ROLA SZLAKU SYGNAŁOWEGO SONIC

Transkrypt

POSTĘPY BIOLOGII KOMÓRKI
TOM 39 2012 NR 3 (531–553)
ROLA SZLAKU SYGNAŁOWEGO SONIC HEDGEHOG
W NOWOTWORZENIU: MACIERZYSTE KOMÓRKI
NOWOTWOROWE, OPORNOŚĆ WIELOLEKOWA,
ANGIOGENEZA*
ROLE OF SONIC HEDGEHOG PATHWAY IN CARCINOGENESIS: CANCER
STEM CELLS, MULTIDRUG RESISTANCE, ANGIOGENESIS
Małgorzata STATKIEWICZ1, Maciej MAŁECKI1,2
Zakład Biologii Komórki, Centrum Onkologii - Instytut, Warszawa,
Zakład Biologii Molekularnej, Warszawski Uniwersytet Medyczny
1
2
Streszczenie: Szlak sygnałowy Sonic Hedgehog (SHH) odgrywa istotną rolę w powstawaniu
i rozwoju wielu typów nowotworów. Jego biologiczne znaczenie nie jest do końca poznane. Teoria
istnienia nowotworowych komórek macierzystych tłumaczy w jaki sposób morfogen SHH może mieć
wpływ na przerzutowanie i samoodnowę komórek nowotworowych. Ponadto, odkryto silny związek
między SHH a czynnikiem wzrostu śródbłonka naczyniowego VEGF, który ma zasadnicze znaczenie
w waskularyzacji, a tym samym w promowaniu wzrostu guzów nowotworowych i metastazie.
Wskazuje się, że konstytutywna aktywacja szlaku Sonic Hedgehog przyczynia się również do
oporności nowotworów na leczenie cytostatykami. Wstępne badania wskazują, że wysoka aktywność
szlaku SHH jest skorelowana ze wzrostem ekspresji transporterowych białek błonowych ABC i tym
samym zmniejszoną wrażliwością komórek nowotworowych na stosowane terapeutyki.
Słowa kluczowe: Sonic hedgehog, nowotworowe komórki macierzyste, oporność wielolekowa,
angiogeneza
Summary: Sonic Hedgehog pathway plays an important role in the formation and development of
many types of cancer. Its biological significance is not fully understood. Cancer stem cell theory
explains how SHH may influence on metastasis and self-renewal of cancer cells. Furthermore, it was
discovered a strong link between SHH and vascular endothelial growth factor VEGF, which is
essential for vascularization, and thus in promoting tumor growth and metastasis. The constitutive
activation of Sonic Hedgehog pathway also contributes to resistance of tumors to treatment with
cytostatics. Preliminary studies indicate that the high activity of SHH pathway is correlated with an
increased expression of ABC transporter membrane proteins and reduced sensitivity of tumor cells
towards therapeutics.
Key words: Sonic hedgehog, cancer stem cells, multidrug resistance, angiogenesis
*Praca powstała w ramach realizacji projektu badawczego nr NN 405615238
finansowanego przez MNiSzW
532
M. STATKIEWICZ, M. MAŁECKI
CHARAKTERYSTYKA SZLAKU SONIC HEDGEHOG
Sonic Hedgehog (SHH) jest najlepiej zbadanym białkiem z rodziny Hedgehog
u kręgowców. Białko SHH powstaje jako 45kDa prekursor i podlega
autokatalitycznemu rozszczepianiu do N-końcowej 19kDa domeny sygnalizacyjnej
i około 25kDa C-końcowej domeny katalitycznej. Podczas cięcia białka
prekursorowego, do ostatniego aminokwasu N-domeny dodawana jest cząsteczka
cholesterolu, która nadaje białku charakter hydrofobowy i umożliwia
przytwierdzanie go do błony komórkowej [44]. Dodatkowo, efekt ten wzmaga
przyłączanie reszty palmitynianu do N-końca białka SHH. Modyfikacje lipidowe
białka Sonic Hedgehog są niezbędne do jego prawidłowego funkcjonowania,
warunkują konformacje białka oraz odpowiednie ułożenie w przestrzeni domeny
sygnałowej N-SHH [55]. Białko SHH oddziaływuje z komórkami docelowymi za
pośrednictwem receptora błonowego zbudowanego z dwóch transbłonowych
białek: patched (PTCH1) i smoothened (SMO), których ekspresja zależy od
aktywności szlaku SHH. Pobudzenie szlaku powoduje zwiększenie ekspresji
genów kodujących oba białka receptorowe [5]. PTCH1 jest białkiem wiążącym
SHH, zaś białko SMO jest cząsteczką przenoszącą sygnał do wnętrza komórki.
Gdy białko SHH jest nieobecne, podjednostka SMO jest związana, a tym samym
hamowana przez podjednostkę PTCH1. Kiedy SHH pojawi się i zwiąże z PTCH1,
inhibicja jest znoszona, a SMO aktywuje kaskadę zdarzeń w komórce prowadzącą
do translokacji czynników transkrypcyjnych GLI do jądra komórkowego [51, 16]
i aktywacji transkrypcji genów zależnych od SHH takich jak HOX, WNT, FGF-4,
VEGF, CAPN1, NRP [31, 38].
Oprócz kluczowej roli w embriogenezie, szlak Sonic Hedgehog odgrywa rolę
w promocji wzrostu guzów nowotworowych i w utrzymywaniu oporności na
leczenie nowotworów, takich jak: rak płuc, przełyku, dróg żółciowych, trzustki
i prostaty [21, 52].
ROLA SHH W NOWOTWORACH
Zidentyfikowanie mutacji PTCH1 w komórkach somatycznych u chorych
z Zespołem Nabłoniaków Znamionowych, pierwszy raz wskazało na rolę szlaku
Sonic Hedgehog w nowotworzeniu. Zaobserwowano, że pacjenci cierpiący na te
schorzenia mieli duże predyspozycje do rozwoju raka podstawnokomórkowego
skóry, rdzeniaka zarodkowego i mięsaka prążkowanokomórkowego [29, 33].
Później, zidentyfikowano również zmiany genetyczne w innych elementach szlaku
SHH, takie jak: mutacje SMO w raku podstawnokomórkowym skóry i rdzeniakach,
SUFU w rdzeniakach, GLI1 i GLI3 w raku gruczołowym trzustki czy GLI1
w glejakach [74, 75, 53, 52, 66, 34]. Wzrost aktywności szlaku Sonic Hedgehog
jest potwierdzany w coraz większej liczbie nowotworów: raku
ROLA SZLAKU SYGNAŁOWEGO SONIC HEDGEHOG W NOWOTWORZENIU…
drobnokomórkowym płuc, raku żołądka
pokarmowego, raku trzustki i prostaty [21].
i
górnego
odcinka
533
przewodu
RYCINA 1. Schemat szlaku sygnałowego Sonic Hedgehog. Białko SHH wiąże się z receptorem
PTCH1. Dochodzi do uwolnienia białka SMO, czego wynikiem jest przejście czynnika
transkrypcyjnego GLI do jądra komórkowego i w konsekwencji aktywacja transkrypcji genów
FIGURE 1. Scheme of the Sonic Hedgehog signaling pathway. SHH protein binds to a receptor
PTCH1. This leads to release of SMO protein, what causes the transcription’s factor GLI transition to
the nucleus and as a result activation of genes transcription
Opisywanych jest kilka modeli aktywacji szlaku SHH w nowotworach [31]:
1. W sygnalizacji nie uczestniczy ligand Shh, aktywacja szlaku jest wywołana
mutacjami w genach PTCH1 lub SMO, wywołującymi zmiany w komórce.
Zbadano, że mutacja w genie PTCH1 jest główną przyczyną aktywacji szlaku SHH
w rdzeniarkach [1].
2. Za pośrednictwem liganda Shh, sygnalizacja autokrynna. Komórki
nowotworowe produkują ligand Shh, który stymuluje aktywność szlaku Sonic
Hedgehog w sąsiednich komórkach nowotworowych [1].
3. Z pośrednictwem liganda, sygnalizacja parakrynna, ligandy Shh działają na
komórki od nich oddalone:
534
a. Niezłośliwe komórki podścieliska produkują ligand Shh potrzebny komórkom
nowotworowym do proliferacji. Stwierdzono, że ligandy shh produkowane przez
komórki pochodzące ze szpiku kostnego, śledziony i węzłów chłonnych działają na
komórki nowotworowe B chłoniaka i szpiczaka mnogiego, aktywując w nich szlak
SHH, tym samym umożliwiając ich wzrost i przeżycie. Traktowanie zaś komórek
antagonistą SMO indukowało ich śmierć i spadek ekspresji BCL2 in vitro i in vivo
[1, 15, 77, 70].
b. Komórki nowotworowe produkują Shh, który aktywuje sygnalizację SHH
w niezłośliwych komórkach podścieliska i komórkach endotelialnych [77, 70, 69].
Powoduje to produkcję różnych czynników w mikrośrodowisku guza
nowotworowego, wspierających angiogenezę (czynnik wzrostu insuliny 2 lub
czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego) i proliferację komórek
nowotworowych [32, 54, 36]. Wstrzykując myszom komórki ludzkiego raka
trzustki i jelita grubego stwierdzono, że ekspresja ligandów shh w komórkach
nowotworowych powoduje wzrost aktywności szlaku SHH w nienowotworowych
komórkach mysich [77].
c. Ligandy Shh działają na małą populację nowotworowych komórek
macierzystych. Konstytutywna aktywacja szlaku SHH podczas naprawy
i regeneracji tkanek może promować nowotworzenie. Nadekspresję białek szlaku
SHH stwierdzono w komórkach raka piersi o cechach macierzystych CD44+CD24/lowLin- [21].
Wzrost aktywności szlaku SHH zaobserwowano w wielu różnych typach
nowotworów, dlatego ważne jest dokładniejsze zrozumienie w jaki sposób zmiany
w sygnalizacji SHH wpływaja na rozwój chorób nowotworowych [1]. W niniejszej
pracy zwrócono szczególną uwagę na wpływ SHH na biologię macierzystych
komórek
nowotworowych,
oporność
wielolekową
i
angiogenezę
w nowotworzeniu.
