Patogeneza nowotworów

Wszystkie współczesne teorie i hipotezy wyjaśniające mechanizm transformacji nowo­tworowej można podzielić na 3 grupy:

1. mutacyjne = transformacja nowotworowa tkwi w genetyce komórek somatycznych

2. embrionalne = istotą transformacji nowotworowej nie jest zmiana w informacji genetycznej, lecz utrwalone zaburzenie w ekspresji tych informacji, czyli zmiana czynności genów

3. wirusowe = mechanizm działania onkowirusów na komórkę gospodarza, oprócz stwierdzenia ich immunosupresyjnego działania

koncepcja protowirusowa Huebnera i Todaro, teoria onkogenu = po­wstanie większości nowotworów jest naturalnym zjawiskiem biologicznym, determinowanym przez samoistną lub indukowaną derepresję wirusowych genów nowotworowych, czyli onkogenów.

W klasycznym ujęciu onkogenezy wyróżnia się 3 etapy:

• Etap inicjacji, czynnik kancerogenny po przedostaniu się do wnętrza komórki, uszkadza jej DNA = fiksacja kancerogenu (może być odwracalny)

• Etap promocji, zmiany dotyczą już genotypu, a większość czynników inicjujących rozwój nowotworu przekształca się w związki elektro- i nukleofilne, łatwo łączące się z makrocząsteczkami komórkowymi. Z czasem komórka ulega pełnej transformacji nowotworowej.

• Etap progresji, następuje wzrost zmienionych nowotworowe komórek. W tym okresie dopiero nowotwór może być rozpoznany klinicznie, gdyż zazwyczaj osiąga on pewną masę i objętość, a populacja guza liczy ok. 1·10⁹ komórek. Przeważnie wzrost nowotworu przebiega niepowstrzymanie, podwaja on swoją masę przeciętnie co 90 dni.

Cykl życiowy komórek prawidłowych nie różni się specjalnie od obser­wowanego w komórkach nowotworowych. Różnicę stanowi utrata mechanizmów regulujących podział komórek, tj. umożliwiających komórkom prawidłowym przejście lub pozostanie w fazie G₀ cyklu komórkowego

W fazie Gi cyklu komórkowego wykazano stany, które kontrolują zarówno wzrost, jak i różnicowanie komórek, i nazwano je GD i GD'. Komórki będące w tych stanach mogą pozostać w spoczynku, wzrastać, różnicować się częś­ciowo lub całkowicie, a nawet odróżnicowywać się od tego stanu. Onkogeneza może być inicjowana przez defekty w procesach integrujących kontrolę komór­kowego wzrostu i różnicowania w stanie GD i GD'. Promocja łączy się z rozwojem w zainicjowanych komórkach zdolności do nieodwracalnego różnicowania i proliferacji nowotworowej. Takie zaburzenia na etapie GD lub GD' są charakterystyczne zwłaszcza dla szybko rosnących i słabo zróżnicowanych nowotworów złośliwych.

5.2.1. Rola receptorów limfocytów B w powstawaniu chłoniaka (hipoteza autoimmunizacyjna)

Ogólne założenia teorii autoimmunizacyjnej powstawania u ludzi chłoniaka z komórek B przedstawili Sell oraz Smith i Steinberg. Według niej antygen wirusowy, np. RNA - wirus, po wniknięciu do makrofaga jest zaprezentowany limfocytom Th i limfocytom B (rys. 5.11). W przypadku białaczki limfatycznej u bydła antygenem wirusowym może być np. lignad BLV, wnikający do wymienionych komórek docelowych poprzez odpowiednie receptory komórkowe. W następstwie dochodzi do wzrostu aktywności limfocytów Th i stymu­lacji limfocytów B. Jednocześnie spada aktywność limfocytów Ts (suppressor), a tym samym wzrasta aktywność limfocytów Th i nasila się proliferacja limfocytów B. W limfocytach B zachodzą zmiany somatyczne i wzrasta toleracja na pojawienie się nowych klonów tych komórek. Komórki B ulegają odróżnicowaniu oraz dalszej proliferacji - dzięki czynnikom różnicowania (B-cell differentiation factors) i czynnikom proliferacji (B-cell growth factors) i produkują nadmierną ilość autoprzeciwciął. Pociąga to za sobą zmianę układu przeciwciał idiotypowych, co pozwala na produkcję, uprzednio hamowanych, autoprzeci wciął. Na limfocytach zaczynają się pojawiać kompleksy II MHC, dotychczas nieobecne na tych komórkach. Limfocyty B niepohamowanie proli-ferują, stając się komórkami stransformowanymi nowotworowe.

