Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,039

Введение

Система активации плазминогена представляет собой сложную многокомпонентную регуляторную систему, играющую ключевую роль в поддержании гомеостаза тканей. В физиологических условиях каскад активации плазминогена участвует в процессах фибринолиза, расщепляя тромбы, а также регулирует деградацию внеклеточного матрикса (ВКМ) и базальных мембран (БМ) в ходе ремоделирования тканей, таких как заживление ран, эмбриогенез и воспаление. Основными компонентами этой системы являются плазминоген, его активаторы (тканевой активатор плазминогена (tPA) и урокиназный активатор плазминогена (uPA)), а также их ингибиторы (PAI-1, PAI-2) [1].

При патологических условиях, таких как онкологические заболевания, дисрегуляция фибринолитической системы способствует развитию опухолевой прогрессии. В частности, чрезмерная активация плазминогена, опосредованная uPA, ассоциированная с ключевыми этапами канцерогенеза, включая инвазию, ангиогенез и метастазирование солидных опухолей [2; 3].

uPA, связываясь со своим рецептором (uPAR), расположенным на клеточной поверхности, инициирует каскад реакций, приводящих к активации плазмина (РАР) (превращение плазминогена в плазмин), который, в свою очередь, разрушает компоненты ВКМ и БМ, облегчая миграцию опухолевых клеток. Кроме того, система плазминогена и его активаторов взаимодействует с другими сигнальными путями, регулирующими пролиферацию, выживаемость и иммунный ответ в микроокружении опухоли [4].

Плазмин, являясь сериновой протеазой широкого спектра действия, способен напрямую или опосредованно (через активацию прометаллопротеиназ) расщеплять множество белков внеклеточного матрикса. Этот процесс играет важную роль в распространении опухолевых клеток по организму, что является критическим этапом для образования метастазов в отдалённых тканях [4]. Изначально система uPA была описана как ключевой компонент каскада протеаз, участвующих в растворении тромбов. Взаимодействие uPA с uPAR инициирует превращение плазминогена в плазмин, что приводит к фибринолизу. Однако, помимо этого, комплекс uPA/uPAR также участвует в активации клеток, ремоделировании тканей и ангиогенезе [5; 6]. tPA uPA представляют собой сериновые протеазы, которые активируют плазмин и участвуют в лизисe тромбов. Эти ферменты имеют разные рецепторы на поверхности клеток [3].

Плазмин, образующийся из плазминогена, обладает множеством функций, включая активацию матриксных металлопротеиназ (ММП), которые разрушают внеклеточный матрикс, а также высвобождают и активируют факторы роста тканей [3; 5]. Регуляция этих процессов осуществляется через ингибиторы tPA, uPA и плазмина. Среди них особое место занимают серпины - ингибиторы сериновых протеаз, которые контролируют тромболитические и тромботические процессы. К серпинам млекопитающих, регулирующим пути uPA, tPA и плазмина, относятся ингибитор активатора плазминогена-1 (PAI-1, SERPINE1) и PAI-2 (SERPINB2) [7]. Кроме того, активность плазмина регулируется такими ингибиторами, как α2-антиплазмин (α2-AP) и α2-макроглобулин, которые предотвращают избыточное накопление свободного плазмина [4; 8].

Клеточно-ассоциированный комплекс uPA/uPAR и его растворимые продукты расщепления (suPAR) в настоящее время рассматриваются как биомаркеры тяжёлых иммунных, воспалительных и онкологических заболеваний [9].

Базальноклеточный рак кожи (БКРК) является наиболее распространенным онкологическим заболеванием в мире [10]. Среди кожных патологий наиболее часто встречаются псориаз и базальноклеточная карцинома. Патогенез обоих заболеваний связан с гиперпролиферацией кератиноцитов, миграцией воспалительных клеток и ангиогенезом [11]. Базальноклеточная карцинома представляет собой наиболее распространённый тип немеланомного рака кожи, для которого характерны локальная инвазивность и низкий потенциал метастазирования [12; 13]. Тем не менее механизмы, лежащие в основе прогрессирования и рецидивирования базальноклеточной карциномы, до сих пор остаются недостаточно изученными. Хотя роль системы активации плазминогена в прогрессировании солидных опухолей достаточно хорошо описана в литературе [1; 14; 15], её вклад в патогенез БКРК остаётся актуальной темой научных изысканий. Исследования роли фибринолитической системы в контексте БКРК могут предоставить новые данные для лучшего понимания молекулярных основ опухолевой инвазии и рецидивов, а также предложить потенциальные терапевтические мишени для улучшения клинических исходов заболевания.

