STUDIA ONCOLOGICAbamobg.org/wp-content/uploads/2014/11/TEXT_Studii_Oncologica-2 … ·...

STUDIAONCOLOGICA

ОБЗОРИ ПО ОНКОЛОГИЯREVIEWS IN ONCOLOGY

год. V, брой 2

2013

© Издателство Парадигма, 2013ISSN 1313-7115

STUDIA ONCOLOGICAгод. V, брой 2, 2013 г.

РЕДАКЦИОННА КОЛЕГИЯ:

ГЛАВЕН РЕДАКТОР:

Проф. д-р Константа Тимчева, дмКлиника по химиотерапия, СБАЛО – София

Проф. Илза Пъжева, дбнРъководител на секция “QSAR и молекулно моделиране”

Институт по биофизика и биомедицинско инженерство БАН

Проф. д-р Драган Бобев, дмнУправител на СБАЛДОХЗ – София

Проф. д-р Румен Балански, дмнЛаборатория по химична мутагенеза и канцерогенеза – СБАЛО, София

Проф. д-р Страшимир Каранов, дмКлиника по обща и коремна хирургия – СБАЛО, София

Председател на Българска Национална Асоциация по Онкология

Проф. д-р Григор Горчев, дмн Ръководител на Телекомуникационен ендоскопски център

при Медицински университет – Плевен

Доц. д-р Савелина Поповска, дмЗаместник ректор по Европейска интеграция и международно сътрудничество,

Медицински Университет – Плевен;Ръководител Катедра патологична анатомия, Медицински факултет,

МУ, Плевен

Prof. Stefan NonchevUniversité Joseph Fourier, Grenoble I, Institut Albert Bonniot, INSERM U823

France

Prof. Dr. Christian ManegoldUniversitätsmedizin, Medizinische Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg

Chirurgische Klinik - Interdisziplinäre Thorakale Onkologie, Mannheim, Germany

Alexandru Eniu, MD, PhD Cancer Institute “I. Chiricuta”, Department of Breast Tumors

Head of the Day Hospital Unit, Cluj-Napoca, Romania

Доц. д-р Галина Кирова, дмЗавеждащ Клиника по образна диагностика,

„Токуда” болница

Доц. д-р Кр. Киров, дмКлиника по онкодерматология, СБАЛО

Доц. Радка Кънева, дбИзпълнителен мениджър на Център по молекулна медицина,

Катедра по Медицинска химия и биохимия, Медицински факултет, Медицински университет – София

Доц. Радостина Александрова, дбОтдел Патология, Институт по Експериментална Морфология,

Патология и Антропология с Музей, БАН

Уважаеми колеги,

Втората книжка на Studia Oncologica за тази година ви поднася нова рубрика – „Клинични случаи”. Убедени сме, че споделянето на случаи от клиничната практика ще бъде полезно и ще заинтригува не само специализиращите лекари. Обмяната на информация, обсъжда-нето е най-съществената част от вземането на терапевтични реше-ния. Включването на тази рубрика има за цел да даде възможност на лекари-химиотерапевти от цялата страна да участват със свой мате-риал в списанието. Предложенията си може да изпращате на адрес [email protected]. Редакционната колегия поема ангажимент да подготвя за печат изпратените от вас материали. Разчитаме на ва-шата активност.

Studia Oncologica N2/2013 традиционно публикува научни об-зори по актуални онкологични теми. Не бихме могли да откриете тази обобщена и поднесена на достъпен език информация в нито едно издание на онкологична тема, публикувано у нас.

Приятно четене!

Октомври 2013 г. От името на Редколегията, Проф. д-р К. В. Тимчева

СЪДЪРЖАНИЕ

Ракови стволови клетки ............................................................................. 9

Ива Гаврилова, Красимир Киров

Нанотехнологиите в диагностиката и терапията и на раковите заболявания ..................................................................... 27

Радостина Александрова, Таня Живкова, Лора Дякова, Павел Митренга, Метин Амид Мазгалджи, Орлин Александров, Радостина Стоянова, Владимир Кульчицкий

Сарком на Капоши ....................................................................................51


КЛИНИЧНИ СЛУЧАИ

Метастаза в параназалните синуси като първа изява на бъбречноклетъчен карцином. Клиничен случай ........................69

Теодора Караниколова, Спартак Вълев, Александър Герасимов

Клиничен случай на Дерматофибросаркома протуберанс, метастазирал в бял дроб, черен дроб и кости .............................. 77

Александър Герасимов, Теодора Караниколова

СТУДИЯ 1

СТУДИЯ 2

СТУДИЯ 3

2КЛИНИЧНИ СЛУЧАИ


1СТУДИЯSTUDIA

РАКОВИ СТВОЛОВИ КЛЕТКИ


Клиника по Онкодерматология – СБАЛО, София

Studia Oncologica, год. V, бр. 2, 2013

10

СТУДИЯSTUDIA 1

Красимир Киров, Ива Гаврилова

РАКОВИ СТВОЛОВИ КЛЕТКИКрасимир Киров, Ива Гаврилова


Резюме Канцерогенезата е продължителен процес, отнемащ понякога десетиле-

тия. Стволовите клетки са единствените, които имат дълъг живот, неограничена способност да се самообновяват, като съхраняват и акумулират настъпилите в тях мутации. Съществуването на РСК може да се докаже само експериментално чрез ксенотрансплантация на човешки тумори на имунодефицитни мишки. РСК са единствените, които могат да инициират появата на тумор и неговата прогре-сия. РСК имат специфична експресия на повърхностни маркери, чрез които мо-гат да бъдат идентифицирани. РСК са логично обяснение на късните рецидиви и на неуспехите при конвенционално лечение. Тези причини налагат интересът към РСК да продължи и резултатите да намерят практическо приложение при лечението на туморите.

CANCER STEM CELLSKrassimir Kirov, Iva Gavrilova

Clinic of Onco-dermatology, Specialized Hospital for Active Treatment in Oncology (SHATO), Sofia

SummaryThe cancerogenesis is a continuous process occasionally lasting several decades.

The stem cells are the only long-lasting cells capable of self-renewal, continuous accu-mulation of mutations leading to а tumor initiation and progression. The existence of the cancer stem cells (CSC) could be proved only by human tumor xenotransplantation to immune-deficient mice as only they could initiate tumors and promote their pro-gression. CSC have specific superficial markers which could be useful for their detec-tion. The CSC are the logical explanation of the tumor cells dormancy and the failure of the conventional therapies. Those are the practical reasons of interest in the CSC research and the application of the results.


11

1 СТУДИЯSTUDIA


УводПрез 1976 Michael Bishop и Harold Varmus откриха първия онкоген (Src).

През 2013 г., след 40 години генетични изследвания само при малигнения мела-ном броят на откритите генни мутации достигна 34 450. Установи се, че при все-ки отделен меланом са настъпили най-малко 6 значими мутации, като периодът между първата мутация и клиничната проява на тумора е около 20 години, както при карцинома на гърдата при жени, преживяли атомната бомбардировка в Хи-рошима и Нагазаки [1]. Класическата (стохастична) теория на канцерогенезата не може да обясни как една нормална клетка, регулирана чрез физиологичните процеси пролиферация, стареене и апоптоза, може да просъществува толкова дълго, че да премине през всичките стадии на канцерогенезата - инициация, промоция и прогресия. Приемливото обяснение е участието на стволовите клет-ки в този процес [2, 3]. Те притежават необходимите способности за:

– Самовъзпроизводство – Диференциация – Активна теломеразна експресия – Активиране на антиапоптозни сигнални пътища – Повишен мембранен транспорт – Мигриране и метастазиране – Независимост от началната околна среда [2].

Стволови клеткиТерминът „стволови клетки” за пръв път е използван през 1908 г. на кон-

грес на хематологичното общество в Берлин от Александър Максимов (1874–1928), като така постулирал съществуването на хемопоетичните стволови клет-ки. Стволовите клетки (СК), “stem cells” се делят чрез митоза по йерархичен принцип и освен, че се диференцират в различни специализирани клетки, те се самообновяват в нови СК. Така могат да се запазят и настъпили в тях мутации.

Броят (pool) на СК е постоянен и се подържа в процеса на самообновяване (self-renewal) чрез два основни начина на делене, регулирани от екстрацелуларни растежни фактори [4]:

– Основна - асиметрична репликация – една майчина СК се дели на една идентична СК и една дъщерна прогениторна клетка, способна да се диференцира

– Случайна - стохастична симетрична репликация – ако майчината СК се раздели на две дъщерни диференциращи се прогениторни клетки, тогава друга СК се дели на две идентични СК.

СК са две основни групи: – Ембрионални, “embryonic stem cells”, изолирани от вътрешната кле-

тъчна маса на бластоцитите, с плурипотентна възможност да се дифе-ренцират във всички специализирани тъкани (Фигура 1)

Стволовите клетки (СК), “stem cells” се делят чрез митоза по йерархичен принцип и освен, че се диференцират в различни специализирани клетки, те се самообновяват в нови СК. Така могат да се запазят и настъпили в тях мутации.

“


12



Фигура 1. Йерархично деление и самообновяване при ембрионалните стволови клетки

– Възрастни (соматични, органни), “adult stem cells”, намиращи се в различните тъкани, с ограничената възможност да възстановяват оп-ределени увредени клетки и да подържат хомеостазата. При йерархич-ното делене СК минава през стадиите на обща и ограничена проге-ниторна клетка, докато се превърне в диференцирана (зряла) тъканна клетка (Фигура 2).

Фигура 2. Йерархично деление и самообновяване при соматичните стволови клетки

Теория за раковите стволови клетки Теория или хипотеза, все още се дебатира, въпреки че концепцията на

Virchow (1855 г.) за „герминативните клетки” е на повече от 150 години [5-7]. През 1967 г. Pierce изказва предположението, че туморите се дължат на

прекратяване на матурацията на СК [15]. През следващите 40 години бяха из-вършени много проучвания, понякога с противоречиви резултати. През 2006 г. в Lansdowne, Virginia се състоя Консенсусна конференция „Cancer Stem Cells Workshop” на AACR (TheAmerican Association for Cancer Research), на която беше постигнато съгласие по основни проблеми [8]. Прие се, че туморите се развиват от малка субгрупа клетки, които могат да се самообновяват и са аналог на орган-ните СК. Те са неизчерпаем резервоар на туморни клетки, които подържат ту-морния растеж. Консенсусната дефиниция на раковите стволови клетки (РСК) е „Клетки, при йерархично устроени тумори, способни на самовъзпроизводство и да дадат хетерогенни линии от диференцирано потомство от не-РСК, което представлява основната туморна маса” [8].

Консенсусната дефиниция на раковите стволови клетки (РСК) е „Клетки, при йерархично устроени тумори, способни на самовъзпроизводство и да дадат хетерогенни линии от диференцирано потомство от не-РСК, което представлява основната туморна маса”.

“


13



Общото становище е, че дерегулацията на процеса на самообновяване на СК, водещ до клетъчна експанзия, може да е ключовият най-ранен момент на канцерогенезата, което съвпада с това на Pierce [2, 15].

РСК са способни на постоянна пролиферация и самовъзпроизводство, за да подържат настъпилите в тях мутации, необходими за канцерогенезата и да подържат туморния растеж, тъй като диференцираните клетки имат ограничени възможности за делене според правилото на Hayflick (Hayflick limit) [9]. Стано-вището, че туморната клетка е „безсмъртна”, т.е. може да съществува и да се дели неограничено, може да се отнася само за РСК. Те представляват всъщност двига-телният клетъчен компартимент на тумора [2].

Съществуването на РСК е доказано при някои тумори, но все още се прие-ма за хипотетично при други, тъй като някои изследователи не са напълно убеде-ни в тяхното съществуване и все още приемат класическата, стохастична теория на канцерогенезата (на случайностите) – туморите могат да произлизат от раз-лични клетки [10] (Фигура 3).

Фигура 3. Стохастична теория и теория на раковите стволови клетки за канцерогенезата

Съществуването на РСК може да се докаже само експериментално. При ксенотрансплантация на туморни клетки у реципиента - имунокомпроментира-ни мишки, трябва да се появи тумор, идентичен с първичния и да се поддържа растежа му [8]. Затова се използват синоними за РСК - „туморогенни” и „тумор-иницииращи клетки”.

Спорен е произходът на РСК: – от органните СК, които претърпяват генетични и епигенетични мутации, – от по-диференцираните прогениторни клетки, запазили способнос-

тта за самовъзпроизводство или – от диференцирани клетки, придобили способностите на СК чрез де-

диференциация или трансдиференциация (трансформиране от един вид тъканна клетъчна линия в друг) [11].

Обединяваща е концепцията за „Туморната йерархия” [12]. Според нея ту-морът се състои от хетерогенна популация мутирали клетки, които имат някои

Становището, че туморната клетка е „безсмъртна”, т.е. може да съществува и да се дели неограничено, може да се отнася само за РСК.

“


14



общи мутации, но са с различен фенотип. Според този модел туморът произ-хожда от няколко вида СК, като един е оптимален при конкретната околна среда (micro-environment, niche), докато останалите клетъчни линии не са така успеш-ни. Тези вторични линии могат да имат успешно развитие при туморната адап-тация чрез генетични промени в някоя „ниша” при промяна на околната среда, включително и в резултат на прилагано лечение. (Фигура 4)

Фигура 4. Схема на „Туморната йерархия”, водеща до създаване на различни туморни популации от една РСК

На Консенсусната конференция беше доразвита тази концепция и при-ета хипотеза за потенциалните механизми, чрез които тъканните СК могат да акумулират мутации и да генерират тумори, като се подчертава значението на екстрацелуларните фактори - помощните, стромални клетки (фибробласти и ен-дотелни клетки), които заедно с имунните клетки и екстрацелуларния матрикс определят околната микросреда или „ниша”. Нормалните СК се нуждаят от тях-ната помощ, за да съхранят способността си за самовъзпроизводство и съхране-ние на своята идентичност.

За РСК се предполага, че също има съществена зависимост от компонен-тите на околната среда [8] (Фигура 5).

Фигура 5. Зависимост на РСК и околната среда:

А. Нормалните СК се самообновя-ват, като могат да акумулират настъпили в тях мутации (М 1 - 3) в определена ниша с подкрепата на клетки от околната среда.В. Мутирали СК оцеляват в друга ниша. Могат да пролиферират с подкрепата на други клетки в ал-тернативната околна среда. Са-мите мутирали СК стимулират пролиферацията на помощните клетки и разширяват нишата.С. Мутациите в СК им позволя-ват да съшествуват вече извън нишата, обаче се нуждаят от до-пълнителни мутации (М 5 – 6) за

За РСК се предполага, че също има съществена зависимост от компонентите на околната среда.

“


15



самообновяванеD. Алтернативна възможност е в мутиралите СК да е започнала програма по диференциация и са необходими нови мутации, за да придобият прогенитор-ните клетки способност за самообновяване.Е. Различен механизъм на канцерогенеза – нормални СК попадат в нова проме-няща се ниша и адаптационните мутации в СК водят до появата и селекция-та на прекурсорни туморни линии.Така появилият се тумор е хетерогенен , състои се от:

ӹ мутирали СК, ӹ малигнизирали диференциращи се прекурсори и ӹ диференцирани туморни клетки.

И в двата варианта на канцерогенеза туморните клетки имат общ клонален праро-дител – тъканната СК [4].

Откриване на раковите стволови клеткиНай-честата грешка при определянето на СК на един орган е позовава-

нето на резултатите от определянето на СК на друг орган. Въпреки че СК имат общи черти, имат и съществени разлики. Това прави невъзможно използването на едни и същи критерии при определянето на СК във всички органи. Същото важи и за изолирането на РСК от различни тумори [8].

РСК са малко на брой – между 1% и 3% от всички туморни клетки. Свет-линната микроскопия не може да ги разграничи. РСК обаче имат специфични повърхностни маркерни протеини, които могат да бъдат установени имунохис-тохимично.

Съществуването на РСК (Cancer Stem Cells – CSC) се потвърждава експе- (Cancer Stem Cells – CSC) се потвърждава експе-Cancer Stem Cells – CSC) се потвърждава експе- Stem Cells – CSC) се потвърждава експе-Stem Cells – CSC) се потвърждава експе- Cells – CSC) се потвърждава експе-Cells – CSC) се потвърждава експе- – CSC) се потвърждава експе-CSC) се потвърждава експе-) се потвърждава експе- се потвърждава експе-риментално:

– In vitro – само РСК образуват дълготрайни нарастващи туморни кле- vitro – само РСК образуват дълготрайни нарастващи туморни кле-vitro – само РСК образуват дълготрайни нарастващи туморни кле- – само РСК образуват дълготрайни нарастващи туморни кле-само РСК образуват дълготрайни нарастващи туморни кле-тъчни линии, хистологично идентични с донорния човешки тумор. Клетките са 3-измерно групирани (образуват сфери). Понякога могат да са и 2-размерни – адхерентни, в зависимост от хранителната среда, т.е. от околнатата микросреда. Не-РСК не могат да създадат трайни клетъчни култури

– In vivo - чрез ксенотрансплантация на туморни клетки на имунодефи- vivo - чрез ксенотрансплантация на туморни клетки на имунодефи-vivo - чрез ксенотрансплантация на туморни клетки на имунодефи- - чрез ксенотрансплантация на туморни клетки на имунодефи-цитни мишки. Ако между трансплантираните туморни клетки няма РСК, след няколко деления те загиват. Ако има РСК, туморът проли-ферира [8]. (Фигура 5)

– – –

Фигура 5. Ксенотрансплантация на клетки от човешки тумор на имунокомпрометирани мишки.

Само при наличие на РСК (CSC) има туморен растеж

През 1964 г. хематолозите откриват при левкемии незрели клетки, беля-зани с радиоактивния изотоп на водорода, Тритий, способни да генерират по-томство, с което предполагат съществуването на РСК [13]. През 1997 г. Bonnet

РСК са малко на брой – между 1% и 3% от всички туморни клетки. Имат специфични повърхностни маркерни протеини, които могат да бъдат установени имунохистохимично.

“

Съществуването на РСК (Cancer Stem Cells – CSC) се потвърждава експериментално

“


16



и Dick съобщават за клетъчна субпопулация при острата миелоидна левкемия с нов повърхностен маркер CD34 и загуба на CD38. При трансплантация на кле-тъчна култура CD34+/CD38- на имунодефицитни мишки NOD/SCID (nonobese diabetic/severe combined immunodeficient) се развиват идентични тумори. РСК са малко на брой – 1/10 000 левкемични клетки [14].

