzrostu, domenę kringle oraz
domenę proteazy serynowej (Rycina 3). Domena proteazy serynowej ma wpływ na katalityczną aktywność urokinazy, natomiast domena EGF odpowiedzialna jest za
jej oddziaływanie z receptorem u-PAR [10, 11]. Urokinazowy aktywator plazminogenu odgrywa nie tylko ważną rolę w procesach fizjologicznych, takich jak proces
fibrynolizy tkankowej, towarzyszącej owulacji, zagnieżdżeniu komórki jajowej czy rozwojowi płodu, ale uczestniczy także w proliferacji komórek rakowych, wzroście
guza nowotworowego i powstawaniu przerzutów [11].
Ponadto białko u-PA katalizuje konwersję nieaktywnej
jednołańcuchowej formy czynnika wzrostu hepatocytów
(HGF) i białka stymulującego makrofagi (MSP) do ich
aktywnych form dwułańcuchowych. Oba czynniki HGF
i MSP są białkami o budowie biochemicznej podobnej
do plazminy, lecz pozbawionymi jej aktywności proteolitycznej [12]. Stężenie urokinazowego aktywatora
plazminogenu w osoczu u osób zdrowych występuje
w zakresie wartości 3–8 μg/l [4].
Receptor dla urokinazy (u-PAR)
Białko u-PAR (ang. urokinase-type plasminogen activator receptor), o masie cząsteczkowej 45–60 kDa, jest
receptorem powierzchniowego urokinazowego aktywatora plazminogenu, zbudowanym z 283 reszt aminokwasowych. Gen dla tego receptora zlokalizowany na chromosomie 19q13.2, zawiera 7 eksonów przedzielonych
sześcioma intronami [13]. Receptor dla urokinazy jest
białkiem zakotwiczonym w błonie komórkowej i ulega
przede wszystkim ekspresji na powierzchni monocytów,
makrofagów oraz komórek nowotworowych. Udowodniono, że receptor u-PAR nie tylko wiąże się z urokinazą,
ale może także przyłączać integryny, wysokocząsteczkowy kininogen oraz witronektynę (białko macierzy
zewnątrzkomórkowej). Receptor u-PAR jest glikoprote-
Rycina 3. Struktura dwułańcuchowej postaci u-PA [10, modyfikacja własna].
Figure 3. Structure of two-chain u-PA [10].
PRACE POGLĄDOWE
Zaburzenia układu fibrynolitycznego u chorych na raka
iną składającą się z trzech domen (DI, DII i DIII) bogatych w cysteinę. Domena receptora DI posiada zdolność
wiązania u-PA. Wiązanie witronektyny i kininogenu
odbywa się przy udziale domeny DII i DIII. Natomiast
z błoną komórkową receptor u-PAR łączy się za pośrednictwem łańcucha glikozylofosfatydyloinozytolowego
(GPI) [14]. W ostatnich latach wykazano, że receptor
u-PAR występuje zarówno w formie nierozpuszczalnej,
głównie na powierzchni komórek oraz w formie rozpuszczonej w osoczu, w moczu (suPAR) oraz w wysiękach
nowotworowych [13, 14]. Rozpuszczalna forma receptora nie posiada domeny DI, w wyniku działania chymotrypsyny, która hydrolizuje wiązanie w cząsteczce uPAR
pomiędzy aminokwasami Tyr87 a Ser88. Receptor dla
urokinazy uczestniczy nie tylko we wzroście guza, ale
także w procesie degradacji macierzy zewnątrzkomórkowej – ECM i powstawaniu przerzutów [15]. Dotychczas dzięki poznaniu funkcji receptorów u-PAR opisano przebieg procesu fibrynolizy zachodzący nie tylko
w osoczu i płynach jam ciała, ale także na powierzchni
komórek rakowych i w tkankach [16].
