Ο ρόλος του μικροπεριβάλλοντος στην. ανάπτυξη, διήθηση και μετάσταση των. νεοπλασμάτων

Transcript

1 Ο ρόλος του μικροπεριβάλλοντος στην ανάπτυξη, διήθηση και μετάσταση των νεοπλασμάτων Μεταπτυχιακή φοιτήτρια: Βασιλική Τζελέπη Επιβλέπουσα καθηγήτρια: Γεωργία Σωτηροπούλου Μεταπτυχιακό πρόγραμμα: Εισαγωγή στις Βασικές Ιατρικές Επιστήμες Κατεύθυνση: Μοριακή Ανατομία, Εργαστήριο Ανατομίας, Τμήμα Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Πατρών Πάτρα, Σεπτέβριος 2006

2 Ευχαριστίες Ως ελάχιστο δείγμα ευγνωμοσύνης θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους όσους μου συμπαραστάθηκαν κατά το χρονικό διάστημα εκπόνησης της διπλωματικής μου εργασίας. Καταρχήν θα ήθελα να ευχαριστήσω την επιβλέπουσα καθηγήτρια κυρία Γεωργία Σωτηροπούλου για την άψογη συνεργασία και την αμέριστη συμπαράσταση που μου παρείχε καθ όλη τη διάρκεια της βιβλιογραφικής αναζήτησης και της συγγραφής της διπλωματικής εργασίας. Επίσης θα ήθελα την ευχαριστήσω ιδιαιτέρως που μοιράστηκε μαζί μου ένα τόσο ενδιαφέρον θέμα και μου έδωσε τα πρώτα ερεθίσματα ώστε να ασχοληθώ με το ρόλο του μικροπεριβάλλοντος στη νεοπλασία. Επίσης θα ήθελα να εκφράσω τις θερμές μου ευχαριστίες στην οικογένεια μου για την πολύτιμη στήριξη που πάντα μου παρέχει. Βασιλική Τζελέπη Σεπτέμβριος,

3 Περιεχόμενα Πρόλογος Κεφάλαιο Α: Εισαγωγή Κεφάλαιο Β: Μυοϊνοβλάστες Β.1 Χαρακτηριστικά μυοϊνοβλάστων...16 Β.2 Ουσίες παραγόμενες από τους μυοϊνοβλάστες...25 Β.3 Προέλευση μυοϊνοβλάστων...29 Β.4 Ετερογένεια μυοϊνοβλάστων...40 Β.5 Ο ρόλος των μυοϊνοβλάστων στην ανάπτυξη και εξέλιξη των καρκινωμάτων...41 Β.5 Ο ρόλος των μυοϊνοβλάστων στη μετάσταση...42 Κεφάλαιο Γ:Τα φλεγμονώδη κύτταρα του. στρώματος Γ.1 Φλεγμονή και καρκίνος...45 Γ.2 Μακροφάγα...48 Γ.3 Mast cells...52 Γ.4 Ηωσινόφιλα κοκκιοκύτταρα...55 Γ.5 Ουδετερόφιλα κοκκιοκύτταρα...57 Γ.6 Λεμφοκύτταρα...58 Κεφάλαιο : Αγγεία Εισαγωγή Ουσίες παραγόμενες από τα κύτταρα των αγγείων

4 Κεφάλαιο Ε:Η εξωκυττάρια ουσία Ε.1 Χαρακτηριστικά ECM...70 Ε.2 Οι ιντεγκρίνες (intengrin)...74 Ε.3 Πρωτεΐνες της εξωκυττάριας ουσίας...79 Κεφάλαιο Στ: Μεταλλοπρωτεϊνάσες εξωκυτταρίου ουσίας και άλλες πρωτεάσες ΣΤ.1 ομή και δράση MMPs και άλλων πρωτεασών...88 ΣΤ.2 ράσεις MMPs στην καρκινογένεση και την εξέλιξη της καρκινικής διεργασίας ΣΤ.3 Αναστολείς μεταλλοπρωτεϊνασών Κεφάλαιο Ζ: Συμπεράσματα-Προοπτικές Ζ.1 Καρκίνος και μικροπεριβάλλον Ζ.2 Στοχεύοντας το στρώμα Επίλογος Βιβλιογραφία

5 Πρόλογος Ο καρκίνος αποτελεί μια από τις μεγαλύτερες μάστιγες της σύγχρονης ζωής. Η αύξηση του ορίου ηλικίας των ανθρώπων, αλλά και η αυξημένη έκθεση σε ποικίλες τοξικές ουσίες (ατμοσφαιρική ρύπανση, κάπνισμα, ραδιενέργεια κ.α.) έχουν συντελέσει σε μεγάλη αύξηση της συχνότητας των κακοήθων νεοπλασμάτων τις τελευταίες δεκαετίες. Πολλαπλά φάρμακα αλλά και συνδυασμός θεραπευτικών παρεμβάσεων (ακτινοθεραπεία, χειρουργική εξαίρεση) χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπιση των κακοήθων νεοπλασμάτων. Δυστυχώς παρά τη μεγάλη πρόοδο της ακτινοθεραπευτικής, χειρουργικής και χημειοθεραπευτικής ογκολογίας, μεγάλο ποσοστό ασθενών πεθαίνει, κυρίως σαν αποτέλεσμα της μετανάστευσης των καρκινικών κυττάρων σε απομακρυσμένες, από την περιοχή που πρωτοεμφανίστηκαν, εστίες (μετάσταση). Η ιστολογική εξέταση των νεοπλασμάτων (τόσο στις πρωτοπαθείς εστίες όσο και στις δευτεροπαθείς εναποθέσεις) αποκαλύπτει ότι οι όγκοι αποτελούν ένα ετερογενές σύνολο κυττάρων. Εκτός από τα καρκινικά κύτταρα σε μία νεοπλασματική μάζα ανευρίσκονται ποικίλα κύτταρα που καταλαμβάνουν άλλοτε άλλο ποσοστό της καρκινικής μάζας και τα οποία στην μεγάλη πλειοψηφία τους προσελκύονται από τα κακοήθη κύτταρα άμεσα ή έμμεσα. Τα κύτταρα του καρκινικού στρώματος δεν αποτελούν απλούς παρατηρητές της καρκινικής διεργασίας αλλά συμμετέχουν ενεργά σε αυτή καθώς ευνοούν τον πολλαπλασιασμό, καταστέλλουν την απόπτωση, ευνοούν την επιβίωση, διευκολύνουν την μετακίνηση τους και εξασφαλίζουν την επαρκή θρέψη και οξυγόνωση (μέσω της αγγειογένεσης) των καρκινικών κυττάρων. Επιπλέον προστατεύουν τα καρκινικά κύτταρα από το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή

6 Επομένως το καρκινικό μικροπεριβάλλον όχι μόνο δεν είναι αμέτοχο στην καρκινική διεργασία αλλά ευνοεί την εξέλιξη της, ενώ πολλά δεδομένα υποστηρίζουν ότι μπορεί ακόμα και να προκαλέσει την ανάπτυξη κακοήθους φαινοτύπου σε φυσιολογικά κύτταρα. Η μελέτη των ποικίλων αλληλεπιδράσεων που αναπτύσσονται στο καρκινικό μικροπεριβάλλον ανάμεσα σε καρκινικά κύτταρα και στοιχεία του ξενιστή (ινοβλάστες, κύτταρα αγγείων, μακροφάγα και άλλα φλεγμονώδη κύτταρα, λιποκύτταρα, εξωκυττάρια ουσία) αποκαλύπτει καινούργιους θεραπευτικούς στόχους στην αντικαρκινική θεραπεία. Επιπλέον βοηθάει στην κατανόηση του μηχανισμού των μεταστάσεων που στηρίζονται σε σημαντικό βαθμό στην αλληλεπίδραση κυττάρου-στρώματος του οργάνου στόχου και άρα στην αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση του καρκίνου. Στην παρούσα εργασία γίνεται μια συνολική αναφορά της συμμετοχής όλων των στοιχείων του καρκινικού μικροπεριβάλλοντος στην νεοπλασματική εξεργασία. Επίσης καταβάλλεται προσπάθεια να τονιστούν οι σύνθετες αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στα καρκινικά κύτταρα και το στρώμα αλλά και των συστατικών του στρώματος μεταξύ τους

7 Κεφάλαιο Α Εισαγωγή Τα επιθηλιακά κύτταρα σχηματίζουν δομές (μονόστιβες ή πολύστιβες καλυπτικές επιφάνειες, αδενικοί σχηματισμοί) που περιβάλλονται από βασική μεμβράνη. Η βασική μεμβράνη (ΒΜ) τα διαχωρίζει από το υποκείμενο στρώμα, το οποίο αποτελείται από ινοβλάστες, ώριμα αγγεία, εξωκυττάρια θεμέλια ουσία (ECM) που περιλαμβάνει κυρίως δεσμίδες κολλαγόνου αλλά και ελαστικές ίνες, και λίγα φλεγμονώδη κύτταρα (εικόνα 1) (1, 2). Η ακριβής σύσταση του στρώματος ποικίλει ανάλογα με τον ιστό και το όργανο, φαίνεται όμως να έχει παρόμοια λειτουργία ανεξαρτήτως ανατομικής θέσης. Κατά την εμβρυογένεση παίζει βασικό ρόλο στην ανάπτυξη και μορφοποίηση του επιθηλίου (ιστοδιαφοροποίηση) (3-5) ενώ κατά την ενήλικο ζωή έχει στηρικτική λειτουργία και βοηθάει στην διατήρηση της ομοιόστασης αλλά και στην αποκατάσταση μετά από τραύμα. A Βασική μεμβράνη Ινοβλάστες και ECM Αγγεία - 6 -

