Przegląd piśmiennictwa • Journal Club Zmiany ekspresji microRNA

diagnostyka laboratoryjna Journal of Laboratory Diagnostics
2011 • Volume 47 • Number 2 • 227-237
Przegląd piśmiennictwa • Journal Club
Zmiany ekspresji microRNA (miRNA)
w różnych typach przewlekłych białaczek
szpikowych
Ostre białaczki szpikowe (ang. acute myeloid leukemia,
AML) to grupa nowotworów złośliwych krwinek białych charakteryzująca się zaburzeniem procesów proliferacji i dojrzewania komórek, nagromadzeniem ich niedojrzałych form
w szpiku oraz tworzeniem przez nie skupisk (tzw. nacieków)
w różnych tkankach. W 2001 roku Światowa Organizacja
Zdrowia (WHO) przedstawiła nowy podział AML ze względu
na rodzaj zaburzeń cytogenetycznych, jak również uwzględniając charakterystyczne dla patomechanizmu AML geny
fuzyjne.
W związku z tym, że rodzaj zaburzeń cytogenetycznych oraz
molekularnych ma istotne znaczenie prognostyczne poszukuje się nowych metod badań, które pozwoliłyby na określenie rodzaju choroby, a także wybór odpowiednich metod
leczenia.
Dowiedziono, że badania cząsteczek microRNA (miRNA)
mogą być pomocne w ocenie różnorodności AML. MiRNA
to małe 19-24 nukleotydowe, niekodujące cząsteczki RNA,
które regulują ekspresję docelowych genów zarówno na poziomie transkrypcji, jak i translacji. Dotychczasowe badania
in vitro dowiodły istnienia charakterystycznych zmian w ekspresji miRNA korelujących z nasileniem proliferacji i różnicowaniem się komórek białaczkowych.
W celu zbadania roli miRNA w rozwoju białaczek naukowcy
z Zakładu Hematologii Uniwersytetu w Palermo podjęli próbę ilościowego zbadania ekspresji 365 cząsteczek miRNA
w komórkach tego typu nowotworów, jak również w hematopoetycznych komórkach progenitorowych szpiku kostnego,
wykorzystując metodę ilościowej reakcji łańcuchowej polimerazy w czasie rzeczywistym. (RT-PCR).
Do badań zakwalifikowano 29 pacjentów, których scharakteryzowano pod względem zmian genetycznych i na tej podstawie podzielono na grupy.
Wykazano zmiany w ekspresji miRNA, korelujące ze zmianami cytogenetycznymi i molekularnymi w danym typie
białaczki. Jako przykład można podać ciężki typ białaczki
związany z mutacją w locus 3q26, który charakteryzował
się obniżoną ekspresją cząsteczek miRNA, oraz specyficzną obniżoną ekspresję rodziny genów supresorowych let-7.
W białaczkach z mutacjami genów CBF/MYH11 stwierdzono obniżenie ekspresji miR-29c, którego celem działania
jest TCL-1. Obniżona ekspresja tego genu w przewlekłych
białaczkach limfatycznych oraz nowotworach płuc jest
niekorzystnym czynnikiem prognostycznym. W przypadku białaczek z mutacjami NPM1 oraz FLT3-ITD określono
charakterystyczną podwyższoną ekspresję poszczególnych
miRNA: miR-10, miR-196a, miR-196b oraz miR-27b. Dodatkowo w tym typie białaczki zaobserwowano obniżenie ekspresji docelowego dla miR-10 genu HOXA1 (taka regulacja
jest charakterystyczna dla fenotypu białaczkowego). Autorzy
po raz pierwszy wykazali odwrotną korelację między ekspresją miRNA a charakterystycznym dla danego typu białaczki
białkiem (onkogenem) w grupie AML.
Badania wykazały korelację pomiędzy ekspresją cząsteczek
miRNA a typem białaczki, to pozwoliło na scharakteryzowanie poszczególnych typów białaczek pod względem zmian
w mierzalnej ekspresji miRNA. Badania te nie tylko mogą
pomóc w wyjaśnieniu mechanizmu rozwoju choroby, ale także stać się ważnym czynnikiem diagnostycznym i prognostycznym, który pozwoli na właściwy dobór i monitorowanie
leczenia.
Według: Cammarata G, Augugliaro L, Salemi D, Agueli C,
La Rosa M, Dagnino L, Civiletto G, Messana F, Marfia A,
Bica M, Cascio L, Floridia P, Mineo A, Russo M, Fabbiano
F, Santoro A. Differential expression of specific microRNA
and their targets in acute myeloid leukemia. Am J Hematol.
2010; 85(5): 331-9.
Opracowała: Urszula Czech
Zakład Biochemii Klinicznej Katedry Biochemii Klinicznej,
CMUJ w Krakowie
Metylacja promotorów genów GTF2A1
i HAAO - epigenetyczne biomarkery raka
jajnika
Rak jajnika jest najczęstszym schorzeniem układu rozrodczego kobiet związanym z wysoką śmiertelnością. Choroba
we wczesnym stadiach przebiega zazwyczaj bezobjawowo
i stąd aż u 75% kobiet jest ona rozpoznawana zbyt późno.
Klinicznie akceptowanym biomarkerem dla raka jajnika jest
antygen nowotworowy CA125, którego poziom u znacznego
odsetka chorych może być podwyższony. Chociaż marker
ten wykazuje wysoką czułość, jego użycie do wykrycia wczesnych zmian nowotworowych jest ograniczone ze względu
na relatywnie niską swoistość diagnostyczną. Stąd nadal
poszukuje się markerów biochemicznych i genetycznych dla
diagnostyki i różnicowania podtypów tego nowotworu.
Epigenetyczna modyfikacja DNA (hipermetylacja) regionów
promotorowych genów supresorowych nowotworów (ang.
tumor-suppressor genes) może stanowić molekularny bio-
227
Przegląd piśmiennictwa
marker procesu nowotworowego, ponieważ u osób zdrowych
obszary te po zakończeniu okresu różnicowania tkanek nie
ulegają zmianom rzutującym na zmianę ekspresji genów.
Zmiana metylacji bogatych w cytozynę i guaninę (tzw. wysp
CpG) regionów promotorowych genów supresorowych prowadzi do wyciszania ich ekspresji, czego konsekwencją jest
indukcja proliferacji komórek nowotworowych.
Globalna analiza hipermetylowanych odcinków DNA (tzw.
loci), przy użyciu techniki opartej na mikromacierzy, zwanej
hybrydyzacją różnic metylacji (ang. differential methylation
hybridization – DMH) wykazała ponad 180 loci, które mogłyby być użyte do detekcji genów odpowiedzialnych za
rozwój tego nowotworu. Badania prowadzono w próbkach
pobranych od 77 pacjentek ze stadium III lub IV epitelialnego raka jajnika oraz od 9 kobiet grupy kontrolnej. W celu
określenia i potwierdzenia poziomu hipermetylacji poszczególnych wybranych loci (w których występowały geny: CYP39A1, GTF2A1, FOXD4L4, EBP i HAAO) w badanych
próbkach DNA pacjentek wykonano dodatkowo specyficzne
dla metylacji reakcje łańcuchowe polimerazy w czasie rzeczywistym (ang. real-time methylation-specific polymerase
chain reactions – qMSP), które wykazały hipermetylację dla
wszystkich badanych genów. W szczególności dotyczyło to
odcinków dla 3 loci zawierających geny CYP39A1, GTF2A1,
FOXD4L4, w których metylacja była o ponad 100% wyższa
w DNA pacjentek z rakiem jajnika w porównaniu do materiału kontrolnego.
Białka kodowane przez te geny to czynniki transkrypcyjne
(GTF2A1 i FOXD4L4), białka transportu wewnątrzkomórkowego i o aktywności anty-proliferacyjnej (EBP), regulujące
biosyntezę lipidów i sterydów (CYP39A1 i EBP). Dodatkowo
testy qMSP wykazały wysoką czułość i specyficzność dla
wszystkich genów dla wykrycia raka jajnika: tj. odpowiednio 96 i 67% dla CYP39A1; 95 i 88% dla GTF2A1; 93 i 67%
dla FOXD4L4; 81 i 67% dla EBP; 89, oraz 82% dla HAAO.
Badania in vitro potwierdziły hipermetylację promotorów
trzech genów FOXD4L4, EBP i HAAO w hodowli komórek
raka jajnika, co przemawia za stabilnością tej modyfikacji.
Ze względu na specyficzność i czułość oznaczeń, autorzy
sugerują, że pomiar metylacji GTF2A1 i HAAO może być
w przyszłości używany do wykrywania, oceny rokowania
i monitorowania leczenia raka jajnika.
W przeprowadzonych badaniach hipermetylację analizowano w próbkach materiału pobranego od chorych w zaawansowanym stadiach rozwoju raka jajnika (stadium III i IV).