SONIC HEDGEHOG A NOWOTWOROWE KOMÓRKI
MACIERZYSTE
Informacje pochodzące z badań nad wieloma ludzkimi nowotworami, takimi
jak: glejak, rak piersi, rak gruczołowy trzustki, szpiczak mnogi czy przewlekła
białaczka szpikowa sugerują, że szlak SHH reguluje metabolizm macierzystych
komórek nowotworowych CSC (ang. Cancer Stem Cells) [1]. Komórki CSC to
komórki mające zdolność do samoodnowy oraz różnicowania się w różne typy
komórek nowotworowych.
Badania przeprowadzone na mysim modelu przewlekłej białaczki szpikowej
wskazały, że podwyższona aktywność szlaku SHH w komórkach o cechach
macierzystych, związana jest z nadekspresją SMO. Inhibicja SMO cyklopaminą
powoduje zmniejszenie liczby komórek LCS, co prwadzi do wydłużenia czasu
nawrotu choroby po zakończonej terapii. Utrata aktywności białka Smo upośledza
535
odnowę komórek układu krwiotwórczego i hamuje rozwój przewlekłej białaczki
szpikowej. Obecność białaczkowych komórek macierzystych może być powodem
nieskutecznej terapii immanitibem. Wydaje się, że to właśnie te komórki są
odpowiedzialne za nawrót choroby po zakończonej chemioterapii. Inhibicja białka
SMO może okazać się skuteczną strategią w leczeniu przewlekłej białaczki
szpikowej [14, 79]. Wykazano, że komórki macierzyste glejaka, u których
stwierdzono wysoką ekspresję GLI1, SHH i PTCH1, są zdolne do samoodnowy
i indukują guzy nowotworowe u myszy. Podawanie cyklopaminy powodowało
spadek zdolności proliferacyjnych komórek i zmniejszenie wielkości guza
w sposób zależny od jej stężenia. Podobne efekty otrzymano po zastosowaniu
rekombinowanego lentiwirusa wyciszającego specyficznie ekspresję SMO.
W wykonanych testach klonogenności zbadano zdolność macierzystych komórek
glejaka do tworzenia klonów. Wykazano, że cyklopamina powoduje zahamowanie
tworzenia klonów, zaś dodawanie egzogennego shh powoduje zwiększenie
wielkości klonów [8]. Podobne wyniki otrzymali Clement i wsp. [3]. Komórki
o cechach macierzystych glejaka wielopostaciowego traktowane cyklopaminą nie
tworzyły klonów, co stanowi dowód na to, że ich zdolności proliferacyjne zostały
zahamowane. Tak traktowane komórki wszczepiane do myszy nie miały również
zdolności do indukowania guzów, co sugeruje, że komórki macierzyste, niezbędne
do inicjowania tego procesu zostały upośledzone. Ponadto cyklopamina powoduje
zwolnienie wzrostu macierzystych komórek glejaka o wysokiej ekspresji GLI1, co
wskazuje na jej specyficzność względem szlaku SHH. Udowodniono, że
traktowanie komórek specyficznym dla GLI1 shRNA również upośledzało
zdolności proliferacyjne komórek glejaka. Ponadto, w komórkach glejaka
o cechach macierzystych, rosnących po izolacji w neurosferach wykazano wysoki
poziom GLI1, GLI2, SMO i PTCH1 [3]. Komórki raka piersi izolowane z guzów
myszy, u których stwierdzono obecność markerów macierzystych i które mają
zdolność indukowania guzów, również wykazują podwyższoną ekspresję GLI1,
GLI2 i PTCH1. Wykazano, że zmiany w szlaku Sonic Hedgehog w CSC mają
wpływ na ekspresję regulatora BMI-1, odgrywającego ważną rolę w samoodnowie
normalnych komórkach macierzystych. Przeprowadzone doświadczenia, w których
modulowano aktywność szlaku przy użyciu ligandów Shh oraz cyklopaminy bądź
siRNA skierowanym przeciwko czynnikom GLI, potwierdziły, że wzrost lub też
spadek aktywności sygnalizacyjnej zmienia ekspresję BMI-1 w komórkach
macierzystych raka piersi, a także moduluje ich potencjał rakotwórczy in vitro i in
vivo [43]. Aktywacja szlaku Sonic Hedgehog przez ligandy Shh, powodowała
samoodnowę komórek CSC czerniaka i ich rozrost, podczas gdy antagonista białka
SMO- cyklopamina lub neutralizujące przeciwciało 5E1 indukowało różnicowanie
się komórek i stratę potencjału szybkiego wzrostu. Szlak SHH może więc
decydować o losie komórek CSC, o ich szybkim namnażaniu lub różnicowaniu
[41]. Wyniki z badań przeprowadzonych na czerniaku pokazują, że szlak SHH
może pośredniczyć w interakcjach pomiędzy CSC, zróżnicowanymi komórkami
nowotworowymi oraz mikrośrodowiskiem [1].
536
Oprócz zaangażowania w formowanie guza, komórki CSC odpowiadają
również za jego progresję i tworzenie przerzutów [46, 56].
Porównywano komórki nowotworowe z pierwotnego raka okrężnicy oraz
komórki z ognisk przerzutowania wyizolowane z wątroby pod względem
aktywności szlaku SHH. Wykryto podwyższoną ekspresję GLI1, GLI2, PTCH1
i SHH w komórkach nowotworowych w porównaniu z ich poziomem w zdrowych
komórkach obu tych organów. Traktowanie komórek in vitro cyklopaminą
powodowało spadek proliferacji i wzmożoną apoptozę komórek. Wstrzykiwanie
myszom komórek nowotworowych stransfekowanych shSMO i GLI3R nie
wywoływało u nich rozwoju guzów, zaś komórki cechujące się nadekspresją GLI1
i wyciszone shPTCH1 powodowały rozwój nowotworu. Ponadto, zaobserwowano,
że podawanie zwierzętom z już rozwiniętym nowotworem GLI1 i shPTCH1
powoduje intensywny wzrost guzów. Odwrotny efekt otrzymywano po traktowaniu
zwierząt shSMO i cyklopaminą. Traktowanie guzów cyklopaminą spowodowało
ich zanik, a sosowanie inhibitora odpowiednio długo, powodowało, że nowotwór
się nie odnawiał. Zaobserwowano, że wstrzykiwanie myszom doogonowo komórek
raka okrężnicy powodowało tworzenie przerzutowych zmian chorobowych
w płucach. Te same komórki stransfekowane shSMO nie powodowały wzrostu
guzów wtórnych, zaś podawanie GLI1 redukuje inhibicję wywołaną shSMO.
Aktywność szlaku SHH jest niezbędna do tworzenia przerzutów przez
nowotworowe komórki macierzyste raka okrężnicy, a poziom SHH moduluje
szybkość ich samoodnowy. Komórki CSC stanowią niewielki procent komórek
raka okrężnicy, a ich populacja jest modulowana przez szlak SHH in vivo [72].
W komórkach raka trzustki cyklopamina powoduje zmniejszenie zdolności
inwazyjnych komórek nowotworowych. Nadekspresja GLI1 prowadzi do
rozwinięcia tych zdolności. W modelach kserograficznych cyklopamina znacząco
hamuje metastazę. U myszy traktowanych inhibitorem SMO nie dochodziło do
powstawania przerzutów w płucach, w porównaniu ze zwierzętami kontrolnymi.
Równoczesne stosowanie gemcytabiny i cyklopaminy powoduje zahamowanie
metastazy, jednocześnie znacząco zmniejszając rozmiar pierwotnego guza. Poziom
GLI1 był podniesiony w tkankach, w których pojawiły się przerzuty w porównaniu
z tkankami z guzów pierwotnych [23].
CSC to mała populacja komórek nowotworowych charakteryzujących się
możliwościami samoodnowy i indukcji pierwotnych oraz wtórnych zmian
nowotworowych. Prawdopodobnie są one odpowiedzialne za nawrót choroby po
zakończonej chemioterapii. Szlak SHH reguluje ekspresję genów
odpowiedzialnych za cechy macierzyste komórek nowotworowych [1].
Zahamowanie aktywności szlaku SHH blokerami, takimi jak: cyklopamina,
przeciwciało 5E1, lentiwirusowe wektory i ryboksynukleotydy wyciszające
elementy szlaku, może być strategią wzmacniającą efekty chemioterapii. Kontrola
szlaku Sonic Hedgehog w CSC oferuje nowe możliwości leczenia nowotworów.
Można połączyć ich działanie na szlak SHH ze związkami stosowanymi w terapii
konwencjonalnej, które redukują wielkość guzów nowotworowych.
537
OPORNOŚĆ WIELOLEKOWA – DEFINICJA
I CHARAKTERYSTYKA
MDR (ang. MultiDrug Resistance) jest to zjawisko polegające na
równoczesnym nabyciu przez komórki nowotworowe oporności na kilka różnych,
niezwiązanych ze sobą substancji terapeutycznych, po zastosowaniu pojedynczego
cytostatyku. Istnieje kilka mechanizmów odpowiedzialnych za pojawienie się tej
szczególnej niewrażliwości w komórkach nowotworowych. Należy tu wymienić:
zmiany w szybkości wnikania leków, magazynowanie leków w określonych
strukturach komórkowych (uniemożliwiające ich dotarcie do molekularnego celu),
inaktywacja lub detoksykacja leku zależna od glutationu, zmniejszenie wychwytu
leku, rozregulowanie apoptotycznych szlaków, zaburzenia w metabolizmie
enzymów i procesach naprawczych DNA, a także zwiększenie wypływu leków
w wyniku nadekspresji genów kodujących transportujące białka ABC [24, 28].
Transmembranowe białka transportujące (ang. Adenosine triphosphate–binding
cassette ABC transporters) to wyspecjalizowane molekularne pompy, które mogą
brać udział w przenoszeniu substratów w poprzek błon biologicznych, wbrew
gradientowi stężeń, wykorzystując energię uwalnianą w wyniku hydrolizy ATP
[13]. Pompy ABC zakwalifikowano do jednej rodziny białek na podstawie ich
sekwencji, budowy domen wiążących nukleotydy (zawierających specyficzne
motywy-Walker A i Walker B) oraz charakterystycznego motywu C-loop.
