2024 год № 3
Обзоры литературыDOI:10.35177/1994-5191-2024-3-20
УДК 616.01/-099
Нонна Евгеньевна Огурченок1, Константин Дмитриевич Халин2, Игорь Степанович Брюховецкий3
Химиопрофилактика при предраковых поражениях толстого кишечника
1-3Дальневосточный федеральный университет, Школа медицины и наук о жизни, Русский остров, Владивосток, Россия
1NonnaPathologist@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-9299-8706, 2Khalin_kd@bk.ru, https://orcid.org/0000-0001-7023-082X 3igbryukhovetskiy@gmail.com, https://orcid.org/0000-0003-3654-3069 2Дальневосточный федеральный университет, Медицинский комплекс, Русский остров, Владивосток, Россия Аннотация:
Диагностика колоректального рака (КРР) и предраковых поражений кишечника (ППК) - одна из важнейших задач современной медицины, однако помимо регулярного эндоскопического мониторинга больных с высоким риском КРР требуется фармакологическая коррекция ключевых патогенетических механизмов, ведущих к развитию КРР. В работе предпринята попытка анализа роли β-катенина в процессе трансформации ППК в КРР при коллаборации c сигнальными путем PI3K/Akt/mTOR и другими механизмами, обобщены знания о молекулярных маркерах КРР, проанализировано влияние различных групп препаратов на химиопрофилактику КРР Для цитирования: Огурченок Н.Е. Химиопрофилактика при предраковых поражениях толстого кишечника / Н.Е. Огурченок, К.Д. Халин, И.С. Брюховецкий // Дальневосточный медицинский журнал. - 2024. - № 3. - С. 119-126. http://dx.doi.org/10.35177/1994-5191-2024-3-20.
Ключевые слова:колоректальный рак (CRC), раковые стволовые клетки (CSCs), воспалительные заболевания кишечника (IBD), биологическая терапия
Nonna E. Ogurchenok1, Konstantin D. Khalin2, Igor S. Bryukhovetsky3
Chemoprophylaxis for precancerous lesions of the large intestine
1-3Far Eastern Federal University, School of Medicine and Life Sciences, Russkiy Island, Vladivostok, Russia
1NonnaPathologist@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-9299-8706 2Khalin_kd@bk.ru, https://orcid.org/0000-0001-7023-082X 3igbryukhovetskiy@gmail.com, https://orcid.org/0000-0003-3654-3069 2Far Eastern Federal University, Medical Center, Russkiy Island, Vladivostok, Russia Abstract:
Diagnosis of colorectal cancer (CRC) and precancerous colorectal lesions (PCL) is one of the most important tasks of modern medicine, however, in addition to regular endoscopic monitoring of patients with a high risk of CRC, pharmacological correction of key pathogenetic mechanisms leading to the development of CRC is required. This work attempts to analyze the role of β-catenin in the process of transformation of PPC into CRC in collaboration with the PI3K/Akt/mTOR signaling pathway and other mechanisms, generalizes knowledge about molecular markers of CRC, and analyzes the effect of various groups of drugs on the chemoprevention of CRC For citation: Ogurchenok N.E. Chemoprophylaxis for precancerous lesions of the large intestine / N.E. Ogurchenok, K.D. Khalin, I.S. Bryukhovetsky // Far Eastern medical journal. - 2024. - № 3. - P. 119-126. http://dx.doi.org/10.35177/1994-5191-2024-3-20.
Key words:Colorectal cancer (CRC), cancer stem cells (CSCs), inflammatory bowel disease (IBD), Biological therapy
Рак - фатальная болезнь для человека и вызов человечеству. Несмотря на успехи медицинской науки рак сохраняет лидирующие места среди причин смерти людей во всех странах мира, сохраняя четкую тенденцию к росту, что связанно с повсеместным ухудшением экологической ситуации, включая ожирение, потребление красного мяса, малоподвижный образ жизни, патогенную микробиоту, потребление алкоголя и табака, сахарный диабет [1]. Наиболее распространенными являются: рак легких, молочной железы и толстого кишечника, который более известен как колоректальный рак (КРР) [2]. Наиболее эффективным методом профилактики КРР является удаление ППК во время эндоскопического вмешательства, однако и оно не решает до конца проблему эффективной профилактики КРР у больных с высоким уровнем риска, в том числе, при ВЗК и синдромах полипозов, несмотря на значительное снижение риска развития КРР у таких пациентов в дальнейшем. Одним из путей решения проблемы может стать разработка способов фармакологической регуляции молекулярных механизмов обеспечивающих регенерацию клеточных элементов слизистой толстой кишки, в контексте чего особое значение может иметь снижение содержания β-катенина, как одного из наиболее значимых показателей функциональной активности неопластических клеток. Целью данной работы явился анализ влияния различных групп препаратов на уровень β-катенина и риск развития КРР у пациентов высокого риска.
