Molekulární biologie nádorů Prof. RNDr. Jana Šmardová, CSc.Prof. RNDr. Jana Šmardová, CSc. Ústav patologie, FN Brno Přírodovědecká fakulta MU Brno Lékařská fakulta MU Brno 2011 8. Angiogeneze (neovaskularizace)(neovaskularizace) v kancerogenezi Sedm získaných vlastností maligního nádoru Soběstačnost v produkci růstových signálů aktivace H-ras Necitlivost k signálům zastavujícím b.c. ztráta RB Poškození apoptózy produkce IGF získaná schopnost příklad Poškození apoptózy produkce IGF Neomezený replikační potenciál aktivace telomerázy Posílení angiogeneze produkce VEGF Tvorba metastáz inaktivace E-kadherinu Nestabilita genomu jako podmínka akumulace všech nutných změn. Angiogeneze, neovaskularizace • Schopnost nádoru indukovat proliferaci nových krevních vlásečnic. • Má vliv na růst primárního nádoru, schopnost tvořit metastázy a na růst sekundárního nádoru (⇒ pro tvorbu metastáz má angiogeneze význam 2x!!).angiogeneze význam 2x!!). • Nádor bez angiogeneze doroste maximálně do několika miliónů buněk (100 až 200µm je difúzní limit pro kyslík), tj. do velikosti několika kubických milimetrů - nedoroste do klinicky detekovatelné velikosti - tím je schopnost tvořit metastázy omezena (nikoli vyloučena! - dormantní mikrometastázy - např. nádoru prsu do plic). Historický pohled na angiogenezi nádorů • Před asi 100 lety objeveno, že v souvislosti s nádory se objevuje neovaskularizace. • 1. Nejsou to nové vlásečnice, ale využité stávající. • 2. Jsou to nové vlásečnice a jsou výrazem boje organismu s nádorem.nádorem. • 3. 1971 (Judah Folkman) - pokus: prevence neovaskularizace → restrikce růstu nádoru ⇒ nádory jsou dependentní na angiogenezi. • Na tom založena i jedna z možných strategií terapie nádorů. Angiogeneze • Bez angiogeneze roste nádor pomalu a lineárně, po neovaskularizaci rychle a exponenciálně: krevní vlásečnice přivádějí nejenom živiny a kyslík (a odvádějí odpady), ale také růstové faktory. Pomalost a malá velikost nádoru před angiogenezí není dánaPomalost a malá velikost nádoru před angiogenezí není dána jen pomalou proliferací, ale i tím, že je vyrovnaná rychlost proliferace a odumírání buněk. • Angiogeneze je nutná pro maligní fenotyp nádoru, ale není dostatečná - tj. i benigní nádory mohou být angiogenní. Angiogeneze S neovaskularizací se zvyšuje šance na infiltraci nádoru (buňky mají kudy infiltrovat) a navíc už mají angiogenní potenciál, což zvyšuje jejich šanci na uchycení a vytvoření sekundárního nádoru. Klinické využití výzkumu neovaskularizace 1. Stimulace angiogeneze při hojení ran, pro „bypasování“ zjizveného srdce, apod. 2. Využití pro diagnózu a prognózu nádorů2. Využití pro diagnózu a prognózu nádorů (angiopoietin-2). 3. Využití pro terapii nádorů (anti-VEGF). Průběh neovaskularizace Vaskulogeneze - endoteliální buňky de novo diferencují z mezodermálních progenitorů (angioblastů a hemangioblastů) a proliferují in situ v původně avaskulární tkáni. Proces je nezávislý na stávajících cévách. Uplatňuje se zejména při tvorbě primitivních embryonálních cév. Angiogeneze - následuje vaskulogenezi, uplatňuje se v embryogenezi,Angiogeneze - následuje vaskulogenezi, uplatňuje se v embryogenezi, hojení ran, ovulaci,.. Remodelace - modifikace iniciální sítě větvením a zvětšováním kapilár, vznik složité rozvětvené sítě charakteristické pro zralou vaskulaturu. Zároveň dozrávají také stěny vlásečnic, jak se