Funkcjonalny transporter zazwyczaj zawiera dwie transmembranowe domeny
i dwa miejsca wiążące nukleotydy. Transmembranowe domeny zawierają 6-12 α
heliks i są odpowiedzialne za determinowanie specyficzności substratowej. Dwa
miejsca wiążące nukleotydy wiążą i hydrolizują ATP, tym samym dostarczając
energii pompom do przenoszenia substancji wbrew gradientowi stężeń [47]. Białka
ABC katalizują transport bardzo szerokiego wachlarza substancji, chociaż
prawdopodobnie są to wyspecjalizowane molekuły odgrywające rolę w opiece
komórek przed konkretnymi grupami związków toksycznych [59]. Przykładowo,
znana już od lat sześćdziesiątych pompa P-gp rozpoznaje jako swoje substraty
cząsteczki wysoce hydrofobowe, najczęściej o charakterze kationów, natomiast
białko MRP preferuje organiczne aniony [57].
W ludzkim genomie zidentyfikowano 48 genów kodujących transportery ABC,
z których 12 jest zaangażowanych w utrzymywanie oporności na czynniki
chemoterapeutyczne [40]. Są to przede wszystkim: P-glikoproteina (MDR1/Pgp,
ABCB1) [35], białko oporności wielolekowej (ang. MRP1 Multidrug Resistance
(-associated) Protein) [9], białko oporności raka sutka BCRP (ang. Brest Cancer
Resistance Protein) [17] oraz białko raka płuc związane z opornością (ang. LRP,
Lung cancer Resistance-related Protein) [42, 58]. Występowanie tych
licznych, działających niespecyficznie substratowo pomp i ich podwyższona
ekspresja w komórkach nowotworowych, jest jednym z mechanizmów, na którym
opiera się oporność wielolekowa MDR [28].
538
TABELA 1. Białka oporności wielolekowej należące do rodziny ABC. Na podstawie
przeprowadzonych badań określono udział poszczególnych transporterów ABC w oporności na
cytostatyki [18]
TABLE 1. Proteins being a part of ATP-binding cassette transporters superfamily. The role of
particular ABC transporters in resistance to cytostatics was determined on the grounds of the carried
out research [18]
GEN
BIAŁKO
TRANSPORTOWANY LEK
ABCB1
PGP/MDR
Doksorubicyna, etopozyd, winblastyna, paklitaksel
ABCC1
MRP1
ABCC2
MRP2
Winblastyna, cisplatyna, doksorubicyna, metotreksat
ABCC3
MRP3
Metotreksat, etopozyd
ABCC4
MRP4
6-merkaptopuryna, 6-tioguanina, metotreksat i jego metabolity
ABCC5
MRP5
6-merkaptopuryna, 6-tioguanina, metotreksat i jego metabolity
ABCC6
MRP6
Etopozyd
ABCG2
MXR/BCRP
Doksorubicyna, daunorubicyna, winkrystyna, etopozyd,
metotreksat
Mitoksantron, topotekan, doksorubicyna, daunorubicyna, irinotekan,
metotreksat, imatinib
Opisywanych jest kilka modeli tłumaczących jak dochodzi do rozwinięcia
oporności wielolekowej w komórkach nowotworowych. W modelu klasycznym
zakłada się, że guz składa się z ogółu komórek nowotworowych (zaznaczonych na
niebiesko), z których część nabyła oporność na leki w wyniku zachodzących
w nich zmian genetycznych (zaznaczone na czerwono). Po zastosowaniu
chemioterapii, to właśnie te komórki przeżywają i mnożą się, powodując, że guz
po regeneracji składa się z potomnych komórek opornych [47].
RYCINA 2. Rozwój oporności wielolekowej w komórkach nowotworowych [47, zmieniono]. Model
opornych komórek nowotworowych. Zakłada, że w wyniku mutacji genetycznych część komórek
nowotworowych nabiera oporności na cytostatyki. Są to komórki odpowiedzialne za regeneracje guza
po chemioterapii
FIGURE 2. The development of multidrug resistance in cancer cells [47, modified]. Model of
resistant cancer cells. Assume that as a result of genetic mutation some tumor cells become resistant
to the cytostatics. These are the cells responsible for regenerating the tumor after chemotherapy
539
Model nowotworowych komórek macierzystych postuluje, że pierwotny guz
zawiera małą populację komórek macierzystych, naturalnie opornych na
cytostatyki, cechujących się wysoką ekspresją białek transportujących ABC
(zaznaczone na czerwono) i ich zróżnicowanych komórek potomnych (zaznaczone
na niebiesko). Po ekspozycji na leki, tylko te pierwsze (eksprymujące transportery
leków) przeżywają, dzielą się i odbudowują guz zbudowany teraz z komórek
macierzystych i zróżnicowanych komórek od nich pochodzących [47].
z macierzystymi komórkami nowotworowymi. Postuluje, że w guzie jest obecna mała populacja
nowotworowych komórek macierzystych, które są oporne na cytostatyki. Po zakończonej
chemioterapii nowotworowe komórki macierzyste mnożą się i różnicują, odtwarzając masę guza
FIGURE 3. The development of multidrug resistance in cancer cells [47, modified]. Model of cancer
stem cells. Postulate that now-a-days there is a small population of cancer stem cells in the tumor,
which are resistant to cytostatics. After the completed chemotherapy, cancer stem cells proliferate and
differentiate, recreating the tumor mass
Model nabytej oporności komórek macierzystych jest podobny do
poprzedniego modelu; guz zawiera małą populację komórek macierzystych
(zaznaczonych na czerwono) i ich komórki potomne (zaznaczone na niebiesko),
jednak po ekspozycji na chemioterapię, komórki macierzyste guza przeżywają,
a część z nich ulega mutacjom genetycznym, zyskując oporność na cytostatyki
[47]. W taki sposób powstaje populacja potomnych, bardziej zróżnicowanych,
opornych komórek nowotworowych np. zmiany genetyczne w ludzkich komórkach
białaczki i chłoniaka powodują podwyższoną ekspresję transportera ABCB1 [11].
Zbadano, że nowotwór, który rozwijał się z prekursorów nowotrworowych
komórek macierzystych lub ich wczesnych stadiów tworzy szybciej przerzuty,
które zbudowane są z komórek fenotypowo heterogennych. Przerzuty powstające
z CSC w późniejszym stadium rozwoju są bardziej homogenne i maja bardziej
ograniczony potencjał metastatyczny [64].
540
opornych macierzystych komórek nowotworowych. Zakłada, że macierzyste komórki nowotworowe,
które są obecne w guzie, nabierają w czasie chemioterapii oporności na cytostatyki. Komórki takie
w wyniku nabytych mutacji, przeżywają, dzielą się, różnicują i odtwarzają guz nowotworowy
resistant cancer stem cells. Assume that during chemotherapy cancer stem cells, which are present in
tumors, acquire cytostatics resistance. Such cells as a result of acquired mutations survive, divide,
differentiate and restore tumor
W ostatnim modelu założono, że zarówno nowotworowe komórki macierzyste
(zaznaczone na czerwono), jak i komórki zróżnicowane (zaznaczone na niebiesko)
są z natury odporne na leki i chemioterapia będzie miała niewielki wpływ na guz,
który nadal będzie kontynuował swój wzrost i rozwój [47] np. wszystkie komórki
raka nerki mają wysoką ekspresję ABCB1, co przyczynia się do ich
chemooporności [11].
opornych komórek nowotworowych i opornych macierzystych komórek nowotworowych. Oba typy
komórek nowotworowych, komórki macierzyste i komórki zróżnicowane są oporne na cytostatyki
i pomimo chemioterapii, guz nowotworowy zwiększa swoją masę
resistant cancer cells and resistant cancer stem cells. Both types of cancer cells, stem cells and
differentiated cells are resistant to cytostatics and despite of chemotherapy, the tumor increases its
mass
Do tej pory nie udało się pokonać zjawiska oporności wielolekowej, której
mechanizmy nadal są największym problemem ograniczającym skuteczne leczenie
chorych onkologicznych. Regulacja transporterów ABC podczas nowotworzenia
jest jeszcze słabo poznana, a kliniczne wysiłki zahamowania ich funkcji najczęściej
bezowocne. Jednakże poszukuje się związków między ekspresją transbłonowych
541
białek transportujących zależnych od ATP w komórkach nowotworowych,
a aktywnością szlaków metabolicznych (takich jak szlak Sonic Hedgehog), których
wzmożoną sygnalizację stwierdzono w wielu typach nowotworów. Wykazano, że
konstytutywna aktywacja szlaku Sonic Hedgehog wzmacnia wzrost komórek
nowotworowych oraz obniża wrażliwość tych komórek na leczenie różnymi
cytostatykami [10].
SONIC HEDGEHOG – ROLA W UTRZYMYWANIU
OPORNOŚCI WIELOLEKOWEJ
Song i wsp. [63] prowadzili badania zmierzające do odpowiedzi czy
zablokowanie szlaku Sonic Hedgehog może wzmocnić efektywność chemioterapii.
Wszczepiając myszom komórki HGC-27, indukowano wzrost guzów
nowotworowych. Gdy guzy osiągały odpowiedni rozmiar, podawano myszom
cyklopaminę, inhibitor białka SMO oraz oksaliplatynę. U myszy, którym
podawano oksaliplatynę guzy były znacznie mniejsze, niż u zwierząt nie
leczonych. Ponadto, guzy wykazywały znaczną inhibicję wzrostu kiedy były
traktowane oksaliplatyną w kombinacji z cyklopaminą. Oznacza to, że odpowiedź
guza na chemioterapeutyk została wzmocniona kiedy zablokowano szlak SHH.
Żeby dodatkowo zbadać ten efekt podawano myszom inny inhibitor szalku SHH5E1. Bloker skutecznie uniemożliwia wiązanie się SHH do receptora PTCH1.
Rezultaty pokazały, że podawanie myszom 5E1 i oksaliplatyny prowadzi do
wyraźnego zwolnienia wzrostu guza w porównaniu z guzami traktowanym tylko
oksaliplatyną. Zahamowanie szlaku SHH obniża oporność komórek
nowotworowych na cytostatyki [63].
Część przeprowadzanych obecnie badań koncentruje się wokół określania
funkcji transkrypcyjnego czynnika GLI1 na regulację genów związanych ze
zjawiskiem oporności wielolekowej, a tym samym również na wzrost, utrzymanie
i nawrót nowotworu [20, 78, 39, 71].
Cui i wsp. [10] zbadali rolę szlaku SHH na regulację chemowrażliwości
i chemooporności w komórkach glejaka. Wzmożona aktywacja szlaku SHH
promuje oporność komórek glejaka na czynniki cytostatyczne, a supresja szlaku
może wzmocnić ich wrażliwość na leki, przez obniżenie ekspresji MDR1, MRP1,
LRP, MGMT, Bcl-2 i surwiwiny. Potwierdzono, że zmiany w ekspresji
wymienionych genów są odpowiedzialne, przynajmniej częściowo, za zmniejszoną
wrażliwość komórek glejaka na szeroko stosowane chemostatyki takie jak
winkrystyna (VCR), etoposyd (VP16), cisplatyna (CDDP). Zbadano związek
pomiędzy szlakiem SHH i poziomem transkryptu tych genów i wykazano, że
indukowana farmakologiczna supresja szlaku SHH powoduje spadek ich ekspresji
i przeżywalności komórek glejaka. Hamowanie szlaku SHH i dalsza regulacja
ekspresji genów odpowiedzialnych za oporność wielolekową mogą być potencjalną
542
strategią terapeutyczną dla przezwyciężenia MDR, zwiększenie efektu
chemioterapii i zmniejszenie jej skutków ubocznych [10].
Ji Eun Kim i wsp. [37] zbadali ekspresję SHH, GLI1, Gli2, Gli3 i genu białka
transportującego ABCG2 u pacjentów z chłoniakiem rozlanym z dużych komórek
typu B. Wykazali, że geny były eksprymowane u pacjentów odpowiednio: SHH 91%, GLI1 - 93%, GLI2 - 73% i GLI3 -39% przypadków. Ekspresja ABCG2
została stwierdzona natomiast w 95% przypadkach i była na wysokim poziomie
w 27% z nich. Stwierdzono, że ekspresja SHH pozytywnie korelowała z poziomem
ekspresji transportera ABCG2. Pacjenci z chłoniakiem rozlanym z dużych komórek
typu B u których potwierdzono wysoki poziom ABCG2 wykazywali znacząco
krótszy całkowity czas przeżycia w porównaniu do pacjentów z niskim poziomem
ekspresji ABCG2. Terapeutyczna inhibicja ABCG2 i SHH może spowodować
wzrost wrażliwości pacjenta na chemioterapię i cofnięcie już istniejącej
chemooporności [37].
Sims-Mourtada i wsp. [62] wykazali, że aktywacja szlaku SHH jest związana
z opornością na leczenie u pacjentów chorych na raka gruczołowego przełyku.
Zaobserwowano rozregulowanie poziomu SHH i GLI1 w większości guzów
u pacjentów po chemioradioterapii. Dodatkowo, zaobserwowano znaczący wzrost
aktywności szlaku podczas odrastania guza po nieefektywnym leczeniu
docetakselem u myszy, którym wcześniej podawano komórki nowotworowe drogą
iniekcji. Wskazuje to, że szlak SHH może przyczyniać się do zwiększonej
oporności nowotworów na cytostatyki [62].
W kolejnej pracy Sims-Mourtada i wsp. [61] zbadali czy inhibicja szlaku SHH
w komórkach LNCaP, PC3, DM14 i SEG-1 zmieni ich oporność na różne
chemoterapeutyki. Do wyciszenia szlaku stosowano cyklopaminę. Komórki
traktowano niskimi dawkami metotreksatu, docetakselu i etopozydu. Połączenie
chemioterapii z cyklopaminą powodowało znaczący spadek żywotności komórek
w porównaniu z komórkami traktowanymi tylko jedną z wymienionych wyżej
substancji. Ponadto komórki LNCaP i SEG-1 przed podaniem cytostatyków były
inkubowane z egzogennym białkiem SHH. Zaobserwowano znaczący wzrost
przeżywalności tych komórek po chemioterapii w porównaniu z komórkami,
którym podawano tylko leki bez wcześniejszej stymulacji ligandem SHH.
Stwierdzono również, że traktowanie komórek SEG-1 i PC3 cyklopaminą
powoduje zwiększenie akumulacji cytostatyków wewnątrz komórki. To wszystko
pozwoliło na wnioskowanie, że szlak SHH promuje oporność wielolekową przez
stymulowanie wypompowywania leków z komórek nowotworowych przez
transportery ABC. Dlatego zbadano zależność między aktywnością szlaku SHH
i poziomem ekspresji białek MDR1 i BCRP. Stymulacja komórek LNCaP i SEG-1
ligandami SHH powodowała zwiększoną ekspresję białek MDR1 i BCRP.
Blokowanie czynnika transkrypcyjnego GLI-1 przez siRNA w komórkach SEG-1,
PC3 i DM14, a także traktowanie ich cyklopaminą powodowało spadek ekspresji
MDR1 i BCRP [61].
543
Jedną z przyczyn nieskuteczności stosowanej obecnie w leczeniu nowotworów
chemioterapii jest oporność wielolekowa. Jest kilka mechanizmów prowadzących
do rozwinięcia się tej swoistej niewrażliwości komórek nowotworowych na
leczenie. Jednym z nich jest podwyższony wypływ leków z komórek
nowotworowych za pośrednictwem transporterów ABC. Regulacja tych pomp jest
mało poznana, jednak otrzymane do tej pory wyniki sugerują, że inhibicja szlaku
SHH zmniejsza ekspresję białek ABC, tym samym przyczynia się do obniżenia
oporności na cytostatyki.
Aktualnie w badaniach przedklinicznych i badaniach klinicznych jest kilka
substancji wpływających na inaktywacje szlaku SHH w komórkach
nowotworowych. W fazie klinicznej jest kilka nowych leków specyficznie
oddziaływujących na szlak SHH. BMS-833923 to jedna z nowych substancji,
inhibitor białka SMO, nad którym prowadzone są doświadczenia. Prowadzone są
badania nad wyznaczeniem maksymalnej bezpiecznej dawki leku
w zaawansowanym i dającym przerzuty raku podstawnokomórkowym oraz
eksperymenty nad określeniem bezpiecznej i skutecznej dawki BMS-833923,
podawanej w skojarzeniu z cisplatyną i etopozydem u osób
z niedrobnokomórkowym rakiem płuc, a także w kombinacji z dazatynibem
u chorych z przewlekła białaczką oraz lenalidomidem, deksametazonem
i bortezomibem u pacjentów z nawrotnym lub opornym szpiczakiem mnogim.
Przeprowadzane są również doświadczenia z innymi inhibitorami szlaku SHH, np.
vismodegribem GDC-0449, w celu wyznaczenia możliwych do stosowania,
bezpiecznych dawek u pacjentów z rakiem jajników i rakiem
podstawnokomórkowym, a także w kombinacji z florouracylem i oksaliplatyną
w raku żołądka i przełyku, chlorkiem gemcytabiny w raku trzustki, z cisplatyną
i etopozydem w niedrobnokomórkowym raku płuc [73]. Zanotowano odpowiedź
na
leczenie
GDC-0449
u
chorych
z
zaawansowanym
rakiem
podstawnokomórkowym: u 50% pacjentów z przerzutami i 60% pacjentów bez
przerzutów [7]. Prowadzone są też badania kliniczne nad połączeniem terapii
LDE225, antagonisty SMO, z gemcytabiną (rak trzustki), etopozydem i cisplatyną
(drobnokomórkowy rak płuc), nilotynibem (przewlekła białaczka szpikowa) oraz
florouracylem, leukoworyną, oksaliplatyną, lrinotekanem (rak trzustki).
Równolegle jest badany wpływ PF-04449913, inhibitora szlaku SHH, na
skuteczność chemioterapii w połączeniu z podawaniem pacjentom daunorubicyny
i cytarabiny w ostrej białaczce szpikowej i zespole mielodysplastycznym [73].
Wydaje się, że połączenie konwencjonalnej chemioterapii z inhibicją szlaku
SHH daje nową strategię w leczeniu nowotworów. Dlatego prowadzonych jest
coraz więcej badań klinicznych nad nowymi, potencjalnymi inhibitorami szlaku
w guzach litych i nowotworach układu krwiotwórczgo.
544
ANGIOGENEZA
Angiogeneza to proces tworzenia w organizmie nowych naczyń włosowatych,
mający na celu dostarczenia tkankom składników pokarmowych i tlenu oraz
odbieranie od nich produktów przemiany materii. W warunkach hipoksji
uwalniany jest czynnik HIF (ang. Hypoxis Induced Factor), który uruchamia
kaskadę zdarzeń prowadzącą do wytwarzania nowych naczyń. Ważną rolę
w neowaskularyzacji odgrywa czynnik wzrostu naczyniowo-śródbłonkowego A
VEGF-A (ang. Vascular Endothelial Growth Factor A), który może zostać
aktywowany przez wiązanie się HIF do promotora VEGF-A, jak również
w wyniku oddziaływań z innymi szlakami sygnalizacyjnymi wrażliwymi na
niedobór składników pokarmowych i tlenu. Receptory VEGF-A znajdują się
w filopodiach komórek śródbłonkowych, ich zadaniem jest wiązanie VEGF-A
i rozwój naczyń krwionośnych w kierunku obszarów bogatych w ten czynnik.
Innymi receptorami ważnymi w procesie angiogenezy są receptory komórek
śródbłonka Tie-2 (receptory sygnalizacji kinazy tyrozynowej). Wiążą się do niego:
angiopoetyna-1 (Ang-1), angiopoetyna-2 (Ang-2) i czynnik wzrostu płytkopochodny typu B (PDGF-B). Rola receptorów Tie2 jest podwójna, mogą zarówno
pobudzać jaki i hamować komórki śródbłonka naczyń krwionośnych. Wiązanie
Ang-1 promuje dojrzewanie sieci naczyń krwionośnych, podczas gdy przyłączanie
Ang-2 uwrażliwia komórki śródbłonka na czynniki angiogenne, prowadząc do
destabilizacji naczynia i rozpoczęcia tworzenia nowych naczyń krwionośnych [80].