Przedstawiona teoria autoimmunizacyjna powstawania chłoniaków typu B, adaptowana do białaczki limfatycznej u bydła, nie tłumaczy dokładnie roli autoprzeci wciął w tym procesie. Prawdopodobnie, wirus BLV, zmieniając właściwości antygenowe komórki docelowej i prowadząc do powstania auto-przeciwciał, jest w stanie zainicjować procesy autoimmunizacyjne. Tak zmie­nione komórki mają cechy powodujące powstanie schorzenia obracającego się przeciwko gospodarzowi - „graft versus host", czyli GVH reaction.

Istota schorzeń autoimmunizacyjnych polega na obecności w organizmie przeciwciał lub komórek immunologicznie kompetentnych, skierowanych przeciwko własnym składnikom komórkowym. Mamy wówczas do czynienia z modyfikacją cząsteczek białkowych, reakcjami krzyżowymi z pokrewnymi antygenami lub autoantygenowymi determinantami występującymi na po­krewnym antygenie oraz z wadami układu odpornościowego. Wśród wad układu immunologicznego wymienia się m.in. niedobór limfocytów Ts, mają­cych hamować nadmierną aktywację limfocytów B, a więc ograniczać syntezę autoprzeciwciał. Stąd w przypadku patologicznej odpowiedzi immunologicznej mogą pojawiać się zmutowane klony komórkowe, produkujące autoprzeciwciała, a także może zanikać prawidłowy nadzór immunologiczny oraz obniżać się tolerancja na małe dawki antygenu. Może dochodzić także do niekon­trolowanej stałej stymulacji komórek przez krążące we krwi immunoglobuliny. Na przykład zmienione receptory mogą stanowić permanentny bodziec dla komórek nowotworowych, pobudzając je do proliferacji bez udziału właściwych stymulatorów, co ma miejsce m.in. w przypadku zmienionych funkcjonalnie receptorów estrogenów w raku sutka u kobiet.

Badania nad molekularnymi podstawami działania receptorów komórko­wych mają nie tylko aspekt teoretyczny, ale także, w pewnej mierze, praktycz­ny. Wiąże się to z mechanizmami transportu substancji, np. białek lub jonów, do cytoplazmy, co wskazuje na możliwość wprowadzenia pewnych związków do komórki. Zakładając, że do cząsteczki łączącej się z receptorem komórkowym dołączy się określony związek, np. lek, to będzie się on mógł, teoretycznie, przedostać do wnętrza komórki. Pozwoliłoby to na praktyczne wykorzystanie endocytozy zależnej od receptorów do celów leczniczych. 5.3. Immunologia nowotworów

Układ immunologiczny ma za zadanie odróżnić to, co „swoje" (self), od „nie swojego" (non self), czyli obcego, dlatego główny problem immunologii nowo­tworów sprowadza się do odpowiedzi na pytanie: czy na powierzchni komórek zmienionych nowotworowe występują antygeny na tyle różne od innych anty­genów obecnych w ustroju, aby mogły indukować odpowiedź immunologiczną? Odpowiedź na to pytanie ma kluczowe znaczenie zarówno w diagnostyce, jak i terapii nowotworów.

Immunologiczne mechanizmy obronne wkraczają do akcji dopiero z chwilą powstania komórki nowotworowej lub nowotworu, a zatem w późnym etapie, gdy zawiodły już inne naturalne mechanizmy antynowotworowe, np. zmiata-cze wolnych rodników (witaminy C i E, SOD, CAT, GSH - px), a także enzymy naprawcze DNA, np. polimerazy gamma, enzymy fotoreaktywujące, endonuk-leazy i glikozydazy. Wypływa z tego wniosek, że nie należy zbytnio przeceniać przeciwnowotworowej roli układu immunologicznego.

Według teorii nadzoru immunologicznego Burneta (immune surveillance), układ limfoidalny chroni organizm przed powstaniem nowotworów. Zgodnie z tą teorią przyjmuje się, że nowotwory mogą powstać wówczas, gdy wydolność immunologiczna komórek jest obniżona. Wszystkie zatem czynniki, które mogą powodować spadek aktywności lub niszczenie limfocytów T, ułatwiają rozwój nowotworu, wtedy bowiem organizm staje się szczególnie wrażliwy na czynniki onkogenne. Przemawia za tym zwiększona zapadalność na nowo­twory złośliwe chorych z niedoborami immunologicznymi, szczególnie lim­focytów T, zwiększona dynamika procesu nowotworowego u osób otrzymu­jących leki immunosupresyjne oraz z upośledzeniem odporności, głównie typu komórkowego.