При солидните тумори е по-трудно да се намерят доказателства за същест-вуването на РСК поради по-трудния достъп до клетките в тях и липсата на под-ходящи функционални тестове за откриване и количествено определяне на СК. Все още няма определени повърхностни маркери за идентифицирането на РСК при много тумори.

Солидните тумори с изолирани РСК са:

Карцином на гърдатаПрез 2003г. изследователи от Станфордския университет съобщиха, че са

изолирали РСК при карцином на гърдата с повърхностен маркер CD44+ CD24low

lin−.[16]. Те съставляват около 1% от всички туморни клетки и при ксенотранс-плантация генерират идентични тумори с донорния. Същите маркери имат и нормалните СК.

Същият екип, както екипът на Ponti et al. съобщиха, че освен, че са тумо-рогенни, човешките туморни клетки CD44+CD24− формират in vitro сфери (ма-мосфери - mammospheres) - способност, описана по-рано при нормалните СК и прогениторни клетки на гърдата [17, 18]. Същите клетки имат като СК фенотип Oct-4+Cx43-, произвеждат VEGF и притежават висока ангиогенност [17].

Тумори на мозъка Три независими групи едновременно потвърдиха през 2004 г. съществу-

ването на РСК при тумори на мозъка. Тези РСК експресират, както нормални-те СК, невралния маркер CD133 и nestin. In vitro формират невросфери, а при трансплантация в миши мозък – идентични тумори [19, 20].

Мултиплен миелом През 2004 г. Matsui et al. съобщиха за клоногенна субпопулация при човеш-

кия мултиплен миелом, която не експресира като миеломните клетки syndecan-1 (CD138). Тези клетки са CD 138 (-) като В-клетките от пост-герминативния цен-тър и са туморогенни in vitro и при NOD/SCID мишки [21].

Карцином на простатата През 2004 г. Richardson et al. съобщиха, че са открили при простатата нор-

мални СК с експресия на CD133 [22]. По-късно съобщиха, че са открили и РСК с експресия CD44+/α2β1hi/CD133+. Само тези клетки били туморогенни при ксе-нотрансплантация [23].

Карцином на белия дроб През 2005 г. Kim et al. съобщиха, че са открили алвеоларни СК. Те могат да

бъдат K-ras трансформирани in vitro и да образуват тумори при трансплантация на мишки [24]. През 2008 г. Eramo et al. съобщииха, че са открили РСК с екс-пресия CD133(+) при дребноклетъчния и недребноклетъчен карцином на белия дроб. При диференциация клетките губели туморогенността и експресията на CD133 [25].

Карцином на дебелото черво През 2007 г. O‘Brien et al. съобщиха за изолирани туморни клетки при кар-

цинома на дебелото черво, образуващи тумори при ксенотрансплантация, с екс-

При солидните тумори е по-трудно да се намерят доказателства за съществуването на РСК поради по-трудния достъп до клетките в тях и липсата на подходящи функционални тестове за откриване и количествено определяне на СК.

“


17



пресия на CD133 [26]. На следващата година обаче, Shmelkov съобщи, че CD133 не е специфичен маркер на РСК, защото и CD133- клетки също били тумороген-ни [27]. През 2009 г. Zhu et al. съобщиха за (Prom 1+) РСК, които са CD133+ и представиха концепцията си за еволюция на маркерите на РСК [28].

Тези изменения или еволюция на повърхностните маркери затрудняват идентифицирането на РСК.

Карцином на панкреаса През 2007 г. Li et al. съобщиха за изолирани туморни клетки при карци-

нома на панкреаса, образуващи тумори при ксенотрансплантация, с експресия на CD44, CD24 и epithelial-specific antigen (ESA). Те съставляват 0.2-0.8% от ту-морните клетки и имат 100 пъти по-висок туморогенен потенциал в сравнение с клетки с фенотип CD44(-) CD24(-) ESA(-) [29].

Карцином на яйчниците През 2009 г. Curley et al. съобщииха, че са открили РСК при карцинома на

яйчниците с експресия на CD133 [30].

Карцином на черния дроб През 2008 г. Yang et al. съобщииха, че са открили РСК при хепатоцелулар-

ния карцином с експресия на CD90+. Клетките с експресия CD90+ CD44+ били по-агресивни и образували локални туморни нодули и метастази в сравнение с клетките CD90+ CD44-. Блокадата на CD44 предпазвала от образуване на метас-тази при CD90+ клетки [30].

Резултатите от тези изследвания показват, че РСК при различните ту-мори може да експресират едни и същи маркери, най-често CD44, α6 integrin, β1 integrin и CD133 (Prominin). Аденокарциномите често експресират CD44(+) CD24(+) ESA(+) (Таблица1)

Таблица 1. Повърхностни маркери при СК и РСК на някои тумори

Human tumor Normal adult tissue stem cell

marker

Tumor-initiating cell marker

Model used for validation

Percentage of marker +ve

cells in tumor (%)

Acute Myeloid Leukaemia

CD34+ CD38− CD90+ CD45

RA-Lin−

CD34+ CD38- SCID & NOD SCID 0.1

Chronic Myeloid Leukaemia

CD34+ CD38− NOD SCID 0.1

Breast cancer CD49f+ CD24− ESA+ CD44+ CD24−/low

NOD SCID 12–35

Meduloblastoma CD133+ CD133+ NOD SCID 6–21Glioblastoma

MultiformeCD133+ 19–29

Colon cancer Lgr5+ CD133+ NOD SCID 1.1–24.5Colorectal cancer EpCAMhi CD44+ NOD SCID 0.03–38.7Pancreatic cancer Not defined ESA+ CD44+ CD24+ NOD SCID 0.2–0.8

Head and neck SCC

CD29hi CD44+ CD44+ Lin− NOD SCID < 10

Melanoma Not defined ABCB5CD271+CD20+HMW−

MAA+

NOD SCID &Rag2−/−γС

1.6–20.42.5–41

Lung CD117+ CD133+ NOD SCID 0.3–22Ovarian Not defined CD133+ NOD SCID 0.3–35

Hepatocellular cancer

CD90+CD34+ CD90+ CD45− SCID beige 0.03–6.2

SCC CD49hi CD71lo CD133+ CD45− Nude with stromal bed

0.1–1.7

РСК при различните тумори може да експресират едни и същи маркери, най-често CD44, α6 integrin, β1 integrin и CD133 (Prominin).

“


18



Ракови стволови клетки при туморите на кожатаКожата е най-големият орган на човешкото тяло, изпълняващ защитна

функция за организма и подържаща хомеостазата му. Състои се от два клетъч-ни компартимента – многослоен вроговяващ се епител и съединителнотъканна дерма, богата на екстрацелуларен матрикс. Горният папиларен слой на дермата е с неравна повърхност и на хистологичен срез изглежда като вълнообразна ли-ния с основа и връх на папилата (rete ridges). Базалната мембрана (между епиде-рмиса и дермата) представлява сложен протеинов комплекс от екстрацелуларни матриксни молекули и заедно с дермата определят нишата, околната микросреда на епидермалните СК, които при нужда регенерират непрекъснато делящите се епидермални клетки. Те се делят асиметрично, като дъщерната клетка, остава-ща над базалната мембрана непре-къснато се самообновява, а другата дъщерна клетка се диференцира в ке-ратиноцит, т.е. клетката от базалния слой е с възможностите на прогени-торна клетка с ограничен капацитет (restricted progenitor).

Меланоцитите, макар и функ-ционално свързани с кератиноцити-те, са автономни в своята репликация и функция (Фигура 7).

Фигура 7. Структура на кожата

Въпреки че кожата е най-достъпният орган за изследване и има много проучвания за РСК при кожните тумори, резултатите са все още доста ограни-чени и в много случаи се прави екстраполация на резултати от експериментални изследвания при мишки. Съществуват разлики между СК на кожата при миш-ките и хората. При силно окосмената кожа на мишките преобладават и са от съ-ществено значение СК в космените фоликули – КФ (hair follicle - HF), докато при хората преобладават СК на междуфоликулярния епител МФЕ (inter hair follicle epithelium - IFE) [32] (Фигура 8)

Фигура 8. СК на кожата при мишки(А) и хора (В) и нишите около тях

Въпреки че кожата е най-достъпният орган за изследване и има много проучвания за РСК при кожните тумори, резултатите са все още доста ограничени и в много случаи се прави екстраполация на резултати от експериментални изследвания при мишки.

“


19



При мишките са установени три вида СК от КФ с повърхностен маркер CD34+ , който при хората е характерен за хемопоетичните СК. При хората СК от КФ са слабо проучени, но се приема за типичен повърхностният маркер CD200+ [33]. По-добре са проучени СК от МФЕ и е установено, че са два вида – разполо-жени на върха на папилата с експресия на β1high/melanoma chondroitin sulphate proteoglycan+ (MCSP+) и в основата - α6high/CD71dim. При мишките поради малките участъци на МФЕ, СК са слабо проучени, но е установена експресия на Lrig1+ (Фигура 8) [32].

СК на кожата имат функцията да регенерират епитела и да подържат хо-меостазата. При изпълнение на тези функции преминават от състояние на покой (quiescence) в активно състояние под влияние на екстрацелуларните фактори на околната микросреда. Активират се един или няколко сигнални пътя, най-често Wnt, Shh, Notch, EGFR и допълнителни паракринни регулаторни пътища, които определят функцията на СК в конкретен момент.

Както епидермалната регенерация се подържа от соматичните СК, така и кожните карциноми са зависими за своето развитие и прогресия от специ-фични тумор-иницииращи клетки и специфична околна микросреда. Процесът е комплексен, като се приема, че започва с генетични промени в отделни клетки, причиняващи нарушение на регулацията на тъканния растеж. СК на кожата са с дълъг живот и възможност да акумулират онкогенните промени в продължение на години или десетилетия [32].

Туморите на кожата се разделят на малигнен меланом (ММ), произхож-дащ от меланоцитите и не-меланомни тумори - карциноми (базоцелуларен, БЦК и спиноцелуларен, СЦК), произхождащи от кератиноцитите. Общият иниции-ращ фактор в тяхната канцерогенеза е UV светлина, като при ММ и БЦК е ин-термитентното излагане на силна слънчева светлина, особено в млада възраст, а при СЦК – хроничното излагане, водещо до защитна хиперкератоза и пови-шена меланинова продукция, предпазващи от проникването на UV лъчите до дълбоките слоеве на кожата. Разликата се дължи на различното разположение на таргетните клетки – повърхностно на клетките, малигнизиращи в СЦК и по-дълбоко на меланоцитите и клетките на аднексиалните фоликули, най-често ма-лигнизиращи в БЦК [34].

Съществуват разлики в канцерогенезата на БЦК и СЦК, както по отноше-ние на вида РСК, така и на аберантното активиране на сигналните пътища. За експерименталните проучвания и ксенотрансплантации се използват имуноде-фицитни мишки. Оказа се, че кожата на мишките не е подходяща за инициира-не и/или ксенотрансплантация на тумори, поради нейната окосменост, с много малки интерфоликулярни пространства. Затова се извършва „хуманизиране” на кожата на мишката. Първо се отстранява епитела на мишата кожа и се присаж-дат човешки кератиноцити и фибробласти. На така подготвен „хуманизиран” те-рен (фибро-васкуларно легло) по-успешно се трансплантират човешки тумори. По принцип трансплантациите са рядко успешни и особено за БЦК е необходи-мо туморът да се трансплантира заедно със стромални елементи [32].

Kaur et al. демонстрираха, че СК от МФЕ от основата на папилата, α6 integrin high/CD71 low, при ксенотрансплантация предизвикват дълготраен рас-теж и прогресия на тумори [35].

Клетките на БЦК приличат най-често на клетките на космения фоликул и още през 1935 г. McFahrland предлага дизонтогенетичната хипотеза за произхода на БЦК от тях [36]. Установи се, че РСК на БЦК са предимно от КФ и по-рядко от ИФЕ. При СЦК ситуацията е обратна, като СК от ИФЕ са свързани предимно с поддържане на репарацията и хомеостазата [32].

Както епидермалната регенерация се подържа от соматичните СК, така и кожните карциноми са зависими за своето развитие и прогресия от специфични тумор-иницииращи клетки и специфична околна микросреда.

“


20



При кожните карциноми е установено, че мутацията на р53 е ранно съби-тие и наличието на различни форми на мутация подкрепя хипотезата за тумор-иницииращата роля на мутирали СК – РСК, клетки с дълъг живот, с възможност да съхранят и натрупват нови мутации [37].

При 95% от БЦК е установена мутация в сигналния път Hedgehog (Shh pathway), при който са възможни два начина за активиране – лиганд-зависим (Hh), дезактивиращ медиатора Patched (PTCH) и лиганд-независим, характерен при БЦК, с автономно активиране на медиатора Smothen (SMO) [38] (Фигура 9).

При СЦК най-често се установява аберантно активиране на сигналния път Wnt с повишена експресия на нуклеарен β-catenin [39]. Има съобщение за устано-вен повърхностен маркер на РСК CD133+. За развитието на СЦК от много голямо значение е имунната околна микросреда. При имунодефицитни състояние, напр. след органна трансплантация, рязко се повишава заболеваемостта и съотношени-ето БЦК:СЦК се променя от 4:1 на 1:3 [41]. Променя се и латентното състояние на туморните клетки, като времето до клиничната проява спада от 30-40 години на 5-10 години и се увеличава риска за метастазиране на повече от 10% [40].

При СЦК в много голяма степен е изразена йерархичната структура на тумора с преход от недиференцирани към диференцирани клетки, съдържащи кератин. На Фигура 10 са отразени възможностите за развитие на СК от ИФЕ за регенериране на тъканите или органогенезата, за поддържане на хомеостазата и в процеса на карциногенезата [32].

Фигура 9. Два различни механизми водят до абнормна активация на пътя Hedgehog при различните видове рак

При кожните карциноми е установено, че мутацията на р53 е ранно събитие и наличието на различни форми на мутация подкрепя хипотезата за тумор-иницииращата роля на мутирали СК – РСК, клетки с дълъг живот, с възможност да съхранят и натрупват нови мутации.

“


21



Фигура 10. Възможно развитие на СК на кожатаА. Органогенеза - нормално развитие със симетрично самообновяване на СК, во-

дещо до експанзия на СК, пролиферация, терминална диференциация и апоптоза

В. Подържане на хомеостазата – класическо асиметрично самообновяване на СК, водещо до репарация на тъканите и подържане на хомеостазата

С. Канцерогенезата може да бъде инициирана от експанзия на СК чрез симе-трично самообновяване, но за разлика от органогенезата, настъпва дисрегулация на процеса с резултат експанзия на туморни клетки. Нови мутации и епигенетични про-мени водят до инвазия и метастазиране. Дисеминацията на РСК води до появата на метастази или остават в „спящо” състояние (dormancy), докато дисеминацията на диференцирани не-РСК води до появата на микрометастази, които не прогресират и изчезват

Ракови стволови клетки при меланом на кожата Малигненият меланом (ММ) е един от най-злокачествените тумори при

човека. Въпреки че всички ММ произхождат от малигнизирали меланоцити, съ-ществуват пет различни клинични форми, с типичен клиничен образ, локализа-ция и прогноза. Латентният период от първата мутация до клиничната проява продължава около 20 години и са необходими минимум 6 различни значими мутации. На Фигура 11 са представени петте клинични форми с най-значимите мутации за всяка една.

При ММ е установено, че мутацията на р53 е късно събитие Бяха уста-новени основните алтернации в сигналните пътища – МАРК с BRAF мутация, основно при повърхностно разпространяващите се, и c-KIT при мукозните и акрални клинични форми (Фигура 11). Въведе се таргетна терапия и при ММ (Фигура 12).

Въпреки че всички ММ произхождат от малигнизирали меланоцити, съществуват пет различни клинични форми, с типичен клиничен образ, локализация и прогноза. Латентният период от първата мутация до клиничната проява продължава около 20 години и са необходими минимум 6 различни значими мутации.

“


22



Фигура 11. Клинични форми и най-значими мутации

Фигура 12. Най-голям успех се постигна с инхибиторите на мутирал B-RAF в МАРК - сигналния път

През последните 10 години бяха проведени много проучвания за открива-не на СК при ММ. Прието е, че меланомните клетки и меланоцитите имат общи стволови и прогениторни клетки, които ембрионално произлизат от невралния гребен на зародиша - Neural Crest-Derived Cells (NCDC), които могат да перси-(NCDC), които могат да перси-NCDC), които могат да перси-), които могат да перси-, които могат да перси-стират в тъканите и имат характеристики на СК (Фигура 13) [42].

F. Hoffmann-La Roche Ltd, CH-4070, Basel, Switzerland, May 2011. No. 65349676c

Мишени и таргетни агенти в клинични проучвания

Мишени за таргетна терапия1

• Екстрацелуларни

• Интрацелуларни

• Интрануклеарни 29Меланомните клетки и меланоцитите имат общи стволови и прогениторни клетки, които ембрионално произлизат от невралния гребен на зародиша.

“


23



Фигура 13. Тъкани, в които могат да персистират NCDC клетки

През 2008 г. Zabierowski et al. съобщиха, че са успели да отгледат in vitro клетъчна линия от нодуларен меланом с образуването на меланосфери, която прогресирала 16 месеца. Клетките били с експресия CD20+/CD133+ [43].

През 2012 г. Shakhova et al. съобщиха за успешна ксенотрансплантация на меланом на имунодефицитни мишки. Клетките били с експресия CD271/p75+ [44].

Въпреки че са малко потвържденията за съществуването на РСК при ММ, вече някои от особеностите в канцерогенезата и биологията на ММ се обясняват с тях.

РСК са най-логичното обяснение за късните рецидиви при заболяването, по-някога след повече от 20 години светъл период. Досега наричаните”спящи” клетки (dormant cells) (Фиг.10) вече се отъждествяват с РСК, активирани от промяна в окол-ната микросреда и причиняващи неочакван рецидив или метастази [45].

Неуспехът на лъчетерапията и химиотерапията, или рецидив след пълно или частично повлияване, също се обясняват с РСК. За да бъде успешно лечени-ето е необходимо да бъдат унищожени главно РСК(Фигура 13).

Те са резистентни на терапията, тъй като рядко са в цикъл на делене и имат допълнителни механизми за резистентност на химиотерапия :

– Активна теломеразна експресия – Активиране на антиапоптозни сигнални пътища – Повишен мембранен транспорт – Мигриране и метастазиране

Фигура 13. Успешно може да е лечение, което унищожава РСК

РСК са най-логичното обяснение за късните рецидиви при заболяването след повече от 20 години светъл период.