W przypadku guzów nowotworowych komórki korzystają z istniejącej już sieci
naczyń krwionośnych. W momencie gdy guz uzyskuje zbyt dużą masę tak, że
układ naczyń występujący w danej tkance przestaje mu dostarczać wystarczającej
porcji tlenu i substancji odżywczych, następuje tzw. przełączenie angiogeniczne
(ang. angiogenic switch). Zjawisko to zależy przede wszystkim od stopnia
niedotlenienia guza, pH środowiska, aktywacji onkogenów i penetracji przez
komórki odpornościowe. Powstała w nowotworach sieć naczyń krwionośnych nie
posiada prawidłowej organizacji, jest heterogeniczna, nieszczelna, a krążenie krwi
jest nieregularne. Proces angiogenezy nowotworowej jest przedmiotem badań
wielu naukowców, ponieważ stanowi ważny cel terapii antynowotworowych [2,
45].
WPŁYW SHH NA ANGIOGENEZĘ
Wykazano, że czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego - VEGF, który jest
jednym z czynników TAF (ang. Tumor-Angiogenesis Factors), ma zasadnicze
znaczenie dla angiogenezy w nowotworach i odgrywa kluczową rolę
w promowaniu wzrostu guza i tworzeniu przerzutów. Z tego powodu czynnik ten
stał się przedmiotem wzmożonych badań. Stwierdzono związek pomiędzy
aktywnością szlaku SHH i czynnikiem VEGF. Zanotowano, że szlak SHH
545
w komórkach Hep3B może regulować ekspresje VEGF, a wyciszanie szlaku SHH
przy użyciu siGLI1 i cyklopaminy powoduje spadek ekspresji tego czynnika
w porównaniu do grupy kontrolnej. Zastosowanie razem obu systemów zwiększyło
efekt inhibicji. Dowiedziono tym samym, że gen VEGF jest regulowany przez
szlak sygnałowy SHH i czynnik GLI1. Kombinacja siRNA i cyklopaminy może
zahamować ekspresję VEGF i może być nową drogą leczenia raka
wątrobowokomórkowego [68].
Ponadto, w celu wyjaśnienia związku między ekspresją czynnika wzrostu
śródbłonka naczyniowego C i Sonic Hedgehog zbadano poziom VEGF-C i SHH
w raku płaskonabłonkowym przełyku (ESSC) na materiale pobranym od pacjentów
z rakiem płaskonabłonkowym przełyku i grupie kontrolnej. Poziom VEGF-C
i SHH w ESCC był znacząco wyższy niż w tkankach zdrowych. Ekspresja VEGFC i SHH była istotnie skorelowana z przerzutami do węzłów chłonnych, ale nie
związana z innymi parametrami kliniczno-patologicznymi i przeżyciem pacjentów.
Ekspresja SHH była wyższa w słabo zróżnicowanym raku ESCC [67].
Gang i wsp. [27] zbadali powiąznia szlaku SHH z waskularyzacją
i mikrośrodowiskiem w guzach nowotworowych. Stwierdzili, że stosowanie
egzogennego peptydu Shh spowodowało znaczny wzrost włączania
bromodeoksyurydyny (BrdU), w komórkach śródbłonka in vitro, zaś stosowanie
cyklopaminy efektywnie redukowało proliferację komórek w stosunku do komórek
kontrolnych. Wstrzykując komórki czerniaka mysiego B16F0 do tylnych kończyn
myszy, stwierdzili, że podawanie cyklopaminy razem z komórkami znacząco
osłabiło wbudowywanie się BrdU do komórek nowotworowych i endotelialnych,
co prowadziło do zahamowania wzrostu guza. Wykazali, że receptor PTCH1 jest
zlokalizowany w tkance łącznej przylegającej do guza, zaś SHH jest
eksprymowany przez komórki nowotworowe B16F0. Dodatkowo, autorzy
pokazali, że mysie fibroblasty embrionalne potrzebowały obecności komórek
B16F0 do ekspresji receptora PTCH1, co wskazuje na silne zaangażowanie tkanki
łącznej w sygnalizcje SHH [27].
Przeprowadzone ostatnio badania sugerują, że aktywność szlaku Sonic
Hedgehog w gruczolakoraku przewodowym trzustki również obejmuje działanie
białek szlaku na komórki podścieliska, a nie na same komórki nowotworowe.
Wydaje się, że ligandy Shh mogą mieć wpływ na unaczynienie nowotworów oraz
na komórki pochodzące ze szpiku kostnego [76]. Nakamura i wsp. [76] do
określenia roli ligandów Shh w regulacji angiogenezy w gruczolakoraku przewodu
trzustkowego wybrali mysie modele ksenograficzne, kultury komórek
nowotworowych i pochodzące ze szpiku komórki proangiogenne (BMPC).
Stwierdzili, że cyklopamina obniża ekspresję GLI1 i GLI2 w podścielisku guza, nie
w samych komórkach nowotworowych. Dodatkowo cyklopamina hamuje wzrost
guzów w powiązaniu z regresją unaczynienia, inhibuje przechodzenie do guza
komórek pochodzących ze szpiku kostnego i obniża ekspresję ANG-1 i IGF-1.
Zbadano też, że peptyd Shh pochodzący od komórek gruczolakoraka
przewodowego trzustki indukuje produkcję Ang-1 i IGF-1 w komórkach BMPC,
546
powodując ich wzmożoną migrację i aktywację morfogenezy naczyń włosowatych.
Nakamura i wsp. zidentyfikowali komórki BMPC jako cel ligandów Shh
w gruczolakoraku przewodowym trzustki, sugerując, że komórki pochodzące ze
szpiku mają znaczący wkład w rozwoju nowotworów o pochodzeniu
nabłonkowym [76].
Ponadto, Yamazaki i wsp. [48] wykazali, że receptor PTCH1 jest
eksprymowany w małej frakcji komórek śródbłonka raka trzustki. Wyizolowane
komórki progenitorowe śródbłonka z ludzkiej krwi obwodowej (EPC), hodowano
z medium bogatym w egzogenne białko SHH. Następnie zbadano, że poziom
czynników VEGF, SDF-1 i ANG-1 w tak hodowanych komórkach był znacząco
wyższy niż w komórkach kontrolnych hodowanych w medium bez SHH.
Formowanie naczyń przez komórki śródbłonka naczyniowego izolowanych
z ludzkiej krwi pępowinowej (HUVEC) było stymulowane tylko jeżeli były one
hodowane razem z komórkami EPC, a efekt był znacznie wyższy jeżeli komórki
EPC były wcześniej inkubowane z medium bogatym w białko SHH zebranym znad
komórek raka trzustki KP1-N. Efekt ten udało się częściowo zahamować po
zastosowaniu cyklopaminy lub przeciwciał neutralizujących. Uzyskane wyniki,
podkreślają, że SHH może indukować angiogenezę w guzie nowotworowym za
pośrednictwem progenitorowych komórek epitelialnych [48].
Olsen i wsp. [50] przeprowadzili doświadczenia mające na celu zbadanie roli
antagonisty szlaku SHH, białka HIP (ang. Hedgehog Interacting Protein),
w angiogenezie nowotworów. Inhibicja szlaku Sonic Hedgehog przez białko HIP
było oszacowywane przez pomiar receptora PTCH1 w komórkach TM3
traktowanych peptydem Shh. Angiogenezę badano in vitro przy użyciu testu
tworzenia naczyń w matriżelu przez komórki endotelialne. Następnie
porównywano poziom białka w ludzkich guzach, w guzach indukowanych
u myszy, a także w normalnych tkankach. Wykazano, że HIP jest silnie
eksprymowany w komórkach śródbłonka naczyń, ale jego poziom był niski lub
niewykrywalny w innych typach komórek. Ekspresja HIP w komórkach
śródbłonka myszy obniża ich odpowiedź na podawane Shh, co wskazuje na jego
rolę w blokowaniu sygnalizacji SHH w komórkach endotelialnych.
Zaobserwowano też spadek ekspresji HIP w tkankach w trakcie angiogenezy:
w komórkach PC3 raka prostaty i w raku płuc indukowanym przez iniekcje do
myszy komórek A549 oraz w komórkach endotelialnych wykorzystanych w teście
formowania naczyń w matriżelu. Poziom białka HIP spada również
w nowotworach wątroby, płuc, jelita grubego i odbytnicy w porównaniu
z normalnymi tkankami. Badania Olsena i wsp. [50] sugerują, że redukcja ekspresji
HIP, naturalnego antagonisty SHH, może przyczyniać się do wzrostu aktywności
szlaku SHH i promować angiogenezę [50].
Podwyższona aktywacja szlaku SHH jest wykrywana w różnych nowotworach.
Białka szlaku uwalniane przez komórki nowotworowe stymulują komórki
otaczające guz do wytwarzania czynników angiogennych, które inicjują
formowanie naczyń krwionośnych. Cyklopamina hamuje ich tworzenie, a także
547
zmniejsza przepuszczalność naczyń guza [27]. Szlak SHH wpływa na angiogenezę,
dlatego modulowanie jego aktywności może być strategią terapeutyczną stosowaną
w leczeniu chorób nowotworowych.
PODSUMOWANIE
Normalne komórki macierzyste mają wysoką ekspresję transporterowych
białek ABC, które zapewniają im oporność na różne pod względem strukturalnym
i fizjologicznym substancje [11, 19]. Nieprawidłowa aktywność szlaku SHH może
prowadzić do rozregulowania wzrostu i podziałów normalnych komórek
macierzystych, czego skutkiem może być powstanie przednowotworowych zmian
chorobowych. Szybko proliferujące komórki ulegają zmianom genetycznym
i transformują do nowotworowych komórek macierzystych. Tak powstałe CSC
mogą dzielić się dalej, różnicować, dawać przerzuty oraz nabierać oporności na
leki w skutek zwiększonej ekspresji transporterów ABC. Utrzymująca się wysoka
aktywność szlaku SHH w CSC może przyczyniać się do wysokiej ekspresji tych
białek. Ekspresję antygenu CD133, markera CSC i genów oporności wielolekowej
MDR1 i BCL2 zbadano w glejakach i zdrowych tkankach mózgu. Tkanki
nowotworowe miały 10 razy wyższy poziom CD133 i wykazywały wyższy poziom
MDR1, w porównaniu ze zdrową tkanką. Tym samym wykazano, że istnieje
pozytywna współzależność miedzy poziomem ekspresji CD133 i MDR
w macierzystych komórkach glejaka [12].
