Раздел медицины:
Аллергология и иммунология

Различные антигены злокачественно трансформированных клеток

774 0
Как уже указывалось, наряду с антигенами опухолевой клетки на ее поверхности могут находиться и другие антигены, которые не относятся к опухолевым и могут присутствовать в разных количествах и при различных патологических состояниях на поверхности нетрансформированных клеток.

Частота и уровень экспрессии этих антигенов, которые представляют собой структуры различной природы, может существенно изменяться в динамике опухолевого роста.

Такие неопухолевые антигены способны выражено влиять на процесс распознавания опухолевых антигенов и к их числу в первую очередь могут быть отнесены фибрин, полимеризированные формы сывороточного альбумина, а также различные углеводные структуры (карбогидраты), к которым принадлежат сиаловые кислоты, сиаловые димеры, ганглиозиды, Le(x), Le(y), муцин и др.

Оценка роли и значения указанных структур для процесса распознавания in vivo сложна. Это прежде всего объясняется тем, что выделение опухолевых клеток, которое неизбежно связано с их обработкой теми или иными ферментами, приводит к деградации антигенов, находящихся на поверхности клетки, в результате чего в системах in vitro такие опухолевые клетки становятся доступными для лизиса. Однако возможность лизиса их in vivo представляется маловероятной.

Среди структур, не относящихся к опухолевым антигенам, особое внимание привлекают углеводные, в частности муцин и сиаловые кислоты. Интерес к изучению этих соединений связан с тем, что их состав в динамике роста опухоли изменяется со стремительной быстротой.

Поэтому вполне вероятно, что известная антигенная гетерогенность опухолевой клетки и изменчивость ее антигенной структуры в значительной мере может зависеть от этих структур. Возникает вопрос: чем эта изменчивость обусловлена?

Предполагается, что она может быть либо результатом блокады синтеза с последующим накоплением продуктов промежуточного синтеза, либо результатом неосинтеза, обусловленного активацией "молчащих" трансфераз. Если же учесть, что углеводные структуры играют очень важную роль в межклеточных взаимодействиях клеток и их дифференцировке, то становится понятным особый интерес к их изучению.

Этот интерес обосновывается следующими фактами:

1) экспрессия углеводных антигенов на поверхности опухолевой клетки может индуцировать иммунологический ответ, в частности распознавание цитотоксических лимфоцитов (ЦТЛ);
2) в некоторых случаях углеводные структуры могут быть причиной иммунологической блокады (формирование толерантности);
3) возможно участие углеводных антигенов в неконтролируемом росте, инвазии и метастазировании опухолевых клеток .

В результате находящиеся на поверхности опухолевых клеток углеводные антигены могут иметь различное значение: в одних случаях оно преимущественно отрицательное для организма, в других — неоднозначное, что иллюстрируется следующим. Доказательством негативного влияния наличия большого количества углеводных и других структур на поверхности опухолевой клетки служит образование фибринового вала, окружающего опухолевую клетку, что делает ее недоступной для распознавания.

Сиаловые кислоты

В формировании такого вала могут принимать участие сиаловые кислоты, муцин, белковоподобные вещества и др. Преодолеть отрицательное влияние этих веществ, например сиаловых кислот, как следует из работ последних лет, можно, повредив их структуру с использованием различных методов, в частности с помощью моноклональных антител против сиаловых кислот, а также их синтетических аналогов.

Свидетельством того, что наличие сиаловых кислот может иметь отрицательное значение для индукции иммунологического ответа, являются и следующие данные. Известен сиаловый димер — антиген Le(x), который распознается адгезивными молекулами — LECCAMS. В результате распознавания может усилиться образование метастазов, что показано при исследовании клеток карциномы мочевого пузыря.

Из приведенных данных следует, что возможны различные пути негативного влияния сиаловых кислот: в первом случае — торможение распознавания, а во втором — усиление метастазирования.