“

За да бъде успешно лечението е необходимо да бъдат унищожени главно РСК

“


24



Това налага разработването на нови противотуморни препарати. Интере-сът е насочен към Parthenolide, изолиран от мексиканско растение. Препаратът е мощен нуклеарен фактор-кВ инхибитор и промотор на апоптозата на РСК при AML и инхибира развитието на тумори при ксенотрансплантацията им на иму-нодефицитни NOD/SCID мишки [8]. През септември 2013 г. излезе публикация-та на Koprowska et al., в която съобщават за успешна комбинация на химиотера-пия с Parthenolide и Dacarbazine при ММ [46].

Дискусия РСК са логично обяснение на канцерогенезата с голямата продължител-

ност на живота си, способността да съхраняват и акумулират нови мутации, като непрестанно се самообновяват.

РСК са логично обяснение на късните рецидиви и се идентифицират със „спящите” туморни клетки.

РСК могат да са резистентни на конвенционалните методи на лечение. Това налага тяхното идентифициране и определяне на аберантните сигнални пътища, протичащи в тях, които могат да са различни от установените при съот-ветния тумор. Това е възможно обяснение за неуспеха в някои случаи на таргет-ната терапия на БЦК с инхибитори на сигналния път Hedgehog, както и с BRAF-инхибитори при ММ.

Съществуването на РСК предполага, че е възможно заболяването да е сис-темно още в ранен стадий, но високият процент на успешно излекувани тумори при пациенти в ранен стадий чрез конвенционално лечение, подкрепя значени-ето на профилактиката и своевременната диагностика.

ЛИТЕРАТУРА1. Little MP, Boice JD Jr. Comparison of breast cancer incidence in the Massachusetts tuberculosis

fluoroscopy cohort and in the Japanese atomic bomb survivors. Radiat Res 1999; 151: 218–24.2. Wicha, M.S., et al., Cancer stem cells: an old idea - a paradigm shift. Cancer Res., 66, 1883-1890

(2006).3. Sell S. Stem cell origin of cancer and differentiation therapy. Crit Rev Oncol Hematol 2004; 51:

1–28. 4. Stem cells. Wikipedia5. Durante F. Nesso fisio-pathologico tra la struttura dei nei materni e la genesi di alcuni tumori

maligni. Arch Memor Observ Chir Pract 1874; 11: 217–26.6. Cohnheim J. Ueber entzundung und eiterung. Path Anat Physiol Klin Med 1867; 40: 1–79.7. Cohnheim J. Congenitales, quergestreiftes Muskelsarkon der Nireren. Virchows Arch 1875; 65:

64.8. Clarke MF, Dick JE, Dirks PB, Eaves CJ, Jamieson CH, Jones DL, Visvader J, Weissman IL, Wahl GM

(October 2006). „Cancer stem cells--perspectives on current status and future directions: AACR Workshop on cancer stem cells“. Cancer Research 66 (19): 9339–44.

9. Hayflick, L. The Limited in Vitro Lifetime of Human Diploid Cell Strains. Exp Cell Res 37, 614-636 (1965)

10. Gupta PB, Chaffer CL, Weinberg RA (2009). „Cancer stem cells: mirage or reality?“. Nat Med 15 (9): 1010–2

11. Jamieson C, Ailles L, Dylla S, et al. Granulocyte-macrophage progenitors as candidate leukemic stem cells in blast-crisis CML. N Engl J Med 2004; 351: 657–67.

12. Cancer stem cells. Wikipedia

РСК са логично обяснение на късните рецидиви и се идентифицират със „спящите” туморни клетки.

“

Съобщават за успешна комбинация на химиотерапия с Parthenolide и Dacarbazine при ММ.

“


25



13. Kleinsmith LJ, Pierce GB Jr (1964) Multipotentiality of single embryonal carcinoma cells. Cancer Res 24: 1544–1551

14. Bonnet D, Dick JE (July 1997). „Human acute myeloid leukemia is organized as a hierarchy that originates from a primitive hematopoietic cell“. Nature Medicine 3 (7): 730–7.

15. Pierce GB. Teratocarcinoma: model for a developmental concept of cancer. Curr Top Dev Biol 1967; 2: 223–46.

16. Al-Hajj M, Wicha MS, Benito-Hernandez A, Morrison SJ, Clarke MF (2003) Prospective identification of tumorigenic breast cancer cells. Proc Natl Acad Sci USA 100: 3983–3988

17. Ponti D, Costa A, Zaffaroni N, et al. Isolation and in vitro propagation of tumorigenic breast cancer cells with stem/progenitor cell properties. Cancer Res 2005; 65: 5506–11.

18. Dontu G, Abdallah W, Foley J, et al. In vitro propagation and transcriptional profiling of human mammary stem/progenitor cells. Genes Dev 2003; 17: 1253–70.

19. Singh S, Hawkins C, Clarke I, et al. Identification of human brain tumour initiating cells. Nature 2004; 432: 396–401.

20. Singh SK, Clarke ID, Hide T, Dirks PB. Cancer stem cells in nervous system tumors. Oncogene 2004; 23: 7267–73.

21. Matsui W, Huff CA, Wang Q, et al. Characterization of clonogenic multiple myeloma cells. Blood 2004; 103: 2332–6.

22. Richardson GD, Robson CN, Lang SH, Neal DE, Maitland NJ, Collins AT. CD133, a novel marker for human prostatic epithelial stem cells. J Cell Sci 2004; 117: 1539–45.

23. Maitland NJ, Collins AT, Bryce S, et al. Prospective identification of tumorigenic prostate cancer stem cells [abstract 2518]. Proceedings of the 96th Annual Meeting of the AACR; 2005. p. 10946.

24. Kim CF, Jackson EL, Woolfenden AE, et al. Identification of bronchioalveolar stem cells in normal lung and lung cancer. Cell 2005; 121: 823–35.

25. Eramo A, Lotti F, Sette G, Pilozzi E, Biffoni M, Di Virgilio A, Conticello C, Ruco L, Peschle C, De Maria R. Identification and expansion of the tumorigenic lung cancer stem cell population. Cell Death Differ. 2008 Mar;15(3):504-14. Epub 2007 Nov 30.

26. O‘Brien CA, Pollett A, Gallinger S, Dick JE (2007) A human colon cancer cell capable of initiating tumour growth in immunodeficient mice. Nature 445: 106–110 |

27. Shmelkov SV et al (2008) CD133 expression is not restricted to stem cells, and both CD133+ and CD133– metastatic colon cancer cells initiate tumors. J Clin Invest 118: 2111–2120

28. Zhu L, Gibson P, Currle DS, Tong Y, Richardson RJ, Bayazitov IT, Poppleton H, Zakharenko S, Ellison DW, Gilbertson RJ (2009) Prominin 1 marks intestinal stem cells that are susceptible to neoplastic transformation. Nature 457: 603–607

29. Li C, Heidt DG, Dalerba P, Burant CF, Zhang L, Adsay V, Wicha M, Clarke MF, Simeone DM. Identification of pancreatic cancer stem cells. Cancer Res. 2007 Feb 1;67(3):1030-7.

30. Curley M D, Therrien V A, Cummings C L et al .Significance of CD133+ cancer stem cells in ovarian cancer Stem Cells 2009: 27: 2875–2883.

31. Yang, Zhen Fan; Ho, David W.; Ng, Michael N.; Lau, Chi Keung; Yu, Wan Ching; Ngai, Patricia; Chu, Patrick W. K.; Lam, Chi Tat; Poon, Ronnie T. P.; Fan, Sheung Tat Significance of CD90+ cancer stem cells in human liver cancer Cancer Cell (2008), 13(2), 153-166

32. Boehnke K, Falkowska-Hansen B, Stark HJ, Boukamp P. Stem cells of the human epidermis and their niche: composition and function in epidermal regeneration and carcinogenesis.Carcinogenesis. 2012 Jul;33(7):1247-58.

33. Ohyama M, et al. Characterization and isolation of stem cell-enriched human hair follicle bulge cells. J. Clin. Invest. 2006;116:249-260.

34. Boukamp P. UV-induced skin cancer: similarities—variations. J. Dtsch. Dermatol. Ges. 2005;3:493-503.

35. Webb A, et al. Location and phenotype of human adult keratinocyte stem cells of the skin. Differentiation 2004;72:387-395.

36. McFahrland J. On the dysontogenetic origin of the basal cell carcinoma. Am J Cancer, 1935, 25: 273-281

37. Ponten F, et al. Molecular pathology in basal cell cancer with p.53 as a genetic marker. Oncogene 1997;15:1059-1067.

38. Li C,et al. Hedgehog signaling in skin cancers. Cell Signal. 2011;23:1235-1243.39. Brasanac D, et al. Cyclin A and beta-catenin expression in actinic keratosis, Bowen‘s disease and

invasive squamous cell carcinoma of the skin. Br. J. Dermatol. 2005;153:1166-1175.40. Molina BD,et al. Incidence and risk factors for nonmelanoma skin cancer after heart

transplantation. Transplant. Proc. 2010;42:3001-3005.


26



41. Turner RB, et al. Catastrophic cutaneous carcinomatosis in the non-organ transplant patient. J. Am. Acad. Dermatol. 2011;64:536-541.

42. Shakhova O, Sommer L. Testing the cancer stem cell hypothesis in melanoma: The clinics will tell. Cancer Lett. 2012 Oct 13. pii: S0304-3835

43. Zabierowski S. Herlyn M. Melanoma Stem Cells: The Dark Seed of Melanoma JCO June 10, 2008:2890-2894

44. Shakhova et al. Melanoma Stem Cells, Nature Cell Biology 201245. Kleffel S, Schatton T. Tumor dormancy and cancer stem cells: two sides of the same coin? Adv

Exp Med Biol. 2013;734:145-79. 46. Koprowska K, Hartman ML, Sztiller-Sikorska M, Czyz ME. Parthenolide enhances dacarbazine

activity against melanoma cells. Anticancer Drugs. 2013 Sep;24(8):835-45.

2СТУДИЯSTUDIA

НАНОТЕХНОЛОГИИТЕ В ДИАГНОСТИКАТА И

ТЕРАПИЯТА И НА РАКОВИТЕ ЗАБОЛЯВАНИЯ

Радостина Александрова1, Таня Живкова1, Лора Дякова2,

Павел Митренга1, Метин Амид Мазгалджи1,3, Орлин Александров, Радостина

Стоянова4, Владимир Кульчицкий5

1Институт по експериментална морфология, патология и антропология

с музей – Българска академия на науките,София;

2Институт по невробиология, Българска академия на науките, София;

3Медицински факултет, Медицински университет, София;

4Институт по обща и неорганична химия, Българска академия на науките, София;5Институт по физиология, Национална

академия на науките, Минск, Беларус

28

2Studia Oncologica, год. V, бр. 2, 2013


СТУДИЯSTUDIA

Нанотехнологиите в диагностиката и терапията и на раковите заболявания

Радостина Александрова1, Таня Живкова1, Лора Дякова2, Павел Митренга1, Метин Амид Мазгалджи1,3, Орлин Александров, Радостина Стоянова4,

Владимир Кульчицкий5

1Институт по експериментална морфология, патология и антропология с музей – Българска академия на науките,София; 2Институт по невробиология, Българска академия на науките, София; 3Медицински факултет, Медицински

университет, София; 4Институт по обща и неорганична химия, Българска академия на науките, София; 5Институт по физиология, Национална академия

на науките, Минск, Беларус

РезюмеВ обзора са обобщени съвременни данни за един от най-бързо развива-

щите се клонове на т.нар. наноонкология, а именно - приложението на нанобио-технологиите в контрола на раковите заболявания. Накратко са описани най-важните характеристики на някои от основните типове наночастици: липозоми, дендримери, квантови точки и др. Разгледани са възможностите на създадените с помощта на наночастиците технологии за доставяне на лекарствени средства, които да преодолеят проблемите, съпътстващи приложението на конвенцио-налните антитуморни препарати (произтичащи от недобрата им разтворимост и проявата на странични ефекти), както и способността да подобрят фармако-кинетиката и биоразпределението им. Посочени са и част от предизвикателства-та, които трябва да бъдат преодолени преди нанобиотехнологиите да навлязат рутинно в клиничната онкологична практика. Специално внимание е отделено на потенциалната токсичност на наночастиците. Представени са и някои от най-обещаващите перспективи пред тази бързо развиваща се област на човешкото познание.

Nanotechnologies in diagnostics and treatment of cancer

Rasostina Alexandrova1, Tanya Zhivkova1, Lora Dyakova2, Pavel Mitrenga1, Metin Amid Маzgaldzhi1,3, Оrlin Alexandrov, Radostina Stoyanova4, Vladimir Kulchitsky 5

1Institute of Experimental Mprphology and Pathology, Bulgarian Academy of Sciences, Sofia; 2Institute of Neurobiology, Bulgarian Academy of Sciences, Sofia;

3Меdical Faculty, Medical University, Sofia; 4Institute of General and Inorganic and Inorganic Chemistry, Sofia; 5Institute of Physiology, Natinal Academy of Sciences, Minsk,

Belarus

AbstractThis review summarizes recent data in the field of nanooncology - from the

application of nanobiotechnology to the management of cancer, which is currently the most important chapter of nanomedicine. The basic types of nanoparticles (liposomes, dendrimers, quantum dots, etc) with their main characteristics are described. The ability of nanoscience-based approaches to circumvent limitations in the delivery of conventional cancer therapeutics, related to their poor aqueous solubility and toxicity, and to ensure improved pharmacokinetics and biodistribution have been discussed. Challenges that have to be resolved prior to widespread use of nanobiotechnology in clinical oncology are described. Special attention is paid to the potential toxicity of nanoparticles. Some of the most promising prospects for this rapidly evolving field of human knowledge are also mentioned.

29


НАНОТЕХНОЛОГИИТЕ В ДИАГНОСТИКАТА И ТЕРАПИЯТА И НА РАКОВИТЕ ЗАБОЛЯВАНИЯ

СТУДИЯSTUDIA

Независимо от разнообразните области на приложение, концепцията за създаване на нови материали с желани свойства се подчинява на общи принци-пи, в основата на които е организацията на материята на атомно и молекулно ниво. Нанотехнологиите имат за цел разработване на по-ефективни материали, устойства и системи чрез манипулиране на свойствата им на атомно и молекул-но ниво (т.е. в нанометричната област, 1 – 100 нм). За първи път тази идея е била изказана от забележителния американския физик Richard Feynman през 1959 г. [1], според когото визията ни за нови открития е тясно свързана с възможност-изията ни за нови открития е тясно свързана с възможност-та да аранжираме по интелигентен начин атомите или молекулите. Тази идея е революционна по своята същност, но експериментално неосъществима пре 60-те години на миналия век. Развитието на експерименталните методи на анализ на веществата, както и въвеждането на нови методи на синтез, е в основата на прогреса на нанотехнологиите след 1985 г. и на обособяването им като водеща научна тематика в наши дни.

Под понятието „нанотехнологии” се разбира „създаването, характеризи-рането, производството и приложението на материали, структури, устройства и системи, чиито размери са под 1 µm (най-често между 1 и 100 nm). Насочването на нанотехнологиите в областта на медицината води до създаването на ново на-учно направление, известно като „наномедицина”. Тя представлява използване на нанотехнологииге в името на човешкото здраве и благополучие и спада към едни от най-бързо развиващите се в наши дни интердисциплинарни науки. Ос-новава се на употребата на наноматериали и устройства за диагностика, тера-пия, регенерация на клетки/тъкани и доставяне на лекарствени средства (т. нар. нанофармацевтични продукти) [2, 3].

За да се разбере понятието «наноразмер» е необходимо да го съизмерим с нещата, които познаваме. В органичния свят обектите с наноразмери (т.е. на-ночастиците, НЧ) са абсолютно съизмерими с редица биологични обекти. Те са значително по-малки от човешките и животинските клетки (чийто диаметър е 10 - 20 µm) и техните органели, но са подобни по размер на големите биологични макромолекули, каквито са ензимите и рецепторите. Така например, диаметърът на хемоглобина е около 5 nm, а дебелината на двойния липиден слой, обграждащ клетките, е 6 nm [4].

Благодарение на уникалните си свойства и възможностите, които предла-гат, НЧ биха могли да намерят приложение в почти всички клонове на съвремен-ната медицина: онкология, кардиология, имунология, неврология, ендокриноло-гия, офталмология, травматология, микробиология, ортопедия, стоматология и т.н. В ролята си на системи за доставяне на лекарства (СДЛ), те имат редица предимства: способни са да преодолеят кръвно-мозъчната и други биологични бариера; намаляват нежеланите странични ефекти на вече одобрени лекарстве-ни препарати; правят възможно постепенното и контролирано освобождаване на терапевтични агенти в продължение на дни и седмици, могат да бъдат използ-вани и за диагностични цели [2, 3].

Съвременното развитие на науката позволява конструирането на НЧ с различни свойства и функции, благодарение на което става напълно реално как-то изучаването на молекулните механизми на патогенезата на заболяванията, така и провеждането на терапия на молекулно ниво [2, 3].

Нанотехнологиите имат за цел разработване на по-ефективни материали, устойства и системи чрез манипулиране на свойствата им на атомно и молекулно ниво (т.е. в нанометричната област, 1 – 100 нм).

“

В ролята си на системи за доставяне на лекарства (СДЛ), те имат редица предимства: способни са да преодолеят кръвно-мозъчната и други биологични бариера; намаляват нежеланите странични ефекти на вече одобрени лекарствени препарати; правят възможно постепенното и контролирано освобождаване на терапевтични агенти в продължение на дни и седмици, могат да бъдат използвани и за диагностични цели.

“

30



СТУДИЯSTUDIA

Типове наночастициНаночастиците са колоидни системи, изградени в много случаи, но не ви- са колоидни системи, изградени в много случаи, но не ви-са колоидни системи, изградени в много случаи, но не ви-

наги, от полимер (биоразградим или не). В зависимост от начина на получава-нето им, различаваме наночастици, наносфери и нанокапсули. За разлика от на-носферите (при които веществото е диспергирано в матрицата), нанокапсулите са везикули, при които веществото се съдържа във водна или мастна кухина, заобиколена от единична полимерна мембрана. Ето защо някои наричат нано-капсулите „резервоарни системи” [5].

