/

Jeden nowotwór,
kilka niespodzianek

avatar
Dr Ewa Krawczyk 23 Mar, 4 minuty

Nieraz pewnie słyszeliście albo czytaliście, szczególnie na łamach malowniczych stron zajmujących się spiskowymi teoriami dziejów, że naukowcy nie są zainteresowani znalezieniem leku na raka. Przyczyną miałoby być to, że szczególnie firmy farmaceutyczne straciłyby na tym finansowo, a w ogóle to tak naprawdę to tych leków na raka jest całe mnóstwo, tylko nikt o nich nie wie. Pominąwszy absurd tego rozumowania, nie tylko pod względem finansowym, ale i etycznym, pokazuje ono jeszcze jedno przekonanie, dość popularne zresztą nie tylko wśród zwolenników teorii spiskowych. Przekonanie, że istnieje jakiś jeden „rak”, czyli pojedyncza choroba zwana rakiem, jego charakterystyka i cechy są wspólne dla wszystkich chorych, i że można go spokojnie wyleczyć jakąś jedną ogólnowojskową terapią.

Nic dalszego od prawdy. Rak to, z definicji, grupa chorób nowotworowych, w dodatku nowotworów złośliwych, wywodzących się z tkanki nabłonkowej. Klasyfikacja samych tylko raków jest bardzo bogata, i zawiera różne odmiany, rodzaje i podrodzaje chorób. Podobnie jest z klasyfikacją nowotworów złośliwych (rak jest nowotworem złośliwym, ale nie każdy nowotwór złośliwy jest rakiem), a i choroby nowotworowe w ogóle stanowią ogromny zbiór najróżniejszych przypadków o najrozmaitszych cechach. Podsumowując – nie ma czegoś takiego jak „rak” ogólnie. Jest duży zespół chorób nowotworowych, o pewnych wspólnych cechach, ale różniących się między sobą. W dodatku w obrębie tej samej grupy czy typu choroby te także mogą się bardzo różnić. Do tego stopnia, że właściwie u każdego pacjenta wystąpić może nieco inny nowotwór.

Oto przykład.

Była sobie młoda pacjentka. Ogólnie zdrowa, bez żadnych szczególnych skłonności czy czynników ryzyka pod kątem konkretnych chorób, pilnująca terminów badań profilaktycznych. Osiem miesięcy po zupełnie normalnym wyniku badań cytologicznych rozpoznano u niej bardzo rzadki nowotwór – neuroendokrynny rak szyjki macicy. W odróżnieniu od innych nowotworów szyjki, ten konkretny typ jest bardzo agresywny, w dodatku słabo rozpoznawalny podczas rutynowo przeprowadzanej cytologii. Okazało się także, że pacjentka była zakażona wirusem brodawczaka, HPV typu 16, czyli jednym z typów o „wysokim ryzyku” rozwoju nowotworu. W ramach leczenia usunięto jej macicę, a także rozpoczęto chemioterapię. Niestety jeszcze przed zakończeniem pierwszej fazy leczenia, stan pacjentki pogorszył się gwałtownie, nowotwór powrócił i pojawiły się przerzuty. Mimo wielu różnych prób podejmowanych przez lekarzy chorej nie udało się uratować.

Ryc. 1. Z lewej: HPV-16, „high-risk” papillomawirus powodujący znaczący odsetek przypadków nowotworów szyjki macicy. Zdjęcie: NIH, domena publiczna. Z prawej: rozwój nowotworu okolic genitalnych po zakażeniu wirusami HPV trwa zwykle długo.. Źródło: Retroid, domena publiczna.

Jeszcze trakcie leczenia pobrano materiał kliniczny od pacjentki, w celu wyhodowania jej własnych komórek w laboratorium i sprawdzenia na tych komórkach ewentualnych kolejnych metod terapii (czyli w celu opracowania spersonalizowanego leczenia dla tej konkretnej osoby). Uznano też, że wyprowadzenie linii komórkowej tego typu nowotworu mogłoby być także z korzyścią dla innych pacjentek w przyszłości, bowiem w odróżnieniu od dobrze scharakteryzowanych modeli komórkowych częstszych nowotworów szyjki macicy (raka płaskonabłonkowego i gruczolakoraka), nie istnieje dobry model in vitro raka neuroendokrynnego szyjki.