Aktywatory plazminogenu u chorych na raka
Z danych epidemiologicznych jednoznacznie wynika, że nowotwory złośliwe, po chorobach układu krążenia, stanowią w Polsce główną przyczynę zgonów. Przyczyną wysokiej umieralności na raka jest zbyt późne
wykrycie choroby oraz przerzutowy charakter tego schorzenia. Udowodniono, że powstawaniu odległych przerzutów sprzyjają zaburzenia układu hemostazy, a zwłaszcza powikłania zakrzepowo-zatorowe [17]. Uważa się,
że nadmierna aktywacja procesów krzepnięcia i fibrynolizy może stanowić jeden z patomechanizmów biorących
udział we wzroście guza, tworzeniu jego unaczynienia
i przerzutów. W wielu wiodących ośrodkach onkologicznych są prowadzone badania nad mechanizmem przerzutowania, w tym roli układu fibrynolitycznego w tym
procesie. Przyjmuje się, że w powstawaniu przerzutów
nowotworowych istotną rolę odgrywają substancje układu aktywacji plazminogenu, takie jak: aktywator plazminogenu typu urokinazowego (u-PA) i tkankowego
(t-PA), receptor dla urokinazowego aktywatora plazminogenu (u-PAR) oraz inhibitory aktywatorów plazminogenu typu 1 i 2 (PAI- 1 i PAI- 2) [18]. Zarówno w warunkach fizjologicznych, jak i w przebiegu choroby nowotworowej aktywatory plazminogenu t-PA i u-PA katalizują przejście nieaktywnego plazminogenu w aktywną
plazminę. Enzym ten u chorych na raka bezpośrednio
degraduje główne składniki błony podstawnej naczyń
krwionośnych (glikoproteiny i kolagen) i umożliwia
komórkom guza migrację do odległych tkanek oraz tworzenie przerzutów [18]. Plazmina i tkankowy aktywator
plazminogenu t-PA aktywują wiele czynników angiogennych, takich jak np. VEGF (naczyniowo-śródbłonkowy czynnik wzrostu), TGF-β (transformujący czynnik
wzrostu- beta ), bFGF (zasadowy czynnik wzrostu fibroblastów), które nie tylko biorą udział w unaczynieniu
guza, ale także zwiększają przepuszczalność komórek
167
śródbłonka i stymulują ich proliferację. Poza tym plazmina aktywuje metaloproteinazy, które przyspieszają
degradację macierzy pozakomórkowej i ułatwiają komórkom rakowym przemieszczanie się w kierunku łożyska
naczyniowego. Dlatego też składniki układu aktywacji
plazminogenu zaliczane są do istotnych czynników
warunkujących inwazję nowotworów [17, 18]. Dostępne
prace doświadczalne zawierają informacje dotyczące
oceny aktywności białek u-PA oraz stężenia t-PA i receptora u-PAR w tkance nowotworowej i płynach ustrojowych chorych na raka jelita grubego, krtani, gruczołu
krokowego oraz płuc [15, 16, 19, 20, 21, 22]. Analiza
wyników tych prac dowodzi jednak, że nie zawsze są
one jednoznaczne. Żekanowska i jej współpracownicy
stwierdzili w swoich badaniach, że u pacjentów chorych
na raka płuc płaskonabłonkowego dochodzi do obniżenia stężenia urokinazowego aktywatora plazminogenu
(uPA) w osoczu chorych w porównaniu z wartościami
tego białka w grupie kontrolnej [22]. Ganesh i współpracownicy zaobserwowali, że stężenie t-PA w tkance
nowotworowej u pacjentów chorych na raka jelita grubego było istotnie niższe, a aktywność u-PA znamiennie
wyższa aniżeli w homogenatach tkankowych pochodzących z guzów łagodnych. Autorzy ci wysunęli hipotezę,
że przyczyną zwiększonej syntezy i sekrecji u-PA
z komórek rakowych może być nadmierna stymulacja
tego aktywatora przez cytokiny pochodzące z leukocytów i makrofagów, gromadzących się wokół tkanki