Неорганични наночастициКерамичните НЧ обикновено са изградени на принципа „ядро-обвивка”

и съдържат предимно силиций или алуминий, но сърцевината им може да бъде съставена и от метали, метални оксиди и сулфиди. Това позволява получаването на НЧ с различни големина, форма и порьозност. Неорганичните НЧ могат да бъдат конструирани по такъв начин, че да избягват ретикуло ендотелната сис-тема (РЕС) - това става чрез вариации в размера на наночастиците и състава на повърхността им [6].

Полимерни наночастициПовечето полимерни НЧ се отличават с добра биоразградимост и биосъв-

местимост, и неслучайно са се наложили като предпочитан материал за изработ-ване на СДЛ.

Най-често полимерните НЧ са изградени от биоразградими съединения като полизахариди или полипептиди (желатин, хитозан, полилактонова кисели-на, полигликолова киселина, полиалкил цианоакрилат, полиметилметакрилат, полибутил цианоакрилат). Повърхността им може да бъде модифицирана с цел подобряване на разпределението им в оргните и тъканите. Така например, би-ологично инертният полимер полиетиленгликол (ПЕГ) ковалентно се свързва с повърхността на НЧ. Това покритие (т. нар. пегилиране) намалява имуноген-ността им и ограничава способността на клетките на РЕС да фагоцитират НЧ, в резултат на което концентрацията им в кръвта и в органитге (мозък, черва, бъбреци) се повишава [6].

Полимерните наночастици са подходящи за включване и доставяне на широк кръг терапевтични агенти и осигуряват отличен фармакокинетичен кон-трол.

Твърди липидни наночастициТвърдолипидните НЧ са липидно-базирани колоидни носители с размери

50-1000 nm. Те са създадени през 1990-те години и притежават редица предим-nm. Те са създадени през 1990-те години и притежават редица предим-. Те са създадени през 1990-те години и притежават редица предим-ства пред липозомите и емулсиите, които ги превръщат в ефикасни носители на лекарствени препарати [7]. Като цяло, този тип НЧ са по-стабилни от липозоми-вени препарати [7]. Като цяло, този тип НЧ са по-стабилни от липозоми-ени препарати [7]. Като цяло, този тип НЧ са по-стабилни от липозоми- Като цяло, този тип НЧ са по-стабилни от липозоми-те в биологичните системи, което се дължи на сравнително твърдата им сърце-вина, състояща се от хидрофобни липиди (твърди при стайна и телесна темпе-ратура), заобиколени от фосфолипиден монослой [6]. Тези агрегати по-нататък се стабилизират чрез включване на сърфактанти. Поради добрата си биоразгра-димост, те са по-малко токсични в сравнение с полимерните и керамичните НЧ. Имат контролируеми фармакокинетични параметри.

Липозоми Липозомите са изкуствено-създадени структури (мехурчета) на липидна

основа, отграничени от водната среда с двуслойна фосфолипидна мембрана [8, 9]. Произведени са за първи път през 1961 г. в Англия [10, 11, 12].

Наночастиците са колоидни системи, изградени в много случаи, но не винаги, от полимер (биоразградим или не). В зависимост от начина на получаването им, различаваме наночастици, наносфери и нанокапсули.

“

Най-често полимерните НЧ са изградени от биоразградими съединения като полизахариди или полипептиди.

“

31



СТУДИЯSTUDIA

През последните години липозомите се използват широко като носите-ли на лекарствени препарати и други биологичноактивни молекули, като това съвсем не е случайно: 1) Благодарение на амфифилната им природа (проявяват едновременно хидрофилни и липофилни характеристики) в тях с висока ефект-кивност могат да бъдат капсулирани както хидрофилни, така и хидрофобни съ-единения; 2) защитават включените в тях вещества от неблагоприятните въз-действия на околната среда; 3) могат да бъдат натоварени (функционализирани) с различни лиганди, които да ги насочват селективно към прицелни клетки, тъ-кани и органи; 4) позволяват покриване с инертни и биосъвместими полимерни материали (като полиетиленгликол), което удължава времето на циркулирането им in vivo и 5) с тяхна помощ могат да бъдат получени продукти/препарати с же-лани състав, размер, повърхностен и др. свойства [6, 13, 14, 15].

Doxil е първият липозомен лекарствен препарат, одобрен от Агенцията за контрол върху храни и лекарства в САЩ (Food and Drug Administration, FDA) през 1995 година за приложение при пациенти с HIV/AIDS - свързан сарком на Капоши [16]. Други липозомни препарати, използвани в клиничната практика, са: AmBisome (липозоми с Амфотерицин В), Dauno�ome (включен в липозо-AmBisome (липозоми с Амфотерицин В), Dauno�ome (включен в липозо- (липозоми с Амфотерицин В), Dauno�ome (включен в липозо-Dauno�ome (включен в липозо- (включен в липозо-ми Даунорубицин), DepoCyt (Цитарабинови липозоми), Visudyne (липозоми с Verteporfin).

Включването в липозоми на мощния, но токсичен, противогъбичен пре-парат амфотерицин В предизвика революция в лечението на живото-застраша-ващи системни гъбични инфекции при имунокомпрометирани пациенти, като направи възможен приемът на високи (при други условия дори летални) дози с минимален риск за проява на токсични ефекти [17, 18]. Липозомите с диаметър 50-70 nm се поглъщат бързо от макрофагите, които на свой ред незабавно ги пренасят до колонизираните от гъбите зони.

В онкологията е добре позната ползата от включения в липозоми доксо-рубицин – по този начин се повишава терапевтичния индекс на активния аг-ент чрез комбинация от пасивно насочване към туморните клетки и намалена токсичност [19]. В този случай покриването на липозомите с ПЕГ значително намалява поглъщането им от макрофагите и позволява концентрирането им в туморните образувания чрез ефекта на повишена пропускливост и задържане [20].

В момента усилията на специалистите са насочени към включване на поч-ти всички традиционни антитуморни (и не само) препарати в липозоми, като за целта се използват различни технологии. Както беше споменато, някои от тях са навлезли отдавна в клиничната практика (виж Табл. 1), докато други са в раз-лични стадии на предклинични и клинични проучвания (Виж Табл. 2) [13, 15]. Липозомите се използват широко и в козметичната промишленост. Първи-ят козметичен продукт от този тип е създаден през 1986 г. в лабораториите на Christian Dior в сътрудничество с Института Пастьор в Париж [6, 21].

НанотръбичкиНанотръбичките представляват самоорганизиращи се „листа” от атоми

във формата на тръбички. По състав могат да бъдат органични и неорганични, да са едно- или многостенни структури. Особено популярни са разтворимите фулеренови производни, какъвто е С60. В зависимост от начина на синтез на-нотръбичките могат да варират значително по дължина и диаметър, но техните размери най-често са в рамките на десети от микрометъра [22]. Притежават уни-кални структурни, електронни, механични и оптични свойсва, които ги правят приложими в различни области, включително в медицината. Характеризират се

В онкологията е добре позната ползата от включения в липозоми доксорубицин – по този начин се повишава терапевтичния индекс на активния агент чрез комбинация от пасивно насочване към туморните клетки и намалена токсичност.

“

Doxil е първият липозомен лекарствен препарат, одобрен от Агенцията за контрол върху храни и лекарства в САЩ.

“

32



СТУДИЯSTUDIA

с голям вътрешен обем, а повърхността им може лесно да бъде модифицирана (функционализирана). Нанотръбичките са многообещаващи за фармацевтично приложение, но поносимостта на човека към тях все още не е напълно изяснена, а данните за токсичността им са противоречиви [23, 24, 25, 26].

ДендримериДендримерите са сравнително нов клас силно разклонени полимерни

макромолекули със звездовидна форма. За разлика от класическите полимери, те имат висока степен на молекулна еднородност, тясно разпределение на моле-кулното тегло, особености в размера и формата, както и високо-функционализи-рана повърхност. Изградени от мономерни или олигомерни градивни единици.

Синтезът на тези молекули се осъществяава с две основни групи методи- дивергентни и конвергентни. [27]

При дивергентните методи полимеризацията протича от вътре навън, като синтезът започва от молекула, играеща ролята на централно ядро- инициатор. Това централно ядро взаимодейства с мономерни молекули, които се свързват с него и образуват „първото” поколение дендример. Новообразувалата се пери-ферия на дендримерната молекула се активира за взаимодействие с нов набор от мономери, като този процес се повтаря различен брой пъти и води до образу-ването на многослойна структура. Всеки следващ етап на растежа представлява ново „поколение“ полимер с по-голям диаметър на молекулата, два пъти по-го-лям брой реактивни места върху повърхността и приблизително два пъти по-голямо молекулно тегло в сравнение с предходното поколение [27].

Конвергентните методи са разработени с цел оптимизиране процеса на синтез. При този подход образуването на дендример започва от крайните групи, като нарастването е към сърцевината на молекулата. Когато отделните нараства-щи единици, наречени дендрони, достигнат нужния размер, те се прикрепят към централното ядро. Този метод осигурява добри възможности за пречистване и минимизира появата на дефекти в крайната структура [27].

Дендримерите от по-ниско „поколение” (0-2) притежават по-отворена структура в сравнение с тези от по-високо. Дендримерите от 4 или по-голям брой поколения придобиват глобуларна структура. С нарастване на броя на по-коленията се увеличава и степента на разклоняване, което води до образуването на кухини във вътрешността на молекулата и голям брой активни крайни групи. В периферията си дедримерите са с плътно рзположени групи, при което се об-разува затворена мембраноподобна структура [27].

Първите синтезирани представители на тази група наночастици са поли-амидо-амин (PAMAM) дендримери [27]. Днес са познати повече от 50 семей-ства дендримери с различни свойства и възможни приложения. Степента на разклоняване, лекотата, с която могат да бъдат приготвени и модифицирани, възможностите за контрол върху размерите им, превръщат дендримерите в из-ключително обещаващи СДЛ, обуславят и приложението им в генната терапия и образната диагностика [6, 28, 29, 30, 31]. Макромолекулният характер на ден-дримерите ограничава способността им да преминават през епитела, поради ко-ето създадените с тяхна помощ системи за доставяне се прилагат парентерално (интравенозно, подкожно или интраперитонеално).

Квантови точкиКвантовите точки (КТ) са флуоресцентни НЧ, представляващи нанораз-

мерни (1-10 nm) кристали от полупроводников материал, които абсорбират и излъчват видима светлина. Подобни оптични свойства не са характерни за по-лупроводниците, чиито кристали са с по-големи размери от 10 nm. КТ са създа-

Дендримерите са сравнително нов клас силно разклонени полимерни макромолекули със звездовидна форма. За разлика от класическите полимери, те имат висока степен на молекулна еднородност, тясно разпределение на молекулното тегло, особености в размера и формата, както и високо-функционализирана повърхност.

“

Квантовите точки (КТ) са флуоресцентни НЧ, представляващи наноразмерни (1-10 nm) кристали от полупроводников материал, които абсорбират и излъчват видима светлина.

“

33



СТУДИЯSTUDIA

дени в лабораториите на физико-техническия институт в Санкт Петербург през 1980-те години, а терминът „квантови точки” е използван за първи път от K A. Reed през 1982 г [32, 33, 34]. Квантовите точки се използват главно за маркиране на биологични системи. Те съдържат елементи от II–IV (например, CdSe, CdTe, CdS, ZnSe) или III–V (например InP и InAs) на периодичната система. Техните съставни части – сърцевина, обвивка и покритие, притежават характеристики, чието модифициране повлиява фотохимичните свойства на тези наночастици [35, 6, 36, 26].

След натоварването им със специфични молекули, КТ могат да разпозна-ят и да се свържат със съответните прицелни субклетъчни органели, както и с органи на интактни животни, което показва възможното им приложение за нуждите на образната диагностика. Те се използват в научноизследователската дейност, а амбицията на специалистите е в бъдеще да бъдат въведени, както в диагностиката на различни заболявания при пациенти, така и при фотодина-мичната и генната терапия. Нещо повече, очаква се този тип наночастици да улеснят едновременното провеждане на диагностика и лечение, а получените до момента резултати в тази област от проучвания при лабораторни животни са изключително обещаващи [34].

Кратка историяПървият синтез на това, което днес наричаме терапевтични наночастици

е осъществен още през 1950 г., когато Jatzkewitz създава поливинилпиролидон - мескалинов конюгат, в който полимерът и мескалинът (биологично активен първичен амин) са свързани посредством пептид [37]. Малко по-късно, в среда-та на 1960-те години, английският хематолог Alec B. Bangham открива за света липозомите [10, 11, 12]. Тези две събития поставят началото на една нова област в наукта – конструирането на т.нар. наноносители, а полимерните наночастици и липозомите и днес са едни от най-широко застъпените системи за доставяне на лекарства.

През 1970-те години Helmut Ringsdorf систематизира познанията и излага концепцията за полимер-лекарствените конюгати (нарича ги „синтетични поли-мерни лекарства” или „фармакологично активни полимери”) и формулира ос-новните принципи, залегнали в основата на голяма част от съвременното мисле-не за т.нар. нанотерапевтични препарати [38, 39]. Появяват се и два други класа терапевтични наночастици.

За първия от тях - албумин-базираните наночастици, се съобщава през 1972 г. Това, всъщност, е предшественикът на свързания с албумин паклитаксел (Абраксан; Abraxis / AstraZeneca) – първият създаден въз основа на протеин-ба-зирани наночастици терапевтичен препарат, одобрен от Американската агенция за храни и лекарства (FDA) за лечение на метастазирал рак на гърдата през 2005 г.[40]. На 6 септември 2013 г. Абраксан беше одобрен от FDA и за лечение на па-циенти с метастазирал аденокарцином на панкреаса [41].

За втория клас - полимерните наночастици, е докладвано за първи път през 1976 г. Полимерните наночастици са различават от полимер-лекарствените конюгати по това, че първите са изградени от мрежа от полимерни вериги, дока-то вторите се състоят от една полимерна верига. Въпреки огромния интерес към този клас наноносители, до момента нито един препарат, създаден с помощта на полимерни наночастици не е одобрен от FDA за клинична употреба [42].

Следвайки хронологията, тук е мястото да споменем, че първите създаде-ни с помощта на НЧ терапевтични препарати са одобрени от FDA още през 1980-

Първият синтез на това, което днес наричаме терапевтични наночастици е осъществен още през 1950 г., когато Jatzkewitz създава поливинилпиролидон - мескалинов конюгат, в който полимерът и мескалинът (биологично активен първичен амин) са свързани посредством пептид.

“

(Абраксан; Abraxis / AstraZeneca) – първият създаден въз основа на протеин-базирани наночастици терапевтичен препарат, одобрен от Американската агенция за храни и лекарства (FDA) за лечение на метастазирал рак на гърдата през 2005 г.

“

34



СТУДИЯSTUDIA

те години. Смес от циклоспорин и Cremophor EL (полиоксиетилирано рициново масло, което може да разтвори липофилни вещества чрез образуване на мицели) е пусната на пазара под наименованието Sandimmune от фармацевтична компа-ния Novartis след полученото през 1983 г. одобрение. Кремофор е използван като разтворител и при създаването на антитуморния препарат паклитаксел (Таксол; Bristol-Myers Squibb). Възниква дискусия дали дозо-зависимата токсичност, ко-ято се наблюдава при третираните с този препарат пациенти се дължи на самия паклитаксел или на разтворителя (кремофор). Този проблем, както и някои тех-нически трудности, свързани с използването на Cremophor като разтворител, води до предлагането на несъдържащи това съединение форми на паклитаксел, като Абраксан, полимерни мицели [43, 44].

Гозерелин ацетат (Zoladex, AstraZeneca) е инжекционен агонист на гона-дотропин освобождаващия хормон (Gonadotropin-releasing hormone (GnRH). Това е първият полимерен препарат с контролирано освобождаване на активна-та съставка, който се предлага на пазара като Zoladex от AstraZeneca. През 1989 г. е одобрен от FDA за лечение на хормонално зависими неоплазии на простатата и на гърдата [45, 46]. Полимери от този тип са известни като «лекарствени депа», тъй като позволяват лекарства или други биологично активни молекули да се захванат в полимерната матрица и да се освобождават за продължителен период от време благодарение на забавената си дифузия. Такъв е и препаратът Gliadel (Eisai) - той освобождава цитотоксичния агент кармустин от биоразградим по-лимер, който се поставя в резекционната празнина, получена след хирургичното отстраняване на мозъчни тумори. В момента Gliadele e единственият одобрен от FDA (това става през 1996 г.) препарат за вътремозъчна химиотерапия при пациенти с мултиформен глиобластом (Glioblastoma multiforme). Проучвания, проведени с доставка (чрез имплантируеми резервоари) на митоксантрон и ра-диоактивно белязани антитела срещу тенасцин С показват обещаващи резулта-ти [47, 48].

Полимерният матрикс предотвратява разграждането на лекарството и осигурява контрол върху освобождаването му от наночастиците. Вариациите в съотношението между лекарството и полимера, както и в молекулната маса и състава на полимера, могат да повлияят върху степента и нивото на т.нар. кон-тролирано освобождаване [49].

Проучване, проведено от Европейската Комисия за наука и технологии през 2006 г., е показало, че:

– повече от 150 компании работят върху създаването на терапевтични препарати на основата на нанотехнологии;

– най-важното направление в съвременната наномедицина е т.нар. на-ноонкология - приложение на НТ за контрол върху раковите заболя-вания, като броят на разработваните чрез този иновативен подход ан-титуморни препарати надхвърля 150;

– само през 2006 г. патенти за създадени с помощта на нанотехнологи-ите терапевтични препарати са регистрирани в 35 държави. Усилия-та на нанофармацевтичната промишленост са фокусирани основно в областта на онкологията, следвани от борбата с хепатита [3, 50, 51]. Най-голям е броят на патентите за създаване на системите за насочено доставяне на лекарствени препарати.

Очаква се през 2015 г. пазарът на продукти, произведени с помощта на нанотехнологии да възлиза на 1 млрд US долара.

Някои от навлезлите в клиничната практика препарати, създадени на ос-новата на наночастици, са представени в Табл. 1, а в Табл. 2 са систематизирани

Проучване, проведено от Европейската Комисия за наука и технологии през 2006 г., е показало, че най-важното направление в съвременната наномедицина е т.нар. наноонкология - приложение на НТ за контрол върху раковите заболявания, като броят на разработваните чрез този иновативен подход антитуморни препарати надхвърля 150.

“

Гозерелин ацетат е първият полимерен препарат с контролирано освобождаване на активната съставка, който се предлага на пазара като Zoladex от AstraZeneca. През 1989 г. е одобрен от FDA за лечение на хормонално зависими неоплазии на простатата и на гърдата.