Ярким примером неоднозначности влияния на процесс распознавания может быть экспрессия различных форм муцина, а также таких карбогидратных антигенов, как sialyl-Le(a), sialyl-Le(x), Ley, Tn и др. Указанная неоднозначность проявляется в том, что муцин на поверхности опухолевой клетки может быть как предметом распознавания, так и индуктором толерантности (этот вопрос будет рассмотрен ниже).

Экспрессия этих антигенов исследована при многих опухолях: плоскоклеточной карциноме головы и шеи, раке щитовидной железы, прямой кишки, молочной железы, яичника, карциномах гортани, желудка и др..

Подавляющее большинство указанных работ опубликовано уже в начале нынешнего столетия, что свидетельствует о возрастающем интересе к исследованию этих структур при опухолевом процессе и подтверждается следующими фактами.

В настоящее время известны различные изоформы муцина (MUC1, MUC2, MUC3, MUC4, MUC5, MUC6), из которых наиболее изучен MUC1 — трансмембранный гликопротеин, высокогликолизи-рованная молекула, которая экспрессируется на многих нормальных и злокачественно трансформированных эпителиальных клетках (аденокарциномах), включая молочную и поджелудочную железы, легкие, кишечник, простату, яичник.

При многих опухолях количество MUC1 увеличивается, уменьшается его поляризация и усиливается гликолизирование, что делает MUC1 более чувствительным к распознаванию и действию различных эффекторных механизмов.

Изучение различных изоформ муцина человека, а также других карбогидратных антигенов при дисплазиях и злокачественных опухолях прямой кишки привело к заключению об их разном значении для оценки особенностей течения опухолевого процесса: экспрессия LeyTn и MUC1 коррелирует с уровнем злокачественной трансформации при раке прямой кишки, в то время как MUC2 может быть маркером низкодифференцированных дисплазий.

Высокий уровень экспрессии MUC1, Tn, sialyl Lewis наблюдали в клетках плоскоклеточной карциномы головы и шеи при отсутствии выраженных различий в зависимости от локализации, массы опухоли и метастазирования в лимфатические узлы. Не было обнаружено связи между экспрессией этих антигенов и состоянием больного.

Муцин, в частности MUC1, может быть предметом распознавания и индуцировать появление MUC1-специфических ЦТЛ, что показано в опытах с MUC1-трансгенными мышами, иммунизированными вакцинами с использованием MUC1. Установлено, что эти вакцины преодолевают Т-клеточную неотвечаемость при значительно менее выраженном влиянии на ответ В-клеток.

Авторы указанных исследований предполагают, что генерация иммунологического ответа на указанные антигены возможна без повреждения нормальных тканей, что свидетельствует в пользу применения таких вакцин. Иллюстрацией перспективности использования MUCl-вакцин служат и данные изучения рака молочной железы, когда экспрессия MUC1 наблюдается практически постоянно.

В этом случае генерация цитотоксических лимфоцитов, рестриктированных молекулами I класса главного комплекса гистосовместимости (ГКГ), была получена в результате использования мембранного антигена молочных желез при иммунизации трансгенных А2 K(b)MUCl- мышей.

Обсуждая вопрос о том, что муцин, в частности MUC1, может быть предметом распознавания ЦТЛ, следует иметь в виду еще одно обстоятельство. Появление муцина на поверхности покоящихся Т-лимфоцитов может препятствовать активации этих клеток при поступлении соответствующих стимулов, что показано при исследовании покоящихся Т-лимфоцитов периферической крови и Т-клеточных лейкемических линий.

Такая негативная регуляция проявлялась в ингибиции пролиферации продукции IL-2 и GM-CSF указанными клетками. При исследовании клеток рака кишечника было показано, что очищенный ССМ (colon cancer mucin), в состав которого входят MUC1 и MUC2, индуцирует экспрессию мРНК IL-2 и секрецию этого цитокина стимулированными СD4+Т-лимфоцитами, не оказывая ингибирующего влияния на продукцию IL-10 и TGFp.