8 B Εικόνα 1 (A+B): Φυσιολογική επιδερμίδα (B: e:epidermis, d:dermis, s:sebaceous glands h:hair, lc:langerhans cells, m:melanocytes, b:basal layer, f:fibroblasts, mc:mast cells, dc:dendritic cells, v:vessels, sc:squamous cells (από Robbins&Cotran Pathologic bases of the disease, on line [

9 Κατά την διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών έχει σημειωθεί μεγάλη πρόοδος στον χαρακτηρισμό των γενετικών αλλαγών που αφορούν τα καρκινικά κύτταρα. Η καρκινογένεση είναι μια πολυσταδιακή διαδικασία που περιλαμβάνει μεταβολές στο DNA (μεταλλάξεις) οι οποίες έχουν σαν τελικό αποτέλεσμα την κακοήθη εξαλλαγή των κυττάρων (6). Οι γενετικές αλλαγές που αναγνωρίζονται στα καρκινικά κύτταρα εντοπίζονται σε γονίδια που ελέγχουν τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων (gatekeepers) ή σε γονίδια που εξασφαλίζουν τη σταθερότητα του γονιδιώματος (caretakers) (7). Εντατικές μελέτες της καρκινογένεσης οδήγησαν στην αναγνώριση πληθώρας ογκοκατασταλτικών και ογκοπροαγωγικών γονιδίων, παρέμειναν όμως για πολλά χρόνια επικεντρωμένες στο ίδιο το καρκινικό κύτταρο αγνοώντας τις σύνθετες αλληλεπιδράσεις που αναπτύσσονται μεταξύ του νεοπλασματικού κυττάρου και του ετερογενούς και σύνθετου μικροπεριβάλλοντος του. Ωστόσο τα τελευταία χρόνια μία επιπλέον κατηγορία γενετικών αλλαγών έχει αναγνωριστεί: αυτή που αφορά γονίδια που δεν επιδρούν στο ίδιο το καρκινικό κύτταρο αλλά τροποποιούν τη λειτουργία των γειτονικών κυττάρων και της εξωκυττάριας ουσίας (landscaper) (7, 8). Το μικροπεριβάλλον ενός κακοήθους νεοπλάσματος, που συχνά αποκαλείται στρώμα, συνίσταται από ενεργοποιημένους ινοβλάστες, τους μυοϊνοβλάστες, αγγεία, κύτταρα του ανοσοποιητικού και φλεγμονώδους συστήματος, λιποκύτταρα, και τη μη διαλυτή εξωκυττάρια θεμέλια ουσία. Το 1889 ο Paget είχε επισημάνει ότι για την ανάπτυξη μεταστάσεων είναι απαραίτητη η παρουσία του κατάλληλου μικροπεριβάλλοντος που θα επιτρέψει την διήθηση του οργάνου από τα καρκινικά κύτταρα με αποτέλεσμα την ανάπτυξη μιας μεταστατικής εστίας (seed and soil hypothesis) (9). Αυτό αποτελεί ίσως την πρώτη υπόνοια ενεργούς συμμετοχής του στρώματος στην καρκινική διεργασία. Ωστόσο για - 8 -

10 πολλά χρόνια αργότερα το στρώμα αγνοήθηκε καθώς οι περισσότεροι ερευνητές, το θεωρούσαν απλό παρατηρητή στην καρκινική διαδικασία. Η ιστολογική μελέτη επιθηλιακών νεοπλασμάτων με συμβατικές μεθόδους- χρώση αιματοξυλίνη & ηωσίνη και παρατήρηση σε φωτονικό μικροσκόπιο- δίνει ορισμένες μορφολογικές ενδείξεις της συμμετοχής του στρώματος στην καρκινική διεργασία. Στην πλειοψηφία τους τα καρκινώματα συνοδεύονται από δεσμοπλασία που είναι υπεύθυνη για την μακροσκοπικά παρατηρούμενη σκληρή σύσταση και συνήθως λευκόφαιη χροιά των όγκων (εικόνα 2) ενώ μικροσκοπικά χαρακτηρίζεται από πολλαπλασιασμό των ινοβλαστών και εναπόθεση αυξημένων ποσοτήτων εξωκυττάριας ουσίας (εικόνα 3). Η δεσμοπλασία είναι πολύ χρήσιμη διαγνωστικά σε in situ καρκινώματα καθώς η παρουσία της είναι ενδεικτική της ύπαρξης μικροδιήθησης (10). Επίσης η παρουσία ενός έντονα δεσμοπλαστικού στρώματος έχει συσχετιστεί με χειρότερη πρόγνωση (11-15). Ένα άλλο στοιχείο του μικροπεριβάλλοντος της καρκινικής μάζας είναι η φλεγμονή. Πολύ συχνά παρατηρείται διήθηση της παρυφής του όγκου από φλεγμονώδη κύτταρα, συνήθως λεμφοκύτταρα και μακροφάγα (εικόνα 4). Επιπλέον οι κακοήθεις όγκοι χαρακτηρίζονται από αυξημένο αριθμό αγγείων. Μάλιστα από παλιά είναι γνωστό ότι η πυκνότητα των αγγείων σχετίζεται αρνητικά με την πρόγνωση (16). Όλα αυτά επισημαίνουν το γεγονός ότι η κακοήθης νεοπλασματική μάζα δεν αποτελείται μόνο από τα καρκινικά κύτταρα, αλλά περιλαμβάνει μια σειρά από άλλα κύτταρα και μόρια που δεν είναι κακοήθη και προέρχονται από το ξενιστή

11 Εικόνα 2 (Ackermans Surgical Pathology. 9 th μακροσκοπική εμφάνιση καρκίνου μαστού ed, Mosby, St.Louis): Τυπική Α Β Εικόνα 3: Μικροσκοπική εμφάνιση δεσμοπλαστικής αντίδραση σε καρκινώματα Α. Πορογενές καρκίνωμα μαστού. Έντονη δεσμοπλασία στο κέντρο του νεοπλάσματος. Β. Αδενοκαρκίνωμα παγκρέατος. Έντονη δεσμοπλαστική αντίδραση αναπτύσσεται γύρω από το κακόηθες αδένιο (Ackermans Surgical Pathology, 9 th ed, Mosby, St.Louis)

12 Εικόνα 4 (Ackermans Surgical Pathology, 9 th ed, Mosby, St.Louis): Μικροδιηθητικό καρκίνωμα εκ πλακώδους επιθηλίου τραχήλου μήτρας. Παρατηρείται έντονη λεμφοκυτταρική διήθηση γύρω από τα κακοήθη κύτταρα που διηθούν το υποκείμενο χόριο. Εύλογα δημιουργείται το ερώτημα ποιος είναι ο ρόλος που παίζει το τροποποιημένο στρώμα στην εξέλιξη της κακοήθους εξεργασίας. Είναι ένας απλός παρατηρητής ή συμμετέχει ενεργά άλλοτε εμποδίζοντας και άλλοτε ενισχύοντας τα κακοήθη κύτταρα; Μελέτες έχουν δείξει ότι η εμφάνιση των μυοϊνοβλαστών και η αναδιαμόρφωση (remodeling) της ECM παρατηρούνται σε προκαρκινικές καταστάσεις και καρκινώματα in situ, όπως σε προστατική ενδοεπιθηλιακή νεοπλασία (PIN) (17) που είναι πρόδρομος του αδενοκαρκινώματος του προστάτη και σε τραχηλική ενδοεπιθηλιακή νεοπλασία (CIN) (18) που θεωρείται πρόδρομος του καρκίνου του τραχήλου της μήτρας. Παρότι είναι πιθανό στα αρχικά στάδια το τροποποιημένο στρώμα να συμμετέχει στην αντίσταση του ξενιστή στη διήθησή του από τα κακοήθη κύτταρα, πολύ σύντομα τα καρκινικά κύτταρα χρησιμοποιούν τα συστατικά του

13 στρώματος προς όφελος τους, ενώ αναπτύσσουν μηχανισμούς διαφυγής από την άμυνα του ξενιστή (19, 20). Επιπλέον διάφορες μελέτες δείχνουν ότι το στρώμα μπορεί να είναι υπεύθυνο για την κακοήθη εξαλλαγή ενός φαινοτυπικά φυσιολογικού επιθηλιακού κυττάρου. Για παράδειγμα έκθεση του στρώματος μόνο και όχι των επιθηλιακών κυττάρων σε χημικές ουσίες (21) ή σε ακτινοβολία (22) επάγει την ανάπτυξη κακοήθειας στο επιθηλιακό στοιχείο. Αυτό δείχνει ότι και το στρώμα αποτελεί στόχο των καρκινογόνων παραγόντων. Επίσης πληθώρα ενδείξεων συνηγορεί υπέρ της σημασίας του στρώματος στην περαιτέρω εξέλιξη ενός κακοήθους κυττάρου και υπογραμμίζει τον ρόλο του στην καταστολή ενός παθολογικού γονότυπου. Κύτταρα που ταυτοποιούνται ως φυσιολογικά με τυπικές ιστοπαθολογικές μεθόδους, αποκαλύπτουν τον πραγματικό φαινότυπό τους όταν συναντούν το κατάλληλο μικροπεριβάλλον. Για παράδειγμα επιθηλιακά κύτταρα μαζικού αδένα προερχόμενα από μαστεκτομές που έγιναν για αισθητικούς λόγους και άρα δεν ήταν, φαινοτυπικά τουλάχιστον, κακοήθη, όταν συνδυάστηκαν με τροποποιημένο στρώμα στο οποίο οι ινοβλάστες παρήγαγαν αυξημένα επίπεδα Hepatocyte Growth Factor (HGF) ή Transforming Growth Factor β (TGF-β) σχημάτισαν μάζες που έμοιαζαν ιστολογικά με πορογενές καρκίνωμα μαστού (23). Ωστόσο η προσθήκη φυσιολογικών ινοβλαστών μαζί με τα επιθηλιακά κύτταρα κατά την εισαγωγή τους στα λιπιδικά υποθέματα ( humanized mammary fat pads) κατέστειλε την ανάπτυξη υπερπλαστικών ή νεοπλασματικών αλλοιώσεων ακόμα και όταν τα λιπιδικά υποθέματα ήταν τροποποιημένα, δηλαδή παρήγαγαν αυξημένα επίπεδα TGF-β ή HGF (23). Άλλη μελέτη έδειξε ότι εμφύτευση ινοβλαστών προερχόμενων από στρώμα καρκίνου προστάτου μαζί με διεγερμένα προστατικά επιθηλιακά κύτταρα σε ποντίκια οδηγεί σε ανάπτυξη χαμηλής διαφοροποίησης αδενοκαρκινώματος προστάτη