“

35



СТУДИЯSTUDIA

липозомно-интегрирани антитуморни медикаменти, намиращи се в различни стадии на клинични проучвания.

Наночастиците като системи за насочено доставяне на лекарстваНай-често използваните НЧ са стабилни, твърди колоидни частици от би-

оразградими полимери или хибридни материали. Веществата могат да бъдат аб-сорбирани върху повърхността на НЧ, да бъдат обвити в полимера/липида или да бъдат разтворени в матрикса. Свойствата на НЧ варират в широк диапазон в зависимост от вида на използваните при производството им полимери, ста-билизатори, сърфактанти. Всеки един от компонентите може да повлияе върху бионаличността на лекарствения препарат в клетките/тъканите, върху приема на лекарството, върху стабилността му в плазмата [52, 53].

Наночастиците притежават редица предимства като системи за доставка на лекарства (СДЛ). Ето някои от тях:

– Подобряват разтворимостта на свързаните с тях вещества;– След подходяща модификацаия, имуногенността им може да бъде зна-

чително намалена, а полуживотът им в циркулацията – удължен; – Намаляват честотата на приложение на съответния лекарствен перпа-

рат;– Осигуряват насочена доставка на лекарствения препарат и намаляват

страничните ефекти;– Възможно е едновременно доставяне на два или повече препарата

(комбинирана терапия) с цел постигане на синергичен ефект или пре-комбинирана терапия) с цел постигане на синергичен ефект или пре-) с цел постигане на синергичен ефект или пре- с цел постигане на синергичен ефект или пре-одоляване на лекарствена устойчивост [52, 53, 54, 55]. Наночастиците успешно могат да бъдат използвани и като вектори при провеждането на генна терапия [56];

– Все по-голяма популярност напоследък придобиват т.нар. «нанотера-ностици» (nanotheranostics) – създадени с помощта на нанотехнологи-nanotheranostics) – създадени с помощта на нанотехнологи-) – създадени с помощта на нанотехнологи-създадени с помощта на нанотехнологи-ите системи, позволяващи едновременно приложение на диагностич-ни и терапевтични подходи [57, 58].

Преди НЧ да бъдат възприети като напълно реалистичен метод за достав-ка на лекарства, те трябва да отговорят на редица изисквания, най-важните сред които са: да са стабилни в кръвта, да не са токсични, да не провокират образува-нето на тромби, да не са имуногенни, да не предизвикват възпалителна реакция, да са биоразградими, да избягват ретикулоендотелната система, да са приложи-ми с широк кръг молекули (малки молекули, протеини, пептиди, нуклеинови киселини), да не са скъпи и трудни за получаване [52, 53, 54].

Механизми за насочване на наночастицитеНасочването на частиците може да бъде активно или пасивно. Пасивното

насочване се основава на специфични физиологични параметри, които действат като филтър на разпределението. Така например, частиците с размер 5 µm пасив-5 µm пасив-m пасив- пасив-но ще се насочват към фагоцитиращите антиген-представящи клетки, тъй като са прекалено големи, за да бъдат поети от други клетки [59]. НЧ с размер 100-150 nm проявяват тенденция към натрупване в туморите, чиито кръвоносни съдове се отличават с по-висока пропускливост в сравнение с тези в нормалните тъкани и органи [60].

По-добре кръвоснабдените тъкани и органи (мозък, черен дроб, сърце, черва, бял дроб, бъбреци, слезка и др.) могат да получат по-големи „порции” от

Възможно е едновременно доставяне на два или повече препарата (комбинирана терапия) с цел постигане на синергичен ефект или преодоляване на лекарствена устойчивост [52, 53, 54, 55]. Наночастиците успешно могат да бъдат използвани и като вектори при провеждането на генна терапия.

“

Наночастиците притежават редица предимства като системи за доставка на лекарства.

“

36



СТУДИЯSTUDIA

въведените в организма наночастици, респективно от включените в тях лекар-ствени препарати.

Друга възможност е циркулиращите частици да бъдат задържани на опре-делени места под влияние на външно въздействие, например магнитно поле или загряване [60]. Частици, чието поведение се контролира от условията на средата, могат да бъдат изключително полезни за различни цели, тъй като с помощта на молекулни сензори са „настроени” така, че да освобождават товара си при опре-делени физиологични параметри на околната среда – напр. промени в рН, темпе-ратура, окислително-редукционен потенциал, съдържание на глюкоза, ензимна активност и т.н. [60].

При активното насочване, повърхността на частиците трябва да бъде предварително модифицирана (функционализирана) с лиганди на биологични маркери [61], антитела [62], или аптамери (олигонуклеотиди или пептиди, които се свързват с определени прицелни молекули) [63,64]. За тази цел могат да бъдат използвани и т. нар. RGD пептиди – трипептидни последователности, изградени от L-аргинин, глицин и L-аспарагинова киселина, които играят важна роля при разпознаването и белтък-белтъчните взаимодействия в клетката [65, 66].

Интересно е да се отбележи, че функционализираните НЧ проявяват ви-сок авидитет към техните прицелни клетки, което най-вероятно е резултат от осъществените мултивалентни взаимодействия [67, 68]. НЧ могат да бъдат на-сочени както срещу самите ракови клетки, така и срещу образуващите се около тях в хода на ангиогенезата кръвоносни съдове.

Възможно е наноструктурите да бъдат конструирани по такъв начин, че изцяло да „прикрият” включения в тях терапевтичен агент. Така, чрез стратегия-та, наречена образно „Троянски кон”, НЧ могат да доведат до прицелните клетки/тъкани лекарства и други биологично активни молекули, които иначе не биха могли да стигнат дотам [6]. Веднъж свързали се с клетката-мишена, функциона- [6]. Веднъж свързали се с клетката-мишена, функциона-. Веднъж свързали се с клетката-мишена, функциона-лизираните НЧ бързо навлизат в нея чрез рецептор-медиирана ендоцитоза.

Навлизане в клетките Познати са различни механизми за навлизане на частици в клетката: пи-

ноцитоза, фагоцитоза, рецептор-медиирана ендоцитоза. Фагоцитозата („клетъчното хранене”) е поглъщане на частици с диаметър

до 10 µm и се осъществява от клетки на ретикулоендотелната система, каквито са професионалните фагоцити – макрофаги, неутрофили, дендритни клетки.

Пиноцитозата („поемане на течности от клетките”) се осъществява от всички типове клетки и представлява прием на намиращи се в разтворено със-тояние материали и субстанции, чиито размери са < 1 µm.

Следователно, докато микрочастиците могат да бъдат поети само от фагоци-тиращи клетки, наночастиците могат да навлязат във всички типове клетки [60].

Специално внимание заслужава т. нар. „рецептор-медиирана ендоцитоза”, която има голям потенциал за насочване на частиците към желани от нас при-целни клетки. В основата на този процес стои разпознаване и взаимодействие между разположени върху повърхността на клетките-мишени специфични ре-цептори и съответните лиганди (или НЧ, чиято повърхност е покрита с тези ли-ганди). Възникналият сигнал протича към вътрешността на клетката и активира различни биохимични пътища, което води до поемане на лиганда и свързаната с него НЧ чрез ендоцитоза [6].

Познати са различни механизми за навлизане на частици в клетката: пиноцитоза, фагоцитоза, рецептор-медиирана ендоцитоза.

“

Възможно е наноструктурите да бъдат конструирани по такъв начин, че изцяло да „прикрият” включения в тях терапевтичен агент. Така, чрез стратегията, наречена образно „Троянски кон”, НЧ могат да доведат до прицелните клетки/тъкани лекарства и други биологично активни молекули, които иначе не биха могли да стигнат дотам.

“

37



СТУДИЯSTUDIA

Преминаване през биологични бариериКато цяло микрочастиците не могат да преминават през повечето биоло-

гични бариери. Така например, те не са в състояние да преодолеят кръвно-мо-зъчната бариера, дори когато бъдат директно инжектирани в мозъка, особено ако са големи или заредени. За сравнение, НЧ могат да преминават тези бариери и това е едно от големите им предимства (но и една потенциална заплаха, ако не сме сигурни в тяхната безопасност). Проницаемостта на биологичните бариери може да бъде повишена вследствие на заболяване или целенасочено въздейст-вие - например повишената пропускливост на ендотелните клетки в солидните тумори или „отслабването” на кръвно-мозъчната бариера вследствие на осмоти-чен шок [69, 70, 71].

Ефект на повишена пропускливост и задържанеПрез 1980-те години Hiroshi Maeda и сътрудници провеждат проучвания

върху поли- стирен -ко- малеинова киселина, конюгирана с неокарзиностатин (продуциран от Streptomyces macromomyceticus - антибиотик с антитуморно действие) (SMANCS). Установено е, че в сравнение с неконюгирaния неокарзинос-татин, SMANCS се натрупва в много по-голяма степен в злокачествено трансфор-мираните тъкани, което авторите приписват на уникалните структурни характе-ристики на съдовете в туморните образувания. При тях са установени отклонения в сравнение с нормалните кръвоносни съдове, които най-често се изразяват в на-личие на относително голям брой пролифериращи ендотелни клетки, увеличена усуканост, недостиг на перицити и аномалии в образуването на базалната мем-брана [72, 73]. В резултат от тези изменения се наблюдава повишен пермеабилитет на развиващите се в тумора кръвоносни съдове, чиято регулация най-вероятно се осъществява от съдовия ендотелиален растежен фактор (VEGF), брадикинини, простагландини, азотен оксид и матриксни металопротеинази [74, 75].

По-късно това явление става известно като „ефект на повишена пропуск-ливост и задържане” (ЕПЗ). Именно той позволява на макромолекулите да на-пуснат кръвния ток, възползвайки се от повишената пропускливост на недораз-витите кръвоносни съдове в туморните образувания. В същото време липсата на ефективен лимфен дренаж допринася за задържането на колоидни частици или макромолекули (с молекулна маса > 50 кDa) в туморния интерстициум (в продължение на дни). За да могат СДЛ да се възползват от ЕПЗ, размерите на наночастиците трябва да бъдат в тесни граници – обикновено от 10 до 100 nm. Частици, чиито размери са под 10 nm, се елиминират бързо през бъбреците или чрез екстравазация, докато по-големите частици (~ 100-200 nm) се фагоцитират от клетките на РЕС. Полимерно-лекарствените конюгати са особено подходящи за насочване към туморните образувания, тъй като масата на полимера може лесно да се променя, което на свой ред позволява конструиране на частици с желани от нас размери [74, 75, 76].

Благодарение на ефекта на повишена пропускливост и задържане, тумор-ните образувания се превръщат в своеобразен „капан” за i.v. въведените наноча-i.v. въведените наноча-.v. въведените наноча-v. въведените наноча-. въведените наноча-въведените наноча-стици – тук те често се натрупват в концентрации, по-високи от тези в плазмата и останалите тъкани [74, 76, 77, 78].

Освен на пасивна дифузия [79], натрупването на НЧ в неоплазиите може да е резултат и от активно насочване вследствие на специфичното разпознаване между разположени върху повърхността на НЧ лиганди и съответни молекули върху туморните клетки [80].

Благодарение на ефекта на повишена пропускливост и задържане, туморните образувания се превръщат в своеобразен „капан” за i.v. въведените наночастици – тук те често се натрупват в концентрации, по-високи от тези в плазмата и останалите тъкани.

“

НЧ могат да преминават тези бариери и това е едно от големите им предимства (но и една потенциална заплаха, ако не сме сигурни в тяхната безопасност).

“

38



СТУДИЯSTUDIA

Ефектът на повишена пропускливост и задържане днес е приет за златен стандарт при проектиране на антитуморни лекарствени препарати (макромоле-кули) за селективно въздействие върху злокачествено трансформираните тъка-ни [81].

Немодифицирани (конвенционални) наночастициСвързването на цитостатик с немодифицирани (конвенциални) наноча-

стици (НФ-НЧ) води до промени в профила на неговото разпределение в ор-ганизма, тъй като в този случай той се поема най-вече от органите на ретикуло ендотелната система – черен дроб, слезка, бял дроб и костен мозък. Веднъж по-паднали в кръвния ток, НМ -НЧ бързо се опсонизират и изчистват от фиксира-ните макрофаги в органите на РЕС [82].

Материалът, от който са изградени наночастиците (тип, хидрофобност, биоразградимост) и веществото, което те носят (молекулна маса, заряд, локали-зация в наносферата: абсорбирани или инкорпорирани) оказват голямо влияние върху профила на разпределение в органите на РЕС [83]. Точният механизъм, по който става това, не е напълно известен, но се знае, че процесът протича бързо – в рамките на 0.6 – 3 часа [83].

Биоразпределение от такъв тип би могло да се окаже полезно при лечение на тумори, локализирани в органи на РЕС (например хепатоцелуларни карци-номи или метастази в черния дроб). Това показват и резултатите от редица екс-периментални проучвания [84, 85, 86]. В същото време обаче трябва да се имат предвид следните обстоятелства:

- Честото приложение (на интервали по-кратки от две седмици - вре-мето, необходимо за възстановяване на Купферовите клетки) води до недостиг на Купферови клетки, а оттам - до понижен прием в черния дроб и съответно до намален терапевтичен ефект върху разположе-ните в тази област тумори [80]. Рискът от възникване на бактериемия също не бива да се изключва [80, 87].

- Конвенционалните носители (НФ-НЧ) могат да попаднат и в костния мозък (орган на РЕС) и да предизвикат миелосупресия [88].

- При мишки, третирани с доксорубицин, свързан с PIBCA (поли- изо-PIBCA (поли- изо- (поли- изо-(поли- изо-бутилцианоакрилат), е наблюдавана остра бъбречна токсичност (про- е наблюдавана остра бъбречна токсичност (про-е наблюдавана остра бъбречна токсичност (про-теинурия), която най-вероятно се дължи на промененото биоразпре-деление на доксорубицина, довело до засилен прием от страна на ме-зангиалните клетки и последващо увреждане на гломерулите [89].

Независимо от всичко това обаче, включените в конвенционалните НЧ антитуморни препарати имат по-добър профил на безопасност по отношение на здравите тъкани в сравнение със свободните форми. Така например, наблю-давано е намалено натрупване в сърцето [90], както и понижена генотоксичност на митомицин С и фарморубицин [91].

В същото време ползата от конвенционалните НЧ е ограничена поради масираното им задържане от макрофагите на РЕС след интравенозното им въ-веждане. Това налага да бъдат конструирани друг вид наночастици, подходя-щи за насочена терапия на тумори, разположени извън органите на РЕС. Това най-често става чрез тяхното пегилиране и натоварването им с моноклонални антитела срещу разположени върху туморните клетки специфични рецептори, аптамери и др. Така променените наночастици са „невидими” за макрофагите [92]. Те се характеризират с удължен полуживот в кръвния ток [93, 94], което им позволява да напускат селективно кръвоносните съдове в определени зони,

В същото време ползата от конвенционалните НЧ е ограничена поради масираното им задържане от макрофагите на РЕС след интравенозното им въвеждане. Това налага да бъдат конструирани друг вид наночастици, подходящи за насочена терапия на тумори, разположени извън органите на РЕС.

“

Материалът, от който са изградени наночастиците (тип, хидрофобност, биоразградимост) и веществото, което те носят (молекулна маса, заряд, локализация в наносферата: абсорбирани или инкорпорирани) оказват голямо влияние върху профила на разпределение в органите на РЕС.

“

39



СТУДИЯSTUDIA

каквито са туморните образувания и огнищата на възпаление (където пропуск-ливостта на кръвоносните съдове е повишена [80].

Модифициране на повърхността на наночастицитеМодифициране на повърхността на НЧ (т. нар. функционализиране) може

да стане чрез свързване (по ковалентен или друг начин) на различни функцио-нални групи. По този начин НЧ могат да придобият желани от нас свойства, вкл. увеличена разтворимост и биосъвместимост. Прикачането на хидрофилни по-лимери, като полиетиленгликол (т.нар. пегилиране), значително повишава хид-ратацията (т.е. разтворимостта) на НЧ и може да предпази свързаните протеини от ензимно разграждане при прилагането им in vivo [95].

Пегилираните НЧ могат да послужат като носители на липофилни моле-кули и така да преодолеят проблемите, свързани с тяхната разтворимост. Нераз-творими във вода вещества могат да бъдат свързани, абсорбирани или инкапсу-лирани в хидратираните наночастици [96, 97]. По този начин разтворимостта на съответното вещество вече ще се определя не толкова от собствените му харак-теристики, колкото от тези на наночастиците-носители.

Прибавянето на полиетиленгликол или други хидрофилни съединения към повърхността на НЧ повишава и тяхната биосъвместимост in vivo. РЕС от-in vivo. РЕС от- vivo. РЕС от-vivo. РЕС от-. РЕС от-странява бързо от кръвния ток интравенозно въведените необлечени НЧ [98]. Обвитите с хидрофилни полимери НЧ обаче имат удължен полуживот, което най-вероятно се дължи на намалената опсонизация и очистване от страна на макрофагите [99].

Впрочем, включването на вещества в наночастици като носители предста-влява лека промяна на познатия ни от класическата фармакология модел, при който свързването на традиционните терапевтични препарати с плазмените протеини (например с албумин или с α1-киселия гликопротеин) подобрява тях-ната бионаличност.

Зарядът на НЧ също може да повлияе върху тяхната биосъвместимост, върху способността им да преминават през биологичните бариери [100, 101, 102, 103] и разпределението им в съдовите и извънсъдовите зони на тумора [104]. При дендримерите например, частиците, които съдържат аминогрупи (катион-ни) върху външната си повърхност са с много по-висока цитотоксичност в срав-нение с тези, които притежават карбоксиолни (анионни) групи [105].

Съдба на наночастиците след въвеждането им в организма Най-често въвеждането на частиците става интравенозно. Като част от

имунния отговор, моноцитите и макрофагите бързо абсорбират циркулиращи-те наноматериали и ги натрупват в лимфните възли и слезката за по-нататъшна обработка. Процесът на улавяне и очистване на интравенозно въведените час-тици от циркулацията се улеснява от депозиране на опсонизиращи фактори и протеини на комплемента върху повърхността им [99, 106, 107]. Следователно, за да бъдат ефективни СДЛ, наночастиците трябва да избягват РЕС. Както вече беше споменато, за тази цел са разработени множество стратегии, след които т.нар. пегилиране е широко застъпено.