Молекулярные маркеры КРР Снижение уровня метилирования ДНК и сопутствующие эпигенетические нарушения экспрессии генов [3] играют особо важную патофизиологическую роль в развитии КРР. Нарушение процесса метилирования ДНК связывают с мутациями генов dnmt, отвечающих за общую картину метилирования генома, в частности, статус метилирования промоторных областей гена mgmt [4], нарушение которого преимущественно связано с мутациями генов kras и braf [5], которые встречается в 22 % гиперпластических полипов, 25 % сидячих зубчатых аденом и 50 % зубчатых аденокарцином [6]. В качестве маркеров нарушения статуса метилирования генома для ППК описаны белки bmp3, ndrg4, anxa10, runx3, socs1, neurog1, cacna1g, igf2, p16, hmlh1 и mint [7]. Снижение статуса метилирования ДНК связано с правосторонним расположением ППК, женским полом, пожилым возрастом и высоким уровнем геномной нестабильности [8]. Геномная нестабильность является закономерным результатом накопления мутаций и движущей силой неопластического процесса. Центральная роль в развитии этого феномена принадлежит эпигенетическими сбоями в процессе экспрессии генов mmr, представляющих собой систему исправления ошибочно спаренных нуклеотидов, делеций или включения неправильных оснований, возникающих во время репликации ДНК. Пролиферация клеток с нестабильным геномом сопровождается развитием анеуплоидии, которая наблюдается в 65-85 % спорадических колоректальных опухолей [9], и часто сопровождается мутациями генов apc, tp53, ctnnb1 и pik3ca - 20 % [10]. Мутация гена apc может являться как инициирующим событием в развитии тубуловорсинчатых [11] и зубчатых аденом [12]. Некодирующие белки ccat1 и hotair были первыми обнаруженными маркерами, экспрессия которых в плазме пациентов с КРР значительно повышена по сравнению со здоровыми людьми. Многие другие циркулирующие днРНК были описаны как потенциальные биомаркеры для обнаружения КРР (например, loc285194, rp11-462c24.1 и nbla12061, 91h, pvt-1 и meg3, вариант 1 neat1 и вариант 2 neat1) [13]. Повышенный уровень IGFBP-2 в сыворотке коррелирует с наличием неопластических изменений в толстой кишке и концентрацией карциноэмбрионального антигена (CEA) у больных раком толстой кишки [13], как и сверхэкспрессия пируваткиназы М2 (PKM2). Гены-антагонисты сигнального пути wnt - DDK, которые эпигенетически подавляются в клетках CRC из-за гиперметилирования промотора. Подавление экспрессии Dkks с помощью малых интерферирующих РНК (siRNA) способствует росту раковых клеток и их инвазивности in vitro [13]. Трансформации ППК в КРР сопровождается активацией множества молекулярных механизмов, ведущих к увеличению содержания в патологически измененных клетках β-катенина, ключевую роль в этом процессе играет сигнальный путь wnt. β-катенин в процессе трансформации ППК в КРР Β-катенин - ключевой компонент сигнального пути Wnt, важнейшего механизма, регулирующего баланс между симметричным и асимметричным делениями нормальных и опухолевых стволовых клеток. В отсутствие wnt-лиганда он связывается и разрушается особым мультибелковым "комплексом деградации β-катенина", представленного белками apc, axin 1/2, ck1 и gsk-3β. Важнейший компонент этого комплекса - протеинкиназа gsk-3β - фосфорилирует β-катенин, который подвергается дальнейшему разрушению в протеасоме. Wnt-лиганды воздействуют на клетки, через трансмембранные рецепторы семейства frizzled и lpr4/5, активируют цитоплазматический белок disheveled, блокируют комплекс деградации β-катенина и инактивируют gsk-3β, что ведет к накоплению β-катенина в цитоплазме и создает условия, при которых они входят в ядро, активируют Т-клеточный фактор/лимфоидный энхансерный фактор (tcf\lef) и запускают экспрессию генов c-myc, cycD, wisp1, ppar γ и др. В качестве альтернативных механизмов усиления синтеза β-катенина в клетках ППК