zpevňují interakce mezi endoteliálními a podpůrnými (hladké svalstvo) buňkami. Větvení - „sprouting“ existujících kapilár do avaskulární tkáně spojeno s destabilizací původních kapilár, následným větvením nejdříve nezralých kapilár a dále zrání i nově vytvořených kapilár. Průběh neovaskularizace • U dospělého jedince se nové cévy tvoří pouze angiogenezí. Vaskulatura je velmi „klidová“ tkáň (s výjimkou např. přísně řízeného reprodukčního cyklu u žen: ovulace, menstruace, implantace, těhotenství) - endoteliální buňky patří k nejdéle žijícím buňkám (mimo CNS) v těle (v b.c. je asi 1 z 10.000 endoteliálních buněk - 0.01%).endoteliálních buněk - 0.01%). • Při působení odpovídajících růstových faktorů mohou klidové vaskulární buňky přejít z klidového stádia a začít invadovat okolní prostředí. Model průběhu nádorové neovaskularizace Iniciace začíná uvolňováním angiogenních stimulátorů nádorovými buňkami. Tyto faktory stimulují proliferaci a invazivní chování vaskulárních buněk. Invaze/proliferace: Vaskulární buňky sekretují proteolytické enzymy a zároveň proteiny ECM. Dochází k remodelaci ECM, tvoří se prostor pro nové cévy. Maturace/diferenciace: Vznikající céva produkuje komponenty bazální membrány, které udržují endoteliální b. v klidovém stavu. Nové výběžky fúzují a nový cévní systém se uzavírá. Buněčné mechanismy neovaskularizace nádorů Endoteliální prekurzory z kostní dřeně a periferní krve pronikají do nádoru a začínají vaskulogenezi. Hostitelská síť prorůstá do nádoru. Lymfatické vlásečnice kolem nádoru „omývají“ nádor, jsou příležitostí pro metastázování. Nádorové vlásečnice expandují a prorůstají až do stávajících vlásečnic. Kdo se podílí na neovaskularizaci? Které buňky? • Nádorové buňky • Endoteliální buňky• Endoteliální buňky • Stromální buňky • Krevní buňky • Extracelulární matrix Jejich podíl je různý u různých typů nádorů a mění se i během vývoje nádoru. Při nádorové neovaskularizaci kooperují různé buňky * * * Nádor je komplexní tkáň Nádorová vaskulatura je funkčně i strukturně abnormální • Nádorová vaskulatura je vysoce neorganizovaná: kapiláry se nepravidelně kroutí, jsou roztažené, s nepravidelným průměrem, s nadměrným větvením, přerušované, nezralé, bez souvislé bazální membrány, téměř bez podpůrných buněk pericytů,.…membrány, téměř bez podpůrných buněk pericytů,.… ←←←← To může vznikat v důsledku nerovnoměrného uvolňování angiogenních regulátorů. • Tok krve je chaotický a velice různý v různých částech systému. Proto vznikají v nádoru místa s hypoxií a nadměrnou kyselostí. ⇒ Tato okolnost může ovlivňovat efekt terapie; vytváří se prostor, ve kterém může např. dojít k selekci a klonální expanzi buněk, které neodpovídají na hypoxii apoptózou, .. ⇒ Tato okolnost ovlivňuje další vývoj nádoru... Struktura nádorové vaskulatury Struktura krevní kapiláry v kolorektálním karcinomu. Umístění nádorové buňky (zelenábuňky (zelená fluorescence) uvnitř krevní kapiláry (endoteliální buňky červená fluorescence) - tzv. mozaikovitá struktura. Struktura nádorové vaskulatury Kvantifikace mozaikovité struktury vlásečnic u kolorektálního karcinomu: - asi 15% vlásečnic je mozaikovitýchmozaikovitých - nádorové buňky zaujímají asi 4% povrchu vlásečnic Struktura nádorové vaskulatury • abnormální endoteliální buňky umístěné v lumen krevních vlásečnic • násobné intercelulární otvory Vaskulogenní mimikry • Popsáno poprvé u vysoce agresivních forem maligního melanomu. • Avaskulární kanálky, tvořené nádorovými buňkami, kterými protéká krev: tvoří se bez účasti endoteliální proliferace a připisuje se plasticitě geneticky dysregulovaných nádorovýchpřipisuje se plasticitě geneticky dysregulovaných nádorových buněk. • Prokázáno také u karcinomu ovaria, prostaty, inflamatorního karcinomu prsu a sarkomů měkkých tkání. • Zde není účinná standardní antiangiogenní terapie Kdo se podílí na neovaskularizaci? Které faktory? Specifické: • VEGF a receptory VEGFR • Angiopoietiny a receptory Tie• Angiopoietiny a receptory Tie • Ephriny a receptory EphB Nespecifické: • Dále růstové faktory, které nejsou specifické pro endoteliální buňky (PDGF, TGFβ). • Další proteiny různých signálních drah. VEGFs a receptory VEGFR • VEGF byl první charakterizovaný faktor specifický pro vaskularizaci vaskulární endoteliální růstový faktor (původní název - vaskulární permeabilní faktor). • Je kritický pro iniciaci vaskulogeneze i pro angiogenní • Je kritický pro iniciaci vaskulogeneze i pro angiogenní větvení. • Popsáno 6 různých VEGF faktorů a 4 různé receptory. • Patří do rodiny PDGF. VEGFs a receptory VEGFR • Všechny faktory mají podobnou strukturu a překrývající se specificitu - všechny jsou schopny interagovat s receptory a indukovat je. Jsou označeny jako VEGF-A až E a dále byl rozpoznán jako příbuzný faktor PLGF („placental growth factor“). • Tyrozin protein kinázové receptory VEGFR-1 (Flt-1), VEGFR-2 (KDR, Flk-1) a VEGFR-3 (Flt-4) zprostředkovávají signalizaci faktory VEGF. VEGFR-2 zprostředkovává hlavní signalizace týkající se růstu a permeability. VEGFR-1 stimuluje změny v ECM (mohl by mít i negativní roli (možná funguje jako „decoy“ a suprimuje tak funkci VEGFR-2). VEGFR-3 se zdá být specifický pro lymfatické tkáně. VEGFs a receptory VEGFR • VEGF je tak potentní a kritický vaskulární regulátor, že jeho hladina musí být perfektně regulována (exprese stimulována hypoxií a signalizací onkogeny; VEGFs mohou být zadržovány v ECM v latentní formě a aktivovány a uvolněny proteázami ECM). • Poškození i jediné alely VEGF je u myši letální během embryonálního vývoje. Na druhou stranu se zdá, že je celkem postradatelný v dospělosti. • Nadměrná exprese VEGF (nebo samotné podání VEGF) v dospělých tkáních vede k tvorbě propustných vlásečnic, které vedou ke krvácení, a to vyvolává zánětlivou reakci a otoky (vaskulární permeabilní faktor). Angiopoietiny a receptory Tie • Popsány alespoň čtyři typy angiopoetinů Ang1 až 4 a dva typy receptorů Tie1 a Tie2. • Ang1 je nezbytný k udržování klidového stádia a stability již zralé vaskulatury. • Naopak porušení této stability je nezbytné pro reiniciaci přestavby vaskulatury v dospělosti (např. reprodukční systém žen), která je zajištěna působením antagonisty Ang1 - Ang2. Angiopoietiny a receptory Tie • Angiopoetiny tvoří nejvýznamnější partnery faktorů VEGF při tvorbě vaskulatury. • Angiopoietiny byly popsány jako ligandy tyrozin protein kinázových receptorů Tie, které byly nalezeny jakokinázových receptorů Tie, které byly nalezeny jako receptory specificky exprimované v endoteliálních buňkách, podobně jako VEGFRs. • Angiopoietiny se váží primárně na Tie2; Tie1 je vazebným místem spíše jako součást heterodimeru. Působení angiopoietinu 1 • Ang1 samotný asi neindukuje remodelaci vaskulatury, spíše s ní souvisí tím, že optimalizuje interakci endoteliálních buněk s podpůrnými buňkami, která umožňuje získávání dalších kritických signálů z prostředí. • Produkován hlavně hladkými svalovými buňkami.• Produkován hlavně hladkými svalovými buňkami. • Transgenní overexprese Ang1 spíše zvyšuje velikost vlásečnic (VEGF jejich počet). • Samotné podání Ang1 spíše stabilizuje a chrání dospělou vaskulaturu, činí ji rezistentní k poškození a propustnosti vyvolanými působením VEGF nebo zánětlivou reakcí. Působení angiopoietinu 2 • Ang2 byl popsán na základě své homologie s Ang1 a na základě schopnosti interagovat s Tie2. • Je produkován endoteliemi. • Ang2 může aktivovat, ale i antagonizovat Tie2, podle okolností.okolností. • U dospělých je indukována exprese Ang2 v iniciační fázi remodelace vaskulatury. Zřejmě Ang2 destabilizuje a činí více plastickými stávající cévy, které tak připomínají primitivní cévy během vývoje. Tato destabilizace je nutná k následné remodelaci. Ephriny a receptory EphB • Receptory Eph jsou tyrozin protein kinázy, ephriny jsou jejich ligandy. • Ephriny - na rozdíl od ostatních ligandů - musí být pevně přichyceny k povrchu buňky, aby mohly aktivovat své pevně přichyceny k povrchu buňky, aby mohly aktivovat své receptory. • Ve vývoji vaskulatury se uplatňují především Ephrin-B2 a receptor EphB4. Ephrin-B2 a receptor EphB4 • Ephrin-B2 a receptor EphB4 se vyznačují výrazně reciprokou expresí během vývoje vaskulatury. Ephrin-B2 označuje endotelium primordiálních tepenných cév a receptor EphB4 označuje primitivní žilné cévy. • Ephrin-B2 i v dalším vývoji je exprimován na tepnách, ale také v• Ephrin-B2 i v dalším vývoji je exprimován na tepnách, ale také v okolních tkáních obklopujících tepny (hladké svalstvo v okolí tepen), zřejmě zajišťuje vzájemné interakce těchto tkání. Silná re-exprese Ephrinu-B2 je také součástí remodelace vaskulatury během reprodukčního cyklu žen. • I když Ephrin-B2 a EphB4 tvoří „klasickou dvojici“ ligandreceptor - jejich vzájemné interakce jsou zřejmě možné pouze na rozhraní arterií a vén (⇐ Ephrin-B2 je pevně přichycen na buněčném povrchu!!) Ephrin-B2 a EphB4 odlišují tepny a žíly vaskulogeneze →→→→ angiogeneze →→→→ arteriogeneze ??? Úloha VEGF, Ang1 a 2, Ephrinu-B2 a EphB4 při vaskulogenezi a angiogenezi Vaskulogeneze - uplatňuje se VEGF a také od samého začátku Ephrin-B2 a EphB4 rozlišují primitivní tepny a cévy. Na angiogenní remodelaci a zrání se vedle VEGF a EphrinuB2/EphB4 dále podílí Ang1, který následně udržuje zralouB2/EphB4 dále podílí Ang1, který následně udržuje zralou vaskulaturu v klidovém stádiu. Pro destabilizaci je nezbytné působení Ang2. Destabilizovaná nebo nezralá vaskulatura prochází buď regresí nebo angiogenním větvením v závislosti na přítomnosti nebo nepřítomnosti VEGF. A B Modely nádorové angiogeneze A. Avaskulární počátek kancerogeneze • Podle původní představy se mnoho nádorů na počátku vyvíjí jako avaskulární hmota, u které se až následně indukuje angiogeneze nutná pro další vývoj nádoru.nutná pro další vývoj nádoru. • To zřejmě platí u mnoha epiteliálních nádorů, které jsou zpočátku odděleny od okolo ležících cév bazální membránou, která musí být poškozena, aby nádor získal přístup ke stávajícímu cévnímu systému. Tento model také platí pro některé experimentální modely, kdy jsou nádory uměle umístěny např. subkutánně. Model avaskulárního počátku kancerogeneze V původně avaskulárním nádoru vzniká výrazná hypoxie, která může vést k indukci VEGF. V následné fázi dochází k propojení nově vznikající vaskulatury nádoru se stávajícím hostitelským cévním systémem. Na remodelaci a novém větvení cévního systému se podílejí Ang2, VEGF a Ephrin-B2 a EphB4. Modely nádorové angiogeneze B. Kooptace stávajícího cévního systému na počátku kancerogeneze • Podle novějšího modelu mnoho nádorů (a zvláště metastáz)• Podle novějšího modelu mnoho nádorů (a zvláště metastáz) při svém vývoji neindukují vznik vlastního cévního systému, ale spíše kooptují již existující cévní systém. Vyvíjejí se tak na svém začátku jako malé, ale dobře prokrvené nádory. Model kooptace stávajícího cévního systému na počátku kancerogeneze Na počátku kooptace prochází původní kooptovaný cévní systém regresí, jako reakcí na „nesprávnou“ kooptaci, a to za účasti Ang2. Vzniká tak sekundárně hypoxický (a v centrální části nekrotický) nádor, což vede k indukci VEGF. „Úspěšný“ nádor překoná tuto fázi a v jeho okrajových částech dochází k mohutné indukci nové angiogenní remodelace a větvení. S tím souvisí vysoká exprese VEGF. Praktické využití znalostí o nádorové angiogenezi 1. Terapie nádorů Blok aktivity VEGF zatím představuje nejúspěšnější antiangiogenní taktiku při terapii nádorů! • blok angiogeneze• blok angiogeneze • regrese nezralých stádií 2. Diagnostika nádorů Prvním markerem provázejícím nádorovou angiogenezi je zvýšená exprese Ang2. Angiogenní zapnutí • Angiogeneze je nezbytná pro rychlou expanzi nádorových buněk. ⇒⇒⇒⇒ Otázky: • Kdy se objevuje během kancerogeneze? • Kolik času je potřeba k navození angiogenního stavu?• Kolik času je potřeba k navození angiogenního stavu? • Je to postupný proces od neangiogenního k angiogennímu stavu? →→→→ Odpověď (na základě několika modelů): • Zapnutí angiogeneze je svébytným, samostatným krokem kancerogeneze a často se odehraje v ranných stádiích vývoje nádoru. Model angiogenního zapnutí - 1 Transgenní „RIP-Tag“ myši, u kterých β buňky produkující inzulín exprimují velký T antigen viru SV40. Tyto buňky se nacházejí asi ve 400 ostrůvcích v pankreatu. V několika ostrůvcích se během 12-16 týdnů vytvoří solidní nádory, u kterých lze zřetelně určit diskrétní stadia vývoje nádoru. 100% 50% 10% 1 - 2% Do různých stádií vývoje nádoru se dostanou jen určité frakce (podíly) ostrůvků. A frakce „angiogenních“ ostrůvků zřetelně představuje svébytné stádium. Model angiogenního zapnutí - 2 Transgenní myši, které exprimují onkogen papillomavirů, který vyvolává vznik dermálního fibrosarkomu. Vaskularizace a růst nových cév se zřetelně objevovaly v pozdním preneoplastickém stádiu - ve stádiu agresivní fibromatózy, a byly vždy zřetelně přítomny také v konečných stádiích - ve fibrosarkomech. Model angiogenního zapnutí - 3 Myší bazální keratinocyty byly progresivně transformovány v karcinomy dlaždicobuněčných buněk expresí onkogenu viru HPV16. Zapnutí angiogeneze bylo opět zřetelně patrné jako samostatný krok. Slabá angiogenní aktivita byla pozorovatelná v hyperplastických stádiích (lehce zvýšená hustota kapilár), mohutná angiogeneze se objevila v dysplastickém stádiu. Model angiogenního zapnutí - 4 Lidský model - duktální karcinom prsu - hustota krevních vlásečnic byla studována imunohistochemicky - barvením buněčných endoteliálních markerů vWF a CD31. • Angiogenní karcinom in situ představoval přechodné a