Частици, чийто диаметър е > 200 nm, активират по-ефективно система-та на комплемента и се изчистват по-бързо в сравнение с по-малките НЧ. Най-вероятно това е резултат от особеностите на формата (геометрията), заряда и функционалните групи върху повърхността на тези частици, които имат значе-ние за свързването с протеини и опсонини [108, 109].

Частици, чийто диаметър е > 200 nm, активират по-ефективно системата на комплемента и се изчистват по-бързо в сравнение с по-малките НЧ.

“

Пегилираните НЧ могат да послужат като носители на липофилни молекули и така да преодолеят проблемите, свързани с тяхната разтворимост. Неразтворими във вода вещества могат да бъдат свързани, абсорбирани или инкапсулирани в хидратираните наночастици.

“

40



СТУДИЯSTUDIA

По-малките частици имат редица предимства, сред които: избягва се бър-зото и/или неспецифично отстраняване (Clearance) от кръвния ток; няма опас-ност от възникване на емболия. Не бива да се забравя, че филтрите на някои инфузионни системи отстраняват частиците с размер > 0.22 µm [60]

Микрочастиците, инжектирани в различни тъкани, обикновено остават на мястото, където са въведени. Така например след инжектирането на поли-мерни НЧ (от бавно разградим полимер) с големина 60 µm в седалищния нерв на мишки, те могат да объдат открити в достатъчни количества на мястото на въвеждането им повече от 8 седмици по-късно [69]. Разликата между микро- и наночастиците се наблюдава най-добре при инокулиране в коремната кухина. Микрочастици с даметър 5, 25, 60 и 250 µm, инжектирани i.p. при мишки, се за-държат в перитонеума поне за две седмици. От друга страна, същата обща маса наночастици от този материал почти напълно се изчиства от перитонеума за аналогичен период от време [60].

Много малките наночастици (1-20 nm) имат по-дълго време на цирку-лация и по-бавна екстравазация от кръвоносните съдове в интерстициалните пространства [110]. Това може да доведе до по-бавно постигане на максимал-ния обем на разпределение или дори да промени обема на разпределение (когато частиците се прилагат i.v.).

Локалното инокулиране изисква прилагане на НЧ с по-големи размери (30-100 nm). По този начин ще се избегне изтичането от капилярите, но в същото време размерите на частиците са достатъчно малки, за да се избегне очистването им от РЕC [111, 80].

Наночастици и образна диагностикаВъпреки малките си размери, НЧ могат да натрупат десетки хиляди атоми

или малки молекули, какъвто е например използваният при магнитния резонанс контрастен агент гадолиний, и по този начин дават възможност да се повиши чувствителността при откриване на ранни стадии на ракови заболявания [112].

Супермагнитни НЧ са използвани като контрастни агенти при провежда-не на магнитен резонанс (Magnetic resonance imaging, MRI). Те са изградени от неорганична сърцевина от железен оксид, покрит или не с полимер, например декстран [113]. Полимерното покритие служи не само като защитен слой на сър-цевината, но е много важно за „адаптирането” на наночастиците за приложение in vivo. Към това покритие може да бъдат прикрепени различни групи, които из-пълняват ролята на „навигаторни системи” за насочване на частиците към при-целните клетки/зони; „полезен товар” (например терапевтик) или допълнителни визуализиращи системи [114].

Тези НЧ могат да се разделят на две главни групи в зависимост от размера си, който повлиява полуживота им в плазмата, биоразпределението им, а оттам и евентуалните им приложения [113]. Тези групи са:

– SPIOs (суперпарамагнитен железен оксид) – НЧ са с размер > 50 nm– USPIOs (ултрамалки суперпарамагнитни частици от железен оксид)

или LCDIO (покрити с декстран частици от железен оксид с удължено време на циркулация) – частиците са < 50 nm.

Обвити с декстран НЧ от супермагнитен железен оксид (USPIO) са били успешно използвани за визуализиране на микрометастази в лимфните възли при пациенти с рак на простатата [115]. Съобщено е и за приложение на па-рамагнитни, белязани с гадолиний наночастици (дендримери) за откриване на микрометастази в лимфните възли на мишки с рак на гърдата [116]. Докато

Локалното инокулиране изисква прилагане на НЧ с по-големи размери (30-100 nm). По този начин ще се избегне изтичането от капилярите, но в същото време размерите на частиците са достатъчно малки, за да се избегне очистването им от РЕC.

“

По-малките частици имат редица предимства, сред които: избягва се бързото и/или неспецифично отстраняване от кръвния ток; няма опасност от възникване на емболия.

“

41



СТУДИЯSTUDIA

нормалните ЛВ бързо наотрупват тези MRI-позитивни частици, то туморните клетки (вкл. тези на микрометастазите) не ги поемат. При друго проучване са използвани USPIO наночастици при 80 пациенти, насочени към оперативно от-страняване на рак на простатата и/или тазови лимфни възли. Въпреки че при 71% от тези пациенти компютърно-томографското изследване не е показало данни за наличие на злокачественост, MRI със супермагнитни НЧ коректно е идентифицирало всеки пациент с метастатични лимфни възли. С помощта на супермагнитните наночастици са били открити суспектни възли при 9 пациен-ти, в резултат на което е била предприета по-обширна оперативна интервенция, при което е доказано наличието на далечни метастази. Авторите съобщават, че НЧ са направили възможно откриването на микрометастази с диаметър < 2 nm в нормални по размер ЛВ, което е под разделителната способност на позитрон-емисионната томография (РЕТ), приета за една от най-чувствоителните техники в съвременната образна диагностика за откриване на неоплазиите [115].

Проучване при експериментални модели у лабораторни животни е пока-зало, че златно-силиконови НЧ, покрити с моноклонални антитела срещу HER2 успешно идентифицират туморни клетки in vivo. Нещо повече, повишаването на температурата на НЧ до 37.40С, е достатъчно, за да предизвика топлинна де-струкция в карциномните клетки [117]. По-нататъшните изследвания показали, че продължителността на живот на тумор-носещи мишки, подложени на така-ва комбинация от диагностични и лечебни подходи, значително се удължава в сравнение с контролните животни [118].

ТоксичностВъпросът за потенциалната токсичност на НЧ определено представлява

интерес по няколко причини: 1) Всички ние ежедневно сме изложени на въз-действието на НЧ и това съвсем не е от вчера. Нека не забравяме, че наночастици се образуват не само при целенасочен химичен синтез, но и при горивни проце-си в промишлеността, заваряване, освобождават се при движението на автомо-билите, вулканичната дейност и др.; 2) Установено е, че инертни частици могат да станат биологично активни, когато са в наноразмери. Така например титани-евият диоксид (познат ни като нетоксичен) в наноразмери, проявява изразена токсичност по отношение на белия дроб. Доказан е и цитотоксичен ефект; 3) Не бива да се забравя, че НЧ могат да преминат през различните защитни ме-ханизми на живите организми и почти безпрепятствено да се разпространят в нях. Отговорът на този въпрос все още не е напълно изяснен, което до голяма степен се дължи на следните обстоятелства: не са натрупани достатъчно данни (малък брой проучвания, кратко време на експозиция), комплексната природа на материалите и различните характеристики на изследваните НЧ (диаметър, дължина, порьозност, агломерация), трудности при измерване на риска, липса на общоприети схеми за оценка на опасността от приложението им. Така на-пример, фулерените могат да съдържат до повече от 100 въглеродни атома. До момента обаче разполагаме с информация предимно за тези с до 60 въглеродни атома, като при повечето проучвания чистотата на пробите не е документирана [51, 119, 120, 121, 122].

Взаимодействието на НЧ с биологичните системи и токсичността им за-висят от техните размери, концентрация, разтворимост, химични и биологични свойства, стабилност и др. Макар необходимостта от проследяването на толкова много фактори да създава известни затруднения, добрата новина е, че токсич-ността на наноматериалите може да бъде намалена посредством модифициране-то им с помощта на различни химични подходи.

Взаимодействието на НЧ с биологичните системи и токсичността им зависят от техните размери, концентрация, разтворимост, химични и биологични свойства, стабилност и др.

“

НЧ са направили възможно откриването на микрометастази с диаметър < 2 nm в нормални по размер ЛВ, което е под разделителната способност на позитрон-емисионната томография (РЕТ).

“

42



СТУДИЯSTUDIA

Друго предизвикателство пред изследванията в тази област е, че токсич-ността на НЧ зависи и от тяхната повърхност, а не само от масата (която нормал-но свързваме с токсичността на веществата). И тъй като НЧ са с изключително малки размери, незначително количество от тях (като маса) може да предизвика сериозни токсични ефекти, поради голямата обща повърхност.

Значение има и относителната разлика между размера на частиците и ди-аметъра на кръвоносния съд. Доказано е, че частици с диаметър > 5µm могат да предизвикат емболия. Частици с диаметър < 100 nm проявяват склонност към агрегиране – образуват се кластери, които също могат да предизвикат емболия и да спрат кръвния ток. Тези особености на частиците се използват целенасочено, например при провеждане на трансартериална химиоемболизация на хепатоце-луларен карцином или метастази в черния дроб. Идеята е да бъде блокиран при-тока на кръв към туморното образувание, а химиотерапевтичните средства да се освобождават в него.

В същото време обаче е възможно да възникнат и нежелани последици, включително отлагане на агрегатите в различни органи. Например въведени i.v. НЧ със склонност към агрегиране могат да доведат до възникване на емболи в белия дроб, инсулти, инфаркт на миокарда. Частици с размери до 4-5 µm могат да бъдат инжектирани директно в каротидната артерия на мишки, без да предиз-викат забележими проблеми (много високи дози обаче не са били тествани) [69].

Системната токсичност на НЧ все още не е добре проучена, но има дан-ни за възможно нежелано повлияване върху дихателната и сърдечно-съдовата системи. Около тези проучвания все още има доста дебати относно чистотата на използваните проби, размера и повърхността на наночастиците, разтвори-теля и т.н. Повечето изследвания са проведени с лабораторни плъхове, като НЧ са въвеждани интратрахеално. Предимството на този вид експерименти е, че се симулира най-тежката ситуация, при която агентът попада директно в долните дихателни пътища. Недостатъкът е, че по този начин не се пресъздава реалната ситуация.

Предполагат се редица механизми, обясняващи връзката между инхали-рането на НЧ и кардиопулмоналната заболеваемост и смъртност. Допуска се възможността да бъдат директно стимулирани от НЧ, предизвиквайки промени във функцията на ЦНС и автономната дейност на сърцето. Потенциалният при-ем от невроните и транслокацията на инхалираните НЧ към мозъка е докладва-на при редица проучвания [123,124].

Установено е, че НЧ могат да предизвикат възпалителна реакция, водеща до освобождаването на цитокини и хемокини, като IL-6, Il-1β, TNF-α, реактив-ни кислородни частици, С-реактивен протеин, транскрипционни фактори [125, 126]. Тази каскада стимулира дейността на митоген активираната протеин кина-за (МАРК), ядрения фактор kappa B (NF-κB) и активаторния протеин - 1 (AP-1). За сравнение, предполага се, че възпалението участва и в етиологията на атерос-клерозата и коронарната сърдечна болест при човека, като при пациентите се откриват подобни про-инфламаторни фактори [127].

Един от механизмите, чрез които НЧ биха могли да провокират развитие на възпалителна реакция, включва образуването на реактивни кислородни час-тици. Това най-вероятно се дължи на голямата повърхност на НЧ, което позво-лява по-интензивни взаимодействия с околната среда и с клетъчните компонен-ти, както и с голям брой преходни метали, имащи отношение към възникването на тези частици [6, 128, 129].

Преди наночастиците да навлязат рутинно в медицинската практика, е аб-солютно важно да сме сигурни, че те се възприемат добре от тъканите и органи-

Системната токсичност на НЧ все още не е добре проучена, но има данни за възможно нежелано повлияване върху дихателната и сърдечно-съдовата системи.

“

43



СТУДИЯSTUDIA

зма като цяло. Оценяването на риска от контакта (при i.v. въвеждане, вдишване, попадане върху кожата и т.н.) с наночастици изисква задълбочени проучвания върху тяхната абсорбция, разпространение/задържане в тъканите и органите, мутагенност, канцерогенност и др.; необходимо е да се изяснят и механизмите, по които те биха могли да причинят увреждания на клетките и тъканите. За съ-жаление, много често провежданите in vitro тестове не могат да предвидят какво ще се случи in vivo. На свой ред, изследванията in vivo са скъпи, продължител-ни, свързани с етични проблеми. Това показва, че трябва да бъдат разработени експериментални модели и подходи за оценка на токсичността in vitrо, които реално да пресъздават ситуацията in vivo [60].

ЗаключениеПрилагането на нанотехнологиите за конструиране на системи за доста-

вяне на лекарства днес вече не е само мечта. В момента повече от 20 препарата, приготвени с помощта на този иновативен подход, са в клинична употреба, като на практика илюстрират способността на наночастиците да подобряват терапев-тичния индекс на познатите ни лекарства. В допълнение към вече одобрените нанотерапевтични препарати, редица други системи (разработени на основата на липозоми, полимерни мицели, дендримери, квантови точки), се намират в различни етапи на предклинични и клинични изпитания. Прогнозите на спе-циалистите сочат, че нанотехнологиите ще имат все по-голямо влияние върху много области на медицината. Нещо повече, малкият размер на НЧ им позво-лява да взаимодействат лесно с биомолекули, разположени върху клетъчната повърхност, както и вътре в клетката, при това по начин, който обикновено не променя поведението и биохимичните свойства на тези молекули. Подобно вза-имодействие с рецептори, нуклеинови киселини, транскрипционни фактори и други сигнални протеини ще помогне да бъдат получени така необходимите ни данни за сигналните пътища, контролните механизми и транспортните проце-си, участващи в нормалното функциониране на клетките, както и в промените, съпътстващи болестните им изменения. Едно от направленията, в които усилено се работи, има за цел създаването на наночастици, които да разпознават рако-вите клетки in vivo, да определят точно тяхното местонахождение в организма, да намерят и унищожат тези клетки и да „докладват”, че са изпълнили своята задача.

Благодарности: Проучването е проведено с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси“, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз по ПРОЕКТ BG051PO001 – 3.3.06 -0048/ 04.10.2012 г. „Изграждане и развитие на млади висококвалифицира-ни изследователи за ефективно прилагане на биомедицинските изследвания за подобряване качеството на живот“

малкият размер на НЧ им позволява да взаимодействат лесно с биомолекули, разположени върху клетъчната повърхност, както и вътре в клетката, при това по начин, който обикновено не променя поведението и биохимичните свойства на тези молекули.

“

44



СТУДИЯSTUDIA

ИЗПОЛЗВАНА ЛИТЕРАТУРА1. Richard Feynman, “There’s Plenty of Room at the Bottom” Pasadena, American Physical Society

meeting, Caltech, 29 December 1959.2. Surendiran A, Sandhiya S, Pradhan SC, Adithan C. Novel applications of nanotechnology in

medicine. Indian J Med Res. 2009; 130(6):689-701.3. Kim BYS, Rutka JT, Chan WCW. Nanomedicine. New Eng J Medicine. 2010; 2434-2443.4. McNeil SE. Nanotechnology for the biologist. J Leukoc Biol. 2005; 78(3):585-94. 5. Couvreur P, Couarraze G, Devissaguet JP, Puisieux F. Nanoparticles: preparation and characterization.,

Microencapsulation: Methods and Industrial Application, Marcel Dekker, New York; 1996 S. Benita (Ed.):183-211.

6. Faraji AH, Wipf P. Nanoparticles in cellular drug delivery. Bioorg Med Chem. 2009; 17(8):2950-62. 7. Ekambaram P, Abdul Hasan Sathali A, Priyanka K. Solid lipid nanoparticles: a review. Sci. Revs.

Chem. Commun. 2012; 2 (1): 80-102.8. Torchilin VP. Recent advances with liposomes as pharmaceutical carriers. Nat Rev Drug Discov.

2005; 4(2):145-60.9. Zhang L, Granick S. How to stabilize phospholipid liposomes (using nanoparticles). Nano Lett.

2006; 6(4):694-8.10. Bangham AD, Horne RW, Glauert AM, Dingle JT, Lucy JA. Action of saponin on biological cell

membranes. Nature. 1962;196:952–955.11. Horne RW, Bangham AD, Whittaker VP. Negatively Stained Lipoprotein Membranes. Nature.1963;

200:1340.12. Bangham AD, Horne RW. Negative Staining of Phospholipids and Their Structural Modification

by Surface-Active Agents As Observed in the Electron Microscope. Journal of Molecular Biology.1964; 8:660–668.

13. Zhang L, Gu FX, Chan JM, Wang AZ, Langer RS, Farokhzad OC. Nanoparticles in medicine: therapeutic applications and developments. Clin Pharmacol Ther. 2008; 83(5):761-9.

14. Paszko E, Senge MO. Immunoliposomes. Curr Med Chem. 2012;19(31):5239-77.15. Slingerland M, Guchelaar HJ, Gelderblom H. Liposomal drug formulations in cancer therapy: 15

years along the road. Drug Discov Today. 2012;17(3-4):160-6. 16. Northfelt DW, Dezube BJ, Thommes JA, Miller BJ, Fischl MA, Friedman-Kien A, Kaplan LD, Du Mond

C, Mamelok RD, Henry DH. Pegylated-liposomal doxorubicin versus doxorubicin, bleomycin, and vincristine in the treatment of AIDS-related Kaposi‘s sarcoma: results of a randomized phase III clinical trial. J Clin Oncol. 1998; 16(7):2445-51.

17. Adler-Moore J. AmBisome targeting to fungal infections. Bone Marrow Transplant. 1994;14 Suppl 5:S3-7.

18. Hamill RJ. Amphotericin B formulations: a comparative review of efficacy and toxicity. Drugs. 2013 Jun;73(9):919-34. doi: 10.1007/s40265-013-0069-4.

19. Gabizon A, Martin F. Polyethylene glycol-coated (pegylated) liposomal doxorubicin. Rationale for use in solid tumours. Drugs. 1997; 54 Suppl 4:15-21.

20. Dvorak HF, Nagy JA, Dvorak JT, Dvorak AM. Identification and characterization of the blood vessels of solid tumors that are leaky to circulating macromolecules. Am J Pathol. 1988; 133(1):95-109.

21. Hougeir FG, Kircik L. A review of delivery systems in cosmetics. Dermatol Ther. 2012; 25(3):234-7.22. Donaldson K, Aitken R, Tran L, Stone V, Duffin R, Forest G, Alexander A. Carbon nanotubes: a

review of their properties in relation to pulmonary toxicology and workplace safety. Toxicological Sciences.2006; 92(1): 5-22.