Ryc. 2. Piękne i bardzo agresywne komórki linii komórkowej wyprowadzonej z materiału klinicznego pobranego od opisywanej pacjentki. Źródło: Ewa Krawczyk, wszelkie prawa zastrzeżone.

Wyprowadzenie linii komórkowej udało się, jednak niestety zbyt późno, aby pomóc chorej. Charakterystyka linii potwierdziła te cechy nowotworu, które uprzednio zaobserwowano w organizmie pacjentki – agresywny typ (wysoki poziom ekspresji czynników transkrypcyjnych komórek macierzystych: Klf4, Oct4, Myc i Sox2; powstawanie guzów nowotworowych u myszy po eksperymentalnym wszczepieniu tych komórek) i obecność genomu wirusa HPV-16. Okazało się także, że genom HPV-16 zintegrowany jest z genomem zakażonej komórki (a nie występuje w postaci episomalnej), dodatkowo wbudowany jest bardzo blisko genu Myc (tak blisko, że dało się zauważyć powstawanie wspólnego transkryptu HPV-Myc), ponadto i Myc, i DNA wirusa HPV-16 są zamplifikowane kilkudziesięciokrotnie oraz, na skutek translokacji chromosomowej, rozrzucone w różnych miejscach genomu (a sama linia komórkowa, żeby było ciekawiej, wyglądała na całkowicie diploidalną). Zanotowano także obniżony poziom białek Rb i p53, typowy przy zakażeniu wirusem HPV-16, na skutek ekspresji onkogenów wirusa (E6 i E7).

Co bardziej interesujące, w wyprowadzonej linii komórkowej wykryto zmutowaną formę genu p53 (mutacja R273C), w dodatku mutacja okazała się mutacją gain-of-function. Jest to sytuacja niezwykle rzadka w przypadku nowotworów szyjki macicy. Dane literaturowe wskazują, że tylko w nielicznym odsetku tych nowotworów znajduje się zmutowany gen p53, co więcej – są to wyłącznie nowotwory niezależne od zakażenia HPV. Wyprowadzona linia komórkowa jest więc pierwszą na świecie HPV-dodatnią linią komórkową zawierającą mutację p53.

Ryc. 3. Z lewej: w opisywanym przypadku w komórkach zakażonych wirusem HPV wykryto gain-of-function mutację R273C genu p53. W środku: przykładowe zdjęcie chromosomów pacjenta z glejakiem mózgu, uwidocznionych metodą SKY (spectral karyotyping), która to metoda umożliwia wizualizację nieprawidłowości w chromosomach – cechy charakterystycznej dla nowotworów. Źródło: Thomas Ried, NCI Cancer Close Up 2015 collection, domena publiczna. W przypadku opisywanych komórek pacjentki metoda SKY pozwoliła na dokładną analizę translokacji chromosomowych. Z prawej: schemat pokazujący rolę i działanie białka p53 w komórkach. Źródło: Thierry Soussi, domena publiczna.

Na tym niespodzianki się nie skończyły. Istnieją dane wskazujące, że zmutowane formy białka p53 (te z mutacjami gain-of-function) odgrywają rolę w rozwoju nowotworów. Jednakże w opisywanej linii komórkowej znaczące obniżenie ekspresji R273C p53 nie zmieniło w żaden sposób tempa namnażania komórek. Co więcej, tempa tego nie zmieniło (a dokładnie: nie zmniejszyło, co byłoby zgodne z oczekiwaniami) obniżenie poziomu ekspresji wirusowych E6 i E7. Tylko knockdown Myc zahamował intensywne namnażanie komórek nowotworowych. Innymi słowy, wyhodowana linia komórkowa jest unikalną i pierwszą na świecie linią komórek nowotworu szyjki macicy, których wzrost, mimo że zakażone są wirusem HPV, nie zależy od silnych onkogenów tego wirusa.