описаны как прямая активация сигнального пути PI3K-AKT-mTOR, так и непосредственная активация внутриклеточного akt, который фосфорилирует gsk-3β и увеличивает содержание β-катенина. В свою очередь, mTor формирует два мультибелковых комплекса: mTorc1 и mTorc2 способных антагонистически регулировать активность друг - друга, при этом первый - снижает, а второй - увеличивает содержание β-катенина. Увеличение содержания β-катенина активирует теломеразы (tert), что ведет к их удлинению, иммортализации патологически измененных клеток и усилению продукции TGFβ, который через сигнальные пути SMAD и DAXX активирует ось PI3K/AKT/mTOR, что ведет к накоплению β-катенина [14]. Далее в клетках ППК запускается программа эпителиально-мезенхимального перехода (ЭМП) [15], что сопровождается активацией транскрипционных факторов Snail, Twist, Slug, ZEB1, ZEB2, Lef-1 и др. Важнейшим событием ЭМП являются подавление синтеза Е-кадгерина, участвующего в образовании плотных контактов между эпителиоцитами, и увеличение экспрессии виментина, гладкомышечного актина, фибронектина и генов ответственных за мезенхимальный фенотип эпителиоцитов. Усиление синтеза металлопротеиназ внеклеточного матрикса завершает трансформацию ППК в КРР и характеризует клетки способные к инвазии в окружающие ткани и проникновению в отдаленные органы. В свете сказанного накопление β-катенина в клетках ППК является одним из важнейших признаков активации программы их трансформации в КРР [16]. Химиопрофилактика ВЗК является не модифицируемым фактором риска развития КРР [17]. Принято считать, что хроническое воспаление способствует развитию рака толстой кишки и является основной причиной ВЗК-ассоциированного КРР, механизмы развития которого до конца не ясны [18]. Подавление воспаления должно снижать риск развития ВЗК-ассоциированного КРР, но многочисленные исследования противоречивы в том, что противовоспалительные агенты, наиболее часто используемые для лечения ВЗК, обладают химиопрофилактическими действием против рака [17]. В контексте профилактики ППК, не связанных с хроническим воспалением, особое значение имеет снижение уровня β-катенина, как ключевого компонента сигнального пути Wnt. Нестероидные противовоспалительные средства Считается, что противовоспалительными химиопрофилактическими Средствами при ВЗК являются сульфасалазин и препараты 5-аминосалициловой кислоты (5-АСК). Лечение сульфасалазином в течение не менее 3 месяцев связывают с протекторным эффектом, независимым от активности заболевания [19]. Недавний метаанализ подтвердил химиопрофилактический эффект препаратов 5-АСК в дозе 1,2 г/день у пациентов с ВЗК, в особенности при ЯК, при этом эффективность прослеживалась только при профилактике КРР, но не дисплазии [20]. Другая работа показала, что месалазин связан со снижением риска в той же дозировке [21]. 5-ASA обладает химиопрофилактической активностью посредством различных путей [22]. Индукция S-фазы 5-ASA снижает частоту мутаций ДНК [23]. Активность синтазы и образование активных форм кислорода также снижаются [24]. Подавление пути EGF и c-Myc приводят к апоптозу [25]. Модулируется путь Wnt/бета-катенин, а рецептор-?, активирующий пролифератор пероксисомы (PPAR-?), активируется с помощью 5-ASA, что приводит к ингибированию пролиферации клеток [26]. Наконец, 5-ASA ингибирует путь NF- B и блокирует как COX-2-зависимый и COX-2 независимый рост раковых клеток [27]. Имеются данные о подавлении ингибирующего эффекта β-катенина [28]. Аспирин эффективен для профилактики и лечения КРР не связанного с ВЗК, этот феномен связан с ингибированием ферментов ЦОГ, поскольку они являются наиболее изученными мишенями аспирина [29], снижение риска составило 20 % после 5 лет применения и 30 % после 10 лет применения и увеличении дозы (100 мг/день обеспечивает снижение риска развития