23. Manna SK, Sarkar S, Barr J, Wise K, Barrera EV, Jejelowo O, Rice-Ficht AC, Ramesh GT. Single-walled carbon nanotube induces oxidative stress and activates nuclear transcription factor-kappaB in human keratinocytes. Nano Lett. 2005; 5(9):1676-84.

24. Kagan VE, Tyurina YY, Tyurin VA, Konduru NV, Potapovich AI, Osipov AN, Kisin ER, Schwegler-Berry D, Mercer R, Castranova V, Shvedova AA. Direct and indirect effects of single walled carbon nanotubes on RAW 264.7 macrophages: role of iron. Toxicol Lett. 2006; 165(1):88-100.

25. Porter AE, Gass M, Muller K, Skepper JN, Midgley PA, Welland M. Direct imaging of single-walled carbon nanotubes in cells. Nat Nanotechnol. 2007; 2(11):713-7.

26. Madani SY, Shabani F, Dwek MV, Seifalian AM. Conjugation of quantum dots on carbon nanotubes for medical diagnosis and treatment. Int J Nanomedicine. 2013;8:941-50.

27. Klajnert B. and Bryszewska M. Dendrimers: properties and applications. Acta Biochimica Polonica. 2001; 48(1): 199-208.

45



СТУДИЯSTUDIA

28. Kaminskas LM, Boyd BJ, Porter CJ. Dendrimer pharmacokinetics: the effect of size, structure and surface characteristics on ADME properties. Nanomedicine. 2011; 6(6):1063-84.

29. Sadekar S, Ghandehari H. Transepithelial transport and toxicity of PAMAM dendrimers: implications for oral drug delivery. Adv Drug Deliv Rev. 2012; 64(6):571-88.

30. Pearson RM, Sunoqrot S, Hsu HJ, Bae JW, Hong S. Dendritic nanoparticles: the next generation of nanocarriers? Ther Deliv. 2012; 3(8):941-59.

31. Cai X, Hu J, Xiao J, Cheng Y. Dendrimer and cancer: a patent review (2006-present). Expert Opin Ther Pat. 2013; 23(4):515-29.

32. Rossetti R, Nakahara S, Brus LE. Quantum size effects in the redox potentials, resonance Raman spectra, and electronic spectra of CdS crystallites in aqueous solution. J Chem Phys 1983; 79:1086-1088.

33. Еkimov AI, Efros AL, Onushchenko AA. Quantum size effect in semiconductor microcrystals. Solid State Commun 1985; 56: 921-924.

34. Cheki M, Moslehi M, Assadi M. Marvelous applications of quantum dots. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2013;17(9):1141-8.

35. Yordanov G, Simeonova M, Alexandrova R, Yoshimura H, Dushkin C. Quantum dots tagged poly(acrylcyanoacrylate) nanoparticles intended for bioimaging applications. Colloids and Surfaces A. Physicochem. Eng. Aspects. 2009; 239:199-205.

36. Acharya A. Luminescent magnetic quantum dots for in vitro/in vivo imaging and applications in therapeutics. J Nanosci Nanotechnol. 2013; 13(6):3753-68.

37. Jatzkewitz H. Peptamin (glycyl-L-leucyl-mescaline) bound to blood plasma expander (polyvinylpyrrolidone) as a new depot form of a biologically active primary amine (mescaline) Z. Naturforsch.1955; 10b:27–31.

38. Ringsdorf H. Synthetic Polymeric Drugs, In Polymeric Delivery Systems; Kostelnik, R.J., Ed.; Gordon and Breach Science Publishers, Inc.: New York, 1978; pp. 197-225.

39. Elvira C, Gallardo A, San Roman J, Cifuentes A. Covalent Polymer-drug Conjugates. Molecules, 2005; 10: 114-125.

40. Gradishar WJ. Albumin-bound paclitaxel: a next-generation taxane. Expert Opin Pharmacother. 2006; 7(8):1041-53.

41. http://www.cancer.gov/cancertopics/druginfo/fda-nanoparticle-paclitaxel.42. Petros RA, DeSimone JM. Strategies in the design of nanoparticles for therapeutic applications.

Nature Reviews Drug Discovery. 2010; 9:615-627.43. Yared JA, Tkaczuk KH. Update on taxane development: new analogs and new formulations. Drug

Des Devel Ther. 2012; 6:371-84.44. Luo C, Wang Y, Chen Q, Han X, Liu X, Sun J, He Z. Advances of paclitaxel formulations based on

nanosystem delivery technology. Mini Rev Med Chem. 2012; 12(5):434-44.45. Akaza H. Adjuvant goserelin improves clinical disease-free survival and reduces disease-related

mortality in patients with locally advanced or localized prostate cancer. BJU Int. 2004; 93(1):42-6.46. Tan SH, Wolff AC. Luteinizing hormone-releasing hormone agonists in premenopausal hormone

receptor-positive breast cancer. Clin Breast Cancer. 2007 Feb;7(6):455-64.47. Guerin C, Olivi A, Weingart JD, Lawson HC, Brem H. Recent advances in brain tumor therapy: local

intracerebral drug delivery by polymers. Invest New Drugs. 2004; 22(1):27-37.48. Buonerba C, Di Lorenzo G, Marinelli A, Federico P, Palmieri G, Imbimbo M, Conti P, Peluso G,

De Placido S, Sampson JH. A comprehensive outlook on intracerebral therapy of malignant gliomas. Crit Rev Oncol Hematol. 2011; 80(1):54-68.

49. Prabha S, Labhasetwar V. Critical determinants in PLGA/PLA nanoparticle-mediated gene expression. Pharm Res. 2004; 21(2):354-64.

50. Du Toit LC, Pillay V, Choonara YE, Pillay S, Harilall SL. Patenting of nanopharmaceuticals in drug delivery: no small issue. Recent Pat Drug Deliv Formul. 2007;1(2):131-42.

51. Jain KK. Advances in the field of nanooncology. BMC Med. 2010; 8:83.52. Ringe K, Walz CM, Sabel BA. Nanoparticle drug delivery to the brain. In: Encyclopedia of

Nanoscience and nanotechnology (Nalwa H.S., Editor), American Scientific Publishers 2004; Vol. 7: pp. 91-104.

53. Kingsley JD, Dou H, Morehead J, Rabinow B, Gendelman HE, Destache CJ. Nanotechnology: a focus on nanoparticles as a drug delivery system. J Neuroimmune Pharmacol. 2006; 1(3):340-50.

54. Kairemo K, Erba P, Bergstrom K, Pauwels EKJ. Nanoparticles in cancer. Current Radiopharmaceuticals, 2008; (1): 30-367.

55. Zhang G, Zeng X, Li P. Nanomaterials in cancer-therapy drug delivery system. J Biomed Nanotechnol. 2013; 9(5):741-50.

46



СТУДИЯSTUDIA

56. Li C, Li L, Keates AC. Targeting cancer gene therapy with magnetic nanoparticles. Oncotarget. 2012; 3(4):365-70.

57. Kim TH, Lee S, Chen X. Nanotheranostics for personalized medicine. Expert Rev Mol Diagn. 2013; 13(3):257-69.

58. Svenson S. Theranostics: are we there yet? Mol Pharm. 2013; 10(3):848-56.59. Haining WN, Anderson DG, Little SR, von Bergwelt-Baildon MS, Cardoso AA, Alves P,

Kosmatopoulos K, Nadler LM, Langer R, Kohane DS. pH-triggered microparticles for peptide vaccination. J Immunol. 2004; 173(4):2578-85.

60. Kohane DS. Microparticles and nanoparticles for drug delivery. Biotechnol Bioeng. 2007 Feb 1; 96(2):203-9.

61. Longmuir KJ, Robertson RT, Haynes SM, Baratta JL, Waring AJ. Effective targeting of liposomes to liver and hepatocytes in vivo by incorporation of a Plasmodium amino acid sequence. Pharm Res. 2006; 23(4):759-69.

62. Spragg DD, Alford DR, Greferath R, Larsen CE, Lee KD, Gurtner GC, Cybulsky MI, Tosi PF, Nicolau C, Gimbrone MA Jr. Immunotargeting of liposomes to activated vascular endothelial cells: a strategy for site-selective delivery in the cardiovascular system. Proc Natl Acad Sci U S A. 1997; 94(16):8795-800.

63. Farokhzad OC, Karp JM, Langer R. Nanoparticle-aptamer bioconjugates for cancer targeting. Expert Opin Drug Deliv. 2006; 3(3):311-24.

64. Hu M, Zhang K. The application of aptamers in cancer research: an up-to-date review. Future Oncol. 2013; 9(3):369-76.

65. Ferro-Flores G, Ramírez Fde M, Meléndez-Alafort L, Santos-Cuevas CL. Peptides for in vivo target-specific cancer imaging. Mini Rev Med Chem. 2010;10(1):87-97.

66. Danhier F, Le Breton A, Préat V. RGD-based strategies to target alpha(v) beta(3) integrin in cancer therapy and diagnosis. Mol Pharm. 2012;9(11):2961-73. doi: 10.1021/mp3002733. Epub 2012 Oct 4.

67. Quintana A, Raczka E, Piehler L, Lee I, Myc A, Majoros I, Patri AK, Thomas T, Mulé J, Baker JR Jr. Design and function of a dendrimer-based therapeutic nanodevice targeted to tumor cells through the folate receptor. Pharm Res. 2002;19(9):1310-6.

68. Stella B, Arpicco S, Peracchia MT, Desmaële D, Hoebeke J, Renoir M, D‘Angelo J, Cattel L, Couvreur P. Design of folic acid-conjugated nanoparticles for drug targeting. J Pharm Sci. 2000; 89(11):1452-64.

69. Kohane DS, Plesnila N, Thomas SS, Le D, Langer R, Moskowitz MA. Lipid-sugar particles for intracranial drug delivery: safety and biocompatibility. Brain Res. 2002; 946(2):206-13.

70. Lai F, Fadda AM, Sinico C. Liposomes for brain delivery. Expert Opin Drug Deliv. 2013; 10(7):1003-22.

71. Alexandrova R, Dyakova L, Jivkova T, Simeonova M, Alexandrov O, Timcheva K, Kalfin R. Briefly about brain tumors, blood brain barrier, advanced materials and new strategies. New Trends and Strategies in the Chemistry of Advanced Materials, Proceedings of the Fourth Edition of the Symposium with International Participation (Edited by Tudose R and S.G. Muntean), Timisoara, Romania, 2010, pp. 53-58.

72. Seymour LW. Passive tumor targeting of soluble macromolecules and drug conjugates. Crit Rev Ther Drug Carrier Syst. 1992; 9(2):135-87.

73. Baban DF, Seymour LW. Control of tumour vascular permeability. Adv Drug Deliv Rev. 1998;34(1):109-119.

74. Maeda H. The enhanced permeability and retention (EPR) effect in tumor vasculature: the key role of tumor-selective macromolecular drug targeting. Adv Enzyme Regul. 2001a;41:189-207.

75. Maeda H. SMANCS and polymer-conjugated macromolecular drugs: advantages in cancer chemotherapy. Adv Drug Deliv Rev. 2001b; 46(1-3):169-85.

76. Maeda H, Wu J, Sawa T, Matsumura Y, Hori K. Tumor vascular permeability and the EPR effect in macromolecular therapeutics: a review. J Control Release. 2000; 65(1-2):271-84.

77. Noguchi Y, Wu J, Duncan R, Strohalm J, Ulbrich K, Akaike T, Maeda H. Early phase tumor accumulation of macromolecules: a great difference in clearance rate between tumor and normal tissues. Jpn J Cancer Res. 1998; 89(3):307-14.

78. Greish K. Enhanced permeability and retention of macromolecular drugs in solid tumors: a royal gate for targeted anticancer nanomedicines. J Drug Target. 2007; 15(7-8):457-64.

79. Yuan F. Transvascular drug delivery in solid tumors. Semin Radiat Oncol. 1998; 8(3):164-75.80. Moghimi SM, Hunter AC, Murray JC. Long-circulating and target-specific nanoparticles: theory to

practice. Pharmacol Rev. 2001; 53(2):283-318.

47



СТУДИЯSTUDIA

81. Maeda H, Fang J, Inutsuka T, Kitamoto Y. Vascular permeability enhancement in solid tumor: various factors, mechanisms involved and its implications. Int Immunopharmacol. 2003; 3(3):319-28.

82. Grislain L, Couvreur P, Lenaerts V, Roland M, Deprez-Decampeneere D, Speiser P. Pharmacokinetics and distribution of a biodegradable drug-carrier. Int J Pharm. 1983; 15:335–345.

83. Couvreur P, Kante B, Lenaerts V, Scailteur V, Roland M, Speiser P. Tissue distribution of antitumor drugs associated with polyalkylcyanoacrylate nanoparticles. J Pharm Sci. 1980; 69(2):199-202.

84. Chiannilkulchai N, Driouich Z, Benoit JP, Parodi AL, Couvreur P. Doxorubicin-loaded nanoparticles: increased efficiency in murine hepatic metastases. Sel Cancer Ther. 1989; 5(1):1-11.

85. Chiannilkulchai N, Ammoury N, Caillou B, Devissaguet JP, Couvreur P. Hepatic tissue distribution of doxorubicin-loaded nanoparticles after i.v. administration in reticulosarcoma M 5076 metastasis-bearing mice. Cancer Chemother Pharmacol. 1990; 26(2):122-6.

86. Soma CE, Dubernet C, Barratt G, Benita S, Couvreur P. Investigation of the role of macrophages on the cytotoxicity of doxorubicin and doxorubicin-loaded nanoparticles on M5076 cells in vitro. J Control Release. 2000; 68(2):283-9.

87. Daemen T, Hofstede G, Ten Kate MT, Bakker-Woudenberg IA, Scherphof GL. Liposomal doxorubicin-induced toxicity: depletion and impairment of phagocytic activity of liver macrophages. Int J Cancer. 1995 ;61(5):716-21.

88. Gibaud S, Andreux JP, Weingarten C, Renard M, Couvreur P. Increased bone marrow toxicity of doxorubicin bound to nanoparticles. Eur J Cancer. 1994; 30A(6):820-6.

89. Manil L, Couvreur P, Mahieu P. Acute renal toxicity of doxorubicin (adriamycin)-loaded cyanoacrylate nanoparticles. Pharm Res. 1995; 12(1):85-7.

90. Couvreur P, Kante B, Grislain L, Roland M, Speiser P. Toxicity of polyalkylcyanoacrylate nanoparticles II: Doxorubicin-loaded nanoparticles. J Pharm Sci. 1982;71(7):790-2.

91. Blagoeva PM, Balansky RM, Mircheva TJ, Simeonova MI. Diminished genotoxicity of mitomycin C and farmorubicin included in polybutylcyanoacrylate nanoparticles. Mutat Res. 1992; 268(1):77-82.

92. Storm G, Belliot SO, Daemen T, Lasic DD. Surface modification of nanopraticles to oppose uptake by the mononuclear phagocyte system. Adv. Drug Deliv. Rev. 1995;17:31-48.

93. Gref R, Minamitake Y, Peracchia MT, Trubetskoy V, Torchilin V, Langer R. Biodegradable long-circulating polymeric nanospheres. Science. 1994; 263(5153):1600-3.

94. Stolnik S, Illum L, Davis SS. Long circulating microparticulate drug carriers. Adv. Drug Deliv. Rev. 1995; 16:195-214.

95. Harris JM, Chess RB. Effect of pegylation on pharmaceuticals. Nat Rev Drug Discov. 2003; 2(3):214-21.

96. Campbell RB, Balasubramanian SV, Straubinger RM. Influence of cationic lipids on the stability and membrane properties of paclitaxel-containing liposomes. J Pharm Sci. 2001; 90(8):1091-105.

97. Gao X, Cui Y, Levenson RM, Chung LW, Nie S. In vivo cancer targeting and imaging with semiconductor quantum dots. Nat Biotechnol. 2004; 22(8):969-76.

98. Brigger I, Dubernet C, Couvreur P. Nanoparticles in cancer therapy and diagnosis. Adv Drug Deliv Rev. 2002; 54(5):631-51.

99. Moghimi SM, Szebeni J. Stealth liposomes and long circulating nanoparticles: critical issues in pharmacokinetics, opsonization and protein-binding properties. Prog Lipid Res. 2003; 42(6):463-78.

100. Fenart L, Casanova A, Dehouck B, Duhem C, Slupek S, Cecchelli R, Betbeder D. Evaluation of effect of charge and lipid coating on ability of 60-nm nanoparticles to cross an in vitro model of the blood-brain barrier. J Pharmacol Exp Ther. 1999; 291(3):1017-22.

101. Lockman PR, Oyewumi MO, Koziara JM, Roder KE, Mumper RJ, Allen DD. Brain uptake of thiamine-coated nanoparticles. J Control Release. 2003; 93(3):271-82.

102. Lockman PR, Koziara JM, Mumper RJ, Allen DD. Nanoparticle surface charges alter blood-brain barrier integrity and permeability. J Drug Target. 2004; 12(9-10):635-41.

103. Kreuter J. Influence of the surface properties on nanoparticle-mediated transport of drugs to the brain. J Nanosci Nanotechnol. 2004; 4(5):484-8.

104. Campbell RB, Fukumura D, Brown EB, Mazzola LM, Izumi Y, Jain RK, Torchilin VP, Munn LL. Cationic charge determines the distribution of liposomes between the vascular and extravascular compartments of tumors. Cancer Res. 2002; 62(23):6831-6.

105. Malik N, Wiwattanapatapee R, Klopsch R, Lorenz K, Frey H, Weener JW, Meijer EW, Paulus W, Duncan R. Dendrimers: relationship between structure and biocompatibility in vitro, and preliminary studies on the biodistribution of 125I-labelled polyamidoamine dendrimers in vivo. J Control Release. 2000; 65(1-2):133-48.

48



СТУДИЯSTUDIA

106. Cherukuri P, Bachilo SM, Litovsky SH, Weisman RB. Near-infrared fluorescence microscopy of single-walled carbon nanotubes in phagocytic cells. J Am Chem Soc. 2004;126(48):15638-9.

107. Singh R, Pantarotto D, Lacerda L, Pastorin G, Klumpp C, Prato M, Bianco A, Kostarelos K. Tissue biodistribution and blood clearance rates of intravenously administered carbon nanotube radiotracers. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006; 103(9):3357-62.