Naturalnie należy zaznaczyć, że wszystkie te specyficzne zmiany i mutacje obserwowano w komórkach in vitro, a nie bezpośrednio w nowotworze rosnącym w organizmie pacjentki, nie wiadomo zatem, jaka dokładnie była sekwencja zdarzeń w czasie. Wyniki mogą jednak sugerować, że ponieważ pewne cechy nowotworu potwierdzono także w komórkach hodowanych w laboratorium, nie tylko linia komórkowa miała unikalne cechy, ale i ten konkretny rak był w istocie czymś bardzo nietypowym i wyjątkowym. Co przy okazji pokazuje, że warto zdawać sobie sprawę, jak rozmaite mogą być nowotwory, jak różnie należy do nich podchodzić pod względem diagnostycznym, a zwłaszcza terapeutycznym (czyli terapia spersonalizowana się kłania), i jakim nonsensem jest twierdzenie, że znalezienie leku „na raka” (tak po prostu ogólnie „na raka”) nie jest żadnym problemem.

Dodatkowe informacje:

  1. Akagi K et al. Genome-wide analysis of HPV integration in human cancers reveals recurrent, focal genomic instability. Genome Res 2014; 24: 185–199
  2. Arbyn M et al. Estimates of incidence and mortality of cervical cancer in 2018: a worldwide analysis. Lancet Glob Health 2019, published online: December 04, 2019
  3. Dang CV. MYC on the Path to Cancer. Cell 2012; 149: 22-35
  4. Ferber MJ et al. Preferential integration of human papillomavirus type 18 near the c-myc locus in cervical carcinoma. Oncogene 2003; 22: 7233–7242
  5. Gardner GJ et al. Neuroendocrine tumors of the gynecologic tract: A Society of Gynecologic Oncology (SGO) clinical document. Gynecol Oncol 2011; 122: 190–198
  6. Ishida GM et al. Small cell neuroendocrine carcinomas of the uterine cervix: a histological, immunohistochemical, and molecular genetic study. Int J Gynecol Pathol 2004; 23: 366–372
  7. Iwasaka T et al. Correlation between HPV positivity and state of the p53 gene in cervical carcinoma cell lines. Gynecol Oncol 1993; 48: 104–109
  8. Leja J et al. Oncolytic adenovirus modified with somatostatin motifs for selective infection of neuroendocrine tumor cells. Gene Therapy 2011; 18: 1052–1062
  9. Magaldi TG et al. Primary human cervical carcinoma cells require human papillomavirus E6 and E7 expression for ongoing proliferation. Virology 2012; 422: 114–124
  10. McCusker ME et al. Endocrine tumors of the uterine cervix: incidence, demographics, and survival with comparison to squamous cell carcinoma. Gynecol Oncol 2003; 88: 333–339
  11. Moody CA, Laimins LA. Human papillomavirus oncoproteins: pathways to transformation. Nat Rev Cancer 2010; 10: 550–560
  12. Muller PA, Vousden KH. Mutant p53 in cancer: new functions and therapeutic opportunities. Cancer Cell 2014; 25: 304–317
  13. Ojesina AI et al. Landscape of genomic alterations in cervical carcinomas. Nature 2014; 506: 371–375
  14. Padilla-Nash HM et al. Spectral karyotyping analysis of human and mouse chromosomes. Nat Protoc 2006; 1: 3129–3142
  15. Pelengaris S et al. c-MYC: more than just a matter of life and death. Nat Rev Cancer 2002; 2: 764–776
  16. Peter M et al. MYC activation associated with the integration of HPV DNA at the MYC locus in genital tumors. Oncogene 2006; 25: 5985–5993
  17. Scheffner M et al. The state of the p53 and retinoblastoma genes in human cervical carcinoma cell lines. Proc Natl Acad Sci USA 1991; 88: 5523–5527
  18. Yaginuma Y, Westphal H. Analysis of the p53 gene in human uterine carcinoma cell lines. Cancer Res 1991; 51: 6506–6509
  19. Yuan H, Krawczyk E et al. HPV positive neuroendocrine cervical cancer cells are dependent on Myc but not E6/E7 viral oncogenes. Sci Rep 2017; 7: 45617
Podziel się: