Portál:Otázky z patobiochemie 2 ÚBEO (1. LF UK, VL)/4. Otázka

Charakteristiky transformovaných buněk

Charakteristika nádorového bujení

Růst nádorových buněk je způsoben nekontrolovaným buněčným dělením a znemožněním jejich opotřebovatelnosti. Nastává při poškození DNA eukaryoty, jež vede ke ztrátě četných kontrolních mechanismů buňky - jmenovitě buňka odolává apoptóze a ignoruje regulaci buněčného cyklu. U nádorového bujení je postižena především regulace přechodu G1-fáze do S-fáze - nefunguje klíčový checkpoint, který by jinak buňce v nepříznivých podmínkách (poškození DNA, nedostupnost živin či růstových faktorů) utáhnul opasek. Nádorové buňky mají také zvýšenou schopnost přežít. Snižují se požadavky na přítomnost hormonů a růstových faktorů (potřebných pro normální buňku) přicházejících z vnějšku. Ve většině nádorů je také aktivována telomerasa, což je enzym zamezující zkracování telomer. Tak se stává replikační potenciál buňky neomezeným.

Některé transformované buňky mají schopnost autokrinní stimulace, tj. po vyloučení specifické látky tato látka zpětně ovlivňuje buňku. Jedná se zejména o specifické růstové faktory - nádor tedy dokáže autokrinně potencovat vlastní růst.

Aberantní regulace cyklu buněčného dělení patří mezi klíčové body nádorového bujení. Nádorová buňka má tendenci se vymknout fyziologickému mechanismu kontroly dělení buněk. Mezi faktory, které se na tom podílejí, patří také Efp (estrogen-responsive RING-finger protein), který kontroluje odbourávání inhibitorů buněčného cyklu prostřednictvím ubikvitinace a usměrňuje přesmyk růstu nádorů prsu z hormon-dependentního mechanismu na hormon-independentní.

Bujení in vivo

Kontroloři buněčné proliferace jsou: protoonkogeny, tumor-supresorové geny a mutátorové geny. Mutace, potažmo ztráta jejich funkce, vede k nekontrolovanému množení transformovaných buněk (hlavní rys maligní transformace). Tento proces může postihnout buňky všech tkání.

Rozdělení nádorů

Diagram progrese nádoru

V zásadě existují 3 hlavní typy nádorů:

1. sarkomy − z mezenchymální tkáně,
2. karcinomy − z epiteliální tkáně,
3. hematopoetické a lymfoidní malignity − leukémie a lymfomy.

Přesnější klasifikace zahrnuje místo vzniku, typ tkáně nebo např. klinický stupeň či rychlost progrese.

Dále lze rozdělit nádory podle jejich agresivity na:

1. benigní - též nezhoubné, rostou v původním ložisku relativně pomalu, zachovávají si charakter původní tkáně,
2. maligní - zhoubné, invazivně rostou a prorůstají do okolních tkání, následně metastazují do ostatních tkání těla.

Následující popis se soustředí primárně na maligní nádory.

Morfologický obraz

Nádory jsou tvořeny proliferujícími nádorovými buňkami (parenchym), pojivovou nenádorovou tkání (stroma) a cévním systémem, jehož vznik samy stimulují. Transformováné nádorové buňky mají často odlišní tvar od buňky původní. Maligní zvrat je spojený s mutacemi v DNA transformovaných buněk. Při cytogenetickým vyšetřením v nádorových buňkách nacházíme vysoký počet chromozomálních zlomů a četné chromozomální abnormality. V nádorových buňkách je utlumen supresivní vliv hormonů na buněčné dělení. Ćasto je narušena mezibuněčná komunikace, vztah k ostatním buňkám či fixace nádorových buněk k pevnému buněčnímu povrchu. U nádorových buněk je též tipický vznik nádorových neoantigenů.

Nádory jsou často diagnostikovány v pozdním věku jedince a vznikají následkem kumulace genetických změn v průběhu let. Ovšem existují i nádory s tipickým výskytem v dětském věku a u mladších jedinců. Mezi takovéto nádory patří Wilmsův nádor ledvin, retinoblastom, leukémie a lymfomy. Charakteristickým rysem růstu maligního nádoru je jeho invazivní růst. Tedy schopnost prorůstat do okolní tkáně a schopnost metastáze z primárního ložiska do jiných, vzdálených orgánů. Agresivní forma růstu nádorové tkáně je podmíněna geneticky získanými změnami aktivity proteolytických enzymů a změnou adherenčních molekul buněčného povrchu.

Bujení in vitro

Po tkáňové kultivaci umožňuje definovat rozdíly mezi normálními buňkami a maligně transformovanými.

Normální buňky

Normální buňky při kultivaci zachovávají kontrolu množení v daném prostředí, dochází k tzv. kontaktní inhibici. To je stav, kdy buŇka zastaví svůj růst po vzájemném kontaktu s jinou buňkou, tedy po vytvoření monolayeru. Buňky mají omezený počet generací, maximálně 50. Na buněčném povrchu nesou typické antigenní determinanty odpovídající antigenním determinantám tkáně, ze které byla buněčná kultura odvozena. Buňky ke zisku energie používají především aerobní metabolismus. Buňky mají vysoké požadavky na přítomnost růstových faktorů v kultivačním mediu. Buňky si zachovávají specifický tvar odpovídající k jejich tkáňové příslušnosti. V lidských buňkách nalézám ediploidní počet chromozomů.

Nádorové buňky

Nádorové buňky mají odlišné povrchové antigeny od buňek „zdravých“. Při kultivaci získávají schopnost neomezeného růstu. Odchází tedy ke ztrátě kontaktní inhibice. Transformované buňky tak rostou v několika vrstvách a jsou neorganizovaně nakupené na sebe. Buněčná kultura je prakticky nesmrtelná a vzniká neomezený počet generací. V případě nádorových buněk dochází ke zvýšení anaerobného metabolismu a snížení požadavků na množství proteinových růstových faktorů v kultivačním médiu. Změna „zdravé“ buňky na nádorovou je často spřažena se změnou tvaru buňky.

Maligní zvrat je kódován v DNA transformovaných buněk. Často dochází ke změnám v počtu choromozomů či jiným chromozomálním abnormalitám. U buněk můžeme pozorovat heteroploidní nebo pseudoploidní choromozomovou výbavu. Chromozomové abnormality mohou být jak numerické, tak strukturní. Podle jejich vztahu k maligní transformaci potom rozlišujeme změny nenáhodné (primární) a náhodné (sekundární).