Badania wykazują jednakże, że wyciszenie ekspresji HAAO
obserwowano również na wczesnym etapie rozwoju nowotworu, co może świadczyć, że do jego hipermetylacji (i prawdopodobnie innych epigenetycznych zmian, np. acetylacji)
dochodzi we wczesnym stadiach zaawansowania choroby.
Dodatkowo, stabilność zmetylowanego DNA i czułość reakcji PCR umożliwia detekcję tych biomarkerów w komórkach
płynów ustrojowych: moczu, płynie mózgowo-rdzeniowym,
osoczu i pełnej krwi. Zatem czułość, specyficzność epigenetycznych markerów; możliwość ich zbadania na wcze228
snych etapach rozwoju nowotworu przy użyciu czułej metody qMSP dowodzi, że mogą stanowić one cenne narzędzie
w diagnostyce raka jajnika.
Według: Huang YW, Jansen RA., Fabbri E, Potter D, Liyanarachchi S, Chan MWY, Liu JC, Crijns APG, Brown R, Nephew KP, Van Der Zee AGJ, Cohn DE, Yan PS, Huang THM,
Lin HJL. Identification of candidate epigenetic biomarkers for
ovarian cancer detection. Oncol Rep 2009; 22(4): 853–861.
Opracowała: Urszula Raźny.
Zakład Biochemii Klinicznej Katedry Biochemii Klinicznej,
CMUJ w Krakowie
Kliniczne znaczenie krążących galektyn
jako markerów raka jelita grubego
Częstość zachorowań na raka jelita grubego jak i współczynniki zgonów z powodu tego nowotworu, w wielu krajach na
świecie, wykazują tendencję wzrostową m.in. wraz ze zmianami zachodzącymi w diecie, takimi jak rosnąca konsumpcja
bogatotłuszczowych pokarmów. Jako markery nowotworowe
w diagnostyce raka jelita grubego stosowane są CEA i CA
19-9. We wczesnym stadium rozwoju choroby ich stężenia
są zbyt niskie by mogły być wykorzystywane jako „markery
skryningowe”. Jednakże są one stosowane jako wiarygodne
markery raka jelita grubego w monitorowaniu progresji nowotworu, w kontroli chorych po zabiegu operacyjnym (follow
-up) i dla oceny skuteczności wdrożonego leczenia, takiego
jak chemioterapia i radioterapia. Amerykańskie Towarzystwo
Onkologii Klinicznej (ASCO) zaleca wykonywanie badań
CEA jako markera do kontroli chorych z rakiem jelita grubego
po operacji (follow-up), a Federalny Urząd Żywności i Leków
(FDA) także aprobuje wykorzystywanie CEA jako markera
raka jelita grubego. Oprócz CEA, badania CA 19-9 są zalecane przez Japońskie Ministerstwo Zdrowia, Pracy i Opieki
Społecznej w ramach zakresu ubezpieczenia. U większości
chorych z rakiem jelita grubego, u których oznaczano CEA
lub CA 19-9 zmiany stężenia tych markerów pozostają w wysokiej zgodności ze stanem klinicznym chorych. Antygenom
tym przypisywana jest istotna wartość prognostyczna i są
bardzo dobrym narzędziem w kontroli chorych po leczeniu
operacyjnym. Jednak u pewnego odsetka chorych z rakiem
jelita grubego stężenia CEA i CA 19.9 nie są podwyższone. Ponadto, podwyższone poziomy tych markerów mogą
być spowodowane przez inne czynniki niż nowotwór. Dlatego ważne jest znalezienie dodatkowych komplementarnych
markerów do osiągnięcia bardziej wszechstronnej obserwacji nowotworu po operacji.
Wiele wysiłków poświęca się poszukiwaniom czułych i swoistych markerów raka jelita grubego. W celu identyfikacji
potencjalnych markerów raka jelita grubego autorzy pracy
przeprowadzili ilościową analizę proteomiczną próbek tkanki
Przegląd piśmiennictwa
ludzkiej okrężnicy identyfikując wiele białek, które różniły się
poziomem ekspresji w tkankach raka jelita grubego i tkankach nienowotworowych. Metodą barwienia immunohistochemicznego potwierdzono, że ekspresja sześciu spośród
tych białek, w tym galektyny-1, była szczególnie wzmożona
w tkance raka. Autorzy skoncentrowali się na galektynie-1,
przede wszystkim dlatego, że jest głównie zlokalizowana w
zewnątrzkomórkowych przestrzeniach wokół komórek nowotworowych zarówno we wczesnych jak i zaawansowanych stadiach choroby i można oczekiwać, że z łatwością
będzie przenikać do krwi.
Galektyny należą do rodziny lektyn zwierzęcych, które wiążą
się z β-galaktozydami za pośrednictwem domen rozpoznających węglowodany (CRDs). Do chwili obecnej, u ssaków
zidentyfikowano i scharakteryzowano 15 galektyn. Ulegają
one ekspresji zarówno wewnątrz jak i na zewnątrz komórek i odgrywają istotną rolę w różnorodnych komórkowych
procesach biologicznych, w tym w progresji nowotworu i/lub
złośliwej transformacji guza.
Galektyna-1, galektyna-3 i galektyna-4 wydają się brać
udział we wczesnym rozwoju raka jelita grubego i złośliwej
transformacji guza. Szczególnie galektynie-1 i galektynie-3
przypisywana jest istotna rola w regulacji procesów migracji
komórek. Galektyna-7 odgrywa rolę dodatniego lub ujemnego regulatora progresji guza, zależnie od typu histologicznego nowotworu. Ekspresja galektyny-8 wykazuje ujemną
korelację z rozwojem złośliwego raka jelita grubego i uważa
się, że białko to hamuje migrację komórek nowotworowych.
Na podstawie wcześniejszych danych postawiono hipotezę,
że ilościowe oznaczanie poziomu krążących białek z rodziny
galektyn może dostarczać cennych informacji o obecności
nowotworu i stopniu jego zaawansowania. Z tego względu
opracowano metodę ELISA do oznaczania stężenia galektyn w osoczu.
Badanie przeprowadzono w grupie 105 pacjentów (63 mężczyzn i 42 kobiet w wieku 28-88 lat) z rakiem jelita grubego
w różnych stopniach zaawansowania klinicznego przed i w 2
tygodnie po operacji oraz w grupie kontrolnej 100 zdrowych
dawców (60 mężczyzn i 40 kobiet w wieku 40-86 lat).
Poziomy biomarkerów odpowiedzi zapalnej (CRP, WBC),
w próbkach pobranych po operacji, znajdowały się w granicach wartości referencyjnych. W grupie kontrolnej badania
sześciu markerów nowotworowych (CEA, CA 19-9, SCC,
AFP, CA 125, PSA dla mężczyzn lub CA 15-3 dla kobiet)
również mieściły się w zakresie wartości referencyjnych.
W osoczu pacjentów z rakiem jelita grubego stwierdzono
istotnie wyższe aniżeli w grupie kontrolnej zdrowych dawców
stężenia galektyny-1 (p=0,0001), galektyny-3 (p=0,0003)
i galektyny-4 (p<0,0001) przy braku istotnych różnic między
tymi dwoma grupami w stężeniach galektyny-2 i galektyny-7.
Ze względu na stopień zaawansowania klinicznego, pacjentów z rakiem jelita grubego przypisano do jednej z trzech
grup: stadium 0 (n = 6), stadium I i II (n = 53) oraz stadium
III i IV (n = 46). Mimo iż, nie obserwowano istotnych róż-
nic między grupą kontrolną a grupą pacjentów w stadium
0 raka jelita grubego dla żadnej z galektyn, to mediany stężeń wszystkich trzech białek w grupie pacjentów w stadium
0 były wyższe niż w grupie kontrolnej. Mediana poziomów
galektyny-4 wzrastała wraz ze stopniem zaawansowania
klinicznego nowotworu, podczas gdy nie obserwowano tak
wyraźnego związku dla galektyny-1 i galektyny-3. Dla porównania osoczowych poziomów galektyn przed i po leczniczej resekcji guza, oznaczenia wykonano w parach próbek
osocza (przed- i pooperacyjnego) pochodzącego od 50 chorych po resekcji guza, u których stężenia galektyn w osoczu przedoperacyjnym były wyższe od wartości odcinającej
(galektyna-1 > 340 ng/ml n = 22 , galektyna-3 > 10,7 ng/ml
n = 8, galektyna-4 > 0,525 ng/ml n = 20). Po zabiegu chirurgicznym stężenia zarówno galektyny-1 jak i galektyny-4
były istotnie obniżone (p< 0,01), podczas gdy poziom galektyny-3 nie ulegał zmianie.
Kliniczna użyteczność galektyny-1 lub galektyny-4 jako osoczowych markerów raka jelita grubego przewyższa przydatność galektyny-3. Dlatego skoncentrowano się na dwóch
pierwszych galektynach jako kandydatach na markery nowotworowe raka jelita grubego.