14 Αντίθετα όταν οι ινοβλάστες προέρχονταν από φυσιολογικό προστάτη τα διεγερμένα επιθηλιακά κύτταρα σχημάτισαν μικρές συμπαγείς ομάδες και ο αναπτυσσόμενος ιστός δεν εμφάνιζε κακοήθη χαρακτηριστικά (24). Τα αποτελέσματα των μελετών αυτών υποδηλώνουν ότι τα κύτταρα του στρώματος είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη ενός διηθητικού καρκινώματος. Ωστόσο ένα ακόμη σημαντικό συμπέρασμα προκύπτει: το φυσιολογικό στρώμα μπορεί να αναστείλει ή και να αναστρέψει την καρκινική διεργασία (25). Αυτό έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον καθώς αναπτύσσονται νέοι θεραπευτικοί στόχοι στην μάχη κατά του καρκίνου- τα κύτταρα του στρώματος (26) τόσο σε επίπεδο θεραπείας μιας εγκατεστημένης νόσου όσο και σε επίπεδο πρόληψης. Η επικοινωνία ανάμεσα στα κακοήθη κύτταρα και το μικροπεριβάλλον είναι αμφίδρομη. Φαίνεται ότι ήδη από το στάδιο μιας προκαρκινικής επιθηλιακής αλλοίωσης τα κακοήθη κύτταρα τροποποιούν το υποκείμενο στρώμα μέσω της παραγωγής διαφόρων ουσιών. Το στρώμα με τη σειρά του παράγει άλλες ουσίες οι οποίες δρουν στα επιθηλιακά κύτταρα και επάγουν την περαιτέρω ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό τους αλλά και ευνοούν τη διάσπαση της βασικής μεμβράνης, τη διήθηση και τελικά την μετάσταση του νεοπλάσματος. Το μοντέλο της καρκινικής ανάπτυξης έχει πλέον αλλάξει. Τα καρκινικά κύτταρα δεν υφίστανται μεμονωμένα, αλλά μέσα στα πλαίσια σύνθετων διακυτταρικών αλληλεπιδράσεων (6). Με άλλα λόγια η καρκινική μάζα αποτελεί ένα όργανο (1) (εικόνα 5) και ως τέτοιο πρέπει να αντιμετωπίζεται. Οι σημαντικότεροι παράγοντες που παίζουν ρόλο στην αλληλεπίδραση επιθηλιακών κυττάρων και στρώματος είναι οι: TGF-β, HGF, Platelet Derived Growth Factor (PDGF), Matrix Metalloproteinases (MMPs), Tissue Inhibitors of MMPs (TIMPS), urokinase Plasminogen Activator (upa), Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF), basic Fibroblast Growth Factor (bfgf), Intergrins (27)

15 Στις σελίδες που ακολουθούν θα αναφερθεί ο ρόλος του κάθε είδους κυττάρου του στρώματος στην καρκινική διαδικασία και οι αλληλεπιδράσεις των κυττάρων που απαρτίζουν την καρκινική μάζα τόσο μεταξύ τους όσο και με την εξωκυττάρια ουσία. Καρκίνωμα in situ Βασική μεμβράνη ECM Ανενεργείς ινοβλάστες Μακροφάγα σχετιζόμενα με τον όγκο (ΤΑΜ) Τροποποιημένοι ινοβλάστες Αγγεία Λεμφοκύτταρα Εικόνα 5: Σε φυσιολογικές συνθήκες η αλληλεπίδραση επιθηλίου στρώματος βοηθάει στην διατήρηση της ομοιόστασης. Όταν τα επιθηλιακά κύτταρα υπόκεινται σε κακοήθη μετασχηματισμό τροποποιούν το στρώμα επάγοντας τον πολλαπλασιασμό και την ενεργοποίηση των ινοβλαστών (τροποποιημένοι ινοβλάστες ή μυοϊνοβλάστες), τη συσσώρευση φλεγμονωδών κυττάρων, την ανάπτυξη νέων αγγείων και την

16 αναδιαμόρφωση της ECM. Τα στοιχεία του στρώματος με τη σειρά τους επιδρούν στα κακοήθη επιθηλιακά κύτταρα αυξάνοντας τον πολλαπλασιασμό και την διηθητική τους ικανότητα αλλά και στρατολογούν επιπλέον στρωματικά κύτταρα δημιουργώντας έτσι μια αμφίδρομη και κυκλική επικοινωνία που ευνοεί την εξέλιξη της κακοήθους εξεργασίας

17 Μυοϊνοβλάστες Κεφάλαιο Β Β.1 Χαρακτηριστικά μυοϊνοβλαστών Οι μυοϊνοβλάστες είναι μεσεγχυματικά κύτταρα που εμφανίζουν χαρακτηριστικά μεταξύ λείων μυϊκών κυττάρων και ινοβλαστών. Από αυτή την διττή τους φύση προέρχεται και το όνομα τους. Περιγράφτηκαν για πρώτη φορά στον κοκκιώδη ιστό που αναπτύσσεται μετά από τραύμα (28). Σήμερα έχει αποδειχθεί ο πολύ σημαντικός ρόλος που παίζουν στην επούλωση του τραύματος και κυρίως στη συστολή των ιστών, διαδικασία απαραίτητη για την συμπλησίαση των άκρων του τραύματος (29). Τρία είναι τα στοιχεία που χαρακτηρίζουν έναν μυοϊνοβλάστη: Ινίδια τάσης (Stress fibers) (εικόνα 6). Τα ινίδια τάσης είναι δεσμίδες ακτίνης (μικροϊνίδια) που διατρέχουν το κύτταρο παράλληλα στον επιμήκη άξονα και κοντά στην πλασματική μεμβράνη (29) Διακυττάριες συνδέσεις όπως χασματικές συνάψεις (gap junctions) και ζώνες πρόσφυσης (adherens junctions) (εικόνα 7). Οι χασματικές συνάψεις είναι εξαμερή σύμπλοκα πρωτεϊνών με κεντρική υδρόφιλη οπή. Οι χασματικές συνάψεις γειτονικών κυττάρων ενώνονται και σχηματίζουν ένα υδρόφιλο πόρο που επιτρέπει την επικοινωνία των κυττάρων καθώς παίζει σημαντικό ρόλο στην ανταλλαγή ιόντων και χαρακτηρίζει κύτταρα με συσταλτικές ιδιότητες (2). Η παρουσία τους στους μυοϊνοβλάστες δείχνει ότι η συστολή τους είναι ένα συγχρονισμένο φαινόμενο (30). Οι ζώνες πρόσφυσης είναι πυκνοί δίσκοι που βρίσκονται ακριβώς κάτω από την κυτταρική μεμβράνη και συνδέονται με τα ινίδια τάσης και έτσι ενώνουν τα ινίδια τάσης γειτονικών μυοϊνοβλαστών. Αυτό συμβάλλει επίσης στη

18 συγχρονισμένη συστολή των μυοϊνοβλαστών κατά την αναδιαμόρφωση της εξωκυττάριας ουσίας (31). Fibronexus (εικόνα 8). Είναι διαμεμβρανικό σύμπλοκο μικροϊνιδίων ακτίνης και ινιδίων ινωδονεκτίνης (fibronectin) και βρίσκεται σε εξειδικευμένες περιοχές της μεμβράνης στα σημεία επαφής μεταξύ κυττάρων ή κυττάρου-στρώματος (32). Το σύμπλεγμα αυτό ενώνεται κατά το ενδοκυττάριο άκρο του με τα ινίδια τάσης και θεωρείται ότι μεταφέρει τις συσταλτικές δυνάμεις που αναπτύσσονται στο εσωτερικό του κυττάρου στην εξωκυττάρια ουσία (32, 33). Άλλα χαρακτηριστικά των κυττάρων αυτών είναι η παρουσία άφθονου αδρού ενδοπλασματικού δικτύου και συμπλέγματος Golgi (που χαρακτηρίζει επίσης τους ινοβλάστες και αντικατοπτρίζει την έντονη σύνθεση πρωτεϊνών της εξωκυττάριας ουσίας που εμφανίζουν τα κύτταρα αυτά), τα πινοκυτταρικά κυστίδια, τα κυστίδια έκκρισης κολλαγόνου και τα πολλαπλά μιτοχόνδρια (29, 34, 35). Stess fibers Κυστίδια (Caveolae) Εικόνα 6 (βιβλ.35): Εντερικός υποεπιθηλιακός μυοϊνοβλάστης σε ηλεκτρονική μικροφωτογραφία Adherens junction Εικόνα 7 (βιβλ. 33): Διακυττάριες συνδέσεις Gap junction

19 Κολλαγόνο Ινωδονεκτίνη Ακτίνη Εικόνα 8 (βιβλ. 33): Fibronexus Στο φωτονικό μικροσκόπιο (εικόνα 9) οι μυοϊνοβλάστες έχουν ατρακτοειδές σχήμα, ωχρό κυτταρόπλασμα με δυσδιάκριτα κυτταρικά όρια και δενδριτικού τύπου αποφυάδες και επιμηκυμένο πυρήνα ο οποίος εμφανίζει μικρό πυρήνιο (34, 36). Εικόνα 9 (βιβλ.36) : Μυοϊνοβλάστες (βέλη) στρώματος καρκίνου παχέος εντέρου Ανοσοϊστοχημικά τα κύτταρα αυτά εκφράζουν βιμεντίνη (Vimentin), δεσμίνη (Desmin) και α-ακτίνη των λείων μυϊκών κυττάρων (a-sma). Η έκφραση των πρωτεϊνών αυτών ποικίλει και έτσι οι μυοϊνοβλάστες διακρίνονται ανοσοϊστοχημικά στις παρακάτω φαινοτυπικές κατηγορίες (29, 37): Φαινότυπος V, όταν εκφράζουν μόνο βιμεντίνη