Неослабевающее внимание к изучению опухолевых клеток, экспрессирующих MUC1, и роли этого карбогидрата в иммунологическом ответе сопровождается получением новых фактов, некоторые из которых представляются весьма существенными. Многие из них получены К. Morikane и сотрудниками.


В частности, при изучении роста клеток аденокарциномы поджелудочной железы мышей в сингенной системе было обнаружено, что экспрессия MUC1 опухолевыми клетками и ее значение для роста опухоли прямо зависит от места введения опухолевых клеток.

Так, внутривенное введение опухолевых клеток сопровождалось активным ростом, выраженной прогрессией и экспрессией MUC1, а внутрикожное — очень медленным ростом опухоли при отсутствии MUCl-положительных опухолевых клеток; у мышей с прогрессивным ростом опухоли значительно повышались титры антител против MUC1 изотипов IgM и IgGl.

Крайне важным представляется и тот факт, что элиминация MUCl-экспрессирующих клеток различных опухолей (аденокарциномы поджелудочной железы и меланомы) осуществляется не только различными эффекторными клетками, но и с помощью разных цитотоксических механизмов (перфоринзависимых и с участием FasL).

Экстрацеллюлярный полисахарид гиалуронан

К углеводным структурам относится и экстрацеллюлярный полисахарид гиалуронан, который контролирует дифференцировку и пролиферацию клеток. Особенности экспрессии этого антигена изучали на клетках папиллярного и фолликулярного рака щитовидной железы.

В результате был выявлен ряд фактов, заслуживающих внимания. Во-первых, были показаны различия в частоте его экспрессии при этих опухолях (47 % в первом случае и 21 % во втором при 90 % экспрессии в клетках нормальной щитовидной железы). Во-вторых, не наблюдалось существенной корреляции между экспрессией гиалуронана и выживаемостью больных.

В-третьих, на основании изучения экспрессии гиалуронана в клетках не только щитовидной железы, но и стромы этого органа установлена строгая зависимость его экспрессии от стадии заболевания, возраста и смертности больных. Эти исследования, выполненные уже в третьем тысячелетии, являются убедительной иллюстрацией одного из постулатов, сформулированных А.А. Богомольцем, о роли системы соединительной ткани в онкогенезе: нарушение функционирования клеток соединительной ткани, в частности стромальных, — один из важнейших механизмов злокачественного процесса.

Экспрессию различных форм муцина на опухолевых клетках изучали и с целью выявления ее возможного прогностического значения. Исследования проводились с учетом дифференцированной оценки роли экспрессии различных форм муцина (MUC1, MUC2, MUC5AC, MUC6) параллельно с определением белка р53 на клетках карциномы желудка.

Оказалось, что появление отдельных форм муцина имеет различное прогностическое значение; экспрессия MUC1 сочеталась с более плохим прогнозом, чем отсутствие таковой; экспрессия MUC2, MUC5AC и MUC6 не коррелировала с выживаемостью. Полученные данные, по мнению авторов, свидетельствуют о возможности использования определения MUC1 как прогностического маркера при раке желудка.

Из приведенных данных следует, что на поверхности опухолевой клетки могут экспрессироваться различные структуры, не являющиеся опухолевыми антигенами. Природа их может быть различной, однако подавляющее большинство относится к разным карбогидратам.

Оценивая значение экспрессии таких структур на поверхности опухолевых клеток, следует иметь в виду, что их роль в противоопухолевой защите неоднозначна: в одних случаях они могут быть мишенями для лизиса, в других — индуцировать толерантность. Столь же неоднозначна и возможность экспрессии этих антигенов для определения тяжести течения процесса.

Тем не менее на данном этапе развития наших знаний при соблюдении дифференцированного подхода к оценке значения их экспрессии в ряде случаев они могут быть использованы как критерии прогноза течения опухолевого процесса.

В заключение следует еще упомянуть о хорошо известной ассоциации развития опухоли с различными вирусами, а соответственно и наличии продуктов генов этих вирусов. Особенно много информации о продуктах генов таких вирусов, как HIV-16, вируса Эпштейна-Барр и др. Продукты генов этих вирусов рассматриваются некоторыми авторами как одна из групп антигенов опухоли. Однако можно полагать, что изучение этих антигенов — предмет внимания в первую очередь вирусологов, что и находит отражение в соответствующей литературе.