Pacjentów z rakiem jelita grubego podzielono na dwie grupy,
tych w stosunkowo wczesnym „lokoregionalnym” zaawansowaniu (stadium 0, I i II) oraz tych we względnie późnym
„przerzutowym stadium” zaawansowania klinicznego (stadium III i IV). Odsetek dodatnich wartości galektyny-1 w lokoregionalnym stadium był stosunkowo wysoki (44,1%; 26/59),
ale nie ulegał wzrostowi w stadium z przerzutami (34,8%;
16/46), tak jak w przypadku CEA lub CA 19-9. W przypadku
równoczesnego oznaczania CEA i CA 19-9 podwyższone
wartości przynajmniej jednego z markerów obserwowano u 36,2% wszystkich pacjentów z rakiem jelita grubego,
ale odsetek dodatnich wyników zwiększał się do 60% przy
równoczesnym oznaczaniu trzech markerów: CEA, CA 19-9
i galektyny-4.
Wyniki badań wskazują, że galektyna-4 może być markerem nowotworowym stosowanym w obserwacji pacjentów
z rakiem jelita grubego po zabiegu operacyjnym (zwłaszcza
komplementarnie do CEA), podczas gdy galektyna-1 mogłaby być przydatna w badaniach skryningowych.
Według: Watanabe M, Takemasa I, Kaneko N, Yokoyama
Y, Matsuo EI, Iwasa S, Mori M, Matsuura N, Monden M, Nishimura O: Clinical significance of circulating galectins as
colorectal cancer markers. Oncol Rep 2011; 25(5): 1217-26.
DOI: 10.3892/or.2011.1198.
Opracowała: Jadwiga Tarapacz
Zakład Analityki i Biochemii Klinicznej, Centrum Onkologii,
Oddział w Krakowie
229
Przegląd piśmiennictwa
Biomarkery w raku płuca – zalecenia
i oczekiwania
Rak płuca jest obecnie znaczącym problemem społecznym
na całym świecie. Pomimo wielu antynikotynowych kampanii prowadzonych w zachodnich uprzemysłowionych państwach, starzenie się społeczeństwa, zarówno jak i rosnąca
liczba populacji w słabo rozwiniętych krajach oraz wzmagający się problem zanieczyszczenia powietrza będą przyczyniać się do wzrostu liczby zachorowań na ten nowotwór.
Krążące biomarkery w opinii wielu badaczy uznawane są za
wartościowy, pomocniczy wskaźnik w postępowaniu z chorymi na raka płuca. Co prawda nie są one użyteczne w badaniach skryningowych u osób bezobjawowych, zwłaszcza
jako samodzielne badania, natomiast wykazano ich dużą
przydatność w diagnostyce różnicowej, ocenie rokowania,
monitorowaniu odpowiedzi na leczenie i wczesnym wykrywaniu nawrotu choroby. Podkreśla że wyniki badań biomarkerów mogą być pomocne na różnych etapach procesu diagnostycznego m.in.:
• w ustalaniu podtypu histologicznego, co jest szczególnie
ważne u osób w słabym stanie ogólnym oraz z guzami
położonymi obwodowo, ponieważ wówczas najczęściej
napotyka się na trudności w pozyskaniu materiału tkankowego podczas biopsji. Wyniki oznaczeń mogą wskazywać
na obecność guzów o mieszanym typie histologicznym, co
ma istotne znaczenie w planowaniu leczenia u tych chorych.
• w selekcji chorych do nowych metod terapeutycznych bowiem uwalniane do krążenia biomarkery odzwierciedlają
w pewien sposób biologię nowotworu,
• w monitorowaniu terapii zmiany wskaźników biochemicznych we krwi mogą wcześniej odzwierciedlać aktywność
guza aniżeli wykorzystywane rutynowo metody obrazowania i mogą być sygnałem rozważenia modyfikacji schematów leczenia,
• we wczesnym wykrywaniu reaktywizacji procesu nowotworowego ponieważ na podstawie ich wyników można
rozpocząć poszerzoną diagnostykę obrazową oraz zastosować wcześniejszą, bardziej efektywną terapię chorych
na raka płuca.
Na podstawie wyżej wymienionych faktów spodziewano się,
że badania biomarkerów mogą być częścią standardowych
procedur diagnostycznych u chorych na raka płuca, i będą
uwzględniane we wszystkich istotnych rekomendacjach pulmunologów onkologicznych. Do tej pory jednak ani w rekomendacjach ASCO ani ACS biomarkery nie są wymieniane
na listach diagnostycznych procedur medycznych lub czynników prognostycznych u chorych na raka płuca. Autorzy
wymieniają kilka przyczyn słabo rozpoznanej przez różne
Towarzystwa użyteczności oznaczeń biomarkerów. Jednym
z głównych powodów ograniczonego zaufania do informacji,
którą dostarczają biomarkery jest brak nowotworowej i narządowej ich swoistości. Drugim powodem ograniczającym
ich użyteczność w opinii badaczy wydają się być wprowa230
dzone dla biomarkerów zakresy referencyjne czy punkty odcięcia. Od kilku lat weryfikowana jest koncepcja wprowadzenia indywidualnych poziomów odniesienia, które proponuje
się ustalać na podstawie pomiarów poziomu biomarkerów
po pierwotnej terapii. W następnych badaniach kontrolnych
chorych, w interpretacji wyników biomarkerów zmiany poziomu markerów oceniane byłyby względem ich wartości odniesienia a nie tego czy mieszczą się one w granicach czy poza
zakresem referencyjnym.
Pierwszym towarzystwem zalecającym wykorzystywanie
oznaczeń CYFRA 21-1, CEA, NSE w leczeniu chorych na
raka płuca była Europejska Grupa do Badań Markerów
Nowotworowych (EGTM, 1999r). Wkrótce zostaną opublikowane rekomendacje NACB, w których zaleca się wykorzystywanie oznaczeń powyższych markerów oraz ProGRP
w diagnostyce różnicowej, rokowaniu, pooperacyjnym nadzorze chorych, monitorowaniu terapii w zaawansowanym
stadium nowotworu i wykrywaniu nawrotów choroby w różnych podtypach histologicznych raka płuca.
W celu ustalenia właściwego wykorzystywania biomarkerów w przyszłości w badaniach kontrolnych chorych należy
wcześniej odpowiedzieć na wiele pytań, m.in.:
• Jak można najlepiej wyselekcjonować chorych do bardziej
efektywnych terapii?
• Jak monitorować te terapie z dużą dokładnością? Jakie
przedziały czasowe są odpowiednie i jakie progi zmian
biomarkerów są wiarygodne i istotne z punktu widzenia
klinicznego? Czy można zaoszczędzić na badaniach obrazowych przez zastosowanie odpowiednich badań biomarkerów?
• Czy odpowiedź na leczenie można ocenić już na samym
początku chemio- i radioterapii np. tylko po 1 cyklu leczenia?
Jaki panel biomarkerów i jakie należy ustalić kryteria (odstępy czasowe pomiarów, zakres wzrostu lub spadku) aby
osiągnąć wysoką swoistość u chorych nieodpowiadających
na leczenie ? Czy badania biomarkerów mogą być pomocne w lepszym postępowaniu medycznym z indywidualnym
chorym, uzyskiwaniu większego zysku terapeutycznego?
• Jak najtrafniej dobrać biomarker pomocny w obserwacji
chorego po zakończeniu pierwotnej terapii? Jak często
powinno się go kontrolować, jakie progi zmian biomarkera
są wiarygodne i klinicznie istotne dla interpretacji nawrotu
choroby?
Ustalenie tych kryteriów jest niezmiernie ważne, ponieważ
fałszywie pozytywne wyniki mogłyby stać się powodem niepotrzebnej sytuacji stresowej u chorych jak i przyczyniać się
rozpoczęcia inwazyjnych badań lub obciążającego organizm
chorego leczenia. Z drugiej strony wcześniejsze wykrycie nawrotu choroby jest tylko wtedy użyteczne jeśli prowadzi do
podjęcia działań terapeutycznych tj. wcześniejszego wdrożenia potencjalnie bardziej efektywnej terapii. Aby wykazać,
że taka strategia może prowadzić do przedłużenia życia
chorych potrzebne są duże prospektywne, randomizowane
badania kliniczne będące dużym logistycznym i finansowym
przedsięwzięciem. Podobne badania przeprowadzono już u
Przegląd piśmiennictwa
ponad 600 chorych na raka piersi i stwierdzono, że intensywne kontrolne badania diagnostyczne połączone z wczesnymi terapeutycznymi interwencjami przedłużają przeżycie
chorych również tych z odległymi przerzutami oraz prowadzą do poprawy jakości ich życia.
Nowotwory złośliwe płuca pod względem cech biologicznych i budowy histologicznej guza cechuje znaczna heterogenność. Obecnie dysponujemy szerokim panelem badań
diagnostycznych zarówno wskaźnikami molekularnymi ocenianymi w tkance guza jak i biomarkerami obecnymi w surowicy krwi o dużym znaczeniu rokowniczym i predykcyjnym
które mogą okazać się wartościowym narzędziem pracy jeśli
zostaną wykorzystane w dobrze określony sposób.
