Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

TISSULAR SYSTEM OF ACTIVATION OF PLASMINOGEN WITH SKIN MELANOMA

Frantsiyants E.M. 1 Komarova E.F. 1 Pozdnyakova V.V. 1 Pogorelova Yu.A. 1 Cheryarina N.D. 1 Kozlova L.S. 1 Khokhlova O.V. 1
1 Federal state budget-funded institution of the Ministry of Health of Russia "Rostov scientific and research institute of oncology"
Изучен уровень плазмина, плазминогена, активаторов плазминогена (урокиназный uPA и тканевой tPA активаторы плазминогена) и их ингибитора PAI-1 в цитозольной фракции 40 образцов ткани меланомы кожи рТ1-4N0-ХM0, ее перифокальной зоны и по линии резекции. Полученные результаты указывают на достоверную связь компонентов тканевой фибринолитической системы с прогрессированием меланомы кожи; показывают, что компоненты системы активации плазминогена имеют патогенетическое значение для роста и развития меланомы кожи и могут быть мишенью для таргетной терапии; позволяют задуматься о границах резекции при меланоме кожи, так как хирургическое вмешательство в окружающее ее метаболически измененное опухолевое поле может способствовать возникновению как местных, так и отдаленных метастазов.
The level of plasmin, plasminogen, and plasminogen activators (urokinase uPA and tissue tPA activators of plasminogen) in cytosolic fraction has been studied in 40 samples of tissue taken from skin melanoma рТ1-4N0-ХM0, its perifocal area and along the resection line. The results obtained indicate that the connection between components of tissular fibrinolytic system and skin melanoma progressing is true. They also show that components of plasminogen activation system have pathogenetic meaning for growth and development of skin melanoma and they may be a target in target therapy. They allow considering resection limits with skin melanoma, as surgical interference in the metabolically changed tumor field around it may foster emergence of both local and remote metastases.
melanoma
inhibitor of plasminogen activator
urokinase and tissue activators of plasminogen
plasminogen
plasmin

Введение

В процессе развития злокачественной опухоли ведущую роль отводят разрушению базальной мембраны протеазами, ассоциированными с неоплазмой [1,2]. Разрушение базальной мембраны и внеклеточного матрикса ассоциированными с опухолью протеазами изменяет пролиферативные и инвазивные свойства опухоли. Активация системы образования плазмина тесно сопряжена со стимуляцией миграции и пролиферации клеток, в том числе и эндотелиальных, что указывает на ее важную роль в процессах неоангиогенеза.

Плазмин, образованный из плазминогена, участвует в расщеплении основных компонентов базальной мембраны, активирует латентные факторы роста фибробластов и некоторые изоформы VEGF - основного участника неоангиогенеза. Ключевую роль в активации образования ассоциированных с опухолью протеиназ играют активаторы плазминогена [3]. Уровень и соотношение экспрессии различных компонентов системы активации плазминогена в опухолевой ткани служит показателем биологической агрессивности опухоли, определяющей направленность патологического процесса. А подавление активаторов плазминогена в ткани опухоли может стать одним из подходов к разработке новых видов терапии [1,2]. В настоящее время изучены два типа активаторов плазминогена: активатор плазминогена урокиназного типа (uPA) и активатор плазминогена тканевого типа (tPA). Клиническими исследованиями доказано, что уровень uPA в опухолевой ткани при некоторых локализациях рака служит диагностическим и прогностическим фактором [3,7].

Целью настоящей работы явилось изучение уровня активаторов плазминогена и их ингибитора в цитозольной фракции ткани меланомы кожи, ее перифокальной зоны и по линии резекции.

Материалы и методы

Были изучены 40 образцов ткани меланомы кожи, полученные при оперативном иссечении опухоли у больных обоего пола: 17 образцов рТ1-2N0M0 и 23 образца рТ3-4N0-ХM0. У 85 % опухолей имело место эпителиоподобное гистологическое строение. По 5% приходилось на веретеноклеточную, невусоподобную и смешаноклеточную гистологическую структуру. Тканью перифокальной зоны (40 образцов) считали образцы кожи на расстоянии 1±0,1 см от видимого края опухоли, тканью по линии резекции (30 образцов) - образцы кожи на расстоянии 2±0,2 см.