Цель исследования: изучение активности и содержания активаторов урокиназного типа, тканевого типа, ингибитора активатора плазминогена и ингибиторов плазмина α2-антиплазмином и α2-макроглобулином в ткани опухоли при различных клинических формах базальноклеточного рака кожи.

Материал и методы исследования

В исследовании приняли участие 60 пациентов (мужчин и женщин) с цитологически подтверждённым базальноклеточным раком кожи I–II стадии. Участники были разделены на две группы: 30 человек (15 мужчин и 15 женщин) с поверхностным типом роста опухоли и 30 человек (15 мужчин и 15 женщин) с солидным типом роста опухоли. Для анализа были отобраны три участка кожи из уже удалённого в ходе хирургического вмешательства препарата: участок №1 - опухоль, участок №2 - перифокальная зона (прилегающая к опухоли) и участок №3 - условно здоровая кожа, взятая у края линии резекции. По результатам гистологического исследования макропрепаратов у всех пациентов опухоль удалена в пределах здоровых тканей. Все участники исследования предоставили письменное информированное согласие на медицинское вмешательство, проведение операции, обработку персональных данных и забор биологического материала в соответствии с принципами Хельсинкской декларации.

Для анализа образцов использовали 10%-ные гомогенаты, в которых методом иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием стандартных наборов определяли содержание и активность активаторов плазминогена урокиназного типа (uPA) и тканевого типа (tPA), ингибитора активатора плазминогена PAI-1, а также уровень ингибиторов плазмина - α2-антиплазмина (α2-AP) и α2-макроглобулина (Technoclone, Австрия). Статистическую обработку данных проводили с помощью программы Statistica 10. Нормальность распределения оценивали с использованием критерия Шапиро–Уилка (для малых выборок). В случае соответствия данных нормальному распределению для сравнения количественных показателей между группами применяли t-критерий Стьюдента. Результаты представлены в виде M±m, где M - среднее арифметическое значение, а m - стандартная ошибка среднего. Статистическая значимость была установлена на уровне p < 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Изначально интерес представляло сравнение показателей системы активации плазминогена в интактной коже мужчин и женщин. Установлено, что различия касались лишь нескольких факторов: активность α2-АP и α2-МГ в коже женщин была в 4,2 раза (p=0,0000) и 1,4 раза (p=0,0222) соответственно ниже, а tPA, напротив, в 1,4 раза (p=0,0070) выше, чем у мужчин.

Далее рассмотрели показатели в ткани опухоли и ее перифокальной зоны при различных формах базальноклеточного рака (табл. 1).

Таблица 1

Показатели системы активации плазминогена в ткани различных форм базальноклеточного рака кожи мужчин

Примечание: СБКРК - солидная форма базальноклеточного рака кожи; ПЗСБКРК – перифокальная зона солидной формы базальноклеточного рака кожи; ПБКРК – поверхностная форма базальноклеточного рака кожи; ПЗПБКРК – перифокальная зона поверхностной формы базальноклеточного рака кожи; p1 – статистически значимо по отношению к показателю в здоровой коже, p2 – статистически значимо по отношению к показателю в подгруппе.

Найдено, что в ткани СБКРК мужчин были повышены концентрации и активности активаторов плазминогена урокиназного и тканевого типа. Так, содержание и активность uPA были повышены в 4 и 1,6 раза соответственно, а tPA – в 1,6 и 1,9 раза соответственно по сравнению со здоровой кожей. Уровень белка ингибитора активатора плазминогена PAI-1 был выше показателя в интактной ткани кожи в 3,5 раза при неизмененной активности. Вместе с тем имело место снижение уровня плазмина относительно значений в интактной коже в 1,8 раза. Однако такие ингибиторы плазмина, как α2-AP и α2-МГ, не имели статистически значимых отличий от контрольных показателей. В ткани опухоли трех больных отмечено повышение некоторых показателей относительно всей группы и нормальной кожи. Так, уровень белка tPA, uPA и активность PAI-1 были в 1,4, 1,5 и 1,9 раза выше относительно значений в общей группе СБКРК и в 2,3, 5,8 и 2 раза соответственно выше значений в ткани интактной кожи. В отличие от показателей в общей группе больных, в ткани указанных трех мужчин уровень плазмина был в 2,7 раза выше, превосходя контрольные показатели в 1,5 раза (табл. 1).