Opracowane przez NACB zalecenia odnośnie wykorzystania krążących biomarkerów u chorych na raka płuca są następujące:
Przed leczeniem chorych na raka płuca o nieznanej etiologii
należy wykonać oznaczenia antygenu CYFRA 21-1, CEA,
NSE i ProGRP, a po leczeniu stosownie do typu histologicznego wykorzystując marker najbardziej podwyższony przed
leczeniem.
U na gruczolakoraka płuca przed leczeniem należy wykonać
oznaczenia antygenu CYFRA 21-1 i CEA, a po leczeniu CYFRA 21-1 i/lub CEA.
U chorych na raka płaskonabłonkowego, przed leczeniem
należy wykonać oznaczenia CYFRA 21-1 i CEA oraz SCCAg, a po leczeniu CYFRA 21-1 i/lub CEA.
U chorych na raka wielokomórkowego przed leczeniem należy wykonać oznaczenia CYFRA 21-1 i CEA, a po leczeniu
CYFRA 21-1 i/lub CEA.
U chorych na raka drobnokomórkowego przed leczeniem
należy wykonać oznaczenia NSE i ProGRP, a po leczeniu
NSE i/lub ProGRP.
W opinii autorów oznaczenia biomarkerów wspólnie z wprowadzanymi obecnie nowymi technikami diagnostycznymi
powinny być ukierunkowane na pomoc w podejmowaniu
lepszych decyzji terapeutycznych w walce z chorobą nowotworową.
Według: Stieber P, Holdenrieder S. Lung cancer biomarkers – where we are and what we need. Cancer Biomarkers
2010; 6: 221-224
Opracowała: Ewa Wójcik
Zakład Analityki i Biochemii Klinicznej, Centrum Onkologii,
Oddział w Krakowie
Niedożywienie jako czynnik zwiększonego ryzyka niepowodzeń pooperacyjnych
u chorych na nowotwory ginekologiczne
Niedożywienie jest relatywnie często spotykane u chorych
na nowotwory złośliwe. U chorych na nowotwory gineko-
logiczne w momencie rozpoznania choroby niedożywienie
stwierdza się u około 20% chorych. Wśród niekorzystnych
następstw niedożywienia wymienia się postępujący ubytek masy ciała spowodowany utratą tkanki tłuszczowej i
mięśniowej, osłabienie, łatwość męczenia się, zaburzenia
metaboliczne, upośledzenie funkcji układu odpornościowego, a także zaburzenia syntezy białek w wątrobie. Chorzy
niedożywieni gorzej reagują na leczenie, częściej występują
u nich powikłania po operacji, wzrasta ryzyko zgonu. W diagnostyce stanu odżywienia chorych zastosowanie znalazły
różnego rodzaju wskaźniki antropometryczne tj. masa ciała,
pomiar grubości fałdu skórnego nad mięśniem trójgłowym,
obwód ramienia w połowie długości, wskaźnik masy ciała
(ang. body mass index - BMI) wyliczany jako stosunek masy
[kg] do wzrostu [m2], ocena wskaźników immunologicznych
tj. całkowita liczba limfocytów oraz podskórny test opóźnionej wrażliwości, zaś z badań biochemicznych pomiary stężenia białek tzw. markerów stanu odżywienia tj. albumina,
prealbumina, transferyna i białko wiążące retinol.
Celem podjętych przez autorów badań była próba odpowiedzi na pytanie, czy stwierdzane przed operacją niedożywienie, niezależnie od innych czynników ryzyka, wiąże się ze
wzrostem ilości powikłań pooperacyjnych oraz częstszymi
nawrotami choroby u chorych na nowotwory ginekologiczne.
Retrospektywnym badaniem objęto 300 chorych na raka jajnika, szyjki macicy, sromu oraz nowotworów endometrium
operowanych w szpitalu uniwersyteckim Jackson Memorial
Hospital w Miami na Florydzie, w latach 2006-2008. W badaniu uwzględniono ilość powikłań pooperacyjnych, pobyt
na oddziale intensywnej opieki medycznej, reoperacje, ponowny pobyt w szpitalu oraz nawrót choroby. W celu oceny
stanu odżywienia chorych analizowano przedoperacyjne
stężenie albuminy, całkowitą liczbę limfocytów oraz BMI.
Jako powikłanie pooperacyjne uznano: zatorowość płucną,
zakrzepicę żył głębokich, zapalenie płuc, infekcje, rozejście
się brzegów rany, koagulopatie, przeciekanie zespolenia,
przetoki, sepsę, niewydolność oddechową oraz zgon. Jako
czas obserwacji przyjęto okres do 30 dni po zabiegu chirurgicznym. W tym okresie u 177 chorych nie stwierdzano
żadnych powikłań pooperacyjnych, u 57 jedno, a u 50 dwa
lub więcej. W tej ostatniej grupie chorych stężenie albuminy przed leczeniem było istotnie niższe w porównaniu do
dwóch pozostałych grup (4,1 vs 3,7 vs 3,4 g/dl; p <0,001).
W grupie chorych ze stwierdzoną wznową stężenie albuminy było istotnie niższe aniżeli u chorych bez cech wznowy
(3,3 g/dl vs 4,0 g/dl; p < 0,001). Wykazano również istotny
związek pomiędzy stężeniem albuminy (<3,89 g/dl), a częstością przyjęć na oddział intensywnej opieki medycznej
(42% vs 80%; p = 0,006). Według autorów przedoperacyjne
stężenie albuminy jest niezależnym predyktorem nasilenia
powikłań pooperacyjnych. Z prezentowanych badań wynika,
że również obniżenie całkowitej liczby limfocytów poniżej
1,0 x 103/ml oraz spadek wartości BMI poniżej 18,49 kg/m2
wykazują istotny związek z częstością występowania wznowy choroby (8,5% vs 45,3%; p <0,001 oraz 1,6% vs 12,5%;
231
Przegląd piśmiennictwa
p = 0,01; odpowiednio). Na podstawie analizy wieloczynnikowej A. Kathiresan i wsp. stwierdzili, że hipoalbuminemia
(<3,89 g/dl) wiąże się z 3,44-krotnym wzrostem prawdopodobieństwa wystąpienia powikłań pooperacyjnych u chorych
na nowotwory ginekologiczne. Autorzy sugerują konieczność
wprowadzenia do badań rutynowych oceny stanu odżywienia chorych kwalifikowanych do leczenia chirurgicznego
z powodu nowotworów ginekologicznych.
Według: Kathiresan ASQ, Brookfield KF, Schuman SI, Lucii
III JA. Malnutrition as a predictor of poor postoperative outcomes in gynecologic cancer patients. Arch Gynecol Obstet
DOI 10.1007/s00404-010-1659-y. Publisher oneline: 29 August 2010
Opracowała: Zofia Stasik
Zakład Analityki i Biochemii Klinicznej, Centrum Onkologii,
Oddział w Krakowie
Markery biologiczne nieswoistych zapalnych chorób jelit: ocena przydatności nowych wskaźników w praktyce
Nieswoiste zapalne choroby jelit (NZChJ) są grupą chorób
przewlekłych przewodu pokarmowego, w których wyróżnia
się m.in. chorobę Leśniowskiego-Crohna, wrzodziejące zapalenie jelita grubego oraz nieokreślone zapalenie okrężnicy. Wymagają one regularnej opieki lekarzy specjalistów
oraz systematycznych badań kontrolnych. Rozpoznanie tych
chorób opiera się na badaniu histopatologicznym, endoskopowym lub radiologicznym, co w konsekwencji powoduje,
że diagnostyka jest dla pacjenta długotrwała i kosztowna,
a przede wszystkim inwazyjna. Z tego powodu poszukuje się
nowych parametrów laboratoryjnych, które będą obiektywnym narzędziem pomiarowym aktywności choroby, prognozowania zaostrzeń oraz monitorowania leczenia. Użyteczne
wskaźniki laboratoryjne w diagnostyce NZChJ to białka ostrej
fazy, markery kałowe, panel przeciwciał, oraz nowe determinanty genetyczne. Białko C-reaktywne (CRP) jest dobrym
markerem mierzącym aktywność kliniczną NZChJ. Parametr
ten charakteryzuje się wysoką czułością w różnicowaniu
NZChJ z zespołem jelita drażliwego. Ponadto stwierdzono
w badaniach pediatrycznych, że oznaczanie morfologii krwi
obwodowej (diagnostyka w kierunku anemii), CRP, OB, oraz
liczby płytek powoduje wzrost swoistości nawet do 94%.