20 Φαινότυπος VΑ, όταν εκφράζουν βιμεντίνη και a-sma Φαινότυπος VAD, που χαρακτηρίζεται από έκφραση βιμεντίνη, a- SMA και δεσμίνης Φαινότυπος VD, που περιλαμβάνει κύτταρα που εκφράζουν βιμεντίνη και δεσμίνη Φαινότυπος VA(D)M, όταν τα κύτταρα εκφράζουν βιμεντίνη, a-sma, βαριά αλυσίδα μυοσίνης +/- δεσμίνη. Οι μυοϊνοβλάστες πρωτοπεριγράφτηκαν στον κοκκιώδη ιστό του τραύματος, ωστόσο υπάρχουν σε πολλούς ιστούς και έχουν ποικίλες λειτουργίες κάτω από φυσιολογικές συνθήκες. Παίζουν σημαντικό ρόλο κατά την εμβρυογένεση στην ανάπτυξη και μορφοποίηση διαφόρων οργάνων όπως ο πνεύμονας, ο προστάτης, ο όρχις, το πάγκρεας (35, 38). Επίσης κατά την ενήλικο ζωή έχουν διάφορες λειτουργίες ανάλογα με την εντόπιση (35) όπως έκκριση γάλατος από τον μαστό (μυοινοβλάστες στρώματος), προαγωγή της αιμοποίησης στον μυελό των οστών (στρωματικά κύτταρα μυελού των οστών), ωορρηξία (κύτταρα θήκης ωοθήκης) (39), αναγέννηση του ενδομητρίου μετά από την έμμηνο ρύση (μυοϊνοβλάστες ενδομητρίου), ρύθμιση της κινητικότητας του εντέρου (ενδιάμεσα κύτταρα του Cajal) (40), σύσπαση των εντερικών λαχνών και των γαστρικών αδενίων (υποεπιθηλιακοί μυοϊνοβλάστες) (40)(εικόνα 10), ρύθμιση της αιματικής ροής (περικύτταρα), αποθήκευση βιταμίνης Α (κύτταρα Ιτο ήπατος) (41). Επίσης οι μυοϊνοβλάστες ενέχονται σε πολλές μη νεοπλασματικές παθήσεις, στις οποίες η αναδιαμόρφωση της εξωκυττάριας ουσίας και η συστολή αποτελούν στοιχεία του παθογενετικού μηχανισμού. Τέτοιες παθήσεις είναι η νεφρική ίνωση της διαβητικής νεφροπάθειας (42), η περιτοναϊκή ίνωση σε ασθενείς που υποβάλλονται σε περιτοναϊκή διάλυση, λόγω χρόνιας νεφρικής ανεπάρκειας (43), το άσθμα (44), η

21 πνευμονική ίνωση, η πνευμονική υπέρταση, η παγκρεατική ίνωση, το σκληρόδερμα και η κίρρωση ήπατος (35). Εντερικοί υποεπιθηλιακοί μυοινοβλάστες Βλεννογόνια μυϊκή στιβάδα Εικόνα 10 (βιβλ. 40): Φυσιολογικός βλεννογόνος παχέος εντέρου (ανοσοϊστοχημική χρώση με a-sma). Η κυριότερη φαινοτυπική εκδήλωση της παρουσίας των μυοϊνοβλαστών στις παθήσεις αυτές είναι η συστολή των ιστών. Μεγάλη σημασία για την λειτουργία αυτή των μυοϊνοβλαστών έχει η ακτίνη των λείων μυϊκών κυττάρων (a-sma) που εντοπίζεται στα ινίδια τάσης. Η πρωτεΐνη αυτή θεωρείται δείκτης των μυοϊνοβλαστών σε επίπεδο απλού μικροσκοπίου, αν και είναι πλέον αποδεκτό ότι οι μυοϊνοβλάστες εμφανίζουν μεγάλη ετερογένεια και η ακριβής ταυτοποίηση τους μπορεί να γίνει μόνο σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο (45). Η παρουσία της πρωτεΐνης αυτής προσδίδει στους μυοϊνοβλάστες συσταλτική ικανότητα τόσο in vitro (46) όσο και in vivo (47). Οι μυοϊνοβλάστες θεωρούνται υπεύθυνοι για την συστολή που παρατηρείται στον κοκκιώδη ιστό που αναπτύσσεται κατά την αποκατάσταση ενός τραύματος (48, 49) για τη συρρίκνωση του δέρματος και των υποκείμενων ιστών που παρατηρείται στο

22 σκληρόδερμα, τη σύσπαση της παλαμιαίας περιτονίας στη νόσο του Dupuytren, την ανάπτυξη υπερτροφικών ουλών και κελλοειδών με συνέπεια σύγκαψη μελών μετά από σοβαρά εγκαύματα (50) καθώς και για τη στένωση του αυλού του εντέρου σε καρκίνο παχέος εντέρου (36). Επίσης η a-sma είναι απαραίτητη για την ωρίμανση των εστιών πρόσφυσης (focal adhesion) που αποτελούν περιοχές σύνδεσης των κυττάρων με την ECM (51) και είναι αυτές που μεταβιβάζουν την αναπτυσσόμενη κατά τη συστολή δύναμη στον περιβάλλοντα ιστό, ο οποίος συμβάλλει στην ανάπτυξη συρρίκνωσης μέσω της αναδιαμόρφωσής του (διάσπαση μορίων και αντικατάσταση τους από άλλα) (52). Ο μηχανισμός με τον οποίο η a-sma αυξάνει τη συσταλτική ικανότητα των ινοβλαστών, διαδιαφοροποιώντας τους έτσι σε μυοϊνοβλάστες δεν είναι ξεκαθαρισμένος (52). Η σύσπαση των ινιδίων τάσης φαίνεται ότι ελέγχεται από το σύστημα των Rho κινασών. Η Rho A ενεργοποιείται και φωσφορυλιώνει κάποια Rho κινάση η οποία με τη σειρά της φωσφορυλιώνει και απενεργοποιεί τη φωσφατάση της μυοσίνης. Έτσι εμποδίζεται η αποφωσφορυλίωση της ελαφριάς αλυσίδας της μυοσίνης των ινιδίων τάσης και διατηρείται η συστολή του κυττάρου. Αυτή η αργά αναπτυσσόμενη και συνεχής συστολή αποτελεί βασική λειτουργική διαφορά των μυοϊνοβλαστών από τα λεία μυϊκά κύτταρα στα οποία η σύσπαση είναι άμεση και παροδική καθώς βρίσκεται κάτω από τον έλεγχο της Ca 2+ -εξαρτώμενης κινάσης της ελαφριάς αλυσίδας της μυοσίνης (52). Από το 1986 ο Dvorak είχε επισημάνει τις ομοιότητες ανάμεσα στον κοκκιώδη ιστό ενός τραύματος και το δεσμοπλαστικό στρώμα του καρκίνου καταλήγοντας το συμπέρασμα ότι Ο καρκίνος είναι ένα τραύμα που δεν κλείνει (53). Οι μυοϊνοβλάστες, που παρατηρήθηκαν αρχικά στον κοκκιώδη ιστό, αποτελούν το κυρίαρχο κύτταρο στο καρκινικό στρώμα (36, 54, 55, 56) (εικόνα 9 και 11). Μάλιστα

23 η εμφάνιση τους προηγείται της διήθησης του στρώματος από τα καρκινικά κύτταρα (εικόνα 12)(18, 57). Νεοπλάσματα που χαρακτηρίζονται από απουσία δεσμοπλαστικής αντίδρασης έχουν μικρό αριθμό μυοϊνοβλαστών στο στρώμα τους (58) και αυτή η ελλιπής στρατολόγηση μυοϊνοβλαστών πιθανότητα ευθύνεται για την ένδεια στρωματικής αντίδρασης αφού θεωρείται ότι οι μυοϊνοβλάστες είναι ο κύριος οργανωτής του μι- Εικόνα 11 (βιβλ. 36): Οι μυοϊνοβλάστες κυριαρχούν στο στρώμα του καρκίνου παχέος εντέρου (ανοσοϊστοχημική χρώση για την πρωτεΐνη α-sma) Εικόνα: 12 (βιβλ.57) Α. Φυσιολογικός βλεννογόνος παχέος εντέρου. Μικρός αριθμός υποεπιθηλιακών μυοϊνοβλαστών αναγνωρίζεται με τη χρήση αντισώματος εναντίων της α-sma. Β. Αδένωμα παχέος εντέρου. Παρατηρείται έντονη αύξηση του αριθμού των μυοϊνοβλαστών στο στρώμα που παρεμβάλλεται ανάμεσα στο δυσπλαστικό επιθήλιο