nowotworowej [23]. Montemurro w surowicy chorych na
raka jelita grubego, Saito u kobiet chorych na raka pęcherza moczowego i jajnika oraz Cioch i współpracownicy
u chorych na szpiczaka plazmocytowego nie wykazali
podwyższonej aktywności uPA [19, 24, 25]. Natomiast
de Witte i współpracownicy otrzymali w swoich badaniach podwyższoną ekspresję uPA i jego receptora uPAR
w komórkach raka gruczołu piersiowego. W homogenatach tkanek rakowych piersi badacze nie tylko wykazali
wysoką ekspresję aktywatora uPA i uPAR, ale jednocześnie zaobserwowali krótszy okres wolny od wznowy
i skrócenie całkowitego czasu przeżycia w porównaniu
z chorymi, u których ta ekspresja była istotnie niższa
[26]. Autorzy de Witte i współpracownicy uważają, że
nasilona ekspresja receptora uPAR może być zależna od
obecności różnych cytokin, wytwarzanych głównie
przez limfocyty Th1. Cytokiny INFα i Il-2, które należą
do mediatorów reakcji zapalnych, nasilają ekspresję
uPAR i zwiększają aktywność uPA, natomiast interleukiny Il-4 i Il-13 także nasilają aktywność urokinazy, ale
zmniejszają ekspresję receptora uPAR [26]. Meng z grupą badawczą wykazali w swoich doświadczeniach, że
wysoka ekspresja uPAR w tkankach rakowych gruczołu
piersiowego występowała głównie w obwodowych częściach guza nowotworowego, co według autorów może
mieć związek ze zwiększoną liczbą enzymów proteolitycznych obecnych na powierzchni komórek nowotworowych. Istnieją także doniesienia, że na ekspresję receptorów uPAR mają wpływ przede wszystkim makrofagi
naciekające guz w bezpośrednim sąsiedztwie komórek
rakowych [27]. Natomiast inni badacze podkreślają, że
PRACE POGLĄDOWE
168
Anna Thielemann, Zygmunt Kopczyński
podwyższone stężenie aktywatorów plazminogenu jest
związane z poprawą rokowania oraz wydłużeniem czasu
przeżycia w przypadku niektórych nowotworów. Z pracy doświadczalnej Chappuisa z roku 2001 roku wynika,
że poziom t-PA jest niezależnym czynnikiem rokowniczym dla czasu wolnego od wznowy. Zmniejszenie stężenia tego białka w tkankach rakowych gruczołu piersiowego zwiększa możliwość przerzutów do wątroby
i koreluje znamiennie ze skróceniem całkowitego czasu
przeżycia [28]. Podobnych spostrzeżeń dokonali Corte
i współpracownicy, którzy wykazali, że u chorych
o niskim stężeniu t-PA wcześniej pojawiają się przerzuty
odległe [29]. Wnioski te potwierdzili w badaniu prospektywnym Kim i współpracownicy [30]. Przegląd literatury naukowej pozwala zauważyć, że większość autorów
prowadziła swoje doświadczenia w homogenatach tkankowych chorych na raka piersi. W dostępnym piśmiennictwie istnieje natomiast niewiele doniesień dotyczących
oznaczania aktywności urokinazy i stężenia tkankowego aktywatora plazminogenu w surowicy krwi u chorych
na ten nowotwór. W badaniach własnych, przeprowadzonych w ostatnich latach, dokonaliśmy oceny aktywności
urokinazowego aktywatora plazminogenu u-PA i stężenia tkankowego aktywatora plazminogenu t-PA u kobiet
chorych na raka gruczołu piersiowego. Badania te wykazały nie tylko podwyższoną aktywność uPA, ale jednocześnie wysokie stężenie aktywatora t-PA w surowicy
kobiet chorych na raka piersi w porównaniu z grupą
kobiet zdrowych [31]. Według naszej opinii podwyższona aktywność uPA może wskazywać na udział tej substancji w procesie nowotworowym i na zaburzenia układu hemostazy u chorych na raka. Biorąc pod uwagę, że
urokinazowy i tkankowy aktywator plazminogenu są
substancjami uwalnianymi przez komórki śródbłonka
naczyniowego można wnioskować, że podwyższony
poziom tych białek może mieć związek z dysfunkcją
i pobudzeniem komórek endotelium u chorych na raka
piersi. Wyniki badań własnych wykazały także, że wartości u-PA i t-PA we krwi pacjentek istotnie wzrastały
wraz ze stopniem zaawansowania klinicznego choroby
oraz wielkością guza [31]. Wysokie stężenia tych aktywatorów w surowicy kobiet chorych na raka gruczołu
piersiowego w najwyższym stadium zaawansowania
choroby, wg klasyfikacji TNM, mogą być wynikiem
wzmożonej produkcji i uwalniania u-PA oraz t-PA przez
komórki rakowe lub nasilonego wydzielania przez
komórki śródbłonka naczyń, powstałych w obrębie guza
w procesie neoangiogenezy. Wydaje się, że uzyskana
dodatnia zależność między aktywnością u-PA i u-PAR
a stopniem rozwoju choroby może stanowić cenne uzupełnienie oceny stanu klinicznego chorych. W dostępnym piśmiennictwie nie znaleziono prac oceniających
zależność aktywności urokinazy u chorych na raka piersi od stopnia zaawansowania klinicznego choroby. Interesujące są natomiast wyniki prac doświadczalnych Kirchheimera, które wykazały wysokie stężenia urokinazy
u kobiet chorych na raka macicy i jednocześnie cechowały się dodatnią korelacją stężenia u-PA z zaawansowaniem procesu chorobowego [32]. Podobną zależność,
PRACE POGLĄDOWE
ale u chorych na raka żołądka, płuca, jajnika, raka piersi
i nowotwory złośliwe mózgu potwierdzono, kiedy
porównywano ekspresję uPA, uPAR, tPA na powierzchni komórek nowotworowych ze stopniem złośliwości
histologicznej i złym rokowaniem [29, 33, 34].
Podsumowanie
Dotychczasowe wyniki prac doświadczalnych wskazują, że zaburzenia układu fibrynolitycznego u chorych
na raka mogą wpływać na rozwój nowotworu i proces
powstawania przerzutów. Wpływ ten może odbywać
się nie tylko na drodze bezpośredniej aktywacji plazminy, która odpowiedzialna jest za degradację błony podstawnej naczyń i macierzy pozakomórkowej, ale także
pośrednio poprzez enzymy aktywacji plazminogenu [13,
31]. Enzymy proteolityczne, takie jak urokinaza i aktywator plazminogenu typu tkankowego (t-PA), nie tylko
uczestniczą bezpośrednio w trawieniu podstawowych
składników błony śródbłonka naczyń, ale także w sposób pośredni poprzez proces aktywacji metaloproteinaz, co umożliwia komórkom raka inwazję do odległych
narządów. Uważa się, że przyłączenie receptora uPAR,
obecnego na powierzchni komórek raka, do aktywatora plazminogenu typu urokinazowego – uPA inicjuje
kaskadę wewnątrzkomórkowego przenoszenia sygnałów w komórce i odgrywa ważną rolę w przebudowie
tkanek otaczających guz oraz w progresji choroby [13].
Zależność rozwoju guza nowotworowego od aktywności
składników układu fibrynolizy budzi nadzieję, że regulacja tych procesów może stać się nowym kierunkiem
rozwoju terapii przeciwnowotworowej [35]. Hamowanie
aktywności składników układu fibrynolizy u chorych
na raka jest obecnie przedmiotem wielu badań doświadczalnych.
Piśmiennictwo
1. Nijziel M.R., van Oerle R., Hillen HF. i wsp.: From Trousseau to angiogenesis: the link between the haemostatic
system and cancer. Neth. J. Med., 2006, 64, 403–410.
2. Wojtukiewicz M.Z., Rucińska M.: Deep venous thrombosis and occult cancer. Onkol. Pol., 1998, 2, 93–97.
3. Kołodziejczyk J., Wachowicz B.: Prothrombotic mechanisms in cancer. Onkol. Pol., 2009, 12, 105–109.
4. Roszkowski K., Ziółkowska E.: Fibrynoliza w procesie
nowotworowym. Współcz. Onkol., 2005, 9, 196–198.
5. Andreasen P.A., Egelund R., Petersen H.H.: The plasminogen activation system in tumor growth, invasion, and
metastasis. Cell. Mol. Live Sci., 2000, 57, 25–40.
6. McMahon B., Kwaan H.C.: The plasminogen activator
system and cancer. Pathophysiol. Haemost. Thromb., 2007,
36, 184–194.
7. Jakubiszyn E., Dzięgiel P., Zabel P.: Rola systemu aktywacji plazminogenu w biologii nowotworów. Nowotwory,
2006, 56, 4, 467–473.
8. Pietrucha T., Cierniewski C.: Tkankowy aktywator plazminogenu (t-PA). Struktura i funkcja. Acta Haematol.
Pol., 1992, 23, 157–164.
Zaburzenia układu fibrynolitycznego u chorych na raka
9. Radziwon P., Kłoczko J., Kiss B.: Współczesne teorie
aktywacji i kontroli krzepnięcia krwi. Przewodnik Lekarza, 2009, 6, 50–56.
10. Greer J.P., Wintrobe M.M.: Wintrobe's clinical hematology, Tom 1, Wyd. Lippincott Williams & Wilkins 2009.
11. Dzięgiel P., Jakubiszyn E., Zabel M.: System aktywacji plazminogenu w migracji komórek. Post. Biol. Kom.,
2006, 33, 123–135.
12. Błasiak J., Smolarz B., Piestrzeniewicz D.: Urokinazowy
układ aktywacji plazminogenu i jego znaczenie w progresji nowotworów. Post. Bioch., 1999, 45, 42–50.
13. Tang C.H., Wei Y.: The urokinase receptor and integrins
in cancer progression. Cell Moll. Life. Sci., 2008, 65, 1916–
1932.
14. Chaurasia P., Aguiree-Ghiso J., Liang O.D. i wsp.: A region
in urokinase plasminogen receptor domain III controlling
a functional association with α5β1 integrin and tumor growth. J. B. Chem., 2006, 281, 14852–14862.
15. Boonstra M.C., Verspaget H.W., Ganesh S. i wsp.: Clinical
applications of the urokinase receptor (uPAR) for cancer
patients. Curr. Pharm. Des., 2011, 17, 1890–1910.
16. Alfano D., Franco P., Vocca I. i wsp.: The urokinase plasminogen activator and its receptor: role in cell growth and
apoptosis. Thromb. Haemost., 2005, 93, 205–211.
17. Smolarz B., Błasiak J., Kulig A.: Rola urokinazowego układu aktywacji plazminogenu w angiogenezie. Post. Bioch.,
2000, 46, 261–269.
18. Duffy M.J.: The urokinase plasminogen activator system:
role in malignancy. Curr. Pharm. Des., 2004, 10, 39–49.
19. Montemurro P., Conese M., Altomare D.F. i wsp.: Blood
and tissue fibrinolytic profiles in patients with colorectal
carcinoma. Int. J. Clin. Lab. Res., 1995, 25, 195–200.
20. Sierko E., Tokajuk P., Zimnoch L. i wsp.: Lokalizacja składowych układu fibrynolizy w raku krtani. Pol. Merk. Lek.,
2003, 85, 81–85.
21. Piccolella M., Festuccia C., Millimaggi D. i wsp.: suPAR,
a soluble form of urokinase plasminogen activator receptor, inhibits human prostate cancer cell growth and invasion. Int. J. Oncol., 2008, 32, 185–191.