Markery kałowe (kalprotektyna i laktoferyna) mogą być pomocne w różnicowaniu NZChJ od zaburzeń funkcjonalnych
jelit oraz w predykcji wystąpienia zaostrzeń. Oznaczanie
tych parametrów może zmniejszyć wykonywanie zabiegów
inwazyjnych oraz badań radiologicznych. Poziom kalprotektyny i lakoferyny koreluje z kliniczną oraz endoskopową aktywnością chorób u pacjentów z wrzodziejącym zapaleniem
jelita grubego i w mniejszym stopniu z chorobą Leśniowskiego-Crohna. Panel markerów serologicznych (przeciwciała
232
przeciwko Saccharomyces Cerevisiae ASCA, przeciwciała
przeciw cytoplazmie neutrofili ANCA) dla NZChJ mogą być
pomocne w wykrywaniu tej grupy schorzeń. Ze względu na
niską czułość panel serologiczny może być używany do wykluczenia NZChJ. U pacjentów u których zostanie wykryte
nieokreślone zapalenie okrężnicy (wczesną formą choroby
Leśniowskiego-Crohna lub wrzodziejącego zapalenie jelita grubego) wczesna diagnoza ma istotne znaczenie dla
decyzji terapeutycznych i prognostycznych. Występowanie
przeciwciał pANCA, przy braku przeciwciał ASCA świadczy
o 19 razy częstszym prawdopodobieństwie rozwinięcia się
wrzodziejącego zapalenie jelita grubego niż choroby Leśniowskiego-Crohna. Ostatnie doniesienia wskazują na potencjalną rolę diagnostyczną panelu badań serologicznych
w połączeniu z badaniami polimorfizmu w genie NOD2/
CARD15 w ocenie odpowiedzi na leczenie w chorobie Leśniowskiego-Crohna. Ponadto rozwój nowych dziedzin biologii molekularnej takich jak: genomika czy proteomika może
być znaczący dla metodologii diagnostyki laboratoryjnej
NZChJ. Pomimo braku idealnego biomarkera nieswoistych
zapalnych chorób jelit nowe parametry jak markery kałowe
czy panel serologiczny są niewątpliwie pomocnym i użytecznym narzędziem diagnostycznym.
Według: Mendoza JL, Abreu MT: Biological markers In inflammatory bowel disease: practical considerations of clinicians. Gastroenterol Clin Biol 2009; 33(3): S158-73
Opracowała: Dorota Pawlica
Zakład Diagnostyki Katedry Biochemii Klinicznej, CMUJ
w Krakowie
Wartość prokalcytoniny, białka C-reaktywnego i neopteryny w zaostrzeniu przewlekłej obturacyjnej choroby płuc
Zaostrzenie przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POCHP)
może być wywołane infekcjami bakteryjnymi, wirusowymi lub
zanieczyszczeniami atmosferycznymi. Etiologia ponad 30%
przypadków zaostrzeń nie jest znana. Stwierdzono szereg
klinicznych czynników prognostycznych POCHP, takich jak:
FEV1 (natężona objętość wydechowa pierwszosekundowa),
wskaźnik BODE, częstość i stopień nasilenia zaostrzeń
czy obecność ogólnego stanu zapalnego pozwalających
na przewidywanie przebiegu choroby i rokowania. Wzrasta
zainteresowanie biologicznymi markerami, które pozwoliłyby na ocenę różnych aspektów POCHP. W wielu badaniach
usiłuje się oceniać wartość prognostyczną markerów zapalenia; prokalcytoniny (PCT), białka C-reaktywnego (CRP)
i neopteryny w okresie stanu stabilnego i zaostrzeniach.
PCT jest swoistym markerem zakażeń bakteryjnych, a jej
poziom koreluje z etiologią i ciężkością zapalenia płuc. Pomiar PCT może być pomocny w ocenie skuteczności anty-
Przegląd piśmiennictwa
biotykoterapii u chorych z infekcją dolnych dróg oddechowych, w tym także u chorych z zaostrzeniem POCHP. CRP
jest czułym białkiem ostrej fazy, którego poziom wzrasta
w trakcie infekcji i stanach przewlekłego zapalenia. W różnych badaniach poddawano ocenie możliwe związki pomiędzy procesem zapalnym w okresie stabilizacji i zaostrzenia
POCHP, ryzykiem zdarzeń sercowo-naczyniowych, prognozowaniem choroby i identyfikacji infekcji w fazie zaostrzenia.
Neopteryna jest mediatorem odpowiedzi immunologicznej
typu komórkowego. Jest przydatna w różnicowaniu infekcji
bakteryjnych i wirusowych. U chorych z zapaleniem płuc poziom neopteryny może korelować z ciężkością infekcji.
Celem cytowanej pracy była ocena poziomu tych trzech biomarkerów zapalenia u chorych z POCHP w fazie stabilnej,
w trakcie zaostrzenia i w trakcie zapalenia płuc. Badaniem
objęto 318 chorych z POCHP (46 chorych w fazie stabilnej,
217 z zaostrzeniem choroby i 55 z towarzyszącym zapaleniem płuc). Zaobserwowano istotną statystycznie różnicę
wartości PCT i CRP pomiędzy trzema grupami pacjentów.
Najniższe stężenia stwierdzono u chorych w fazie stabilnej POCHP, najwyższe u chorych w trakcie zapalenia płuc.
Nie odnotowano istotnych różnic w poziomie neopteryny
pomiędzy grupami chorych. Stężenie PCT i CRP obniżyło
się po miesiącu od zaostrzenia POCHP, natomiast poziom
neopteryny znacząco wzrastał. U chorych z zaostrzeniem
pobierano również plwocinę do badań bakteriologicznych.
Zaskakująco zaobserwowano wyższe stężenie neopteryny
u chorych, u których nie stwierdzono patologicznej flory bakteryjnej w plwocinie, co może wskazywać na etiologię wirusową. Nie odnotowano istotnych różnic stężenia CRP i PCT
u chorych, u których wyizolowano z plwociny chorobotwórcze patogeny bakteryjne. Zaobserwowano wyższe stężenia
PCT i neopteryny u chorych z towarzyszącymi chorobami
(nadciśnienie tętnicze, choroby nerek i serca). Wykazano,
że stężenie neopteryny koreluje z czasem do następnej hospitalizacji w grupie chorych z zaostrzeniem. Nie wykazano
takiej zależności w przypadku CRP i PCT. W wieloczynnikowej analizie regresji Coxa stwierdzono, że neoptryna i wiek
pacjenta są niezależnymi czynnikami 2-letniego czasu przeżycia. Poziom biomarkerów był wyższy u chorych, którzy
zmarli w ciągu miesiąca, co daje informacje na temat złego
rokowania.
Seryjny pomiar biomarkerów w połączeniu z danymi klinicznymi może być pomocny w postępowaniu z chorymi na POCHP.
Według: Lacoma A, Prat C, Andreo F, Lores L, Ruiz-Manzano
J, Ausina V, Domínguez J. Value of procalcitonin, C-reactive
protein, and neopterin in exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis
2011; 6: 157-69.
Opracowała: Ewa Leporowska
Zakład Diagnostyki Laboratoryjnej, WCO, Poznań
MMP-3 - nowy marker prognostyczny reumatoidalnego zapalenia stawów.
Reumatoidalne zapalenie stawów (RZS) jest przewlekłą
chorobą autoimmunologiczną cechującą się symetrycznym
zapaleniem stawów powodującym ich uszkodzenie, zniekształcenie, a co za tym idzie ograniczenie ruchomości.
Dodatkowo RZS towarzyszy występowanie zmian pozastawowych i powikłań układowych prowadzących do przedwczesnej śmierci.
W leczeniu RZS najważniejszy jest czas, im szybciej zdiagnozowane zostanie schorzenie i zastosowane odpowiednie leczenie, tym większa szansa na zmniejszenie uszkodzeń stawów i zagrożenie niepełnosprawnością. W praktyce
jednak diagnoza RZS nie jest łatwa i szybka, szczególnie
w pierwszym okresie choroby kiedy trudno odróżnić ją od
innych schorzeń układu kostno-stawowego z powodu występowania wielu niespecyficznych objawów.
Diagnostyka RZS oparta jest głównie o kryteria (kliniczne,
immunologiczne i radiologiczne) sformułowane przez American College of Rheumatology (ACR). Zgodnie z tymi wytycznymi serologicznym parametrem użytecznym w diagnostyce RZS, obok czynnika reumatoidalnego, są przeciwciała
przeciwko cytrulinowanemu peptydowi (antibodies to cyclic citrullinated peptide, CCP). Badanie to cechuje wysoka
specyficzność, natomiast niska czułość. Dodatni wynik na
obecność przeciwciał CCP pozwala na wczesne rozpoznanie choroby i jej różnicowanie z innymi zapaleniami stawów
oraz jest związany z większym ryzykiem wystąpienia ciężkiej postaci RZS. Ocena aktywności choroby oparta jest na
wyliczaniu współczynników m.in. współczynnika stawowego
Lansbury’ego, współczynnika aktywności choroby (Disease
Activity Score, DAS). Proces oceny jest pracochłonny oraz
czasochłonny, gdyż wymaga obserwacji pacjenta przez
dłuższy okres czasu, dlatego użyteczność wymienionych
wskaźników w szybkim podejmowaniu decyzji o włączeniu
terapii jest niska.
Niniejsza praca wskazuje na rolę pomiaru metaloproteinazy 3
(MMP-3) w diagnozowaniu oraz ocenie aktywności reumatoidalnego zapalenia stawów. Autorka przedstawia fizjologiczną
oraz patologiczną rolę MMP-3 w procesach destrukcyjnych
związaną z jednej strony z faktem, iż MMP-3 należąc do rodziny hydrolaz trawi składniki macierzy zewnątrzkomórkowej,
a z drugiej strony aktywuje inne enzymy destrukcyjne m.in.
prokolagenazę (proMMP-1) i progelantynazę (proMMP-9).
W pracy omówione zostały liczne badania eksperymentalne wykazujące związek pomiędzy MMP-3 a reumatoidalnym
zapaleniem stawów. W jednym z badań wykazano, iż płyn
stawowy pacjentów z RZS jest bogaty w MMP-3. Dodatkowo
ilość enzymu w płynie stawowym koreluje z jego wartościami
we krwi. Przedstawiono również silny związek pomiędzy stężeniem MMP-3 we krwi a stężeniem białka C-reaktywnego
oraz OB. Zaobserwowano, że poziom MMP-3 wzrasta
w zależności od stopnia uszkodzenia stawów niezależnie od
233
Przegląd piśmiennictwa
wieku i czasu trwania choroby powodując, że omawiany enzym może być użytecznym wskaźnikiem aktualnego procesu zapalnego. W innym przytoczonym w pracy badaniu wykazano, że poziom MMP-3 odzwierciedla uszkodzenia które
pojawią się w ciągu najbliższych 6-12 miesięcy dzięki czemu
może być on także wykorzystany jako marker prognostyczny. Natomiast w badaniu przeprowadzonym u pacjentów
po artroplastyce zauważono, że poziom MMP-3 obniża się
w ciągu 1-2 tygodni po zabiegu, podczas gdy stężenie CRP
oraz poziom OB pozostają niezmienione. Podobna sytuacja
ma miejsce w przypadku zastosowanych leków na RZS. Autorzy sugerują, że MMP-3 może być dobrym markerem nie
tylko dla przewidywania uszkodzeń kostnych, ale także do
kontroli aktywności choroby i skuteczności terapii.
Odnalezienie markera pozwalającego na ocenę aktywności
choroby umożliwi identyfikację pacjentów wymagających
agresywnego leczenia, ale również pozwoli na monitorowanie aktywności choroby i skuteczności leczenia w późniejszych fazach choroby. Stosowany dotychczas parametr
w postaci przeciwciał przeciwko cytrulinowanemu peptydowi
pozwala przewidzieć rozwój choroby w postać ciężką, ale
nie daje informacji odnośnie aktualnego stanu pacjenta.
Według: Reuter S. MMP-3 - a new prognostic and activity
marker for managing therapy in rheumatoid arthritis. Clin
Lab Int 2010; November: 8-10.
Opracowała: Katarzyna Gawlik
Zakład Diagnostyki Katedry Biochemii Klinicznej, CMUJ
w Krakowie
Wyższe stężenie HDL-C może działać
ochronnie przed późno ujawniającą się
chorobą Alzheimera.
Choroba Alzheimera (AD) to postępująca, degeneracyjna
choroba ośrodkowego układu nerwowego (OUN). Jest jednym z najczęściej występujących zespołów otępiennych,
stanowiącym ponad 50% wszystkich przypadków otępienia.
Występowanie choroby Alzheimera zależy od wieku populacji i wzrasta od 1-5% u osób powyżej 65 roku życia do 50 %
w populacji powyżej 80 roku życia. Dzięki przeprowadzonym
licznym badaniom poznano przebieg wielu procesów w chorobie Alzheimera prowadzących do śmierci komórek. Mimo
to podłoże genetyczne oraz pierwotna przyczyna zmian
w chorobie Alzheimera nadal pozostają nieznane.
W 1993 r. zidentyfikowano pierwszy czynnik ryzyka w AD polimorfizm genu Apolipoproteiny E (APOE). W OUN APOE
odgrywa istotną rolę w metabolizmie lipoprotein i homeostazie cholesterolu poprzez działanie w charakterze głównego
nośnika cholesterolu. U człowieka odkryto ponad 20 polimorfizmów tego genu. W praktyce trzy allele genu APOE (ε2, ε3,
ε4), których transkrypcja i translacja prowadzi do powstawa234
nia trzech izoform tego białka: E2 (Arg 158>Cys), E3 (Cys
w pozycji 112) oraz E4 (Cys 112>Arg), odgrywają główną
rolę. Wykazano, że nosiciele allelu APOEε*4 mają podwyższone ryzyko wystąpienia AD, w zależności od liczby kopii
alleli. Zaobserwowano także, że AD rozwija się wcześniej
u homozygot allela APOEε*4 w porównaniu z heterozygotami. Liczne dowody wskazują na to, że APOE4 wykazuje najmniejsze powinowactwo do swego receptora także w OUN,
co wpływa istotnie na rozkład estrów cholesterolu i jego metabolizm w błonach neuronów.
Prowadzone w ostatnich latach badania w aspekcie biologii
i biochemii komórki wskazują na związek dyslipidemii z późno
ujawniającą się postacią choroby Alzheimera. Pomimo licznych badań nadal nie wiadomo, czy dyslipidemia zwiększa
ryzyko jej wystąpienia. Uważa się, że zmiany w metabolizmie
cholesterolu w neuronach mogą leżeć u podstaw procesów
neurodegeneracyjnych w AD. Wśród lipoprotein transportujących cholesterol, dominującą formą w OUN są lipoproteiny
o dużej gęstości (HDL), gdyż tylko one posiadają zdolność
przenikania przez barierę krew-mózg. Wykazano, że HDL
(zawierające oprócz apoAI, apoE i enzym antyoksydacyjny
- paraoksonazę) mogą hamować agregację i polimeryzację
oraz toksyczność amyloidu β (Aβ). Sugeruje to, że zwiększenie stężenia HDL może zapobiegać rozwojowi AD.
Najnowsze badania przeprowadzone przez grupę naukowców z Columbia University z Nowego Yorku potwierdzają
istotną rolę wysokiego stężenia HDL w ochronie przed rozwojem AD u osób w podeszłym wieku.
Do badania zakwalifikowano 1130 pacjentów Medicare
w wieku 65 lat oraz osoby starsze, u których na podstawie
testu Mini Mental State Examination (MMSE) nie stwierdzono w badaniu wstępnym - przeprowadzonym w latach 19992001 - demencji lub zaburzeń poznawczych w wywiadzie.
Poziom HDL oraz stężenia, triglicerydów oznaczono na
czczo z wykorzystaniem standardowych metod. Pod koniec
prowadzonych obserwacji rozpoznano 89 przypadków zdiagnozowanej pewnej AD oraz 12 przypadków możliwej AD.
Średni wiek ujawnienia się prawdopodobnej i możliwej demencji przypadał odpowiednio na 82, 9 oraz na 83, 1 rok życia pacjentów. Ponadto, u osób z demencją, w porównaniu
z pacjentami u których ta choroba się nie rozwinęła, znacznie częściej diagnozowano cukrzycę.
Analizę statystyczną przeprowadzono z uwzględnieniem współczynnika ryzyka ze względu na płeć, wiek, grupę etniczną, genotyp APOE e4, oraz czynniki choroby naczyniowej takie, jak:
cukrzyca, nadciśnienie tętnicze, choroby serca, współczynnik
masy ciała BMI a także leczenie hipolipemizujace.
Wyniki przeprowadzonych badań wskazują że wyższe stężenie HDL-C (przyjęte, jako >55mg/dl) związane jest z obniżonym ryzykiem wystąpienia zarówno prawdopodobnej, jak
i możliwej AD. Wyraźne obniżenie ryzyka wystąpienia AD
obserwowano u pacjentów z najwyższym stężeniem HDL-C
tj. powyżej 56 mg/dl. Ponadto w wyniki analizy przeprowadzonej z uwzględnieniem wieku, płci, grupy etnicznej oraz
genotypu APOE e4 odnotowano nieistotny statystycznie
Przegląd piśmiennictwa
związek wyższego stężenia cholesterolu nie-HDL-C i LDL-C
z ryzykiem wystąpienia AD.
Według: Reitz C, Tang XM, Schupf N, Manly JJ, Mayeux R,
Luchsinger JA. Assotiation of higher levels of high-density lipoproteid cholesterol in elderly individuals and lowers risk of lateonset Alzheimer disease, Arch Neurol 2010; 67(12): 1491-1497.
Opracowała: Barbara Zapała
Zakład Biochemii Klinicznej Katedry Biochemii Klinicznej,
CMUJ w Krakowie
Adipocytokiny a przebudowa kości u dzieci otyłych - zaburzenia szlaków sygnałowych między komórkami tłuszczowymi
a kostnymi
Otyłość wśród dzieci stanowi poważny i wszechobecny
problem. Szacuje się, że otyłość (BMI>2.67 SD) występuje
u 30-45 mln dzieci w wieku między 5-17 rokiem życia. Liczne
wyniki badań wskazują, że częstość występowania złamań
kości jest większa u dzieci otyłych lub z nadwagą. U dzieci
otyłych, zwłaszcza u tych u których występowały złamania,
obserwowano zredukowaną masę tkanki kostnej w odniesieniu do całkowitej masy ciała. Ogniwem łączącym tkankę
kostną z tkanką tłuszczową jest wielopotencjalna, niezróżnicowana, mezenchymalna komórka macierzysta zrębu szpiku
kostnego. Komórki macierzyste pod wpływem hormonów lub
czynników lokalnych mogą dać początek: chondroblastom,
osteoblastom, komórkom mięśniowym lub adipocytom.
W omawianej pracy podjęto próbę określenia zależności
między, pochodzącymi z tkanki tłuszczowej, adipokinami
(leptyną i adiponektyną) a wskaźnikami przebudowy tkanki
kostnej u dzieci otyłych i u dzieci z prawidłową masą ciała. Autorzy założyli że zwiększenie masy tkanki tłuszczowej
u dzieci otyłych, powodujące zwiększone stężenie leptyny
i obniżone stężenie adiponektyny we krwi, może być związane ze wzrostem stężenia liganda RANKL i/lub obniżeniem
stężenia osteoprotegeryny (OPG), a tym samym nasileniem
proliferacji preosteoklastów, ich różnicowania i wzmożonej
resorpcji kości. Drugą ewentualność stanowi wzrost aktywności DKK1(Dickkopf), inhibitora szlaku sygnałowego Wnt,
co powoduje obniżenie różnicowania komórek macierzystych zrębu w kierunku powstawania osteoblastów na korzyść adipogenezy, a w konsekwencji obniżenie kościotworzenia. Do badań włączono 103 dzieci i młodzieży w wieku
od 5 do 16 roku życia. Badanych podzielono wg BMI na 2
grupy: z otyłością (BMI 3,3+/-0,6; >99,6 percentyla; 52 dzieci)
i z prawidłowymi wartościami BMI (BMI 0,2+/-1,0; <85 percentyla; 51 dzieci). Wykluczono dzieci z ostrymi infekcjami,
metabolicznymi chorobami kości, chorobami przewlekłymi,
nieprawidłowościami endokrynologicznymi, ze złamaniami
w okresie ostatnich 6 miesięcy. W surowicy krwi oznaczo-
no stężenie N-końcowego propeptydu prokolagenu typu 1
(P1NP), OPG, RANKL, adiponektyny, leptyny, rozpuszczalnego receptora leptyny (OBsR), DKK1, natomiast w moczu
oznaczono stężenie CTx, markera resorpcji kostnej.
P1NP, marker kościotworzenia, jest uwalniany z każdej cząsteczki nowosyntetyzowanego kolagenu typu I, wskazuje
zatem bezpośrednio na liczbę nowoutworzonych cząsteczek kolagenu wbudowanych w tkankę kostną. Osteoprotegeryna należy do rodziny receptorów czynnika martwicy
nowotworów. Osteoblasty wydzielają OPG, która wiążąc się
z ligandem receptora aktywującego jądrowy czynnik NFκB (RANKL) zatrzymuje szlak dojrzewania osteoklastów w
jego początkowych etapach. OPG stanowi rozpuszczalny
receptor dla RANKL. Poprzez związanie się z receptorem
aktywującym jądrowy czynnik NF-κB (RANK) ligand RANKL
aktywuje proces tworzenia dojrzałych osteoklastów. Adiponektyna wytwarzana i wydzielana jest do krwi przez dojrzałe komórki tłuszczowe. Posiada działanie przeciwzapalne.
Leptyna jest także hormonem wydzielanym przez adipocyty.
Coraz liczniejsze dowody wskazują na to, że leptyna działa
też jako prozapalna cytokina biorąca udział w odpowiedzi
immunologicznej. C-końcowy usieciowany telopeptyd łańcucha α kolagenu typu I (CTx) jest oktapeptydem specyficznym dla C-końcowej części łańcucha α1 kolagenu typu I,
uwalnianym podczas osteoklastycznej resorpcji kości.
Średnie stężenie leptyny było istotnie wyższe (148.8 ng/
ml±67.1 vs. 17.0 ng/ml±29.1, p<0.0001), natomiast średnie
stężenie adiponektyny (67.6 ng/ml±37.0 vs. 94.8 ng/ml±36.7,
p=0.0002) istotnie niższe u dzieci otyłych. Dzieci otyłe charakteryzowały się istotnie wyższym wskaźnikiem wolnej
leptyny (leptyna/OBsR) w porównaniu do dzieci szczupłych
(12.9±10.3 vs. 1.1±1.9, p<0.0001). Wykazano istotną odwrotną korelację między leptyną a OBsR (p<0.0001). Nie zaobserwowano różnic w stężeniu RANKL między dziećmi otyłymi
i szczupłymi. OPG była istotnie ujemnie skorelowana z wolną
leptyną (p=0,009), ale nie z RANKL, natomiast P1NP i CTx
dodatnio korelowały z wolną leptyną (p=0,02 i p=0,03).
Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że u dzieci
otyłych obserwuje się zwiększone stężenie wskaźników resorpcji kości w porównaniu do kościotworzenia. Różnice są
bardziej nasilone u dzieci, u których wystąpiły wcześniejsze
złamania. Krążące adipokiny mają wpływ na stężenie cytokin, które regulują aktywność osteoblastów i osteoklastów,
wpływając na przebudowę kości i zaburzając osiągnięcie
szczytowej masy kostnej. Silna ujemna zależność między
OPG a leptyną sugeruje, że ograniczenie syntezy OPG
może być czynnikiem kluczowym.
Według: Dimitri P, Wales JK, Bishop N. Adipokines, bonederived factors and bone turnover in obese children; evidence for altered fat-bone signaling resulting in reduced
bone mass. Bone 2011; 48: 189–196
Opracowała: Agnieszka Pater
Katedra i Zakład Diagnostyki Laboratoryjnej, SU w Bydgoszczy
235
Przegląd piśmiennictwa
Wczesne biochemiczne markery predykcyjne w cukrzycy ciężarnych
Testem wykorzystywanym w diagnostyce cukrzycy ciężarnych (GDM; ang. Gestational diabetes mellitus) jest stosowany między 24 a 28 tygodniem ciąży doustny test tolerancji
glukozy. Jednakże wciąż poszukuje się innych markerów do
badań przesiewowych, które już w pierwszym trymestrze
ciąży miałyby istotną wartość predykcyjną następstw/komplikacji GDM.
Autorzy cytowanej pracy podjęli się oszacowania wartości
prognostycznej zarówno rutynowo zbieranych danych demograficznych i klinicznych, jak i kilku łatwo dostępnych testów
biochemicznych (lipidy, hsCRP, γ-glutamylotransferaza),
oraz nierutynowo oznaczanych markerów (adiponektyna,
tkankowy aktywator plazminogenu (t-PA), E-selektyna). Parametry te do pewnego stopnia pozwalają na wykrycie zaburzeń związanych z patogenezą cukrzycy, takich jak np.
metabolizm lipidów, węglowodanów, proces zapalny, zmiany
funkcji wątroby, adipocytów czy śródbłonka naczyń krwionośnych.
W badaniu wzięły udział 372 pacjentki ciężarne, spośród których u 124 rozwinęła się cukrzyca ciężarnych. Oznaczanie
poziomu lipidów, hsCRP i GGT wykonano zautomatyzowaną metodą w akredytowanym laboratorium. Do oznaczenia
stężeń adiponektyny, t-PA i E-selektyny zastosowano metodę ELISA (R&D Systems, U.K.).
Wyniki analizy jednoczynnikowej wykazały, że pacjentki
u których rozwinęła się cukrzyca były starsze, miały wyższe
BMI i w większym odsetku wcześniej chorowały na GDM lub
były obciążone wywiadem rodzinnym w kierunku cukrzycy
typu 2. Ta grupa charakteryzowała się też wyższymi wartościami ciśnienia skurczowego krwi, cholesterolu całkowitego
i frakcji LDL, triglicerydów, CRP i tPA, natomiast obniżonymi wartościami cholesterolu frakcji HDL oraz adiponektyny
– w porównaniu do grupy kontrolnej. Ze względu na silny
związek zależnościowy wielu z tych czynników, do oceny
wyników zastosowano metodę krokowej analizy regresji.