В ткани перифокальной зоны СБКРК у большинства больных показатели не имели достоверных отличий от значений в интактной коже. И только у трех больных отмечено изменение двух показателей – уровень белка tPA, uPA, которые не имели статистически значимых отличий от показателей в соответствующей ткани опухоли и были в 1,7 и 4,2 раза выше значений в ткани интактной кожи. При этом отмечено повышение активности PAI-1 относительно интактной ткани кожи и ткани опухоли в среднем в 2,1 раза. В ткани опухоли этих трех мужчин уровень плазмина превышал показатели в общей группе и значений в интактной коже в среднем в 1,5 раза (табл. 1).

В ткани опухоли при ПБКРК, также как и при СБКРК, был повышен уровень белка и активности активаторов плазминогена урокиназного и тканевого типа: uPA – в 2,4 и 1,4 раза соответственно, а tPA – в 1,7 и 1,6 раза соответственно. Уровень белка ингибитора активатора плазминогена PAI-1 был выше показателя в интактной ткани кожи в 8,9 раза при неизмененной активности. Уровень плазмина был снижен относительно контрольных величин в 2,9 раза. В ткани перифокальной зоны ПБКРК показатели не имели достоверных отличий от значений в интактной коже.

Направленность изменения содержания и активности активаторов плазминогена урокиназного и тканевого типа в ткани СБКРК женщин была аналогична таковой в ткани опухоли мужчин. Так, содержание белка и активность uPA были повышены в 1,7 и 1,5 раза соответственно, а tPA – в 1,9 и 2,4 раза соответственно. Однонаправленно со значениями в ткани опухоли мужчин изменялся уровень белка ингибитора активатора плазминогена PAI-1, однако был выше показателя в интактной ткани кожи женщин только в 1,5 раза при неизмененной активности.

Таблица 2

Показатели системы активации плазминогена в ткани различных форм базальноклеточного рака кожи женщин

Примечание: СБКРК – солидная форма базальноклеточного рака кожи; ПЗСБКРК – перифокальная зона солидной формы базальноклеточного рака кожи; ПБКРК – поверхностная форма базальноклеточного рака кожи; ПЗПБКРК – перифокальная зона поверхностной формы базальноклеточного рака кожи; p1 – статистически значимо по отношению к показателю в здоровой коже.

В отличие от показателей в ткани СБКРК мужчин в ткани опухоли женщин при этой форме роста были разнонаправленно изменены активности ингибиторов плазмина. Так, активность α2-АР превышала контрольные показатели в 3,1 раза, а α2-МГ, напротив, была снижена в 1,6 раза. Содержание плазмина в ткани СБКРК у женщин было снижено в 1,6 раза (табл. 2). В ткани перифокальной зоны СБКРК женщин все изученные показатели не имели достоверных отличий от значений в интактной коже.

В ткани опухоли ПБКРК у женщин, так же как и при СБКРК, были повышены содержание и активности активаторов плазминогена урокиназного и тканевого типа: uPA – в 2,1 и 1,6 раза соответственно, а tPA – в 1,6 и 1,9 раза соответственно. Уровень белка ингибитора активатора плазминогена PAI-1 был выше показателя в интактной ткани кожи в 2 раза при неизмененной активности. В отличие от ткани СБКРК в ткани ПБКРК активность ингибиторов плазмина была однонаправленной: активность α2-АР превышала контрольные показатели в 3,1 раза, а α2-МГ – в 1,7 раза, уровень плазмина не имел достоверных отличий от контрольных величин. В ткани перифокальной зоны ПБКРК показатели не имели достоверных отличий от значений в интактной коже.