W odporności przeciwnowotworowej wyróżnia się odporność komórkową, odporność humoralną oraz odporność komórkową zależną od przeciwciał. Główną rolę w niszczeniu komórek nowotworowych przypisuje się lim­focytom T, makrofagom i monocytom, a w dalszej kolejności komórkom NK (natural killers), granulocytom obojętnochłonnym i komórkom supresyjnym. Odporność komórkowa sprowadza się do bezpośredniego, cytotoksycznego działania aktywnych immunologicznie komórek na komórki nowotworowe. Odgrywa ona najważniejszą rolę w immunologii przeciwnowotworowej. Odporność humoralna, prawdopodobnie, nie bierze udziału w nisz­czeniu komórek nowotworowych, z wyjątkiem złośliwych chłoniaków i komó­rek nowotworowych obecnych w płynach jam ciała. Dzieje się wręcz przeciwnie, wysoki poziom przeciwciał może nawet pobudzać nowotwór., powodując tzw. efekt immunologicznego ułatwienia (immunological inhacement). W odporno­ści komórkowej zależnej od przeciwciał działanie cytotoksyczne na komórki nowotworowe polega na połączeniu receptora fragmentem Fc cząsteczki immunoglobuliny na komórce efektorowej (limfocycie T, B i monocycie) z tymże fragmentem immunoglobuliny opłaszczającym komórkę nowotworową.

Przyjmuje się, że reakcje immunologiczne, zwłaszcza w początkowej fazie rozwoju nowotworu, mogą doprowadzić do eliminacji klonu komórek stransformowanych. Niestety, nawet w przypadku chwilowej niewydolności układu immunologicznego może dochodzić do takiej proliferacji komórek nowotworo­wych, której układ ten nie jest już w stanie zlikwidować. Nowotwór może być wówczas rozpoznany klinicznie, gdyż z reguły osiąga masę l g, średnicę l cm, a populacja guza liczy l • 10⁹ komórek. W tej fazie rozwoju nowotworu od­powiedź immunologiczna wydaje się być nieadekwatna do potencjału proliferacyjnego populacji nowotworowej, a nawet w niektórych sytuacjach, o czym była mowa wyżej, ułatwiać wzrost nowotworu.

5.3.1. Antygeny nowotworowe

Istotną sprawą w immunologii jest poznanie reakcji odpornościowej or­ganizmu obarczonego nowotworem na antygeny nowotworowe. Dlatego też poszukując różnic między komórką prawidłową a komórką nowotworową, szczególną uwagę zwrócono na fenotypową charakterystykę powierzchni ko­mórki. Wiele prac poświęcono zwłaszcza poszukiwaniu i klasyfikacji anty­genów nowotworowych jako fenotypowych wyznaczników (markerów) pro­gresywnego wzrostu guza.

Na powierzchni komórek nowotworowych wykrywa się następujące rodzaje antygenów:

5.3.1.1. Antygeny nowotworowe TAA (tumor associated antigens)

- Wykrywane metodami transplantacyjnymi - nazwane TSTA (tumor specific transplantation antigens):

• indywidualnie swoiste, unikatowe dla danego nowotworu (TSA - tumor specific antigensj, np. nowotworów u myszy indukowanych związkami chemicznymi;

• wykazujące reakcje krzyżowe, np. w nowotworach indukowanych onkowirusami RNA i DNA, a także niektóre antygeny embrionalne.

- Wykrywane metodami serologicznymi:

• indywidualnie swoiste, specyficzne dla nowotworu;

• wykazujące reakcje krzyżowe:

- komórkowe, zależne od wirusa lub produkty antygenowe wirusowe;

- typu embrionalnego;

- białka transformacyjne (np. o masie 95 000 Da) związane z proliferacją nowotworową komórek.

5.3.1.2. Normalne antygeny komórkowe na komórkach nowotworowych

- Antygeny zgodności tkankowej, np. u ludzi HLA (human leukocyte antigens), a u myszy H-2.

- Substancje grupowe krwi.

- Antygeny narządowe i tkankowo swoiste.