24 περιβάλλοντος. Στα in situ καρκινώματα οι μυοϊνοβλάστες εντοπίζονται κάτω από την βασική μεμβράνη. Αυτό σημαίνει ότι ήδη από το προδιηθητικό στάδιο της κακοήθους εξεργασίας τα καρκινικά κύτταρα εκκρίνουν τους παράγοντες που είναι απαραίτητοι για την συσσώρευση μυοϊνοβλαστών στο περιβάλλον τους. Ένας τέτοιος παράγοντας είναι ο TGF-β. Ο TGF-β επάγει την ανάπτυξη μυοϊνοβλαστικού φαινοτύπου σε στρωματικές κυτταρικές σειρές προστάτου in vitro και παράγεται από τα δυσπλαστικά επιθηλιακά κύτταρα της υψηλού βαθμού προστατικής ενδοεπιθηλιακής νεοπλασίας (high grade ΡΙΝ). Δεδομένου ότι οι δυσπλαστικοί αδένες περιβάλλονται από τροποποιημένο στρώμα που χαρακτηρίζεται από αύξηση των μυοϊνοβλαστών και αναδιαμόρφωση της ECM, συμπεραίνεται ότι ο TGF-β παίζει ενεργό ρόλο την ανάπτυξη της στρωματικής αντίδρασης στον καρκίνο του προστάτη, μια διαδικασία που ξεκινάει από το προδιηθητικό στάδιο της κακοήθους εξεργασίας (17). Στα διηθητικά καρκινώματα οι μυοϊνοβλάστες βρίσκονται στην παρυφή του όγκου, δηλαδή στο σημείο επαφής με τους ιστούς του ξενιστή. Αντίθετα οι μυοϊνοβλάστες σπάνια ανιχνεύονται στο κέντρο της νεοπλασματικής μάζας (59-61). Η ιδιαίτερη αυτή εντόπιση των μυοϊνοβλαστών στις in situ (κάτω από τη βασική μεμβράνη) και διηθητικές (στη διηθητική παρυφή του νεοπλάσματος) βλάβες υπαινίσσεται τον σημαντικό ρόλο που παίζουν τα κύτταρα αυτά στην διάσπαση της βασικής μεμβράνης και περαιτέρω εξέλιξη της διηθητικής εξεργασίας. Τα καρκινικά κύτταρα είναι εκείνα που προκαλούν τη συσσώρευση των μυοϊνοβλαστών στην παρυφή των νεοπλασμάτων καθώς παράγουν ουσίες που προκαλούν αύξηση της συγκέντρωσης τους είτε αυξάνοντας τη διαδιαφοροποίηση τους από ινοβλάστες είτε αυξάνοντας τον πολλαπλασιασμό τους. Οι δύο σημαντικότεροι παράγοντες, χωρίς να είναι και οι μοναδικοί, είναι ο TGF-β και ο

25 PDGF (60). Μάλιστα ο TGF-β εκφράζεται εκλεκτικά στις διηθητικές παρυφές νεοπλασμάτων μαστού-τόσο στην πρωτοπαθή εστία όσο και σε μεταστατικές θέσεις-, πράγμα που υποδεικνύει τον ιδιαίτερο ρόλο που παίζει στην αλληλεπίδραση καρκίνου-στρώματος (62) και τη δημιουργία του κατάλληλου μικροπεριβάλλοντος για την ανάπτυξη των νεοπλασμάτων και των μεταστάσεων τους (60). Η σχέση κακοήθων κυττάρων-μυοϊνοβλαστών είναι αμφίδρομη. Οι μυοϊνοβλάστες παράγουν ποικίλες ουσίες που επιδρούν στα καρκινικά κύτταρα και προάγουν τον πολλαπλασιασμό, επηρεάζουν τη διαφοροποίηση τους και βοηθούν τη διήθηση των περιβάλλοντων ιστών. Επιπλέον παράγουν ουσίες που δρουν στον εαυτό τους (αυτοκρινής δράση) ή και σε άλλα στοιχεία του στρώματος. Έτσι οι μυοϊνοβλάστες παράγουν TGF-β (63), προάγουν την αγγειογένεση (κυρίως μέσω παραγωγής μεταλλοπρωτεϊνασών-mmps)(60, 64), προσελκύουν μακροφάγα (τα ονομαζόμενα tumor associated macrophages που δρουν ευοδωτικά στην ανάπτυξη του καρκίνου)(65), διασπούν την εξωκυττάρια ουσία και απελευθερώνουν αυξητικούς παράγοντες που όντας συνδεδεμένοι με πρωτεΐνες της ECM βρίσκονται σε ανενεργή κατάσταση (63) και παράγουν πρωτεΐνες της ECM (66). Μάλιστα οι δύο τελευταίες δράσεις τους δεν αντιτείθονται η μία την άλλη αλλά αλληλοσυμπληρώνονται και οδηγούν στην αναδιαμόρφωση (remodeling) της ECM. Πολύ σημαντικός είναι ο ρόλος των μυοϊνοβλαστών στην απόκρυψη των καρκινικών κυττάρων από το ανοσοποιητικό σύστημα. Είναι αντιληπτό ότι για να αναπτυχθεί μία καρκινική μάζα θα πρέπει τα κακοήθη κύτταρα αρχικά να διαφύγουν τον ελέγχο του μικροπεριβάλλοντος τους. Για αυτό ήδη από το στάδιο των in situ αλλοιώσεων, τα καρκινικά κύτταρα τροποποιούν το στρώμα και αρχίζουν να χρησιμοποιούν κύτταρα του ξενιστή, για παράδειγμα ινοβλάστες και μακροφάγα, προς όφελος τους. Όμως ο ξενιστής δεν μένει αμέτοχος στην προσπάθεια των καρκινικών κυττάρων για διήθηση και κινητοποιεί τον μηχανισμό άμυνας που κυρίως

26 αφορά τα λεμφοκύτταρα. Οι μυοϊνοβλάστες εμποδίζουν την μετανάστευση λεμφοκυττάρων προς την καρκινική μάζα και δεν επιτρέπουν στα λεμφοκύτταρα να έρθουν σε επαφή με τα καρκινικά κύτταρα, δημιουργώντας έτσι ένα φυσιολογικό φραγμό που προστατεύει τον καρκίνο από το ανοσοποιητικό σύστημα (67). Όλοι αυτοί οι ρόλοι των μυοϊνοβλαστών που δεν αφορούν μόνο το καρκινικό κύτταρο αλλά και όλο το μικροπεριβάλλον της καρκινικής μάζας είναι η αιτία που το κύτταρο αυτό έχει χαρακτηριστεί, όχι άδικα, ο ενορχηστρωτής της στρωματικής αντίδρασης. B.2 Ουσίες παραγόμενες από τους μυοϊνοβλάστες Οι μυοϊνοβλάστες παράγουν διάφορους αυξητικούς παράγοντες όπως TGF, HGF, IGF (insulin-like growth factor) 1&2, EGF (epidermal growth factor), FGF (fibroblast growth factor), NGF (nerve growth factor), Wnt, που μπορεί να έχουν είτε αυτοκρινή (π.χ. FGF, IGF) είτε παρακρινή δράση (60, 63) (πίνακας 1). Οι περισσότεροι από αυτούς προάγουν τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων ή/και των στοιχείων του στρώματος. Για παράδειγμα οι IGFs δρουν σαν μιτογόνα σε επιθηλιακά κύτταρα, σε ινοβλάστες καθώς επίσης και σε λεία μυϊκά κύτταρα αγγείων. Επομένως έχουν δράση τόσο στην ανάπτυξη του κακοήθους στοιχείου όσο και του στρωματικού τμήματος του όγκου ενώ παίζουν ρόλο και στην αγγειογένεση. Ο HGF παράγεται από μυοϊνοβλάστες κάτω από την επίδραση ουσιών προερχόμενων από τα επιθηλιακά κύτταρα όπως IL-1, bfgf, PDGF (68) και οιστρογόνα (69) και συνδεόμενος με τον υποδοχέα του c-met που βρίσκεται στα επιθηλιακά κύτταρα (70) προάγει τη διηθητική και χωροκατακτητική ικανότητα των καρκινικών κυττάρων (68). Αποτελεί ένα από τα πιο τυπικά παραδείγματα της αμφίδρομης αλληλεπίδρασης επιθηλιακών κυττάρων-στρώματος. Μάλιστα η

27 παρουσία του HGF στο καρκινικό στρώμα σε in situ καρκινώματα συνηγορεί υπέρ του ρόλου του στη διήθηση σε αρχικά στάδια της καρκινικής εξεργασίας (60). Ο HGF ευθύνεται για τις αλλαγές που παρατηρούνται στο φαινότυπο των καρκινικών κυττάρων μετά από προσθήκη μυοϊνοβλαστών σε καλλιέργειες κυττάρων καρκινώματος παχέος εντέρου. Από στρογγυλά τα καρκινικά κύτταρα γίνονται επιμηκυσμένα με δημιουργία προσεκβολών, δηλαδή αποκτούν μορφολογία κυττάρων με ικανότητα κίνησης και διήθησης (70α). Πράγματι επί παρουσίας μυοϊνοβλαστών τα καρκινικά κύτταρα έχουν μεγαλύτερη ικανότητα διήθησης του Matrigel (συνθετικό παράγωγο που θεωρείται ανάλογο της βασικής μεμβράνης) και του κολλαγόνου τύπου Ι. Ο HGF δρα ενεργοποιώντας τον παράγοντα Rac (GTPase της οικογένειας των Rho), ενώ απαραίτητη είναι και η αδρανοποίηση της RhoA/ROCK(rho kinase) που διαμεσολαβείται από την επίσης παραγόμενη από τους μυοϊνοβλάστες τενασκίνη C (tenaskin C) (70α). Αυτό δείχνει ότι η διήθηση του συνδετικού ιστού του στρώματος από τα καρκινικά κύτταρα βασίζεται στη συντονισμένη δράση ουσιών που παράγονται από κύτταρα του ξενιστή. Αντίθετα όσο προχωράει το στάδιο του καρκίνου παρατηρείται έκφραση του HGF στα ίδια τα επιθηλιακά κύτταρα (60). Αυτά τα επίπεδα έκφρασης φαίνεται να σχετίζονται με την πρόγνωση (60). Η μετατροπή της δράσης από παρακρινή (παραγωγή από τους ινοβλάστες και δράση στα καρκινικά κύτταρα) σε αυτοκρινή (παραγωγή και δράση στα καρκινικά κύτταρα) δεν αφορά μόνο τον HGF αλλά και πολλούς άλλους παράγοντες (π.χ. IGF 2) (60). Καθώς τα καρκινικά κύτταρα συσσωρεύουν μεταλλάξεις, εμφανίζουν πιο κακοήθη φαινότυπο και αποκτούν την ικανότητα να παράγουν μόνα τους τους αυξητικούς παράγοντες που χρειάζονται για τον πολλαπλασιασμό και τη επιβίωση τους. Αυτό τους δίνει την ικανότητα να είναι ανεξάρτητα από το στρώμα και επομένως έχουν μεγαλύτερη ελευθερία να μετακινούνται και να εγκαθίστανται σε