Potencjalną strategią pokonania oporności wielolekowej w macierzystych
komórkach nowotworowych jest stosowanie leków antynowotworowych
w kombinacji z inhibitorami aktywności pomp ABC, takimi jak monoklonalne
przeciwciała lub antysensowne oligonukleotydy skierowane przeciwko ABC.
Zestawienie różnych modulatorów pomp ABC w niskich stężeniach razem
z chemoterapeutykami w wysokim stężeniu jest potencjalną drogą podwyższenia
skuteczności chemioterapii [6].
Komórki CSC CD133 wyizolowane z glejaka wielopostaciowego GBM mają
podwyższony poziom transportera ABCG2. Zbadano wpływ różnych inhibitorów
transporterów ABC na oporność komórek macierzystych glejaka na cytostatyki:
cyklosporynę, rezerpinę, werapamil. Zbyt niskie dawki substancji nie dawały
efektów fizjologicznych zaś zbyt wysokie były cytotoksyczne. Ponadto blokery
pomp ABC mają niespecyficzną aktywność farmakologiczną, działają na pompy
ABC zarówno nowotworowych jak i normalnych komórek macierzystych, mogąc
doprowadzać do niszczenia ich populacji. Aby móc zacząć stosować terapię
inhibitorami pomp ABC należy dokładnie poznać interakcję między transporterami
ABC i ich inhibitorami, a także zbadać skutki uboczne wywoływane koncentracją
tych substancji [60].
Alternatywną strategią wyciszania pomp ABC jest użycie czynników, które
wyciszają kaskadę sygnałową odpowiedzialną za wzmacnianie ekspresji białek
548
ABC w macierzystych komórkach nowotworowych [6]. Stosowanie cyklopaminy
na komórki PC3 powodowało spadek ekspresji pomp ABCG23 i MDR1 w tych
komórkach [61].
Samoodnowa komórek macierzystych, ich proliferacja i inwazyjność są
procesami zależnymi od sygnalizacji SHH. Daje to naukowcom nową drogę do
leczenia nowotworów. Stosowanie takich inhibitorów szlaku SHH jak
cyklopamina, może spowalniać proliferację nowotworowych komórek
macierzystych, a także wpływać na zmniejszenie ekspresji i aktywności pomp
ABC [11].
Nowotworowe komórki macierzyste koncentrują się głównie w silnie
ukrwionych niszach naczyniowych. Nisze zbudowane są z komórek śródbłonka,
z którymi komórki CSC, w odróżnieniu od dojrzałych komórek nowotworowych,
silnie asocjują. Takie środowisko zapewnia im ochronę przed czynnikami
indukującymi apoptozę oraz umożliwia ich proliferację i różnicowanie w dojrzałe
komórki nowotworowe. Z jednej strony macierzyste komórki nowotworowe
wydzielają czynniki proangiogenne, stymulujące powstawanie naczyń
krwionośnych. Z drugiej strony, nisze naczyniowe biorą udział w usuwaniu
szkodliwych produktów przemiany materii z komórek CSC, zapewniają im
niezbędne składniki odżywcze i biorą udział w utrzymaniu sygnalizacji. Komórki
endotelialne mogą zapewniać CSC warunki dobre do przeżycia i przyspieszają
wzrost guza nowotworowego oraz jego rozwój [65].
Wykazano, że wstrzykiwane myszy komórki nowotworowe, rzadko indukują
wzrost guzów nowotworowych, a nawet jeżeli dochodzi do ich rozwoju, to jest on
bardzo powolny. Takie guzy są również słabo unaczynione z powodu braku
zdolności komórek do indukowania angiogenezy. Guzy nowotworowe
zaindukowane przez wstrzyknięcie frakcji komórek CSC są bardziej unaczynione.
Nowotworowe komórki macierzyste stymulują wzrost aktywności komórek
endotelialnych i mobilizują rekrutację komórek progenitorowych śródbłonka
(EPC) zależną od czynników VEGF i SDF [25, 49].
VEGF wpływa na liczbę i zdolności proliferacyjne CSC. Jego inhibitory mogą
być efektywnym wspomaganiem w terapii antynowotworowej. Zbadano wpływ
modulatorów VEGF na właściwości CSC w mysim modelu ksenograficznym raka
płaskonabłonkowego. Blokowanie receptora Vegf2 spowodowało zahamowanie
wzrostu nowotworów przez redukcje ilość komórek CSC w wyniku spadku ich
proliferacji, ale nie przez indukcję ich apoptozy. Delecja Vegf-a w nowotworowych
komórkach powodowała zahamowanie ich proliferacji, spadek unaczynienia
i regresję nowotworów. Nadekspresja Vegf-a w tych samych komórkach powoduje
przyśpieszenie ich proliferacji, wzrost unaczynienia i rozwój guza nowotworowego
[4].
Również CSC glejaka cechują się wysoką ekspresją czynnika VEGF.
Macierzyste komórki nowotworowe glejaka potrafią indukować rozwój bardzo
unaczynionych guzów nowotworowych. Terapia skierowana przeciwko
czynnikowi wzrostu śródbłonka naczyniowego nie zabija bezpośrednio komórek
549
nowotworowych, ale blokuje w tych komórkach szlaki odpowiedzialne za
promowanie tworzenia naczyń [26]. Podawanie myszom przeciwciała
Bewacizumab hamuje wzrost guzów indukowanych w modelach kserograficznych
przez wstrzykiwane myszom komórek CSC. Wśród komórek CSC glejaka
wielopostaciowego stwierdzono obecność populacji komórek CD144+ zdolnych do
tworzenia naczyń krwionośnych de novo przez bezpośrednie różnicowanie
komórek śródbłonka [22].
Obecnie prowadzone są badania kliniczne na ponad 40 czynnikach hamujących
angiogenezę, tj. przeciwciało bevacizumab lub inhibitor receptora kinazy
tyrozynowej Cediranib. Stosowanie substancji wpływających w sposób hamujący
na angiogenezę może być skuteczną strategią wspomagającą leczenie
nowotworów. Szlak SHH wpływa na tworzenie nowych naczyń, dlatego
modulowanie aktywności białek szlaku SHH może być alternatywną drogą do
zahamowywania neowaskularyzacji. Ponadto, wyciszanie aktywności szlaku SHH
wpływa na zdolności proliferacyjne macierzystych komórek nowotworowych
i ekspresję białek transportujących ABC odpowiedzialnych za usuwanie z nich
cytostatyków. Wydaje się możliwe, że wpływ na jeden szlak może dać trzy różne
odpowiedzi w komórkach nowotworowych oraz ich mikrośrodowisku. Tym
samym szlak SHH stanowi bardzo ciekawy obiekt badań, a w przyszłości może
przyczyniać się do polepszenia skuteczności leczenia nowotworów.
LITERATURA
[1] AKIL A, MATSUI M, MATSUI W. Targeting Hedgehog – a Cancer Stem Cell Pathway. Clin Cancer
Res 2010; 16: 3130-3140.
[2] BANYŚ A, BUŁAŚ L, DŁUGOSZ E, SZULC-MUSIAŁ B, JANKOWSKI A. Angiogeneza
w chorobie nowotworowej. Patofizjologia 2009; 65(4): 247-250.
[3] BAR EE, CHAUDHRY A, LIN A, FAN X, SCHRECK K, MATSUI W, PICCIRILLO S, VESCOVI
AL, DIMECO F, OLIVI A, EBERHART CG. Cyclopamine-mediated Hedgehog pathway inhibition
depletes stem-like cancer cells in glioblastoma. Stem Cells 2007; 25: 2524–33.
[4] BECK B, DRIESSENS G, GOOSSENS S, YOUSSEF KK, KUCHNIO A, CAAUWE A,
SOTIROPOULOU PA, LOGES S, LAPOUGE G, CANDI A, MASCRE G, DROGAT B,
DEKONINCK S, HAIGH JJ, CARMELIET P, BLANPAIN C. A vascular niche and a VEGF-Nrp1
loop regulate the initiation and stemness of skin tumours. Nature. 2011; 478(7369): 399-403.
[5] CARPENTER D, STONE DM, BRUSH J, RYAN A, ARMANINI M, FRANTZ G, ROSENTHAL A,
DE SAUVAGE FJ. Characterization of two patched receptors for the vertebrate hedgehog protein
family.Proc Natl Acad Sci USA 1998; 95: 13630–13634.
[6] CARPENTER RL, HUI-WEN LO. Hedgehog pathway and GLI1 isoforms in human cancer.
Discovery med. 2012; 13(69):105-13.
[7] CLAYTON S, MOUSA SA. Therapeutics formulated to target cancer stem cells: Is it in our future?
Cancer Cell Int. 2011; 11: 7.
[8] CLEMENT V, SANCHEZ P, DE TRIBOLET N, RADOVANOVIC I, ALTABA A. HEDGEHOGGLI1 signaling regulates human glioma growth, cancer stem cell self-renewal, and tumorigenicity.
Curr Biol 2007; 17:165–72.
[9] COLE SP, BHARDWAJ G, GERLACH JH, MACKIE JE, GRANT CE, ALMQUIST KC, STEWART
AJ, KURZ EU, DUNCAN AM, DEELEY RG. Overexpression of a transporter gene in a multidrugresistant human lung cancer cell line. Science 1992; 258: 1650–1654.
550
[10] CUI D, XU Q, WANG K, CHE X. Gli1 is a potential target for alleviating multidrug resistance of
gliomas. J Neurol Sci 2010; 288: 156-166.
[11] DEAN M, FOJO T, BATES S. Tumour stem cells and drug resistance. Nat Rev Cancer 2005; 5(4):
275-84.
[12] DEAN M. ABC Transporters, Drug Resistance, and Cancer Stem Cells. J Mammary Gland Biol
Neoplasia 2009; 14(1): 3-9.
[13] DEAN M. The Human ATP-Binding Cassette (ABC) Transporter Superfamily. National Center for
Biotechnology Information <http://www.ncbi.nlm.nih. gov/books/NBK3> (2002).