Częstym zjawiskiem w rozwoju nowotworów jest występowanie antygenów płodowych (alfa-fetoproteina - AFP, płodowe hemoglobiny białaczkowe, sulfoglikoproteidy, antygen trzustkowy), antygenów nowotworowo-łożyskowych (ludzka gonadotropina kosmówkowa, laktogen łożyskowy) oraz antygenów rakowopłodowych (CEA - carcinoembryonal antigen).

Uważa się, że niektóre swoiste antygeny nowotworowe są uległymi derepresji płodowymi antygenami zakodowanymi przez komórkę. Antygeny płodowe są glikoproteidami i polisacharydami, CEA zaś - glikoproteidami. Swoiste antygeny nowotworowe są zlokalizowane na (lub) w błonie ko­mórkowej komórek nowotworowych. Oprócz nich znane są także antygeny wewnątrzkomórkowe komórek nowotworowych, tj. antygeny jądrowe i cytoplazmatycz ne.

Szczególnie duże znaczenie w diagnostyce onkologicznej u ludzi odegrały dwa antygeny: CEA i AFP, zwłaszcza przy ocenie wznowy nowotworu lub występowaniu przerzutów. Przyjęto także, że antygeny te mogą odgrywać dużą rolę w pobudzaniu makrofagów do produkcji czynników stymulujących prolife­rację niedojrzałych komórek, w tym także nowotworowych, oraz do wytwarza­nia prostaglandyn (PG). Właśnie prostaglandyny, hamując proliferację lim­focytów T, są odpowiedzialne za stan tolerancji immunologicznej na antygeny płodowe. Warunkuje to wzrost nowotworu produkującego antygeny płodowe błędnie informujące makrofagi i układ rozpoznawania immunologicznego, który zamiast eliminować, ułatwia jego wzrost i progresję.

Stwierdzono, że zarówno antygeny zgodności tkankowej H, jak i antygeny TSTA mogą uwalniać z komórek limfatycznych obecne tam niekiedy wirusy. Wirusy takie mogą indukować bezpośrednio nowotwór lub - wykazując działa­nie immunosupresyjne - predysponować tym samym ustrój do onkogenezy. Jednocześnie wykryto, że przeciwko antygenom wirusowym mogą tworzyć się przeciwciała, np. u ludzi chorych na chłoniaka Burkitta (wirus Epsteina-Barr) lub raka nosogardzieli. Są to przeciwciała reagujące z antygenami otoczki wirusa (VCA): antygenem jądrowym (EBNA), wczesnym antygenem (EA), antygenem wykrywanym w reakcjach z limfocytami (LYDMA) i antygenem rozpuszczalnym (S) wiążącym komplement.

Z badań nad udziałem wirusów onkogennych w indukcji białaczki u myszy wynika, że udział współprzyczynowy tych wirusów jest bardzo złożony. Należy bowiem przyjąć, że materiał genetyczny wirusów w formie onkogenu i wirogenu jest u tego gatunku powszechny, i w okresie ewolucji stał się częścią materiału genetycznego komórki. Do pełnej ekspresji wirogenu i on­kogenu, tj. do produkcji cząsteczek wirusowych i indukcji nowotworu, dochodzi tylko u kilku spośród kilkuset szczepów myszy wsobnych. Na przykład 100-procentową zachorowalność na białaczki spotyka się tylko u szczepów AKR i C-58 na 200 szczepów myszy wsobnych. Stąd można przypuszczać, że u większości szczepów myszy nadzór immunologiczny jest wystarczająco silny, aby zlikwidować klon komórek nowotworowe stransformowanych.

Antygeny zewnątrzpochodne są endocytowane i degradowane w lizosomach komórek APC, a następnie wiązane z cząsteczkami MHC klasy II i odtransportowywane na powierzchnię komórki. Z kolei antygeny wewnątrzkomórkowe, np. wirusy, są degradowane poza lizosomami, przyłączane do cząsteczek MHC klasy I i również odtransportowywane na powierzchnię komórki. Przyłączenie antygenu do cząsteczek MHC klasy I lub klasy II determinuje odpowiedź immunologiczną, gdyż cząsteczki CD4 i CD8 działają jako dodatkowe cząste­czki adhezyjne, wykazujące powinowactwo odpowiednio do antygenów klasy II (CD4) lub klasy I (CD8). Poziom ekspresji cząsteczek MHC na komórkach nowotworowych może korelować pozytywnie, negatywnie lub być bez wpływu na stopień złośliwości nowotworu. Z tego wniosek, że nie ma jednoznacznej zależności między ekspresją MHC, a złośliwością nowotworu. Np. w niektórych chłoniakach wzrostowi ekspresji MHC klasy I towarzyszy przyspieszony wzrost guza, a także skłonność do dawania przerzutów. Ponadto na zmiany ekspresji mają, oprócz zjawisk immunologicznych, wpływ hormony, np. glikokortykosterydy.