28 ξένο περιβάλλον (μετάσταση). Αυτός είναι πιθανότητα και ο λόγος που μεταστατικές εστίες δίνουν πιο εύκολα επιτυχείς καλλιέργειες καρκινικών κυττάρων από ότι τα πρωτοπαθή νεοπλάσματα (60). Επίσης έτσι εξηγείται γιατί σε καρκινώματα προστάτη χαμηλής διαφοροποίησης (υψηλό Gleason score) δεν υπάρχει συσχέτιση μεταξύ της παρουσίας στρώματος και πρόγνωσης όπως συμβαίνει σε καρκινώματα με βαθμολογία κατά Gleason μέχρι 7 (71). Τα χαμηλής διαφοροποίησης καρκινώματα δεν εξαρτώνται για την επιβίωση και ανάπτυξη τους από το στρώμα. Η μεγάλη συμβολή των μυοϊνοβλαστών στην εξέλιξη του καρκίνου είναι η παραγωγή των MMPs και των αναστολέων τους (ΤΙΜΡs- tissue inhibitors of metalloproteinases) (60, 72, 73, 74). Διαταράσσοντας την ισορροπία MMPs-ΤΙΜΡs προς όφελος της διάσπασης της εξωκυττάριας ουσίας οι μυοϊνοβλάστες βοηθούν τα καρκινικά κύτταρα να σπάσουν τους φραγμούς των ιστών π.χ. τη βασική μεμβράνη του επιθηλίου στα αρχικά στάδια της καρκινογένεσης (73, 75), τις πρωτεΐνες της ECM κατά την διήθηση και τη βασική μεμβράνη των αγγείων στην προσπάθεια για μετάσταση (60, 73). Επιπλέον οι μεταλλοπρωτεϊνάσες διασπώντας την εξωκυττάρια ουσία απελευθερώνουν αυξητικούς παράγοντες (76), που παραμένουν σε αδρανή κατάσταση συνδεόμενοι με εξωκυττάριες πρωτεΐνες ή ενεργοποιούν μόρια που βρίσκονται σε λανθάνουσα κατάσταση π.χ. τον TGF-β (77). Απουσία έκφρασης στρωμελυσίνης (ST3 knock-out ποντίκια) ελαττώνει την ανάπτυξη κακοήθειας υπό την επίδραση χημικού καρκινογόνου. H ελαττωμένη καρκινογένεση οφείλεται στην αδυναμία των ST3-deficient ινοβλαστών να υποστηρίξουν την ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων. Η ίδια μελέτη έδειξε επίσης ότι η παρακρινής δράση της στρωμελυσίνης 3 εξαρτάται από την παρουσία ECM πράγμα που σημαίνει ότι η δράση της διαμεσολαβείται από την κινητοποίηση μορίων συνδεόμενων με την ECM (76)

29 Ωστόσο η δράση των ΜΜΡs δεν περιορίζεται στη διήθηση των ιστών. Ένας νέος ρόλος έχει ανακύψει: η συμμετοχή τους στην αγγειογενετική διαδικασία (60, 64, 78). Απουσία έκφρασης ζελατινάσης στα κύτταρα του ξενιστή προκαλεί ελαττωμένη αγγειογένεση και μειωμένη ανάπτυξη εμφυτευμένων καρκινικών σειρών (64). Διαγονιδιακά ποντίκια που φέρουν το αντιγόνο SV40 T στα β κύτταρα του παγκρέατος αναπτύσσουν όγκους παγκρέατος μέσα στις 4 πρώτες εβδομάδες ζωής. Πίνακας 1: (βιβλ.63) Ουσίες παραγόμενες από τους στρωματικούς ινοβλάστες Όταν τα ποντίκια αυτά διασταυρωθούν με ποντίκια που εμφανίζουν ομόζυγη έλλειψη του γονιδίου της MMP-9, παρατηρείται ελαττωμένη αγγειογένεση και ανάπτυξη των νεοπλασμάτων του παγκρέατος (78). Τα παραπάνω μας δείχνουν τον κεντρικό ρόλο που κρατούν οι MMPs στην καρκινική διεργασία. Ιδιαίτερος λόγος θα γίνει για αυτές τις πρωτεάσες, που δεν παράγονται μόνο από ινοβλάστες αλλά και από άλλα κύτταρα του στρώματος και από τα καρκινικά κύτταρα (75), σε ξεχωριστό κεφάλαιο

30 B.3 Προέλευση μυοϊνοβλαστών Το κύτταρο προέλευσης των μυοϊνοβλαστών είναι ασαφές. Έχουν αναπτυχθεί διάφορες θεωρίες όπως διαδιαφοροποίηση από τους τοπικούς ινοβλάστες (17, 79) ή τα λεία μυϊκά κύτταρα της περιοχής (80), προέλευση από κυκλοφορούντα ινοκύτταρα τα οποία κατάγονται από προγονικά κύτταρα στρώματος του μυελού των οστών (81) ή ακόμα και μετατροπή επιθηλιακών κυττάρων σε μυοϊνοβλάστες στα πλαίσια της epithelial-mesenchymal transition (EMT)(82). Επώαση ινοβλαστών σε in vivo (83) και σε in vitro (79, 83, 84) συνθήκες με TGFβ επάγει την διαδιαφοροποίηση αυτών σε μυοϊνοβλάστες με έκφραση a-sma, εμφάνιση ινιδίων τάσης, παρουσία τοπικών συνδέσεων (focal adhesions ή fibronexus), και ινιδίων ινωδονεκτίνης (83, 84). Ωστόσο ο TGF-β δεν επαρκεί για την πλήρη ανάπτυξη του μυοϊνοβλαστικού φαινοτύπου. Η ED-A περιοχή της ινωδονεκτίνης είναι απαραίτητη για την επαγωγή της έκφρασης a-sma από τον TGF-β (85) ενώ η παρουσία εξωτερικής μηχανικής τάσης συμβάλλει στην διαφοροποίηση των μυοϊνοβλαστών και στη διατήρηση της συσταλτικής ικανότητας τους (47). Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας για την ανάπτυξη των μυοϊνοβλάστων είναι ο PDGF. Οι κυψελιδικοί μυοϊνοβλάστες απουσιάζουν από το πνευμονικό παρέγχυμα ποντικών με συγγενή έλλειψη PDGF-Α με αποτέλεσμα απουσία ελαστικών ινών και ανάπτυξη εμφυσήματος λόγω αδυναμίας φυσιολογικής μορφογένεσης των κυψελίδων (86). Επίσης σε έλλειψη PDGF-Α παρατηρείται διαταραχή της ανάπτυξης του υποεπιθηλιακού-a-sma-θετικού μεσεχγύματος του εντέρου λόγω ελαττωμένου πολλαπλασιασμού αυτών των κυττάρων πράγμα που οδηγεί σε ανώμαλη μορφογένεση του επιθηλίου (87). Έλλειψη PDGF-B επηρεάζει την ανάπτυξη των μεσαγγειακών κυττάρων του νεφρού που είναι επίσης a-sma-θετικά και θεωρούνται ως οι νεφρικοί μυοϊνοβλάστες (88). Τα αποτελέσματα αυτών των μελετών δείχνουν

31 ότι η οικογένεια των PDGF παραγόντων είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη των μυοϊνοβλάστων κατά την εμβρυογένεση και πιθανότατα και στην ενήλικο ζωή και υπογραμμίζουν την σημασία των κυττάρων αυτών στη μορφοποίηση των επιθηλίων κατά την οργανογένεση. Ωστόσο άλλη μελέτη έδειξε ότι η εφαρμογή PDGF τοπικά στην περιοχή του τραύματος αν και αυξάνει την συσσώρευση ινοβλάστων με ορισμένα χαρακτηριστικά μυοϊνοβλαστών δεν προκαλεί αύξηση της έκφρασης a- SMA σε αυτά τα κύτταρα (89). Πιθανότητα η δράση του PDGF δεν είναι στη διαδιαφοροποίηση των μυοϊνοβλάστων αλλά στη συσσώρευση και τον πολλαπλασιασμό των μεσεγχυματικών κυττάρων. Στην ίδια μελέτη παρατηρήθηκε ότι η in vivo αλλά όχι in vitro εφαρμογή GM-CSF (granulocyte macrophage- colony stimulating factor) επάγει την έκφραση a-sma στους ινοβλάστες στη περιοχή του τραύματος (89). Ο GM-CSF φαίνεται ότι δρα έμμεσα μέσω στρατολόγησης μακροφάγων, τα οποία παράγουν TGF-β και προκαλούν εμφάνιση των μυοϊνοβλαστών (90). Η ενδοθηλίνη έχει επίσης ενοχοποιηθεί για την επαγωγή μυοϊνοβλαστικού φαινοτύπου σε ινοβλάστες σε πειραματικά προκαλούμενη ίνωση του ήπατος (91) και στην πνευμονική ίνωση που παρατηρείται σε ασθενείς με σκληρόδερμα (92). Ανταγωνισμός των υποδοχέων της ενδοθηλίνης ελάττωσε τον αριθμό των a-smaθετικών κυττάρων και την ανάπτυξη ίνωσης στο ήπαρ μετά από πειραματικά προσκληθείσα βλάβη (91). Επίσης έχει δειχθεί ότι η ενδοθηλίνη-1 παράγεται από τους πνευμονικούς ινοβλάστες ασθενών με σκληροδερμία και δρώντας με αυτοκρινή τρόπο συνδέεται με τον ET-A υποδοχέα στα κύτταρα αυτά, επάγει την έκφραση a- SMA και αυξάνει την συσταλτική τους ικανότητα, μέσω ενεργοποίησης του μονοπατιού της PI3 κινάσης το οποίο επάγει την έκφραση γονιδίων που προάγουν την συστολή (92)