Активность плазмина, плазминогена, uPA антиген, uPA активность, tPA антиген, tPA активность, PAI-1 антиген, PAI-1 активность определяли в 10 % цитозолях, приготовленных на калий-фосфатном буфере рН 7.4, содержащем 0,1 % Твин-20 и 1 % БСА, методом ИФА с использованием стандартных тест-систем. В качестве контрольных образцов использовали интактную кожу, полученную при оперативном лечении больных без онкопатологии.

Во всех случаях получено письменное добровольное информированное согласие больных на использование материала для научных исследований.

Статистический анализ результатов проводили с помощью пакета Statistica 6,0 (Stat-Soft, 2001). Оценка достоверности произведена с использованием t-критерия Стьюдента. Уровень Р<0,05 принимали как значимый.

Результаты и обсуждение

Установлено, что уровень показателей системы активации плазминогена в образцах меланомы кожи имел четкую зависимость от степени распространенности процесса (табл. 1).

Так, содержание плазмина в ткани меланомы кожи при рТ1-2N0M0 не имело достоверных отличий от контрольных значений, а при рТ3-4N0-ХM0 превосходило их в 20,2 раза. При этом уровень плазминогена был снижен в ткани меланомы как при рТ1-2N0M0, так и при рТ3-4N0-ХM0 в 1,7 раза и 2,9 раза соответственно.

Таблица 1

Уровень показателей системы активации плазминогена в ткани опухоли при различной распространенности меланомы кожи

Показатель

ткань меланомы кожи рТ1-2N0M0 (n=17)

ткань меланомы

кожи рТ3-4N0-ХM0

(n=23)

интактная кожа

плазмин,

нг/г

22,3±1,7

397,3±32,61,2

19,6±2,4

плазминоген,

нг/г

1,5±0,21

0,9±0,071,2

2,6±0,2

uPA антиген,

нг/г

15,8±1,31

38,3±3,41,2

3,4±0,3

uPA активность,

ед/г

0,8±0,061

2,5±0,181,2

0,1±0,01

tPA антиген,

нг/г

3,2±0,271

4,1±0,351,2

1,9±0,16

tPA активность,

ед/г

0,8±0,071

1,4±0,11,2

0,6±0,04

PAI-1 антиген,

нг/г

3,8±0,2

3,8±0,3

4,3±0,5

PAI-1 активность,

ед/г

1,6±0,31

2,6±0,31,2

0,9±0,15

Примечание: 1 - достоверно по отношению к показателю в интактной коже; 2 - достоверно по отношению к показателю в ткани меланомы кожи рТ1-2N0M0

Превращение плазминогена в плазмин происходит под действием двух активаторов, обнаруживаемых во всех тканях млекопитающих, - активаторов плазминогена тканевого (tPA) и урокиназного (uPA) типа [6]. Уровень антигена uPA в ткани меланомы кожи при рТ1-2N0M0 был в 4,6 раза, а активность uPA - в 8 раза выше, чем в интактной коже. В ткани опухоли при рТ3-4N0-ХM0 уровень антигена возрастал в 11,3 раза относительно контрольных величин, а активности - в 25 раз. Уровень tPA антигена увеличивался от рТ1-2N0M0 до рТ3-4N0-ХM0в 1,7 раза и 2,2 раза, а tPA активность - в 1,3 раза и 2,3 раз соответственно относительно показателей в интактной коже.

Активность активаторов плазминогена регулируется сериновыми протеазами. Наибольшее значение имеет ингибитор активаторов первого типа - PAI-1. Установлено, что уровень PAI-1 антигена при всех стадиях меланомы кожи не имел достоверных отличий от контрольных значений, тогда как его активность была в 1,8 раза выше, чем в ткани интактной кожи при рТ1-2N0M0 и в 2,9 раза при рТ3-4N0-ХM0.

