55600 Maśliński4978

i ii ■ Tabela 17.8. Podział czynników indukujących proces a po pt ozy

Biologiczne	Chemiczne	Fizyczne
niedobór czynników wzrostowych	wolne rodniki	promieniowanie jonizujące (X, UV, RTG, y)**
hormony steroidowe*: ghkokortykosteroidy, I hormony płciowe	cytostatyki**: kolchicyna, winkrystyna, antracykliny, bleomycyna	szok termiczny (działanie zarówno wysokiej, jak i niskiej temperatury)
cytokiny*: TNF-a, TGF-P, IL-la, 1L-3, IL-6	inhibitory niektórych enzymów: topoizomeraz* *, kinazy C**
wybrane geny i ich produkty białkowe: gen PS3, C-myc, APO-J/Fos	związki toksyczne: alkilujące, CGU, cyjanki, alkohol
produkty limfocytów cytotoksycznych (perforyny, proteazy serynowe: granzymy A i B)
wirusy (np. HTV)
przerwanie kontaktu z otoczeniem

Horaiony steroidowe i cytokiny mogą w różnych tkankach nasilać lub hamować apoptozę; np. TGFp wysyła sygnał przeżycia dla licznych typów komórek tkanki łącznej, ale indukuję apoptozę komórek gruczołu krokowego i hepatocytów.

** To działanie jest powszechnie wykorzystywane w klinice onkologicznej.

Uganda do receptorów powierzchniowych komórki (tzw. receptorów śmierci) oraz b) mitochondrialny, zapoczątkowany przez zmiany przepuszczalności błon mitochond-riów. W fazie efektorowej uczestniczą białka enzymatyczne zwane kaspazami.

Receptorami śmierci są białka błonowe należące do nadrodziny receptora czynnika martwicy nowotworów (TNF-R), w strukturze których wyróżnia się domeny: zewnątrzkomórkową, przez-błonową i cytoplazmatyczną. Domena zewnątrzkomórkową rozpoznaje określone Ugandy, takie jak TNF lub Ugand Fas. W domenie cytoplazmatycznej występują 80-90-aminokwasowe sekwencje, zwane domenami śmierci (ang. death domom - DD), niezbędne w przekazywaniu sygnału śmierci dalej, do białek adaptorowych. Te z kolei uczestniczą w tworzeniu kompleksów aktywnych, tzw. DISC (ang. death inducing signalling complex) koniecznych do zapoczątkowania fazy efektorowej, czyli do aktywacji kaskady kaspaz. Najlepiej poznanymi Ugandami, aktywatorami receptorów śmierci, są cytokiny Fas-L (Ugand Fas) i TNF. Ligand Fas indukuje apoptozę po związaniu powierzchniowej cząsteczki Fas. Dlatego komórki nowotworowe, broniąc się przed apoptozą, często wykazują niską ekspresję białek powierzchniowych Fas. Z kolei TNF inicjuje programowaną śmierć komórki, wiążąc się do dwóch receptorów: TNF-R1 (p55, CD120a) lub TNF-R2 (p75, CD120b).

Mechanizm mitochondrialny rozpoczyna się od wielu zmian indukowanych przez czynniki proapoptotyczne (sygnały śmierci), wśród nich od otwarcia kanałów mitochondrialnych. Prowadzi to do obniżenia potencjału transbłonowego mitochondriów, ograniczenia produkcji ATP i uwolnienia czynników indukujących apoptozę z wnętrza mitochondriów, wśród nich cytochromu c i czynnika indukującego apoptozę (ang. apoptosis inducing factor - A1F). Cyt ochrom c jest niezbędny do zapoczątkowania reakcji kaskadowej kaspaz poprzez aktywację prokaspazy 3, w czym pośredniczy białko Apaf-1 (apoptosis activating factor-1). W otwarciu lub zamknięciu kanałów mitochondrialnych uczestniczą białka rodziny Bel-2, łączące się w homo- i heterodimery, które w zależności od składu tych