Полученные результаты свидетельствуют о дисбалансе системы активации плазминогена в тканях базальноклеточного рака кожи (БКРК), независимо от клинической формы опухоли и пола пациентов. У мужчин нарушения касались преимущественно содержания и активности активаторов плазминогена, уровня ингибитора активаторов плазминогена (PAI-1) и плазмина. У женщин, помимо этого, наблюдались изменения в уровнях ингибиторов плазмина.

Плазмин, являясь ключевым компонентом фибринолитической системы, может напрямую нарушать её регуляцию при различных патологических состояниях, включая онкологические заболевания. Однако терапевтическое воздействие на плазмин ограничено из-за его важной роли в физиологических процессах, таких как ремоделирование тканей и тромболизис. Блокирование активности плазмина может привести к системным нарушениям, что делает его не всегда пригодной мишенью для терапии [1]. Хотя участие uPA, его рецептора uPAR и PAI-1 в прогрессировании рака хорошо изучено, роль tPA в онкологических процессах остаётся менее исследованной [16].

Сниженный уровень плазмина, независимо от формы роста базальноклеточного рака, может быть ключевым фактором, нарушающим регуляцию фибринолитической системы в ткани опухоли и её перифокальной зоны у большинства мужчин и всех женщин. Однако у трёх мужчин с СБКРК уровень плазмина в ткани опухоли и её перифокальной зоны был повышен, что коррелировало с возникновением рецидива злокачественного процесса. Это позволяет предположить, что низкий уровень плазмина в большинстве случаев способствует локальному нарушению системы активации плазминогена, что может стимулировать образование опухоли. В то же время повышенный уровень плазмина может облегчать распространение опухолевых клеток через тканевые барьеры, приводя к рецидивам.

Ключевыми факторами в механизме прогрессирования рака являются uPA, uPAR и PAI-1. Повышенная экспрессия uPA в опухолях ассоциирована с ухудшением общей выживаемости пациентов, в то время как PAI-1, ингибируя uPA, предположительно обладает противоопухолевыми свойствами [17]. Однако парадоксально, что высокий уровень PAI-1 коррелирует с неблагоприятным прогнозом при различных видах рака, что известно как «парадокс PAI-1» [18]. Повышенная экспрессия PAI-1 в опухолях является надёжным прогностическим фактором неблагоприятных клинических исходов и низкой эффективности терапии [19].

PAI-1 - многофункциональный белок, регулирующий не только фибринолиз, но и пролиферацию, миграцию и апоптоз клеток [20]. Он вырабатывается различными типами клеток в микроокружении опухоли, включая опухолевые клетки, адипоциты, макрофаги, фибробласты, гладкомышечные клетки и эндотелиальные клетки, играя аутокринную и паракринную роль в онкогенезе [21]. Хотя многочисленные данные свидетельствуют о связи между PAI-1 и раком, его точное влияние на развитие рака остаётся предметом споров.

Помимо фибринолитической функции, PAI-1 выполняет проопухолевые действия, включая стимулирование ангиогенеза, миграцию опухолевых клеток, прогрессирование опухоли, а также подавление апоптоза [22]. Исследование A.A.Ibrahim et al. (2024) также показывает, что PAI-1 вызывает проопухолевые эффекты, подавляя иммунную систему [23].

Заключение

В данном исследовании наибольшее увеличение уровня PAI-1 наблюдалось в ткани опухоли у мужчин, особенно у тех пациентов, у которых впоследствии развились рецидивы. Примечательно, что даже при гистологически подтверждённом отсутствии опухолевых клеток в линии резекции, повышенный уровень PAI-1, вероятно, способствовал продолженному злокачественному росту через 12–15 месяцев после хирургического удаления первичной опухоли. Эти данные позволяют предположить, что PAI-1 может играть ключевую роль в формировании микроокружения, благоприятного для рецидивирования опухоли, даже при отсутствии остаточных опухолевых клеток по результатам гистологического исследования.

Таким образом, дисбаланс системы активации плазминогена и её компонентов, таких как uPA, uPAR, PAI-1 и плазмин, играет важную роль в патогенезе базальноклеточного рака кожи. Дальнейшее изучение этих механизмов может открыть новые возможности для разработки персонифицированной терапии, направленной на регуляцию фибринолитической системы в контексте онкологических заболеваний.