Таким образом, полученные результаты указывают на достоверную связь компонентов тканевой фибринолитической системы с прогрессированием меланомы кожи и согласуются с рядом исследований, показавших высокий уровень активаторов плазминогена, сопряженный с неблагоприятным прогнозом течения опухолевой болезни. Вместе с тем интересно, что при рТ1-2N0M0 на фоне сниженного содержания плазминогена и повышенного уровня uPA и tPA не отмечено повышение образования плазмина, что имеет место при рТ3-4N0-ХM0. Вероятнее всего, в начальных стадиях меланомы под действием активаторов активно идет образование из плазминогена не плазмина, а ангиостатина. Такая возможность показана в карциномах мочевого пузыря и меланоме [5]. Ангиостатин, в свою очередь, препятствует образованию плазмина, участвующего в процессах неоангиогенеза, вмешиваясь во взаимодействие между эндотелиальными клетками и межклеточным матриксом. В случае меланомы кожи, основной точкой приложения действия ангиостатина, вырабатываемого первичной опухолью, является подавление роста метастазов. Это проявляется торможением роста опухолей, которое сопровождается сначала уменьшением в размерах, а затем переходом их в спящее состояние, характеризующееся отсутствием инвазивности. Индукция ангиостатином подобного состояния связана с повышением апоптической гибели клеток опухоли, вызванной отсутствием васкуляризации.

В процессе развития злокачественной опухоли вокруг нее формируется опухолевое поле, в которое, кроме эпителиального компонента, входят клеточные и неклеточные компоненты стромы и сосуды, образующие сосудистое опухолевое поле, являющееся важной составной частью единого опухолевого поля. Определение размеров и изучение метаболизма опухолевого поля позволяет индивидуализировать план лечения: знание истинных границ опухолевого поля при злокачественном новообразовании может служить контролем радикальности оперативных вмешательств или более адекватно планировать поле облучения при злокачественных новообразованиях кожи [4].

Результаты изучения показателей системы активации плазминогена представлены в таблице 2.

Таблица 2

Уровень показателей системы активации плазминогена в ткани перифокальной зоны опухоли при различной распространенности меланомы кожи

Показатель

ткань перифокальной зоны меланомы кожи

рТ1-2N0M0(n=17)

ткань

перифокальной зоны меланомы кожи

рТ3-4N0-ХM0(n=23)

интактная кожа

плазмин,

нг/г

23,4±2,3

356,1±22,31,2

19,6±2,4

плазминоген,

нг/г

1,7±0,21

1,0±0,1

2,6±0,2

uPA антиген,

нг/г

8,3±0,61

8,5±0,51

3,4±0,3

uPA активность,

ед/г

0,4±0,031

0,4±0,041

0,1±0,01

tPA антиген,

нг/г

2,2±0,2

4,7±0,41,2

1,9±0,16

tPA активность,

ед/г

0,7±0,03

1,2±0,11,2

0,6±0,04

PAI-1 антиген,

нг/г

3,4±0,4

7,8±0,81,2

4,3±0,5

PAI-1 активность,

ед/г

1,9±0,21

2,4±0,41

0,9±0,15

Примечание: 1 - достоверно по отношению к показателю в интактной коже; 2 - достоверно по отношению к показателю в ткани перифокальной зоны меланомы кожи рТ1-2N0M0.

Было установлено, что содержание плазмина в ткани перифокальной зоны меланомы кожи при рТ1-2N0M0 также не имело достоверных отличий от показателя в интактной коже и значений в ткани опухоли. Уровень плазмина в ткани перифокальной зоны при рТ3-4N0-ХM0 превосходил контрольные значения в 18,2 раза и не имел достоверных отличий от показателя в ткани меланомы. При этом уровень плазминогена был снижен относительно показателя в интаткной коже в 1,5 раза и 2,6 раза соответственно при рТ1-2N0M0 и рТ3-4N0-ХM0 и ни в одном случае не имел достоверных отличий от значений в ткани меланомы.

Уровень антигена и активность uPA в перифокальной зоне меланомы вне зависимости от стадии превосходил контрольные значения в среднем в 2,5 раза и 4 раза соответственно. Содержание антигена и активности tPA в перифокальной зоне меланомы кожи, в отличие от активатора урокиназного типа, имел выраженные изменения, связанные с распространенностью процесса. Так, в ткани перифокальной зоны опухоли при рТ1-2N0M0 антиген и активность tPA не имели достоверных отличий от показателей в интактной коже, тогда как при рТ3-4N0-ХM0 эти показатели были в среднем в 2,2 раза выше, чем в интактной ткани, и не имели достоверных отличий от значений в ткани меланомы.