Mechanizmy udaremniające cytotoksyczność limfocytów T wobec komórek nowotworowych na przykładzie białaczki u bydła

W procesie infekcji komórki limfatycznej przez BLV (bovine leukemia virus) powstaje sytuacja, w której receptory wirusa natrafiają na odpowiednie miejsca receptorowe na powierzchni błony komórkowej komórek gospodarza. Staje się to możliwe dzięki istnieniu na powierzchni wirusa struktur, mogących rozpoznawać miejsca receptorowe na błonach tych komórek. Okazało się, że udział receptorów komórki limfatycznej w reakcji z ligandem BLV jest bardzo istotny. W związku z powyższym na rysunku 5.12 przedstawiono ewolucję zmian kompleksu ligandy BLV - receptory limfocytu, z jednoczesnym uwzględ­nieniem drogi powstania u bydła antygenów nowotworowych na powierzchni komórki białaczkowej.

Wśród receptorów obecnych na powierzchni limfocytu najważniejsze są receptory immunoglobulinowe. To one pozwalają na połączenie się z okreś­lonym antygenem, np. ligandem BLV, i zainicjowanie odpowiedzi immunologi­cznej. Odpowiedź immunologiczna na antygen pozostaje pod kontrolą genety­czną, która jest związana z obecnością tzw. genów Ir (immune response genes) oraz genów Is (immune suppression genes). Geny te wchodzą w skład komplek­su genów zgodności tkankowej MHC (major histocompatibility complex), zlokalizowanego u ludzi w układzie HLA, a u myszy w układzie H-2. Geny Ir determinują antygeny la (I associated). Antygeny la są na powierzchni komó­rek biorących udział w odpowiedzi immunologicznej, tj. limfocytów B, makro-fagów oraz niektórych limfocytów T.

Opisane receptory są szczególnie liczne na powierzchni limfocytów B i wydają się być identyczne z przeciwciałami humoralnymi. Liczba recep­torów jest różna, i w komórkach prawidłowych wynosi l • 10³ -10⁶, natomiast przykładowo w białaczce mastocytarnej u szczurów liczba ta rośnie do 0,6-1-10⁶.

Komórkami niszczącymi nowotwór są, jak już wspomniano, aktywowane limfocyty T, makrofagi, monocyty, komórki NK i neutrofile. Reakcja bezpo­średniego niszczenia komórek nowotworowych jest reakcją nieswoistą, nato­miast rozpoznawanie antygenów nowotworowych przez limfocyty T - swoistą. W procesie nowotworzenia dochodzi do aktywacji funkcji supresorowej komó­rek, które tłumiąc reakcje komórkowe, umożliwiają wzrost progresywny nowo­tworu, mimo obecności immunogennych komórek nowotworowych.

Czynniki znoszące odpowiedź immunologiczną na antygeny komórek nowotworowych

Wyróżnia się dwie grupy czynników:

- czynniki blokujące receptory antygenowe TSTA komórek nowotworo­wych (przeciwciała blokujące i przeciwciała cytofilne);

- czynniki hamujące aktywność uczulonych limfocytów.

Głównymi czynnikami hamującymi kontakt uczulonych limfocytów z recep­torami antygenów TSTA są przeciwciała opłaszczające miejsca receptorowe na komórce nowotworowej. Tak chronione komórki szybciej proliferują, stąd zjawi­sko to jest zwane ułatwieniem immunologicznym. Swoiste przeciwciała cytofilne są najbardziej czynne w przypadku komórek białaczkowych indukowanych wirusami RNA, np. wirusem BLV. Natomiast nowotwory indukowane związ­kami chemicznymi lub onkowirusami DNA są szczególnie oporne na działanie cytofilnych swoistych przeciwciał, zależnych od komplementu.