32 Η θρομβίνη έχει επίσης βρεθεί ότι προκαλεί διαδιαφοροποίηση ινοβλαστών σε μυοϊνοβλάστες. Συνδεόμενη με τον πρωτεολυτικά-ενεργοποιούμενο υποδοχέα-1 ενεργοποιεί έναν καταρράκτη αντιδράσεων με τελικό αποτέλεσμα την ενεργοποίηση της πρωτεϊνικής κινάσης C (PKC). Η PKC συνδέεται με τα ινίδια της a-sma και επάγει την περαιτέρω έκφραση και οργάνωση της a-sma στο κύτταρο και την ανάπτυξη συσταλτικής ικανότητας ενώ επίσης προάγει τον πολλαπλασιασμό και τελικά προκαλεί την ανάπτυξη ενός μυοϊνοβλαστικού φαινοτύπου στο κύτταρο (93). Αξίζει να σημειωθεί ότι η θρομβίνη δεν εμφανίζει καμία δράση πάνω στους μυοϊνοβλάστες, πιθανότατα επειδή ο περιγραφής μηχανισμός είναι ήδη ενεργοποιημένος στα κύτταρα αυτά, πράγμα που ενισχύεται από το γεγονός ότι μυοϊνοβλάστες προερχόμενοι από ασθενείς με σκληρόδερμα εμφανίζουν σύνδεση της PKC με τα ινίδια της a-sma ακόμα και χωρίς την επίδραση της θρομβίνης (93). Η παρουσία της θρομβίνης στο καρκινικό στρώμα σαν αποτέλεσμα της ενεργοποίησης της διαδικασίας πήξης λόγω εξαγγείωσης ερυθρών από τα νεοσχηματισμένα και διαπερατά αγγεία συνηγορεί υπέρ του ρόλου της στην ανάπτυξη των μυοϊνοβλαστών στο μικροπεριβάλλον του καρκίνου (94). Αντίθετα με τις παραπάνω ουσίες η γ-inf εμποδίζει την ανάπτυξη μυοϊνοβλαστικού φαινοτύπου καθώς ελαττώνει την παραγωγή a-sma (95), ενώ η αυξητική ορμόνη αναστέλλει την προκαλούμενη από τον TGF-β1 έκφραση a-sma σε ινοβλάστες in vitro και τη συσσώρευση μυοϊνοβλαστών στον κοκκιώδη ιστό τραύματος in vivo (96). Παρόμοια δράση έχει και ο bfgf (90). Η διαδιαφοροποίηση ινοβλαστών σε μυοϊνοβλάστες φαίνεται ότι είναι ο κύριος μηχανισμός εμφάνισης μυοϊνοβλάστων τόσο στον κοκκιώδη ιστό του τραύματος όσο και στο καρκινικό στρώμα. Ο TGF-β, η μηχανική τάση (ίσως ο σημαντικότερος παράγοντας) και κατά ορισμένους ο PDGF είναι οι κύριοι μεσολαβητές αυτής της διαδικασίας και αυτοί που ευθύνονται για την ανάπτυξη του ενεργοποιημένου

33 μυοϊνοβλάστη (35,52). Όλες οι υπόλοιπες ουσίες που αναφέρθηκαν προάγουν την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση (γ-inf, GH) του αδρανούς (stellate) μυοϊνοβλάστη (35). Οι τοπικοί ινοβλάστες δεν είναι η μόνη πηγή μυοϊνοβλαστών στο καρκινικό στρώμα. Η ομοιότητα των μυοϊνοβλαστών με τα λεία μυϊκά κύτταρα (έκφραση a- SMA/desmin/smooth muscle myosin/caldesmon, ικανότητα συστολής) (52), η παρουσία σύνδεσης μεταξύ των μυοϊνοβλάστων και των λείων μυϊκών κυττάρων της βλεννογόνιας μυϊκής στιβάδας (57) (εικόνα 13), και η στενή σχέση ανάμεσα στα περικύτταρα (αγγειακοί μυοϊνοβλάστες) και τα λεία μυϊκά κύτταρα του τοιχώματος των αγγείων (35) οδήγησαν στην υπόθεση ότι οι μυοϊνοβλάστες προέρχονται από διαδιαφοροποίηση λείων μυϊκών κυττάρων. Η θεωρία αυτή υποστηρίζεται από πειρα- Εικόνα 13 (βιβλ. 57): Βλεννογόνος παχέος εντέρου. Παρατηρείται η παρουσία σύνδεσης μεταξύ υποεπιθηλιακών μυοϊνοβλαστών και βλεννογόνιας μυϊκής στιβάδας (ανοσοϊστοχημική χρώση a-sma) ματικά δεδομένα. Έχει παρατηρηθεί ότι καλλιέργεια λείων μυϊκών κυττάρων αγγείων παρουσία ορού οδηγεί σε απώλεια της συσταλτικής ικανότητας τους και αύξηση της ικανότητας παραγωγής πρωτεϊνών της ECM, κατάσταση που είναι αντιστρεπτή (97). Σε παθολογικές καταστάσεις των αγγείων π.χ. αθηροσκλήρυνση, τα λεία μυϊκά κύτταρα χάνουν την έκφραση πρωτεϊνών που χαρακτηρίζουν κύτταρα με μυογενή διαφοροποίηση, όπως η smoothelin (52)-που αποτελεί τον πιο ειδικό δείκτη των λείων μυϊκών κυττάρων-, αποκτούν την ικανότητα να συνθέτουν και να εκκρίνουν

34 διάφορα συστατικά της ECM, ανταποκρίνονται σε ποικίλα μιτογόνα και έτσι συμβάλουν στην πάχυνση του έσω χιτώνα των αγγείων (98) Παρόμοια φαινόμενα με αυτά που παρατηρούνται στην αθηροσκλήρυνση είναι πιθανό να συμβαίνουν και κατά την ανάπτυξη του καρκινικού στρώματος καθώς όταν λεία μυϊκά κύτταρα αγγείων συνδυάζονται με καρκινικά κύτταρα αποκτούν φαινότυπο παρόμοιο με μυοϊνοβλάστες και οδηγούν στην ανάπτυξη δεσμοπλασίας (80). Μάλιστα έχει δειχθεί ότι τα λεία μυϊκά κύτταρα των αγγείων και συγκεκριμένα των φλεβών δύναται να εγκαταλείψουν το τοίχωμα του αγγείου και να εγκατασταθούν στο καρκινικό στρώμα (80). Βέβαια η ανταπόκριση των λείων μυϊκών κυττάρων των αγγείων δεν είναι τόσο έντονη όσο των ινοβλαστών. Τα λεία μυϊκά κύτταρα διατηρούν το φαινότυπο τους, παρότι βρίσκονται στο διάμεσο χώρο της καρκινικής μάζας και όχι στο τοίχωμα κάποιου αγγείου. Αυτό σημαίνει ότι τα κύτταρα αυτά είναι λιγότερο αποτελεσματικά στην διαδιαφοροποίηση σε μυοϊνοβλάστες και η συμβολή τους στο καρκινικό στρώμα -αν υπάρχει- είναι μικρότερη από εκείνη των ινοβλαστών (80). Η ίδια μελέτη εξέτασε τη συμμετοχή των περικυττάρων, που θεωρείται τύπος μυοϊνοβλαστών, στην ανάπτυξη μυοϊνοβλαστών του στρώματος. Βρέθηκε ότι αν και αυξάνουν την κινητικότητα των καρκινικών κυττάρων δεν εκφράζουν a-sma και άρα έχουν μικρή συμβολή στο καρκινικό στρώμα (80). Εκτός από τις τοπικές πηγές (ινοβλάστες, λεία μυϊκά κύτταρα των αγγείων) έχει προταθεί ότι προγονικά κύτταρα του μυελού των οστών μπορούν να διαφοροποιηθούν σε μυοϊνοβλάστες (99). Η πλαστικότητα των κυττάρων του μυελού των οστών έχει διευρυνθεί σημαντικά καθώς κύτταρα μυελού των οστών ενήλικα μπορούν να διαφοροποιηθούν σε ηπατοκύτταρα, ενδοθηλιακά κύτταρα, γραμμωτά μυϊκά κύτταρα, νευρικά κύτταρα, μυοκαρδιακά κύτταρα και μυοϊνοβλάστες (100). Έως και το 62% των περικρυπτικών μυοϊνοβλαστών παχέος εντέρου μπορεί να έχουν μυελική προέλευση (101). Μυοϊνοβλάστες προερχόμενοι από μυελό των οστών