Уровень PAI-1 антигена в ткани перифокальной зоны опухоли при рТ1-2N0M0 не имел достоверных отличий от контрольных значений и показателя в ткани соответствующей опухоли, при этом его активность была в 2,1 раза выше, чем в ткани интактной кожи, и также достоверно не отличалась от значений в ткани меланомы. В ткани перифокальной зоны при рТ3-4N0-ХM0 уровень антигена и активности PAI-1 были повышены: относительно интактной ткани в 1,8 раза и 2,7 раза. Относительно ткани меланомы рТ3-4N0-ХM0 повысился только уровень антигена в 2,1 раза, а активность не имела достоверных отличий.

Далее мы проанализировали показатели системы активации плазминогена по линии резекции, которая проходила на расстоянии 2±0,2 см от видимого края меланомы (табл. 3).

Таблица 3

Уровень показателей системы активации плазминогена в ткани по линии резекции при различной распространенности меланомы кожи

Показатель

ткань по линии резекции при меланоме кожи

рТ1-2N0M0(n=7)

ткань по линии резекции при

меланоме кожи

рТ3-4N0-ХM0(n=14)

интактная кожа

плазмин,

нг/г

21,8±1,4

280,1±18,31,2 (43%)

67,7±8,11,2 (57%)

19,6±2,4

плазминоген,

нг/г

2,7±0,3

1,1±0,11,2

2,6±0,2

uPA антиген,

нг/г

2,8±0,3

3,6±0,5

3,4±0,3

uPA активность,

ед/г

0,07±0,01

0,1±0,02

0,1±0,01

tPA антиген,

нг/г

2,2±0,3

5,6±0,41,2

1,9±0,16

tPA активность,

ед/г

0,6±0,05

1,0±0,091,2

0,6±0,04

PAI-1 антиген,

нг/г

4,4±0,5

3,5±0,4

4,3±0,5

PAI-1 активность,

ед/г

1,4±0,35

1,0±0,2

0,9±0,15

Примечание: 1 - достоверно по отношению к показателю в интактной коже; 2 - достоверно по отношению к показателю в тканипо линии резекции при меланоме кожи рТ1-2N0M0.

Как следует из результатов, представленных в таблице 3, все изученные показатели по линии резекции при рТ1-2N0M0 соответствовали значениям в интактной ткани. Иная ситуация отмечена при рТ3-4N0-ХM0. В ткани по линии резекции у 6 из 14 человек активность плазмина превосходила контрольные величины в 14,3 раза, а у 8 больных - в 3,5 раза. При этом у всех больных уровень плазминогена был снижен в 2,4 раза. Не найдено изменения показателей антигена и активности активатора урокиназного типа и ингибитора активаторов PAI-1. Вместе с тем уровень антигена и активности активатора плазминогена тканевого типа был повышен в коже по линии резекции всех обследованных больных в 2,9 раза и 1,7 раза соответственно.

Анализируя полученные результаты, можно заключить, что компоненты системы активации плазминогена имеют патогенетическое значение для роста и развития меланомы кожи, которые могут быть мишенью для таргетной терапии. Особое внимание обращают показатели в перифокальной зоне опухоли, которые практически полностью повторяют значения в самой опухоли. С одной стороны, это свидетельствует о том, что меланома кожи не является локальным заболеванием, а в его патогенез вовлечены, по крайней мере, окружающие структуры. С другой стороны, полученные результаты позволяют задуматься о границах резекции при меланоме кожи, так как хирургическое вмешательство в окружающее ее метаболически измененное опухолевое поле может способствовать возникновению как местных, так и отдаленных метастазов. Прежде всего, это касается меланомы, размеры которой выходят за рамки Т1,2.

Рецензенты:

Каймакчи Олег Юрьевич, д-р мед. наук, ассистент кафедры онкологии Ростовского государственного медицинского университета, г. Ростов-на-Дону.

Николаева Надежда Владимировна, д-р мед. наук, ассистент кафедры онкологии Ростовского государственного медицинского университета, г. Ростов-на-Дону.