Zjawisko ułatwienia immunologicznego wiąże się z tworzeniem komplek­sów antygen - przeciwciało przez krążące przeciwciała łączące się z antygenem nowotworowym (tzw. czynniki blokujące). Kompleksy te mogą:

- zablokować antygeny na powierzchni komórki nowotworowej, co unie­możliwia rozpoznanie ich przez limfocyty „patrolujące T" oraz wyzwolenie przez tak zablokowane komórki nowotworowe dalszej reakcji immunologicz­nej, prowadzącej do powstania aktywnych immunologicznie limfocytów;

- zablokować na powierzchni limfocytów receptory potrzebne do rozpo­znawania komórek nowotworu. Na wymienionym rysunku przedstawiono sposoby, za pomocą których może dojść u bydła do wymknięcia się limfocytu białaczkowego spod kontroli immunologicznej, czyli limfocytów „patrolujących T", a następnie komórek efektorowych, np. makrofagów (komórek układu MM - monocytarno-makro-fagalnego). W miarę rozwoju białaczki limfatycznej mogą powstawać w surowi­cy krwi zwierząt przeciwciała, które zamiast hamować wzrost nowotworu lub niszczyć komórki nowotworowe, mogą ułatwiać jego wzrost, blokując moż­liwość rozpoznawania antygenów powierzchniowych przez „patrolujące" lim­focyty T, i dotarcie doń komórek efektorowych układu MM. Antygeny nowo­tworowe mogą także ulegać „złuszczeniu" z powierzchni limfocytów białacz-kowych i reagować z krążącymi przeciwciałami lub też w formie związanej tworzyć tzw. czynniki blokujące dostęp komórek efektorowych zdolnych do degradacji komórek białaczko wy ch. W efekcie „zasłony dymnej" (smoke screen effect) antygeny „zniszczone" z komórek nowotworowych wiążą się z przeciw­ciałami w rozpuszczalne kompleksy antygen-przeciwciało, które uniemoż­liwiają wiązanie przeciwciała z komórką, a także blokują receptory na lim­focytach cytotoksycznych. Przeciwciała te funkcjonalnie mają charakter prze­ciwciał blokujących.

Ostatnio wykazano, że czynniki blokujące są wykrywane tylko w surowicy krwi zwierząt z progresywnie rosnącymi nowotworami, natomiast brak ich u osobników, u których proces nowotworowy ulegał zahamowaniu.

Na powierzchni komórek bardzo istotną rolę w ochronie antygenów nowotworowych przed atakiem immunologicznym limfocytów T i komórek efektorowych ma odgrywać tzw. płaszcz cukrowcowy. Jest on zbudowany głównie z kwasów sialowych, a także innych związków cukrowych, przy czym istotne dla aktywności receptorowej okazały się reszty końcowe kwasu sialowego. Wspomniane cukrowce, maskujące determinanty antygenowe ko­mórek nowotworowych, są składową antygenów zgodności tkankowej i biorą udział w różnych procesach rozpoznawania i adhezji komórek.

Wśród innych mechanizmów udaremniających efekt cytotoksyczny komó­rek efektorowych i komórek NK wyróżnia się:

-tworzenie „osłonki" przez kompleks „z łuszczonego" antygenu - przeciw­ciała i zajęcie miejsca wiązania komórek efektorowych przez „zniszczony" antygen i przeciwciała niecytotoksyczne;

- zajęcie miejsca antygenowego przez przeciwciało cytotoksyczne reagujące z antygenem obecnym na powierzchni komórek nowotworowych;

- występowanie zjawiska modulacji antygenowej.

Wymienione mechanizmy, umożliwiające wymknięcie się komórek białaczkowych spod nadzoru immunologicznego gospodarza, zostały, prawdopodob­nie, wytworzone przez komórki nowotworowe. Procesy te mogą być także wynikiem supresji immunologicznej gospodarza na wiele antygenów. Wiadomo bowiem, że znaczna ilość związków onkogennych powoduje spadek odporności, tj. efekt immunosupresyjny. Jak z tego wynika, sprawnie działający układ immunologiczny jest dla organizmu najważniejszym zabezpieczeniem przed nowotworzeniem. „Prześlizgiwanie się" (sneaking througt) to zjawisko spotykane czasem przy przeszczepianiu komórek nowotworowych. Średnie dawki komórek są odrzucane przez biorcę przeszczepu, duże zaś powodują progresywny wzrost nowotworu. Niespodziewanie, mała liczba komórek przeszczepionych prowa­dzi również do wzrostu nowotworu. Wydaje się, że małe dawki komórek indukują odpowiedź ułatwiającą wzrost nowotworu, aby przy dawce średniej reaktywność immunologiczna organizmu była już pobudzona, i dlatego nie ma rozwoju odpowiedzi immunologicznej prowadzącej do odrzucenia małej liczby przeszczepionych komórek.