35 παρατηρούνται και σε άλλα όργανα (πνεύμονες, νεφρός, δέρμα) αν και συνήθως αποτελούν μικρό ποσοστό των κυττάρων του στρώματος (99). Ωστόσο μετά από τραύμα ή εμφύτευση καρκινικών κυττάρων αυξάνεται το ποσοστό των μυελικών μυοϊνοβλάστων στην περιοχή του αναπτυσσόμενου κοκκιώδους ιστού (99) ή του αντιδραστικού καρκινικού στρώματος (102). Έτσι μέρος των μυοϊνοβλαστών που παρατηρείται στον κοκκιώδη ιστό ενός τραύματος (81, 103) ή στο δεσμοπλαστικό στρώμα του καρκίνου (104, 105) προέρχεται από το μυελό των οστών. Το ποσοστό στο οποίο συμβάλλει ο μυελός των οστών στο δεσμοπλαστικό στρώμα του καρκίνου μπορεί να φτάνει και το 40% (105). Μάλιστα οι μυοϊνοβλάστες αυτοί έχουν ικανότητα πολλαπλασιασμού μετά την εγκατάσταση στο καρκινικό στρώμα (105). Η επικρατούσα θεωρία για την μυελική προέλευση των μυοϊνοβλαστών είναι ότι μεσεγχυματικά αρχέγονα κύτταρα μυελού των οστών διαφοροποιούνται σε ινοκύτταρα τα οποία βρίσκονται στην κυκλοφορία του αίματος, εκφράζουν βιμεντίνη και CD34, και έχουν την ικανότητα έκκρισης μεταξύ άλλων κολλαγόνου, MMPs, και αυξητικών παραγόντων (81, 106). Κάτω από την επίδραση ερεθισμάτων, όπως του TGF-β, μεταναστεύουν στους ιστούς, κυρίως σε περιοχές τραύματος ή νεοπλασίας, και διαφοροποιούνται περαιτέρω σε μυοϊνοβλάστες. Πολλές φορές κατά την διαφοροποίηση χάνουν την έκφραση μορίων όπως το CD34, που αποτελεί δείκτη προγονικών κυττάρων μυελού των οστών (106). Τα κυκλοφορούντα ινοκύτταρα αποτελούν το κύτταρο προέλευσης των (μυο)ινοβλαστών και σε άλλες παθήσεις που χαρακτηρίζονται από ινοπλαστική αντίδραση όπως το άσθμα (43), η πνευμονική ίνωση (107), η ηπατική ίνωση (108) και το σκληρόδερμα (106). Η μελέτη της προέλευσης των μυοϊνοβλαστών γίνεται με τη χρήση ποντικιών στα οποία μεταμοσχεύουν μυελό των οστών είτε από ζώο διαφορετικού φύλου είτε από διαγονιδιακά πειραματόζωα που εκφράζουν την φθορίζουσα πρωτεΐνη Green Fluorescence Protein (GFP) οπότε τα κύτταρα του δότη(κύτταρα μυελού των οστών)

36 διακρίνονται από τα κύτταρα του δέκτη με βάση την παρουσία του Υ χρωμοσώματος (εικόνα 14) ή με την ανίχνευση φθορισμού (104). Η υπόθεση της μυελικής προέλευσης των μυοϊνοβλάστων έχει επιβεβαιωθεί και στον άνθρωπο. Σε γυναίκες ασθενείς που έχουν λάβει μεταμόσχευση από άρρεν άτομο και υποβλήθηκαν σε βιοψία εντέρου για πιθανή νόσο μοσχεύματος εναντίον ξενιστή βρέθηκαν Υ-θετικοί μυοϊνοβλάστες στον βλεννογόνο του εντέρου (101). Εικόνα 14 (βιβλ. 108): Μυοϊνοβλάστες ήπατος από ασθενή με κίρρωση. Συνδυασμός ανοσοϊστοχημείας για το αντιγόνο a-smα (κόκκινο χρώμα) με in situ υβριδισμό για το χρωμόσωμα Υ (καφέ κηλίδα στον πυρήνα-λευκό βέλος). Πρόκειται για άντρα ασθενή που έλαβε μόσχευμα ήπατος από γυναίκα δότη. Ο ασθενής ανέπτυξε κίρρωση και οι μυοϊνοβλάστες του κιρρωτικού ήπατος σε ποσοστό έως 22% προέρχονταν από τον μυελό των οστών του δέκτη. Οι παράγοντες PDGF και SCF παίζουν σημαντικό ρόλο στην διαφοροποίηση προγονικών κυττάρων σε μυοϊνοβλάστες (35). Έλλειψη του PDGF δεν επιτρέπει την ανάπτυξη των κυψελιδικών μυοϊνοβλαστών (86), των μυοϊνοβλαστών του εντέρου (87) και των μεσαγγειακών κυττάρων του νεφρού (88). Ο παράγοντας αυτός δεν επάγει την έκφραση a-sma σε ινοβλάστες (89) αλλά φαίνεται να είναι υπεύθυνος για

37 την μυελική προέλευση των μυοϊνοβλάστων (35). Ο SCF ανήκει επίσης στην οικογένεια των PDGF παραγόντων και αποτελεί το συνδέτη του υποδοχέα c-kit. Ο c- kit υποδοχέας είναι βασικός για την ανάπτυξη των διάμεσων κυττάρων του Cajal (ICC) ενώ υπερέκφραση του έχει σαν αποτέλεσμα την ανάπτυξη όγκων από τα κύτταρα αυτά (στρωματικοί όγκοι του γαστρεντερικού συστήματος που σε ποσοστό >95% εμφανίζουν μεταλλάξεις στο c-kit πρωτοογκογονίδιο). Η μετατροπή επιθηλιακών κυττάρων σε μεσεγχυματικά (epithelial to mesenchymal transition-emt) συμβαίνει κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη και μορφογένεση των οργάνων (109). Ενεργοποιείται, όπως και άλλες εμβρυϊκές λειτουργίες, κατά τη καρκινική διεργασία και θεωρείται ένας από τους βασικούς μηχανισμούς με τους οποίους τα ακίνητα, υπό φυσιολογικές συνθήκες, επιθηλιακά κύτταρα διηθούν την βασική μεμβράνη και το τοίχωμα αγγείων και μεθίστανται σε άλλα όργανα (εικόνα 15) (110). Η ΕΜΤ χαρακτηρίζεται από απώλεια των δεσμών σύνδεσης μεταξύ των επιθηλιακών κυττάρων (δεσμοσώματα, ζώνες πρόσφυσης, αποφρακτικές συνάψεις) και από αναδιοργάνωση του κυταροσκελετού με αποτέλεσμα απώλεια της πολικότητας του κυττάρου. Τα ενδιάμεσα νημάτια κερατίνης αντικαθίστανται από νημάτια βιμεντίνης. Ιστολογικά το κύτταρο απόκτα ατρακτοειδές ή επιμηκυσμένο σχήμα, ενδεικτικό της μεσεγχυματικής διαφοροποίησης του (110, 111). Η μελέτη της ΕΜΤ είναι πολύ δύσκολη καθώς είναι πρόσκαιρο φαινόμενο. Μόλις τα κύτταρα φτάσουν στη μεταστατική εστία αποκτούν και πάλι τον αρχικό επιθηλιακόφαινότυπο. Τα καρκινοσαρκώματα, νεοπλάσματα που εμφανίζουν δύο διακριτά στοιχείαεπιθηλιακό και σαρκωματώδες- και τα σαρκωματοειδή καρκινώματα (εικόνα 16), επιθηλιακά νεοπλάσματα στα οποία τα κακοήθη επιθηλιακά κύτταρα έχουν ιστολογικά και ανοϊστοχημικά στοιχεία μεσεγχυματικής διαφοροποίησης, θεωρούνται

38 ότι οφείλονται σε ΕΜΤ με πιο παρατεταμένη διάρκεια (110). Τα νεοπλάσματα αυτά συνήθως έχουν άσχημη πρόγνωση πράγμα που δείχνει ότι είναι υψηλής κακοήθειας όγκοι. Η ΕΜΤ έχει ενοχοποιηθεί για την εμφάνιση των μυοϊνοβλάστων σε διάφορες ινοπλαστικές αντιδράσεις. Έχει δειχθεί ότι τα επιθηλιακά κύτταρα των νεφρικών σωληναρίων αποκτούν έκφραση a-sma 3 εβδομάδες μετά από μερική νεφρεκτομή και απόφραξη της νεφρικής αρτηρίας (112). Ταυτόχρονα εμφανίζουν ατρακτοειδές σχήμα και χάνουν την πολικότητα τους ενώ παράλληλα διασπάται η βασική μεμβράνη. Καθώς εξελίσσεται το φαινόμενο γύρω από τα διαδιαφοροποιούμενα σωληνάρια αθροίζονται μυοϊνοβλάστες ενώ στον διάμεσο ιστό αναπτύσσεται ίνωση. Πηγή των μυοϊνοβλαστών που σχηματίζουν το ινωτικό στρώμα σε αυτό το πειραματικό μοντέλο νεφρικής ίνωσης είναι τα επιθηλιακά κύτταρα των νεφρικών σωληναρίων (112). Βασικό ρόλο στην ΕΜΤ φαίνεται να παίζει ο TGF-β (113). Καρκινικά κύτταρα από νεοπλάσματα μαστού μπορούν επίσης να διαφοροποιηθούν σε μεσεγχυματικά κύτταρα, τα οποία υπό την επίδραση του TGF-β αποκτούν χαρακτηριστικά μυοϊνοβλαστών (82). Αυτά τα δεδομένα υποστηρίζουν την υπόθεση ότι οι μυοϊνοβλάστες προέρχονται από τα ίδια τα καρκινικά κύτταρα μέσω του φαινομένου της ΕΜΤ. Άλλωστε στη μελέτη που αναφέρθηκε τα μεσεγχυματικά κύτταρα που δημιουργήθηκαν από τα κακοήθη επιθηλιακά κύτταρα δεν ήταν ογκογόνα από μόνα τους (82). Όταν όμως συνδυάζονταν με καρκινικά επιθηλιακά κύτταρα ενίσχυαν την ογκογόνο δράση των τελευταίων σε βαθμό παρόμοιο με πειραματικά αναπτυγμένους μυοϊνοβλάστες (82). Επομένως εμφάνιζαν φαινοτυπικά (μορφολογία, έκφραση a-sma) και λειτουργικά (ενίσχυση καρκινογόνου δράσης κακοήθων επιθηλιακών κυττάρων) χαρακτηριστικά μυοϊνοβλάστων. Άρα τα καρκινικά κύτταρα μπορούν να διαδιαφοροποιηθούν σε μυοϊνοβλάστες και να υποβοηθήσουν την περαιτέρω εξέλιξη της καρκινικής εξεργασίας