КРР на 10 %, а 325 мг/день - на 35 %) (30). Аспирин также имеет свойство локального снижения экспрессии β-катенина [31]. Тем не менее, защитный эффект аспирина против ВЗК-КРР перечеркивается риском осложнений, связанных с индукцией повреждения слизистой оболочки кишечника и последующим развитием язв [32]. Также аминосалицилаты могут быть эффективны для химиопрофилакики КРР, не ассоциированного с ВЗК, за счёт возможности ингибирования ЦОГ, липоксигеназы, фактора активации тромбоцитов, интерлейкина IL-1β и удаления активных форм кислорода [33]. Применение целекоксиба при ВЗК в дозировке 400 мг/день вызывает снижение частоты рецидивов аденомы на 34 % и снижение частоты развитиям распространенной аденомы на 55 %, семикратно снижает риск смерти [34]. Противопаразитарные препараты Безафибрат также снижает частоту возникновения аденокарциномы толстой кишки, но слабее, чем у нимесулида и троглитазона. Подавляющее действие нимесулида, троглитазона и безафибрата на развитие аденокарциномы толстой кишки коррелирует с ингибированием активности клеточной пролиферации, индукцией апоптоза и снижением иммунореактивности β-катенина, ЦОГ-2, iNOS и нитротирозина при злокачественных опухолях толстой кишки [35]. Никлозамид также обладает способностью снижения экспрессии β-катенина за счёт разрушения оси MACC1-β-катенин-S100A4 [36]. Пробиотические бактерии Новым профилактическим средством предотвращения канцерогенеза могут стать пробиотические бактерии. Мышиные модели КРР показали, что производство конъюгированной линолевой кислоты активирует PPAR?, который ингибирует ЦОГ-2 и индуцирует апоптоз [37]. Глюкокортикостероиды Глюкокортикостероиды (GC), представляют собой эндогенные молекулы (кортизол, кортизон, кортикостерон), секреция которых опосредована осью гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA) и регулируется циркадным ритмом и стрессом, а также воспалительными стимулами. При активации HPA цитокинами ((IL)-1, фактор некроза опухоли (TNF) и IL-6) запускается выработка и секреция ГКС. HPA действует на воспаление, регулируя геномные и негеномные пути, тем самым блокируя активацию, миграцию и пролиферацию иммунных клеток врожденной и адаптивной иммунной системы. Их действие опосредовано главным образом глюкокортикоидным рецептором (GR), который присутствует преимущественно в цитоплазме клеток, связан с мультибелковым комплексом белков теплового шока, иммунофилинами, киназами и фосфолипазами (рецепторосомами). После взаимодействия GC/GR и последующих конформационных изменений GR диссоциирует от рецепторомы и перемещается в ядро. Геномное действие активированного GR вызывается ДНК-связывающей последовательностью с two zinc finger motifs. Эта последовательность нацелена на специфические глюкокортикоид-чувствительные элементы (GRE) для контроля экспрессии многих генов, таких как провоспалительные медиаторы и факторы транскрипции (например, белок-активатор-1, NF- B). И наоборот, GC/GR повышают экспрессию липокортина-1, антагонистов рецептора IL-1 и I?-B. Эти транскрипционные эффекты способствуют противовоспалительному и иммунорегуляторному действию GR. Важной мишенью транскрипционной активности GC/GR является GILZ, который вмешивается в путь митоген-активируемой протеинкиназы (MAPK) и транскрипционную активность NF-kB и, следовательно, регулирует воспалительные и иммунно-опосредованные реакции [38]. Терапия глюкокортикостероидами, включая будесонид, связана с подавлением уровня эндогенного кортизола и функции оси гипатоламус - гипофиз - надпочечники. Кортикостероиды (преднизолон, метилпреднизолон, гидрокортизон, будесонид) проявляют свои иммунодепрессивные эффекты за счет снижения патологической продукции ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, ИЛ-12, TNF-α, IFN-? и GM-CSF [39]. Снижение синтеза провоспалительных цитокинов