Obecność na powierzchni komórek swoistych antygenów nowotworowych stwarza możliwości dla terapii przeciwnowotworowej, podając bowiem anty-surowicę udało się wywołać u zwierząt laboratoryjnych remisję indukowanych doświadczalnie nowotworów wirusowych. Należy także wspomnieć, że nowo­twory wywołane wirusami onkogennymi wykazują reakcje krzyżowe z innymi nowotworami wywołanymi tym samym wirusem. Istnieje więc możliwość immunizacji przeciw różnym nowotworom wywołanym tym samym onkowirusem, a zatem zastosowania osiągnięć immunologii w diagnostyce, rokowaniu, a nawet terapii nowotworów. Ostatnio taką rolę odgrywają m.in. przeciwciała monoklonalne (monoclonal antibody).

5.3.2. Mechanizmy efektorowe odpowiedzi immunologicznej przeciw nowotworom

Odpowiedź przeciwnowotworowa obejmuje zarówno produkcję przeciwciał, jak i mechanizmy komórkowe. Do głównych mechanizmów immunologicznych przeciwstawiających się rozwojowi nowotworu należą:

- aktywność komórek NK,

- aktywność cytokin produkowanych przez limfocyty T i makrofagi,

- cytotoksyczność limfocytów Te, pobudzonych makrofagów i heterofilów,

- cytotoksyczność komórkowa zależna od przeciwciał i cytotoksyczność przeciwciał zależna od dopełniacza.

Główną rolę w niszczeniu komórek nowotworowych przypisuje się od­powiedzi (odporności) komórkowej.

Udział układu monocyto-makrofagowego (MM) oraz komórek z nim „kooperujących" w reakcji cytotoksycznej przeciwko komórkom nowotworowym

Układ monocyto-makrofagowy (MM), czyli układ fagocytów jednojądrzastych, składa się z promonocytów szpiku, monocytów, komórek siateczki i makrofagów tkankowych. Większość monocytów krwi i makrofagów tkan­kowych ma tę samą genezę i funkcję. Makrofagi wywodzą się ze szpiku kostnego (CFU - colony forming unit) - jednostki tworzącej kolonie, której prekursorem są komórki macierzyste (stem cells). Wędrują one do krwi jako monocyty, a następnie przechodzą do tkanek, gdzie dojrzewają.

Układ MM jest istotnym ogniwem w mechanizmie obronnym ustroju przeciwko obcym komórkom, m.in. komórkom nowotworowym (rys. 5.15).

5.3.3. Czynnik martwicy nowotworu (TNF) oraz jego współpraca z interleukinami

Czynnik marwicy nowotworów - TNF (tumor necrosis factor) jest cytokiną produkowaną przez aktywowane makrofagi i monocyty. Wcześniej by! określany jako czynnik wywołujący martwicę krwotoczną nowotworów. Działa on cytotoksycznie lub cytostatycznie na pewne transformowane linie komórkowe in uitro. TNF wpływa także hamująco na lipazę lipoproteinową adypocytów, co może być przyczyną kacheksji nowotworowej, stąd jego druga nazwa kachektyna.

Zarówno TNF alfa, jak i TNF beta wywołują podobną martwicę krwotoczną nowotworu oraz liżę pewnych transformowanych komórek, czyli wykazują duże podobieństwo wynikające ze wspólnego receptora na komórkach docelowych. Obie wymienione cytokiny są kodowane przez geny zlokalizowane w ramach głównego układu antygenów zgodności tkankowej MHC, znajdujących się u czło­wieka na 6., a u myszy na 17. chromosomie.