distinktní stádium mezi neangiogenním karcinomem in situ a invazivním karcinem. • Hustota krevních vlásečnic je u invazivního karcinomu prsu prognosticky významná. Model angiogenního zapnutí - 5 Lidský model - karcinom děložního čípku - hustota krevních vlásečnic byla studována imunohistochemicky - barvením buněčných endoteliálních markerů vWF a CD31. Mírné zvýšení hustoty cév se objevovalo ve stádiu CIN I/II, zatímco ve stádiu CIN III už je mnoho nových cév, což jasně indikuje angiogenní zapnutí - z klidové (quiescentní) stávající vaskulatury k nové vaskularizaci: nové cévy se výrazně objevily těsně pod bazální membránou dysplastického epithelia. Zapnutí angiogeneze • Angiogeneze je nezbytná pro rychlou expanzi nádorových buněk. • Zapnutí angiogeneze je svébytným, samostatným krokem kancerogeneze. Zapnutí angiogeneze je do jisté míry rychlý jednorázový krok - „switch“. Zapnutí angiogeneze je do jisté míry rychlý jednorázový krok - „switch“. Podle hypotézy rovnováhy je angiogenní zapnutí regulováno rovnováhou mezi aktivátory a inhibitory angiogeneze: převaha inhibitorů nad aktivátory vypíná angiogenezi, převaha aktivátorů nad inhibitory ji zapíná. Aktivátory angiogeneze • VEGFs a jejich receptory. • Bazický fibroblastový růstový faktor bFGF (FGF-2) a acidický fibroblastový růstový faktor aFGF (FGF-1). Tyrozin kinázové receptory FGFR1-4 jsou obecněji exprimovány než třeba VEGFRs.třeba VEGFRs. VEGF a bFGF mohou fungovat synergisticky. Dnes popsáno více než 20 induktorů angiogeneze, ale zmíněné faktory jsou zvláště často detekovány ve zvýšené hladině u mnoha nádorů. Některé aktivátory jsou zřetelně tkáňově specifické. Aktivátory angiogeneze Jak je indukována exprese aktivátorů angiogeneze? Epigenetické příčiny: • hypoxie • deprivace glukózy, ..• deprivace glukózy, .. Genetické příčiny: • především jasně prokázaná souvislost mezi mutací ras a VEGF. Ras je nezbytný pro udržování správné hladiny VEGF: mutace ras →→→→ zvýšení hladiny VEGF Úloha hypoxie v nádorové angiogenezi V „neangiogenním“ nádoru vznikají nepravidelná místa s různou mírou hypoxie (stav snížené hladiny O2): 1. Tlak na selekci klonů s proangiogennímproangiogenním fenotypem. 2. Hypoxie aktivuje transkripční faktory HIFs, které transaktivují angiogenní geny, např. VEGF, PDGF-B, Ang2, Nos a další). Transkripční faktor HIF-1 • aktivován jako odpověď na hypoxii ve všech typech tkání /buněk savčího organismu • heterodimer složen z podjednotek HIF-1α a HIF-1ß • pouze podjednotka HIF-1α regulována kyslíkem (hydroxylace HIF-1α na zbytcích prolinu, následná ligace ubikvitinu a poté degradace proteazomem - viz kapitola o VHL), jednotka HIF- 1ß je exprimována konstitutivně; při nedostatku kyslíku je hydroxylace inhibována, HIF-1α je translokována do jádra a stabilizována vazbou s HIF-1ß Inhibitory angiogeneze • Thrombospondin-1 (TSP-1): sekretovaný glykoprotein, ve vysoké hladině u normálních buněk, v nízké hladině u mnoha nádorových buněk. Váže se na transmembránový receptor endoteliálních buněk CD36, který je spojen s intracelulární Src-like tyrozinkinázou. Exprese TSP-1 je regulována p53:Exprese TSP-1 je regulována p53: inaktivace p53 →→→→ snížení hladiny TSP-1 • Souvislost: Ras (protoonkogen) - aktivátory angiogeneze X p53 (nádorový supresor) - inhibitory angiogeneze. Aktivace inhibitorů angiogeneze • Typickým znakem mnoha inhibitorů angiogeneze je, že jsou často v buňce nebo v ECM přítomny ve formě neaktivních nebo málo aktivních prekurzorů (fibronectin, plasminogen, platelet factor- 4), které mohou být proteolytickým štěpením aktivovány v účinné inhibitory angiogeneze (plasminogen →→→→ angiostatin) - rychlýinhibitory angiogeneze (plasminogen →→→→ angiostatin) - rychlý mechanismus, který se pravděpodobně uplatňuje při procesech hojení, ovulace, ..). Podobně platelet factor-4 je slabý inhibitor angiogeneze, ale může z něho být vyštípnut fragment s 50x vyšší inhibiční potencí. Aktivace aktivátorů angiogeneze • Normální vaskulatura u dospělého bývá quiescentní (klidová). Zapíná se jen přechodně jako součást fyziologických procesů hojení ran, v souvislosti s reprodukčním cyklem žen,.. • Během progrese nádorů je „angiogenní spínač“ (angiogenic switch)• Během progrese nádorů je „angiogenní spínač“ (angiogenic switch) téměř neustále aktivován (on), což způsobuje, že normálně klidová vaskulatura se téměř neustále rozvíjí a větví, aby tak pomohla vyživovat expandující nádor. Aktivace aktivátorů angiogeneze • Podobně jako inhibitory jsou „vždy připraveny“ i aktivátory, jen zcela odlišným mechanismem. • FGFs a další angiogenní faktory mohou být uloženy (zadržovány) v extracelulární matrix mnoha buněčných typů (včetně endoteliálních buněk) a uvolňovány - aktivovány při proteolytickéendoteliálních buněk) a uvolňovány - aktivovány při proteolytické degradaci ECM. • Taková regulace aktivátorů a inhibitorů umožňuje zvládnout úkol: na jedné straně udržovat velmi stabilní klidové stádium vaskulatury a na straně druhé rychle reagovat v případě potřeby zapnutím angiogeneze. Hypotéza rovnováhy zapnutí přepnutí angiogeneze („The balance hypothesis for angiogenic switch“) Přehled mediátorů angiogeneze • Proangiogenní faktory rodina VEGF, angiopoietiny, HGF, MMP, FGFb, PD-EPDGF, PDGF, EGF, TNF, IL-6, integriny • Antiangiogenní faktory• Antiangiogenní faktory trombospondin, endostatin (fragment kolagenu XVIII), tumstatin, kanstatin (fragmenty kolagenu IV), angiostatin, vazostatin, TGFβ, IFNα, IFNβ, TIMPs, PAI, IL-12, IL-18, vasohibin ⇒ biologický reostat, který zahrnuje nádorové i nenádorové buňky (někdy více příspěvek aktivace ras, myc, jindy více vliv pericytů, zánětu, ...) Indukce angiogenních faktorů Pericyty • specializované buňky mesenchymálního původu, příbuzné buňkám hladkého svalstva • těsně přiléhají na vnější stranu endoteliálních buněk, které tvoří základní strukturu cév • podporují endoteliální buňky mechanicky i fyziologicky: poskytují parakrinní stimulaci (např. uvolňují Ang-1; podílejí seposkytují parakrinní stimulaci (např. uvolňují Ang-1; podílejí se – s endoteliálními b. – na tvorbě cévní bazální membrány • mělo se za to, že zcela chybí v nádorové vaskulatuře; jejich přítomnost ale byla prokázána, i když ve značně nižší úrovni, jsou pro funkční vaskulaturu nezbytné • exprimují na svém povrchu receptory pro PDGF: farmakologická inhibice tohoto receptoru vede ke snížení hladiny pericytů, což nádorovou (nikoli nenádorovou!!) vaskulaturu destabilizuje Možnosti inhibice signální dráhy VEGF 1. neutralizace ligandu VEGF humanizovanou monoklonální protilátkou: bevacizumab-Avastin, ... 2. blokace vazebné domény receptoru monoklonální 3. inhibitory tyrozin protein kinázové domény receptorů: sunitinib, sorafenib, ... receptoru monoklonální protilátkou: volociximab, ... KONEC