. ^Jł *?***, ^ap°^{ptOZy Bia,ka} stymulujące wchodzące w skład dimerów to: ?*•    ^hamuJJ^ ^należ{* »* Bd-2. Bcl-Xl, i Bcl-W. Zwłaszcza produkt protoon-

kogenu BCL-2 jest silnym inhibitorem apoptozy. Zwiększenie ilości białka Bcl-2 jest sygnałem prze-źyda, natomiast jego wyłączenie zwiększa prawdopodobieństwo samobójczej śmierci komórki. Białko Bd-2 zapobiega uwalnianiu do cytoplazmy cytochromu c i czynnika AIF. Może blokować aktywację prokaspazy 3 bezpośrednio przez interakcję z Apaf-1. Silna ekspresja Bcl-2 chroni komórki nowotworowe przed programowaną śmiercią. Antagonistycznie działają białka Bax i Bak, które wypierają Bd-2 z błon mitochondrialnych. Białko P53 może indukować śmierć komórki poprzez nasilenie ekspresji genów FAS oraz &4Af1ub przez hamowanie ekspresji genu BCL-2.

Analogicznie do induktorów, również czynniki hamujące apoptozę można podzielić na: biologiczne, chemiczne i fizyczne. Są wśród nich bodźce fizjologiczne, np. czynniki wzrostu, hormony i cytokiny, ale także patogeny, np. geny wirusów (adeno-wirus E1B, bakulowirus IAP, krowianki, Herpes).

Hamowanie apoptozy, tak jak i jej wzbudzanie, przebiega dwiema drogami: endogenną oraz egzogenną. Hamowanie endogenne samobójczej śmierci komórki wywołane jest np. przez czynniki wzrostu (IGF-I, EGF, PDGF, NGF), antyoksydanty, jony cynku, androgeny (mięśnie szkieletowe, jądra, gruczoł krokowy), estrogeny (jajniki, gruczoł piersiowy) oraz białka inhibitorowe apoptozy (tzw. białka IAP). Inhibitorami egzogennymi apoptozy są aktywatory PKC oraz białka kodowane przez wymienione wyżej geny wirusowe.

Zjawisko apoptozy zostało wykorzystane przez przemysł farmaceutyczny do produkcji wybranej grupy leków antynowotworowych, których mechanizm działania polega na indukowaniu programowanej śmierci szybko namnażających się komórek, a zatem przede wszystkim komórek złośliwych nowotworów.

—— WIELOETAPOWE MODELE KARCYNOGENEZY

Mechanizmy prowadzące do przemiany prawidłowej komórki w komórkę nowotworową, czyli do jej transformacji, są złożone. W części przypadków, zwłaszcza uwarunkowanych dziedzicznie lub wrodzonych, mają one charakter zmian samoistnych. Jednak zdecydowana większość zmian prowadzących do nowotworowej transformacji jest wywoływana przez czynniki zewnętrzne (epigenetyczne), wśród których wyróżnia się:

-    czynniki chemiczne (karcynogeny chemiczne środowiska),

-    czynniki fizyczne (szczególnie promieniowanie jonizujące),

-    czynniki biologiczne (głównie wirusy onkogenne).

Czynniki te oddziałują pośrednio lub bezpośrednio, wykorzystując wiele różnych dróg i mechanizmów prowadzących do wspólnego celu, tj. uszkodzenia DNA komórki, która traci kontrolę nad procesami wzrostu i różnicowania. Następuje to w wyniku kumulacji wielu zmian w aparacie genetycznym, spowodowanych zazwyczaj kilkoma mutacjami. Dlatego na wstępie podano definicję nowotworu jako choroby o podłożu genetycznym.

Badania doświadczalne przeprowadzone już w latach 40. ubiegłego wieku przez Berenbluma i wsp. wykazały, że karcynogeneza jest procesem wieloetapowym, w którym można wyróżnić trzy główne okresy, o zmiennym i trudnym do ustalenia czasie trwania, z jednocześnie przebiegającymi procesami przyspieszenia, zwalniania, a nawet regresji wzrostu nowotworu (ryc. 17.7).

Wyróżnia się zatem:

I Okres inicjacji, zapoczątkowania procesu, tj. wystąpienia pierwszej mutacji, w którym główną rolę odgrywa ekspozycja na karcynogen (mutagen). Po pierwszej mutacji następują kolejne, spontaniczne lub będące następstwem

931