Wydaje się, że kluczowym punktem pierwotnych zmian w mechanizmie wywołującym martwicę krwotoczną nowotworów przez TNF są komórki śród-błonka naczyniowego. Skutki działania TNF na śródbłonek polegają na nada­niu mu cech prokoagulacyjnych, co, prawdopodobnie, przyczynia się do po­wstania zakrzepicy, często towarzyszącej nowotworom, a także do wykształ­cenia się zespołu uogólnionego wykrzepiania wewnątrznaczyniowego - DIC (disseminated intravascular coagulation). TNF zwiększa w śródbłonku uwal­nianie i syntezę czynnika aktywacji płytek PAF (plateled activating factor) oraz nasila produkcję interleukiny l (IL-1). TNF wzmaga również ekspresję białek powierzchniowych śródbłonka, które służą do adhezji limfo­cytów, indukuje ekspresję antygenów MHC klasy I, produkcję GM-CSF i zwiększa aktywność śródbłonkowej fosfolipazy A2. Czynnik ten może wywołać obrzmienie i obkurczenie komórek śródbłonka, co może dodatkowo ułatwić migrację leukocytów z mikrokrążenia. Najszybszym efektem po dożylnym podaniu TNF jest martwica krwotoczna guza, do której dochodzi już po l - 4 h, a w następstwie infiltracja granulocytów przez naczynia krwionośne nowo­tworu. W ciągu kolejnych 24 -72 h obserwuje się efekt bezpośredniego działania cytotoksycznego lub cytostatycznego TNF, a po 2-4 tygodniach wzmaga się specyficzna odpowiedź immunologiczna. W kapilarach guza dochodzi do precypi-tacji substancji fibrynopochodnej, wykrzepiania w mikrokrażeniu wskutek uszkodzenia śródbłonków i nadania mu silnych właściwości prokoagulacyjnych.

Współdziałanie przeciwnowotworowe TNF i interleukin

Limfotoksyna produkowana przez limfocyty i TNF wytworzony przez pobudzone makrofagi są czynnikami zbliżonymi do siebie pod względem budowy i działają przez ten sam receptor komórkowy. Na przykład połączenie TNF z interleukiną 2 daje efekt synergistyczny. U myszy z chłoniakami obserwowano wówczas w 60% przypadków całkowite wyleczenie, podczas gdy sam TNF powodował jedynie przejściową remisję nowotworu. Podobnie u my­szy DBA/2 obserwowano znaczną remisję raka gruczołu mlekowego oraz chłoniakomięsaka SL-2, gdy jednocześnie podawano zwierzętom TNF i inter-leukinę 2. Obserwowana regresja nowotworów była spowodowana kariorek-tyczną martwicą guzów z wyraźnym naciekaniem komórek jednojądrzastych, głównie monocytów, a także mniej licznych histocytów, makrofagów, lim­focytów i mastocytów. Migracji komórek fagocytarnych sprzyjały zaburzenia w krążeniu, manifestujące się rozszerzeniem światła niektórych naczyń krwio­nośnych wokół guza nowotworowego, zastojem w nich krwi oraz rozluźnieniem połączeń między komórkami śródbłonka. Zmianom tym towarzyszył obrzęk tkanki okołonaczyniowej oraz mikrowylewy.

TNF zwiększa liczbę receptorów dla interleukiny 2 na limfocytach T, wzmagając ich zdolność proliferacyjną. Jednocześnie należy dodać, że sama interleukiną 2 także wywiera efekt przeciwnowotworowy przez komórki LAK i limfocyty T.

Do komórek atakowanych przez cytotoksyczne limfocyty T należą m.in. komórki nowotworowe i komórki transformowane przez wirusy. Interleukiną l indukuje interleukinę 2 wydzielaną przez inną subpopulację pomocniczych limfocytów T, a także działa na prekursory cytotoksycznych limfocytów T, powodując u nich ekspresję receptorów dla IL-2. Dopiero teraz na prekursory te oddziałuje interleukiną 2, pobudzając ich proliferację i róż­nicowanie się w limfocyty pomocnicze. W fazie indukcji odpowiedzi cytotoksycznej (limfocyty T cytotoksyczne -Te) na antygeny konwencjonalne, np. wirusy onkogenne, biorą udział APC (antigen presenting cells), których rola polega na przygotowaniu antygenu i jego prezentacji pomocniczym limfocytom Ly-1 (Th), łącznie z autoantygenami la. Antygeny te są silnie wyrażone na komórkach B i umiarkowanie na makrofagach i komórkach T. Prekursory limfocytów Ly-2 i Ly-3 (Ts) rozpo­znają antygen nowotworowy łącznie z determinantami klasy I bezpośrednio na zakażonej komórce. Sygnałem do proliferacji jest tu interleukina 2, wytworzo­na przez limfocyty pomocnicze, która powoduje ekspresję klonu Te cytotoksycznych limfocytów efektorowych, mogących aktywować immunologicznie komórki zainfekowane. Interakcja limfocytów Th i Te zachodzi za pośrednictwem interleukiny 2. Limfocyt cytotoksyczny jest komórką krótko żyjącą. Podczas różnicowania powstają komórki pamięci immunologicznej, które przy powtórnym zetknięciu się z antygenem szybko mogą podjąć funkcję cytotoksyczną.