[14] DIERKS C, BEIGI R, GUO GR, ZIRLIK K, STEGERT MR, MANLEY P, TRUSSELL C,
SCHMITT-GRAEFF A, LANDWERLIN K, VEELKEN H, WARMUTH M. Expansion of Bcr-Ablpositive leukemic stem cells is dependent on Hedgehog pathway activation. Cancer Cell 2008; 14:
238–49.
[15] DIERKS C, GRBIC J, ZIRLIK K, BEIGI R, ENGLUND NP, GUO GR, VEELKEN H,
ENGELHARDT M, MERTELSMANN R, KELLEHER JF, SCHULTZ P, WARMUTH M. Essential
role of stromally induced Hedgehog signaling in B-cell malignancies. Nat Med 2007; 13: 944–51.
[16] DOMINGUEZ M, BRUNNER M, HAFEN E, BASLER K. Sending and receiving the hedgehog
signal: control by the Drosophila Gli protein Cubitus interruptus. Science 1996; 272: 1621–1625.
[17] DOYLE LA, YANG W, ABRUZZO LV, KROGMANN T, GAO Y, RISHI AK, ROSS DD. A
multidrug resistance transporter from human MCF-7 breast cancer cells. Proc Natl Acad Sci USA
1998; 5: 15665–15670.
[18] DREWA T, STYCZYŃSKI J, SZCZEPANEK J. Is The Cancer Stem Cell Population „A Player” In
Multi-Drug Resistance? Acta Pol Pharm-Drug Res 2008; 4: 493-500.
[19] DREWA T., STYCZYNSKI J. SZCZEPANEK J. Is the cancer stem cell population „a player” In
Multi-drug resisatance? Acta Pol Pharm. 2008; 65(4): 493-500.
[20] DUMAN-SCHEEL M, WENG L, XIN S, DU W. Hedgehog regulates cell growth and proliferation by
inducing Cyclin D and Cyclin E. Nature 2002; 417(6886): 299–304.
[21] EVANGELISTA M, TIAN H, DE SAUVAGE FJ. The hedgehog signaling pathway in cancer. Clin
Cancer Res 2006; 12: 5924–8.
[22] FACCHINO S, ABDOUH M, BERNIER G. Brain Cancer Stem Cells: Current Status on Glioblastoma
Multiforme. Cancer 2011: 3: 1777-1797.
[23] FELDMANN G, DHARA S, FENDRICH V, BEDJA D, BEATY R, MULLENDORE M, KARIKARI
C, ALVAREZ H, IACOBUZIO-DONAHUE C, JIMENO A, GABRIELSON KL, MATSUI W,
MAITRA A. Blockade of hedgehog signaling inhibits pancreatic cancer invasion and metastases:
a new paradigm for combination therapy in solid cancers. Cancer Res 2007; 67: 2187–96.
[24] FLETCHER JI, HABER M, HENDERSON MJ, NORRIS MD. ABC transporters in cancer: more than
just drug efflux pumps. Nat Rev Cancer 2010; 10: 147-156.
[25] FOLKINS C, SHAKED Y, MAN S, TANG T, LEE CR, ZHU Z, HOFFMAN RM, KERBEL RS.
Glioma Tumor Stem-Like Cells Promote Tumor Angiogenesis and Vasculogenesis via Vascular
Endothelial Growth Factor and Stromal-Derived Factor 1. Cancer Res 2009; 69: 7243-8216.
[26] FROELICH W. Cancer Stem Cells Spur Glioma Angiogenesis, Could Hold Key to Brain Tumor
Therapy. AACR Press Releases 2006.
[27] GENG L, CUNEO KC, COOPER MK, WANG H, SEKHAR K, FU A, HALLAHAN DE. Hedgehog
signaling in the murine melanoma microenvironment. Angiogenesis 2007; 10(4): 259-67.
[28] GOTTESMAN MM. Mechanisms of cancer drug resistance. Annu. Rev. Med. 2002; 53: 615–627.
[29] HAHN H, WICKING C, ZAPHIROPOULOUS PG, GAILANI MR, SHANLEY S,
CHIDAMBARAM A, VORECHOVSKY I, HOLMBERG E, UNDEN AB, GILLIES S, NEGUS K,
SMYTH I, PRESSMAN C, LEFFELL DJ, GERRARD B, GOLDSTEIN AM, DEAN M, TOFTGARD
R, CHENEVIX-TRENCH G, WAINWRIGHT B, BALE AE. Mutations of the human homolog of
Drosophila patched in the nevoid basal cell carcinoma syndrome. Cell 1996; 85: 841–51.
[30] HARRIS LG, SAMANT RS, SHEVDE LA. Hedgehog Signaling: Networking to Nurture
a Promalignant Tumor Microenvironment. Mol Cancer Res. 2011 Sep; 9(9):1165-74. Epub 2011 Jul
20.
[31] HOCHMAN E, CASTIEL A, JACOB-HIRSCH J, AMARIGILIO N, IZRAELI S. Molecular Pathways
Regulating pro-migratory effects of Hedgehog signaling. J Biol Chem 2006; 281: 33860–33870.
551
[32] INGRAM WJ, WICKING CA, GRIMMOND SM, FORREST AR, WAINWRIGHT BJ. Novel genes
regulated by Sonic Hedgehog in pluripotent mesenchymal cells. Oncogene 2002; 21: 8196–205.
[33] JOHNSON RL, ROTHMAN AL, XIE J, GOODRICH LV, BARE JW, BONIFAS JM, QUINN AG,
MYERS RM, COX DR, EPSTEIN EH JR, SCOTT MP. Human homolog of patched, a candidate gene
for the basal cell nevus syndrome. Science 1996; 272: 1668–71.
[34] JONES S, ZHANG X, PARSONS DW, LIN JC, LEARY RJ, ANGENENDT P, MANKOO P,
CARTER H, KAMIYAMA H, JIMENO A, HONG SM, FU B, LIN MT, CALHOUN ES,
KAMIYAMA M, WALTER K, NIKOLSKAYA T, NIKOLSKY Y, HARTIGAN J, SMITH DR,
HIDALGO M, LEACH SD, KLEIN AP, JAFFEE EM, GOGGINS M, MAITRA A, IACOBUZIODONAHUE C, ESHLEMAN JR, KERN SE, HRUBAN RH, KARCHIN R, PAPADOPOULOS N,
PARMIGIANI G, VOGELSTEIN B, VELCULESCU VE, KINZLER KW. Core signaling pathways in
human pancreatic cancers revealed by global genomic analyses. Science 2008; 321: 1801–6.
[35] JULIANO RL, LING V. A surface glycoprotein modulating drug permeability in Chinese hamster
ovary cell mutants. Biophys Acta Biochim. 1975;445:152–162.
[36] KANDA S, MOCHIZUKI Y, SUEMATSU T, MIYATA Y, NOMATA K, KANETAKE H.Sonic
hedgehog induces capillary morphogenesis by endothelial cells through phosphoinositide 3-kinase. J
Biol Chem 2003; 278: 8244–9.
[37] KIM JE, SINGH RR, CHO-VEGA JH, DRAKOS E, DAVULURI Y, KHOKHAR FA, FAYAD L,
MEDEIROS LJ, VEGA F. Sonic hedgehog signaling proteins and ATP-binding cassette G2 are
aberrantly expressed in diffuse large B-Cell lymphoma. Mod Pathol. 2009; 22(10): 1312-20.
[38] KINZLER KW, VOGELSTAIN B. Gli gene encodes a nuclear protein which binds specific sequences
in the human genome. Mol Cell Biol 1990; 10: 634–642.
[39] KOBUNE M, TAKIMOTO R, MURASE K, IYAMA S, SATO T, KIKUCHI S, KAWANO Y,
MIYANISHI K, SATO Y, NIITSU Y, KATO J. Drug resistance is dramatically restored by hedgehog
inhibitors in CD34(+) leukemic cells. Cancer Sci 2009; 100(5): 948–55.
[40] KUO MT. Roles of Multidrug Resistance Genes in Breast Cancer Chemoresistance. Adv Exp Med
Biol. 2007; 608: 23-30.
[41] LABARGE M. The difficulty of targeting cancer stem cell niches. Clin Cancer Res 2010; 16: 3121–9.
[42] LEONARD GD, FOJO T, BATES SE. The role of ABC transporters in clinical practice. Oncologist
2003; 8: 411–424.
[43] LIU S, DONTU G, MANTLE ID, PATEL S, AHN NS, JACKSON KW, SURI P, WICHA MS.
Hedgehog signaling and Bmi-1 regulate self-renewal of normal and malignant human mammary stem
cells. Cancer Res 2006; 66: 6063–71.
[44] MAŁECKI M, GŁADYSZ A, MOŚCICKA K, LIPIEC A. Sonic Hedgehog -morfogen o znaczeniu
terapeutycznym. Post Biol Kom 2008; 35: 441–452.
[45] MAŁECKI M, KOŁSUT P, PROCZKA R. Angiogenic and antyangiogenic gene therapy. Gene
Therapy 2005; 12: 159-69.
[46] MANI SA, GUO W, LIAO MJ, EATON EN, AYYANAN A, ZHOU AY, BROOKS M, REINHARD
F, ZHANG CC, SHIPITSIN M, CAMPBELL LL, POLYAK K, BRISKEN C, YANG J, WEINBERG
RA. The epithelial-mesenchymal transition generates cells with properties of stem cells. Cell 2008;
133:704–15.
[47] MOITRA K, LOU H, DEAN M. Multidrug Efflux Pumps and Cancer Stem Cells: Insights Into
Multidrug Resistance and Therapeutic Development. Clin Pharmacol Ther. 2011; 89(4): 491-502.
[48] NAKAMURA K, SASAJIMA J, MIZUKAMI Y, SUGIYAMA Y, YAMAZAKI M, FUJII R,
KAWAMOTO T, KOIZUMI K, SATO K, FUJIYA M, SASAKI K, TANNO S, OKUMURA T,
SHIMIZU N, KAWABE J, KARASAKI H, KONO T, II M, BARDEESY N, CHUNG DC, KOHGO
Y. Hedgehog Promotes Neovascularization in Pancreatic Cancers by Regulating Ang-1 and IGF-1
Expression in Bone-Marrow Derived Pro-Angiogenic Cells. Plos One 2010; 21.