способствует индукции ремиссии у пациентов с активной формой ВЗК. Однако данные препараты не подходят для длительного применения, из-за значительных побочных эффектов [40], таких как повышенный риск инфекции, синдром Кушинга, остеопороз, аваскулярный некроз, гипергликемия, сахарный диабет 2 типа, аменорея, атрофия коры надпочечников, гипертония, катаракта и пептические язвы. Liechtenstein и др. [41] обнаружили, что по сравнению с биологической терапией и иммуномодуляторами длительное применение стероидов имеет повышенный риск как прогрессии, так и смертности у пациентов с ВЗК. Targownik и др. проанализировали данные с 1994 по 2008 год и обнаружили, что, несмотря на достижения в области биологической терапии, воздействие стероидов на пациентов оставалось 50 % среди пациентов с ВЗК в течение первых 5 лет с момента первоначального диагноза и увеличивалось до 62 % в первые 10 лет [42]. Иммуномодуляторы Иммуномодуляторы эффективны для поддержания ремиссии и назначаются пациентам, которые не реагируют на аминосалицилаты и кортикостероиды, или в качестве адъювантной терапии к анти-ФНО для предотвращения образования антител, особенно с инфликсимабом [43], или в качестве адъювантной терапии к анти-ФНО [44]. Биологическая терапия Биоинженерные антитела, нацеленные на определенные молекулы или белки, вызывающие воспаление или участвующие в воспалительном процессе, например антагонист молекул адгезии (ведолизумаб, натализумаб), препарат, нацеленный на ИЛ-23/ИЛ-12 (Устекинумаб) [45]. Уровни миР-29 и ее влияние на снижение экспрессии IL-23 потенциально могут быть параметром эффективности терапии устекинумабом. Тот же потенциал существует для миР-126 и ведолизумаба; Харрис и др. описали, как эндогенная миР-126 ингибирует адгезию лейкоцитов посредством регуляции VCAM-1, молекулы адгезии, экспрессируемой эндотелиальными клетками [46]. Ингибиторы ФНО-α (TNF-α) Во время воспаления кишечника TNF продуцируется различными иммунными клетками, включая макрофаги, Т-клетки и дендритные клетки в кишечнике пациентов с ВЗК [47], чтобы вызвать неоангиогенез [48], активируют различные иммунные клетки слизистой оболочки для производства провоспалительных цитокинов и стимулируют гибель клеток Панета посредством некроптоза [49] или индукции апоптоза эпителиальных клеток кишечника [50]. Таким образом, ингибирование TNF может подавлять воспаление кишечника. Анти-TNF препараты индуцируют и поддерживают заживление слизистой оболочки при ВЗК средней и тяжелой степени и, как следствие, вероятно, обеспечивают химиопрофилактические преимущества за счет уменьшения длительного хронического воспаления [51]. Сообщалось, что TNF-альфа способствует воспалению и ВЗК-КРР, способствуя повреждению ДНК, стимулируя ангиогенез и индуцируя экспрессию COX-2, что также индуцирует ангиогенез, способствуя росту опухоли. На мышиных моделях экспрессия TNF-α была связана с развитием опухолей толстой кишки, тогда как блокада TNF-α уменьшала воспаление и развитие опухоли, эффект особенно наблюдался у мышей, получавших анти-ФНО-агенты инфликсимаб и этанерцепт [52]. Хотя ранние исследования молекулярных механизмов TNF-α при ВЗК показали, что блокаторы TNF могут играть прямую противоопухолевую роль, на сегодняшний день исследования на людях не установили, что эти агенты предотвращают развитие дисплазии [51]. Некоторые исследования показывают, что тофацитиниб ингибирует JAK-1, JAK-2 и JAK-3 и тем самым блокирует сигнальный путь цитокинов, содержащих гамма-цепь, в основном IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-3, IL-5 и Ил-21. Интересно, что ингибирование JAK оказалось эффективным в подавлении Т-клеток, естественных клеток-киллеров и модуляции провоспалительных цитокинов; что открыло возможность одновременного блокирования активности нескольких провоспалительных цитокинов [53]. Тиопурины Тиопурины использовались для поддержания ремиссии у пациентов с ВЗК, чтобы избежать длительного применения стероидов [54], однако отмечаются взаимосвязь применения тиопуринов с повышенным риском лимфопролиферативных злокачественных новообразований в 5 % случаев [55]. Другой метаанализ показал положительную корреляцию между лечением тиопурином и риском развития колоректального рака у пациентов с ВЗК, в особенности у пациентов с ЯК (56). Прослеживаются данные о снижении дисплазии высокой степени и КРР как в исследованиях "случай-контроль", так и в когортных исследованиях. У пациентов с высоким риском КРР химиопрофилактические эффекты были значимыми у пациентов с длительностью заболевания более 8 лет. Однако в этом исследовании не было продемонстрировано защитных эффектов у пациентов с ВЗК или обширным колитом [56]. Несмотря на снижение риска развития колоректального рака у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника, тиопурины могут оказывать канцерогенное действие. В результате консенсус ECCO 2017 года не рекомендовал химиопрофилактику тиопуринами [57]. Статины Статины представляют собой ингибиторы Гидроксиметилглутарилкофермента А-редуктазы (ГМГ-КоА-редукта?зы), которые снижают синтез холестерина и увеличивают выведение липопротеинов низкой плотности. Эти препараты широко используются у пациентов с гиперлипидемией (58). Несколько исследований продемонстрировали химиопрофилактическое воздействие статинов на КРР посредством воздействия на индуцированное воспалением пролиферацию рака толстой кишки, потенциальное воздействие на ингибиторы фактора роста эндотелия сосудов, а также влияние на внутриклеточный окислительный стресс и апоптоз [59]. При этом более обширный анализ не выявил защитного эффекта против КРР, потенциальное воздействие на ингибиторы фактора роста эндотелия сосудов, а также влияние на внутриклеточный окислительный стресс и апоптоз [60]. Тем не менее? химиопрофилактическое действие статинов у пациентов с ВЗК остается малоизученным Урсодезоксихолевая кислота Пациенты с ВЗК и ПСХ (первичный склерозирующий холангит) имеют 5-9-кратный и более высокий риск КРР, чем риск у пациентов с ВЗК [61]. Высокие уровни желчных кислот в толстой кишке могут иметь канцерогенные эффекты, приводящие к пролиферации эпителиальных клеток толстой кишки, что в конечном итоге приводит к дисплазии или КРР [62]. Исследователи предположили, что урсодезоксихолевая кислота может уменьшать дисплазию толстой кишки у пациентов с ЯК и ПСХ, но данные спорны [62]. Фолиевая кислота Дефицит фолата может возникать у пациентов с ВЗК из-за плохого питания, конкурентного ингибирования кишечной абсорбции сульфасалазином и чрезмерных потерь люминального содержимого (63). Химиопрофилактика фолиевой кислотой возможна благодаря низкой стоимости, хорошей переносимости и безопасности. Необходимы дальнейшие исследования для определения химиопрофилактического влияния фолиевой кислоты. Не смотря на достижения фармакологической индустрии химиопрофилактика КРР у больных с ППК остается на низком уровне. Ключевым моментом успеха может явиться разработка препаратов, вызывающих локальное снижение ядерного β-катенина, как главного инициатора онкогенной трансформации ППК в КРР. Иммуногистохимическая оценка гиперэкспрессии ядерного β-катенина в клетках ППК может помочь в дифференциальной диагностике раннего рака и дисплазии, а также повысить оценку эффективности лечения при самом ВЗК и ВЗК - ассоциированных ППК. В настоящее время польза химиопрофилактики КРР остается спорной, разбиваясь о побочные эффекты препаратов и/или их перекрестное нгибирование.
|
|||||||||||||||||||||
Адрес: 680000, г. Хабаровск, ул. Муравьева-Амурского, д.35
Телефон: (4212) 76-13-96
© 2010 ДМЖ Электронная версия журнала (ППИ)
«Дальневосточный медицинский журнал» |