Значимость антигенов для иммунотерапии

Накопленные в результате интенсивных исследований факты сформировали серьезную базу для дальнейшего изучения. Очевидный прогресс в этом направлении не только расширяет наши знания, но и формирует новое мировоззрение при подходах к иммунотерапии. В частности, ориентируясь на имеющуюся фундаментальную базу, определяются конкретные возможности снижения риска ускользания опухоли из-под иммунологического контроля.

Принципиально важны доказательства того, что информация об экспрессии тех или иных антигенов опухолевой клетки может служить одним из основных критериев проведения иммунотерапии Наконец, возможность экспрессии клетками конкретной опухоли различных антигенов ориентирует на целесообразность получения поливалентных вакцин, которые, как предполагается, существенно повысят эффективность иммунотерапии.

Есть все основания полагать, что перспективы иммунотерапии станут еще более реальными благодаря начавшемуся получению синтетических аналогов различных опухолевых пептидов. К этому следует добавить, что возможности повышения эффективности противоопухолевых вакцин могут быть существенно расширены, если учесть, что ряд цитокинов, прежде всего GM-CSF, IFNy, IL-4 и др., способны усиливать экспрессию опухолевых антигенов.

Изложенные факты, отражающие современный уровень представлений об опухолевых антигенах, убедительно свидетельствуют в пользу дальнейшей идентификации антигенов опухолевой клетки и разработки подходов к использованию их для иммунотерапии. Значимость этих фактов не может быть нивелирована пока еще недостаточной ее эффективностью. На рис. 3 обобщены сведения о различных опухолеассоциированных антигенах.

imop_3.jpg
Рис. 3. Опухолеассоциированные антигены

Объем существующей информации, ее разнообразие, возможная неоднозначность трактовок во многом затрудняют формулировку обобщающих положений. Тем не менее, ориентируясь на уже известные факты, достоверность которых очевидна, можно сделать несколько заключений.

Первое

Антигены опухолевой клетки представлены широким спектром субстанций, которые кодируются различными генами, отличаются биохимическими свойствами, презентируются различными молекулами главного комплекса гистосовместимости, распознаются различными антигенпрезентирующими клетками и могут находиться в растворимой и мембранно-связанной формах.

Второе

Частота и уровень экспрессии отдельных антигенов различных опухолей неодинаковы и во многом зависят от фенотипических особенностей опухолевых клеток, гистогенеза и локализации опухоли, микроокружения и цитокиновой регуляции. В динамике опухолевого процесса антигенная структура подлежит выраженной изменчивости и различается в клетках первичных опухолей и метастазов.

Третье

Истинными опухолеспецифическими антигенами являются продукты многих поврежденных генов (точечные мутации, трансляция, делеция), которые индуцируют иммунологический ответ высокой степени специфичности и ее стабильности, что позволяет рассматривать их как надежные мишени для распознавания.

Четвертое

Практически все известные антигены опухолевой клетки при определенных условиях могут распознаваться CD4+- или СD8+Т-лимфоцитами; некоторые антигены (отдельные пептиды) распознаются обеими субпоггуляциями Т-лимфоцитов.

Пятое

Дифференцированный анализ частоты экспрессии разных антигенов на клетках различных опухолей во многих случаях может быть использован для оценки прогноза и степени злокачественности опухолевого процесса.

Шестое

Все известные антигены опухолей могут быть мишенью для распознавания, что определяет широкие возможности их использования для получения как моно-, так и поливалентных вакцин с целью иммунотерапии.

Седьмое

Одним из основных критериев для назначения иммунотерапии с использованием тех или иных антигенов служит информация о фенотипических особенностях опухолевой клетки вообще и экспрессии антигенов опухоли в частности.

Бережная Н.М., Чехун В.Ф.
Похожие статьи
показать еще