[49] OKA N, SOEDA A, INAGAKI A, ONODERA M, MARUYAMA H, HARA A, KUNISADA T,
MORI H, IWAMA T. VEGF Promotes Tumorigenesis and Angiogenesis of Human Glioblastoma
Stem Cells. Biochem Biophys Res Commun. 2007; 360(3): 553-9.
[50] OLSEN CL, HSU PP, GLIENKE J, RUBANYI GM, BROOKS AR. Hedgehog-interacting protein is
highly expressed in endothelial cells but down-regulated during angiogenesis and in several human
tumors. BMC Cancer 2004; 4: 4-43.
552
[51] ORENIC TV, SLUSARSKI DC, KROLL KL, HOLMGREN RA. Cloning and characterization of the
segment polarity gene cubitus interruptus Dominant of Drosophila. Genes Dev 1990; 4: 1053–1067.
[52] PASCA DI MAGLIANO M, HEBROK M. Hedgehog signaling in cancer formation and maintenance.
Nat Rev Cancer 2003; 3(12) :903–11.
[53] PIETSCH T, WAHA A, KOCH A, KRAUS J, ALBRECHT S, TONN J, SÖRENSEN N, BERTHOLD
F, HENK B, SCHMANDT N, WOLF HK, VON DEIMLING A, WAINWRIGHT B, CHENEVIXTRENCH G, WIESTLER OD, WICKING C. Medulloblastomas of the desmoplastic variant carry
mutations of the human homologue of Drosophila patched. Cancer Res 1997; 57: 2085–8.
[54] POLA R, LING LE, SILVER M, CORBLEY MJ, KEARNEY M, BLAKE PEPINSKY R, SHAPIRO
R, TAYLOR FR, BAKER DP, ASAHARA T, ISNER JM. The morphogen Sonic hedgehog is an
indirect angiogenic agent upregulating two families of angiogenic growth factors. Nat Med 2001; 7:
706–11.
[55] PORTER JA, YOUNG KE, BEACHY PA. Cholesterol modification of hedgehog signalling proteins
In animal development. Science 1996; 86: 21–34.
[56] RASHEED ZA, YANG J, WANG Q, KOWALSKI J, FREED I, MURTER C, HONG SM,
KOORSTRA JB, RAJESHKUMAR NV, HE X, GOGGINS M, IACOBUZIO-DONAHUE C,
BERMAN DM, LAHERU D, JIMENO A, HIDALGO M, MAITRA A, MATSUI W. Prognostic
significance of tumorigenic cells with mesenchymal features in pancreatic adenocarcinoma. J Natl
Cancer Inst 2010; 102: 340–51.
[57] ROJOWSKA A. Oporność wielolekowa komórek nowotworowych-dlaczego chemioterapia zawodzi.
Współcz Onkol. 2005; 9(3): 123–128.
[58] ROSS D.D. Modulation of drug resistance transporters as a strategy for treating myelodysplastic
syndrome. Best Pract. Res. Clin. Haematol 2004; 17: 641–651.
[59] SCHINKEL AH, SMIT JJ, VAN TELLINGEN O, BEIJNEN JH, WAGENAAR E, VAN DEEMTER
L, MOL CA, VAN DER VALK MA, ROBANUS-MAANDAG EC, TE RIELE HP, A.J.M. BERNS
AJM, BORST P. Disruption of the mouse mdr1a P-glycoprotein gene leads to a deficiency in the
blood-brain barrier and to increased sensitivity to drugs. Cell 1994; 77: 491–502.
[60] SCHMALTZ PGR, SHEN MJ, PARK JK. Treatment Resistance Mechanism of Maligant Glioma
Tumor Stem Cells. Cancers 2011; 3: 621-635.
[61] SIMS-MOURTADA J, IZZO JG, AJANI J, CHAO KS. Sonic Hedgehog promotrs multiple drug
resistance by regulation of drug transport. Oncogene 2007; 26: 5674-5679.
[62] SIMS-MOURTADA J, IZZO JG, APISARNTHANARAX S, WU TT, MALHOTRA U, LUTHRA R,
LIAO Z, KOMAKI R, VAN DER KOGEL A, AJANI J, CHAO KS. Hedgehog: an Attribute to tumor
re growth after chemoradiotherapy and target to improve radiation response. Clin Cancer Res. 2006;
12(21): 6565-72.
[63] SONG Z, YUE W, WEI B, WANG N, LI T, GUAN L, SHI S, ZENG Q, PEI X, CHEN L. Sonic
Hedgehog Pathway Is Essential for Maintenance of Cancer Stem-Like Cells in Human Gastric Cancer.
Plos One. 2011:4.
[64] STACZYŃSKI J. Cancer Stem Cells: New Concept of Drug Resistance. Med and Biol Sciences 2008;
22/2: 25-30
[65] STATKIEWICZ M, MAŁECKI M. Macierzyste Komórki Nowotworowe, a Oporność Nowotworów
na Terpię. Nowotwory 2009: 59 (6): 456-463.
[66] TAYLOR MD, LIU L, RAFFEL C, HUI CC, MAINPRIZE TG, ZHANG X, AGATEP R, CHIAPPA
S, GAO L, LOWRANCE A, HAO A, GOLDSTEIN AM, STAVROU T, SCHERER SW, DURA WT,
WAINWRIGHT B, SQUIRE JA, RUTKA JT, HOGG D. Mutations in SUFU predispose to
medulloblastoma. Nat Genet 2002; 31: 306–10.
[67] The expression and Significance of VEGF-C and Sonic Hedgehog In Esophageal Squamous Cell
Carcinoma. Posted in Cancer Research > Esophagus Cancer > 2011-09-01 http://www.cancerres.com/esophagus-cancer/the-expression-and-significance-of-vegf-c-and-sonichedgehog-inesophageal-squamous-cell-carcinoma.html.
[68] The Influence of Sonic Hedgehog Signaling Pathway on the VEGF Expression in tumor cells. Posted
by Cancer Research 09-14-2011 http://mt.china-papers.com/2/?p=244148.
[69] THEUNISSEN J-W, DE SAUVAGE FJ. Paracrine Hedgehog signaling In cancer. Cancer Res 2009;
69: 6007–10.
553
[70] TIAN H, CALLAHAN CA, DUPREE KJ, DARBONNE WC, AHN CP, SCALES SJ, DE SAUVAGE
FJ. Hedgehog signaling is restricted to the stromal compartment during pancreatic carcinogenesis. Proc
Natl Acad Sci U S A 2009; 106: 4254–9.
[71] VARJOSALO M, TAIPALE J. Hedgehog: functions and mechanisms. Genes Dev 2008; 22(18):
2454–72.
[72] VARNAT F, DUQUET A, MALERBA M, ZBINDEN M, MAS C, GERVAZ P, RUIZ I ALTABA A.
Human colon cancer epithelial cells harbour active HEDGEHOG-GLI signalling that is essential for
tumour growth, recurrence, metastasis and stem cell survival and expansion. Embo Mol Med 2009; 1:
338–51.
[73] www.clinicaltrials.gov/ct2/results
[74] XIE J, JOHNSON RL, ZHANG X, BARE JW, WALDMAN FM, COGEN PH, MENON AG,
WARREN RS, CHEN LC, SCOTT MP, EPSTEIN EH JR. Mutations of the PATCHED gene in
several types of sporadic extracutaneous tumors. Cancer Res 1997; 57: 2369–72.
[75] XIE J, MURONE M, LUOH SM, RYAN A, GU Q, ZHANG C, BONIFAS JM, LAM CW, HYNES
M, GODDARD A, ROSENTHAL A, EPSTEIN EH JR, DE SAUVAGE FJ. Activating Smoothened
mutations in sporadic basal-cell carcinoma. Nature 1998; 391: 90–2.
[76] YAMAZAKI M, NAKAMURA K, MIZUKAMI Y, II M, SASAJIMA J, SUGIYAMA Y,
NISHIKAWA T, NAKANO Y, YANAGAWA N, SATO K, MAEMOTO A, TANNO S, OKUMURA
T, KARASAKI H, KONO T, FUJIYA M, ASHIDA T, CHUNG DC, KOHGO Y. Sonic hedgehog
derived from human pancreatic cancer cells augments angiogenic function of endothelial progenitor
cells. Cancer Sci. 2008 Jun; 99(6): 1131-8.
[77] YAUCH RL, GOULD SE, SCALES SJ, TANG T, TIAN H, AHN CP, MARSHALL D, FU L,
JANUARIO T, KALLOP D, NANNINI-PEPE M, KOTKOW K, MARSTERS JC, RUBIN LL, DE
SAUVAGE FJ. A paracrine requirement for Hedgehog signalling in cancer. Nature 2008; 455: 406–
10.
[78] YOON JW, KITA Y, FRANK DJ, MAJEWSKI RR, KONICEK BA, NOBREGA MA, JACOB H,
WALTERHOUSE D, IANNACCONE P. Gene expression profiling leads to identification of GLI1binding elements in target genes and a role for multiple downstream pathways in GLI1-induced cell
transformation. J Biol Chem 2002; 277(7): 5548–55.
[79] ZHAO C, CHEN A, JAMIESON CH, FERESHTEH M, ABRAHAMSSON A, BLUM J, KWON HY,
KIM J, CHUTE JP, RIZZIERI D, MUNCHHOF M, VANARSDALE T, BEACHY PA, REYA T.
Hedgehog signalling is essential for maintenance of cancer stem cells in myeloid leukaemia. Nature
2009; 458: 776–9.
[80] ZIELONKA TM. Angiogeneza- część I. Mechanizmy powstawania nowych naczyń krwionośnych.
Alergia Astma Immunologia 2003; 8(4): 169-174.
Redaktor prowadzący – M. Nowicki
Otrzymano: 10.02.2012
Przyjęto: 21.05.2012
Małgorzata Statkiewicz
Zakład Biologii Komórki
Centrum Onkologii - Instytut
ul. W. K. Roentgena 5, 02-781 Warszawa
tel.: 691 76 33 46
e-mail: [email protected]

ROLA SZLAKU SYGNAŁOWEGO SONIC

Transkrypt

Podobne dokumenty

ZASADY ZACHOWANIA SIĘ W PODCZAS

Gazetka szkolna "Szkolniak Nr 2, Luty 2014"