Po tej procedurze statystycznej niezależnymi czynnikami
predykcyjnymi GDM pozostały: wcześniejsze występowanie GDM, BMI, obciążający wywiad rodzinny, niski poziom
HDL i wysoki poziom tPA. Wyniki następnych analiz: krzywych ROC i analiz IDI wskazywały, że wprowadzenie stężenia HDL-cholesterolu do podstawawego modelu czynników
ryzyka (uwzględniającego wiek matki, wiek ciężarny, BMI,
cukrzycę w wywiadzie rodzinnym i GDM w przeszłości) poprawia rozróżnienie między grupami. Co więcej, włączenie
poziomu tPA również zwiększa wartość predykcyjną modelu
per se, a jego efekt kumuluje się z efektem czynnika: poziom
HDL-cholesterolu. W końcu, po zastosowaniu metody „bootstrap”, zmiennymi o najwyższym prawdopodobieństwie selekcji zostały: cukrzyca w wywiadzie rodzinnym (90,1%), t-PA
(59,8%), HDL-cholesterol (50,5%), adiponektyna (61,3%) –
z tym że efekt tej ostatniej zniknął w modelu połączonym.
236
Podsumowując, wyniki badania Savvidou i wsp. sugerują,
że ryzyko rozwoju cukrzycy ciężarnych może być oceniane
w pierwszym trymestrze ciąży na podstawie prostego wywiadu, w połączeniu z wynikami lipidogramu i tPA. Użycie
tPA do predykcji GDM pozostaje spójne z doniesieniami
o jego powiązaniu nie tylko z aktywacją śródbłonka ale również z zawartością tłuszczy w wątrobie i insulinoopornością.
Autorzy podkreślają znaczenie pracy w świetle rosnącego
problemu zaburzeń glikemii u ciężarnych i związanego z tym
ryzyka powikłań ciąży, oraz wywołanymi hiperinsulinomią
i wahaniami glikemii zaburzeniami metabolizmu substratów
energetycznych i akumulacji tkanki tłuszczowej u noworodka.
Według: Savvidou M, Nelson SM, Makgoba M, Messow
C-M, Sattar N, Nicolaides K. First-trimester prediction of gestational Diabetes Mellitus: Examining the Potential of combining Materna Characteristics and laboratory measures.
Diabetes 2010; 59: 3017-3022.
Opracowała: Joanna Góralska
Zakład Biochemii Klinicznej Katedry Biochemii Klinicznej,
CMUJ w Krakowie
Związek między stężeniem witaminy D
a cukrzycą
Cukrzyca jest chorobą metaboliczną o różnorodnej etiologii. Zachorowalność na tę chorobę nieustannie wzrasta na
całym świecie. Szacuje się, że całkowita liczba osób chorych na cukrzycę na całym świecie wzrośnie z 171 mln
w 2000 roku do 366 mln przed 2030 rokiem. Wyniki ostatnio
przeprowadzonych badań u ludzi i na zwierzętach sugerują,
że witamina D może odgrywać rolę w modyfikowaniu ryzyka
rozwoju cukrzycy zarówno typu 1, jak i typu 2.
Cukrzycę typu 1 wiąże się z autoimmunologicznym niszczeniem komórek β wysp trzustki prowadzącym do całkowitego
braku insuliny. W cukrzycy typu 2 dochodzi do upośledzenia
funkcji komórek β wysp trzustki, rozwoju insulinooporności i ogólnoustrojowego stanu zapalnego. Istnieją dowody
potwierdzające wpływ witaminy D3 na szlaki metaboliczne
w obu typach cukrzycy w sposób bezpośredni (przez aktywację receptorów dla witaminy D) oraz pośredni (przez
regulację homeostazy wapnia). Krążąca 1,25-dihydroksy
witamina D3 może być wiązana przez receptory dla witaminy D obecne na komórkach β wysp trzustki. Działanie witaminy D3 może być wynikiem aktywacji 25(OH) D3 przez
1-α-hydroksylazę w komórkach β. Witamina D3 może bezpośrednio wzmacniać wrażliwość na insulinę przez stymulowanie ekspresji receptorów insuliny i/lub przez aktywację
receptora aktywowanego przez proliferatory peroksysomów
(PPAR-δ), czynnika transkrypcyjnego włączonego w regulację metabolizmu kwasów tłuszczowych w mięśniach szkiele-
Przegląd piśmiennictwa
towych i tkance tłuszczowej. Witamina D3 może także wpływać na wydzielanie insuliny i insulinowrażliwość, pośrednio
poprzez regulację stężenia zewnątrzkomórkowego jonów
wapnia i przepływu przez błony komórkowe w komórkach
β trzustki i obwodowych tkankach, na które działa insulina.
Ponadto witamina D3 wykazuje działanie immunomodulujące na aktywność komórek T.
Wyniki badań wskazują, że suplementacja witaminy D
w ciąży, podczas laktacji lub w okresie niemowlęcym wiąże
się ze zmniejszeniem ryzyka rozwoju cukrzycy typu 1. Zaobserwowano także związek między niedoborem witaminy
D3 i występowaniem cukrzycy typu 2. Natomiast u zdrowych
dorosłych osób wykazano brak wpływu suplementacji witaminy D na poziom glikemii. Stwierdzono, że jednoczesna suplementacja witaminy D i wapnia może opóźniać progresję
cukrzycy u osób dorosłych z upośledzoną tolerancją glukozy. Wydaje się jednak, że zdefiniowanie roli witaminy D i jej
potencjalnego wpływu w zapobieganiu i leczeniu cukrzycy
wymaga przeprowadzenia dalszych badań.
Według: Pittas AG, Dawson-Hughes B. Vitamin D and diabetes. J Steroid Biochem Mol Biol 2010; 121: 425-9
Opracowała: Agnieszka Pater
Katedra i Zakład Diagnostyki Laboratoryjnej, SU w Bydgoszczy
stwierdzono cukrzycy i jawnej niewydolności nerek. Do badania zakwalifikowano 200 osób (100 z otyłością – BMI ≥30
kg/m2, 100 bez otyłości – BMI ≤27 kg/m2). Stwierdzono istotnie wyższą zawartość żelaza labilnego w moczu chorych
z otyłością. Wzrost ten był niezależny od wieku i nadciśnienia. Wykazano również wyższe stężenie żelaza labilnego
u osób z zespołem metabolicznym. Jednocześnie oznaczano stężenie ferrytyny, cholesterolu całkowitego, cholesterolu
HDL, cholesterolu LDL, kreatyniny. Nie wykazano istotnych
statystycznie różnic poziomu ferrytyny pomiędzy badanymi
grupami, jak również nie wykazano korelacji stężenia ferrytyny z poziomem żelaza labilnego w moczu. Wysokie stężenie żelaza labilnego u osób z otyłością były niezależne od
innych towarzyszących chorób. Wyniki badań wskazują, że
stres oksydacyjny może być jednym z czynników w rozwoju
chorób towarzyszących otyłości, a żelazo katalityczne może
być markerem stresu oksydacyjnego.
Według: Thethi TK, Parsha K, Rajapurkar M, Mukhopadhyay
B, Shah S, Yau CL, Japa S, Fonseca V. Urinary catalytic iron
in obesity. Clin Chem 2011 Feb; 57(2): 272-8.
Opracowała: Ewa Leporowska
Zakład Diagnostyki Laboratoryjnej, WCO, Poznań
Żelazo katalityczne w moczu osób z otyłością
Ponad 400 milionów dorosłych na świecie cierpi na otyłość,
która związana jest ze wzrostem zachorowania na cukrzycę
typu 2 i choroby sercowo-naczyniowe. Wyniki wielu badań
wskazują również na związek pomiędzy otyłością a rozwojem przewlekłej niewydolności nerek. W związku z tym
zakłada się, że prawdopodobnie istnieje mechanizm łączący otyłość, cukrzycę typu 2, choroby sercowo-naczyniowe
i przewlekłą niewydolność nerek.
Żelazo katalityczne określane również jako labilne jest formą
chemiczną żelaza, które uczestniczy w reakcjach oksydacyjno-redukcyjnych. Ta właściwość czyni żelazo potencjalnie
niebezpiecznym, ze względu na udział w procesie generacji
reaktywnych form tlenu.
W naszym organizmie znajduje się około 3-5 g żelaza całkowitego, z czego pulę labilną szacuje się na <70-90 mg. Istnieją dwie przesłanki wskazujące na udział labilnego żelaza
w patogenezie wspomnianych chorób: jego wzrost i protekcyjne działanie w procesie chelatacji. Ponadto żelazo labilne może uczestniczyć w procesach uszkodzenia komórek.
Takie potencjalnie szkodliwe działanie odnotowano między
innymi w przypadku ostrej i przewlekłej niewydolności nerek,
chorobach sercowo-naczyniowych i neurodegeneracyjnych.
Celem pracy było wykazanie podwyższonego stężenia żelaza labilnego w moczu chorych z otyłością, u których nie
237