22. Żekanowska E., Cieśliński K., Kotschy M. i wsp.: Urokinazowy aktywator plazminogenu (uPA) we krwi chorych na
raka płuca. Pneumonol. Alergol. Pol., 1998, 66, 184–89.
23. Ganesh E.S., Sier C.F., Heerding M.M. i wsp.: Contribution of plasminogen activators and their inhibitors with the
survival prognosis of patients with Dukes’ stage B and C.
Br. J. Cancer, 1997, 75, 1793–1801.
169
24. Saito K., Nagashima M., Iwata M. i wsp.: The concentration of tissue plasminogen activator and urokinase in plasma and tissue of patients with ovarian and uterine tumors.
Thromb. Res., 1990, 58, 355–366.
25. Cioch M., Dmoszyńska A., Plesner T. i wsp.: Urokinazowy
aktywator plazminogenu i jego receptor w patologii i prognozowaniu chorób nowotworowych. Acta Haematol. Pol.,
1999, 30, 249–256.
26. De Witte H.J., Foekens J.A., Brünner N. i wsp.: Prognostic impact of urokinase-type plasminogen activator receptor (uPAR) in cytosols and pellet extracts derived from primary breast tumours. Br. J. Cancer, 2001, 85, 85–92.
27. Meng S., Tripathy D., Shete S.: uPAR and HER-2 gene
status in individual breast cancer from blood and tissues.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006, 103, 17361–17365.
28. Chappuis P.O., Dieterich B., ScirettaV. i wsp.: Functional
evaluation of plasmin formation in primary breast cancer.
J. Clin. Oncol., 2001, 19, 2731–2738.
29. Corte T., Verez P., Rodriguez C. i wsp.: Tissue-type plasminogen activator (tPA) in breast cancer: relationship with
clinicopathological parameters and prognostic significance. Breast Cancer Res. and Treat., 2005, 90, 33–40.
30. Kim J.S., Shiba E., Kobayashi T. i wsp.: Prognostic impact
of urokinase-type plasminogen activator (uPA), PA inhibitor type-1 and tissue type PA antigen levels in node negative breast cancer; a prospective study on multicenter basis.
Clin. Cancer Res. 1998, 177–182.
31. Thielemann A., Baszczuk A., Kopczyński Z. i wsp.: The
concentration of tissue-type plasminogen activator (t-PA) in
patients with breast cancer. Diag. Lab., 2012, 48, 178–186.
32. Kirchheimer J.C., Kölbl H., Tatra G. i wsp.: Relationship
between plasma levels of components of the fibrinolytic
system and acute phase reactants in patients with uterine
malignancies. Eur. J. Clin. Invest., 1990, 20, 79–84.
33. Baker E.A., Bergin F.G., Leaper D.J.: Plasminogen activator system, vascular endothelial growth factor, and colorectal cancer progression. Mol. Pathol., 2000, 53, 307–312.
34. Walentowicz M., Grabiec M., Szymański W.: Stężenie urokinazowego aktywatora plazminogenu (uPA), jego receptora (uPAR) i inhibitora (PAI-1) w płynie pęcherzykowym
u pacjentek poddanych kontrolowanej stymulacji jajników.
Prz. Ginekol. Położ., 2005, 5, 339–346.
35. Powroźnik B., Kubowicz P., Pękala E.: Monoclonal antibodies
in targeted therapy. Post. Hig. Med. Dośw., 2012, 66, 663–673.
Adres do korespondencji:
dr n. biol. Anna Thielemann
Katedra i Zakład Diagnostyki Laboratoryjnej
Uniwersytetu Medycznego
im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu
ul. Szamarzewskiego 82/84, 60-569 Poznań
tel.: 61 854 90 34, fax.: 61 855 34 96
e-mail: [email protected]
PRACE POGLĄDOWE