108. Moghimi SM, Hunter AC, Murray JC. Nanomedicine: current status and future prospects. FASEB J. 2005; 19(3):311-30.

109. Emerich DF, Thanos CG. Targeted nanoparticle-based drug delivery and diagnosis. J Drug Target. 2007;15(3):163-83.

110. Winter PM, Caruthers SD, Kassner A, Harris TD, Chinen LK, Allen JS, Lacy EK, Zhang H, Robertson JD, Wickline SA, Lanza GM. Molecular imaging of angiogenesis in nascent Vx-2

rabbit tumors using a novel alpha(nu)beta3-targeted nanoparticle and 1.5 tesla magnetic resonance imaging. Cancer Res. 2003; 63(18):5838-43.

111. Moghimi SM, Bonnemain B. Subcutaneous and intravenous delivery of diagnostic agents to the lymphatic system: applications in lymphoscintigraphy and indirect lymphography. Adv Drug Deliv Rev. 1999; 37(1-3):295-312.

112. Morawski AM, Winter PM, Crowder KC, Caruthers SD, Fuhrhop RW, Scott MJ, Robertson JD, Abendschein DR, Lanza GM, Wickline SA. Targeted nanoparticles for quantitative imaging of sparse molecular epitopes with MRI. Magn Reson Med. 2004; 51(3):480-6.

113. Bonnemain B. Superparamagnetic agents in magnetic resonance imaging: physicochemical characteristics and clinical applications. A review. J Drug Target. 1998;6(3):167-74.

114. Yigit MV, Moore A, Medarova Z. Magnetic nanoparticles for cancer diagnosis and therapy. Pharm Res. 2012; 29(5):1180-8

115. Harisinghani MG, Barentsz J, Hahn PF, Deserno WM, Tabatabaei S, van de Kaa CH, de la Rosette J, Weissleder R. Noninvasive detection of clinically occult lymph-node metastases in prostate cancer. N Engl J Med. 2003; 348(25):2491-9.

116. Kobayashi H, Kawamoto S, Sakai Y, Choyke PL, Star RA, Brechbiel MW, Sato N, Tagaya Y, Morris JC, Waldmann TA. Lymphatic drainage imaging of breast cancer in mice by micro-magnetic resonance lymphangiography using a nano-size paramagnetic contrast agent. J Natl Cancer Inst. 2004; 96(9):703-8.

117. Hirsch LR, Stafford RJ, Bankson JA, Sershen SR, Rivera B, Price RE, Hazle JD, Halas NJ, West JL. Nanoshell-mediated near-infrared thermal therapy of tumors under magnetic resonance guidance. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003;100(23):13549-54. Epub 2003 Nov 3.

118. O‘Neal DP, Hirsch LR, Halas NJ, Payne JD, West JL. Photo-thermal tumor ablation in mice using near infrared-absorbing nanoparticles. Cancer Lett. 2004; 209(2):171-6.

119. Gwinn MR, Vallyathan V. Nanoparticles: health effects--pros and cons. Environ Health Perspect. 2006; 114(12):1818-25.

120. Wesselinova D. Current major cancer targets for nanoparticle systems. Curr Cancer Drug Targets. 2011;11(2):164-83.

121. Sharma A, Madhunapantula SV, Robertson GP. Toxicological considerations when creating nanoparticle-based drugs and drug delivery systems. Expert Opin Drug Metab Toxicol. 2012; 8(1):47-69.

122. Warheit DB. How to measure hazards/risks following exposures to nanoscale or pigment-grade titanium dioxide particles. Toxicol Lett. 2013; 220(2):193-204.

123. Oberdörster G, Sharp Z, Atudorei V, Elder A, Gelein R, Kreyling W, Cox C. Translocation of inhaled ultrafine particles to the brain. Inhal Toxicol. 2004; 16(6-7):437-45.

124. Hoye AT, Davoren JE, Wipf P, Fink MP, Kagan VE. Targeting mitochondria. Acc Chem Res. 2008; 41(1):87-97.

125. Seaton A, MacNee W, Donaldson K, Godden D. Particulate air pollution and acute health effects. Lancet. 1995; 345(8943):176-8.

126. Roberts ES, Richards JH, Jaskot R, Dreher KL. Oxidative stress mediates air pollution particle-induced acute lung injury and molecular pathology. Inhal Toxicol. 2003; 15(13):1327-46.

127. Delfino RJ, Sioutas C, Malik S. Potential role of ultrafine particles in associations between airborne particle mass and cardiovascular health. Environ Health Perspect. 2005; 113(8):934-46.

128. Manke A, Wang L, Rojanasakul Y. Mechanisms of Nanoparticle-Induced Oxidative Stress and Toxicity. Biomed Res Int. 2013;2013:942916.

129. Syed S, Zubair A, Frieri M. Immune response to nanomaterials: implications for medicine and literature review. Curr Allergy Asthma Rep. 2013; 13(1):50-7

49



СТУДИЯSTUDIA

Табл. 1. Клинично утвърдени медикаменти на основата на наночастици [13]

Състав Търговско наименование

Компания Показание Начин на прилагане

Липозомални платформиЛипозомален амфотерицин Б

Abelcet Enzon Гъбични инфекции

интравенозно

Липозомален амфотерицин Б

AmBisome Gilead Sciences Гъбични и протозойни инфекции


Липозомален цитарабин

DepoCyt SkyePharma Малигнени лимфоматозни менингити

интратекално

Липозомален даунорубицин

Dauno�ome Gilead Sciences HIV – свързан сарком на Капоши


Липозомален доксорубицин

Myocet Zeneus Комбинирана терапия с циклофосфамид при метастатичен рак на гърдата


Липозомална ИРИВ ваксина

Epaxal Berna Biotech Хепатит А интрамускулно

Липозомална ИРИВ ваксина

Inflexal V Berna Biotech Инфлуенца интрамускулно

Липозомален морфин

DepoDur SkyePharma, Endo

Постоперативна аналгезия

епидурално

Липозомален вертепорфин

Visudyne QLT, Novartis Свързана с възрастта макулна дегенерация, патологична миопия, очна хистоплазмоза


Липозомален-ПЕГ доксорубицин

Doxil/Caelyx Ortho Biotech, Schering-Plough

HIV – свързан сарком на Капоши, метастатичен рак на гърдата, метастатичен овариален карцином

интрамускулно

Мицелуларен естрадиол

Estrasorb Novavax Менопауза акутално

Полимерни платформиL–Глутаминова киселина, L–аланин, L–лизин и L–тирозин кополимер

Copaxone TEVA Pharmaceuticals

Мултиплетна склероза

субкутанно

Метоксил–ПЕГ–поли( D,L-лактид) таксол

Genexol-PM Samyang Метастатичен рак на гърдата

интавенозно

ПЕГ–аденозин деаминаза

Adagen Enzon Тежък комбиниран имунодефицит, асоцииран с дефицит на аденозин деаминаза

интравитреално

ПЕГ–анти-ВЕРФ аптамер

Macugen OSI Pharmaceuticals

Свързана с възрастта макулна дегенерация

интравитреално

50



СТУДИЯSTUDIA

ПЕГ-α-интраферон 2а

Pegasys Nektar, Hoffmann-La Roche

Хепатит B, Хепатит C

Подкожно

ПЕГ-ГКСФ Neulasta Amgen Неутропения, асоциирана с химиотерапия при рак

Подкожно

ПЕГ-ХРФ Somavert Nektar, Pfizer Акромегалия ПодкожноПЕГ-L-аспарагиназа

Oncaspar Enzon Остра лимфобластна левкемия(ОЛЛ)

интравенозно, интрамускулно

Поли(алиламин хидрохлорид)

Renagel Genzyme Крайна фаза на бъбречни заболявания

Перорално

Други платформиАлбумин-свързан паклитаксел

Abraxane Abraxis BioScience, AstraZeneca

Метастатичен рак на гърдата


Нанокристалин апрепитант

Emend Elan, Merck Антиеметично Перорално

Нанокристалин фенофибрат

Tricor Elan, Abbott Анти-хиперлипидимич-но

Перорално

Нанокристалин сиролимус

Rapamune Elan, Wyeth Pharmaceuticals

Имуносупресант Перорално

Табл. 2. Някои липозомно-интегрирани антитуморни медикаменти, които са в различни стадии на своето клинично проучване [15]

Лекарство-наименование (търговско, кодово)

Внедрен химиотерапевтичен агент

Стадий на клинично проучване

ThermoDoxW доксорубицин IILipoplatin цисплатина III

Liposomal annamycin аннамицин ПредклиниченMBP426 оксалиплатина ICP�-1 Фиксирана комбинация от

иринотекан и флоксуридинI

CP�-351 Фиксирана комбинация от цитарабин и даунорубицин

I

3СТУДИЯSTUDIA

САРКОМ НА КАПОШИ




52


СТУДИЯSTUDIA

САРКОМ НА КАПОШИИва Гаврилова, Красимир Киров


РезюмеСаркомът на Капоши (СК) e мултицентрична, предимно олигоклонална

неопластична пролиферация на ендотелни клетки, които са били инфектирани и трансформирани от човешки херпес вирус (HHV-8).

Интересът към саркома на Капоши се увеличи, когато се установи връзка-та му със СПИН и по-късно, когато се откри вирусната генеза на заболяването. Сега е обект на много експериментални и клинични проучвания.

СК има четири клинични форми – класическа, ендемична (африканска) , пост-трансплантационна и епидемична (СПИН-свързана). За развитието на СК са необходими латентна ННV-8 инфекция, отслабена имунна система и/или ге-нетична предразположеност.

СК е все още нелечимо заболяване. Прогнозата и лечението зависят от клиничната форма.

Рутинното и експериментално лечение на СК включва антивирусни пре-парати, цитокини, цитостатици, антиангиогенни и таргетни агенти.

KAPOSI SARCOMAIva Gavrilova, Krassimir Kirov

Clinic of Onco-dermatology, Specialized Hospital for Active Treatment in Oncology (SHATO), Sofia

SummaryThe Kaposi sarcoma (KS) is a multicentric mainly oligoclonal neoplastic prolif-

eration of endothelial cells which have been infected and transformed by the Human Herpes Virus – HHV-8.

The clinical interest about the KS increased as its connection with AIDS became apparent and later when its viral genesis was discovered. Now KS is included in many experimental investigations and clinical trials.

There are four clinical forms of KS – classic, endemic (African), post-transplan-tation related and epidemic (AIDS-related). The KS develops in patients with latent HHV-8 infection, a weakened immune system – HIV-related KS and transplant-related KS and/or an inherited (genetic) vulnerability to HHV-8 – classic KS or “endemic” African KS.

There is still no successful treatment of KS. The prognosis and the treatment depend on the clinical form.

The casual and the experimental treatment of KS includes antiviral drugs, cyto-kines, cytotoxic, antiangiogenic drugs and targeted agents.


53


СТУДИЯSTUDIA

Увод Саркомът на Капоши (СК) e мултицентрична, предимно олигоклонална

неопластична пролиферация на ендотелни клетки, които са били инфектирани и трансформирани от човешки херпес вирус (HHV-8).

Интересът към саркома на Капоши се увеличи, когато се установи връзка-та му със СПИН и по-късно, когато се откри вирусната генеза на заболяването. Сега е обект на много експериментални и клинични проучвания.

Исторически данниПрез ХІХ в. заболяването е било изключително ряд-

ко. Едва през 1868 г. Ferdinand Ritter von Hebra, основа-тел на Виенската Дерматологична Школа, която заедно с френската школа основават съвременната дерматология , описва един случай, като го нарича “Sarcoma melanodes”- наименование, „съвършенно несполучливо”, според из-тъкнатия български дерматолог проф. Л. Попов [1].

През 1872 г. неговият зет и наследник на Катедрата по Дерматология във Виенскя университет Moriz Kaposi, описва подробно пет други случаи на заболяването и му дава по типичния за дерматолозите от тази епоха на-чин, описателното наименование “Sarcoma idiopathicum multiplex haemorrhagicum seu sarcomatosis teleangiectatica et pigmentosa”, означавано сега накратко като Sarcoma Kaposi и приемано за „класическия” вариант на заболяването [2, 3]. Наименованието описва характерните клинични и хис-тологични особености на тумора – саркоматозни вретено-видни клетки, разширени като цепнатини кръвоносни съ-дове, изпълнени с еритроцити, телеангиектазии и отлагане на хемосидерин в кожата

През 50-те години на ХХ в. в екваториална и южна Африка се установява, че там заболяването е „ендемич-но” и е 200 пъти по-често от „класическото” [4].

През 70-те години на ХХ в. се описва „ятрогенна” форма на заболяването при пациенти с имуносупресивна терапия след органна трансплантация.

СК остава рядко заболяване до 1981 г., когато Alvin Friedman-Kein от Клиниката по Дерматология при Ню Йоркския университет описва при хомосексуални мъже нова вирулентна „епидемична” форма на СК , съчетана с животозастрашаващи опортюнистични инфекции, две години преди да бъде открит НІV [5].

През 1994 г. Yuan Chang et al. от Колумбийския уни-верситет, Ню Йорк, откриват в тъкан от СК ДНК на нов гама-херпес вирус – ННV-8 [6]. През следващите години вирусът е изолиран при 90% от случаите на всички фор-ми на заболяването [7].

Ferdinand Ritter von Hebra (1816-1880)

Moriz Kaposi (1837-1902)

Alvin Friedman-Kein

Yuan Chang

Саркомът на Капоши (СК) e мултицентрична, предимно олигоклонална неопластична пролиферация на ендотелни клетки, които са били инфектирани и трансформирани от човешки херпес вирус (HHV-8). Интересът към саркома на Капоши се увеличи, когато се установи връзката му със СПИН.

“

През 1994 г. Yuan Chang et al. от Колумбийския университет, Ню Йорк, откриват в тъкан от СК ДНК на нов гама-херпес вирус – ННV-8.

“


54


СТУДИЯSTUDIA

Епидемиология и патогенеза ННV-8 (Kaposi Sarcoma-associated Herpes Virus – KSHV) е gamma-2

herpesvirus, от семейство Rhadinoviridae. Освен СК, причинява първичен плев-рален В-клетъчен лимфом - Primary effusion lymphoma (PEL) и мултицентрична болест на Castleman (B-cell angiofollicular lymph node hyperplasia).

Открива се в най-високи титри в слюнката и в по-ниски в кръвта и се-менната течност, което показва, че рискът за вирусната трансмисия е най-висок при орални контакти. Годишно в САЩ при 0.03% от мъжете и 0.015% от жените, заразени с KSHV, се развива СК [8]. При съчетание на ННV-8 инфекция с НІV, рискът да се развие СК е 50% [9].

Разпространението на болестта като цяло е ниско, но тя е на първо място сред онкологичните заболявания, засягащи пациенти с HIV инфекция, достигай-ки стойности от 40-60%. В САЩ под 10% от населението е инфектирано с KSHV, като инфекцията е много по-честа сред HIV позитивни спрямо общата популация, както и сред хомосексуални спрямо хетеросексуални мъже. В някои части на Аф-рика повече от 90% от популацията показва белези на KSHV инфекция.

В Европа и Северна Америка KSHV се предава предимно чрез слюнка, като рискът от инфектиране само чрез целувка е теоретичен. Високата честота на предаване на вируса между хомо- и бисексуални мъже дава основание да се смята, че пътят на инфектиране е посредством „дълбоки целувки” (използване-то на слюнна течност като лубрикант) [9]. KSHV може да се предава при транс-плантация на органи и кръвопреливане [21, 26].

Молекулярно-диагностичните техники, сравняващи вирусната ДНК на KSHV показват, че поне 80% от туморите възникват независимо от множество клетки [10].

KSHV показва тропизъм към циркулиращите В лимфоцити, периферните мононуклеарни клетки и вретеновидни клетки. Вирусът притежава онкогенен потенциал и въпреки че започва като поликлонална инфекция, индуцира моно- или олигоклонална клетъчна пролиферация на фона на компрометирана имун-на система. Не е изяснено дали при СК има стволови туморни клетки. Nickoloff установява, че експресираният човешки антиген CD34 на прогениторните хемо-поетични клетки от костния мозък, сe експресира и от пролиферативните ендо-телни клетки, както и от вретеновидните стромални клетки при СК [52]. Други автори съобщават за поява и прогресия на СК при пациенти след транспланта-ция на хемопоетични стволови клетки и считат, че причината е имуносупресия на пациент с латентна KSHV инфекция, а не трансплантация на инфектирани стволови клетки [53].

Още не са изяснени точно механизмите на канцерогенезата на KSHV и ко-факторите като НІV. При съпътстваща НІV инфекция рискът от развитие на СК нараства 10 000 пъти [11]. Приема се, че KSHV трансформира лимфатичните или ендотелните клетки или техните прекурсори във вретеновидни клетки и след това започва пролиферация с помощта на мултифункционалния проангиогене-зен НІV-1 транскрипционен трансактиваторен (ТАТ) протеин като се инхибира апоптозата, ускорява туморогенезата с помощта и на активирания нуклеарен фактор-каппа В и стимулиране на ангионезата с различни растежни фактори, включително и VEGF (Фигура 1) [11].

KSHV е онкогенен вирус, който може да бъде в латентно състояние про-дължително време в многобройна популация и може да представлява потенци-ална опасност. Затова много изследвания са посветени на откриване на латент-ната инфекция.

При съчетание на ННV-8 инфекция с НІV, рискът да се развие СК е 50% .

“

KSHV може да се предава при трансплантация на органи и кръвопреливане.

“


55


СТУДИЯSTUDIA

Фигура 1. Схема на патогенезата на туморите, причинени от ННV-8

През 2003 г. Kondo et al. разкриха някои от механизмите на латентното състояние на KSHV [12, 13]. Терминалната част на генома му - terminal repeat (Terminal Repeat = TR) element има функцията да инициира репликацията като се свързва с нуклеарен антиген, който поддържа вирусната инфекция в латентно състояние - latent infection associated nuclear antigen (LANA). LANA е един от мал-кото вирусни гени, експресирани в латентно състояние на вируса и е много важен мултифункционален фактор за поддържане на латентна инфекция. Последните изследвания на гостоприемник - вирусните фактори, които си взаимодействат в тази област, разкриват, че LANA има ключова роля да мобилизира фактори на гостоприемника - the origin recognition complex (ORC) и minichromosome maintenance 2-7 (MCM2-7), чиито функции са да инициират репликацията на вируса. При определяне на факторите, които взаимодействат с TR-LANA, може да се определят факторите на дистрибуция (Фигура 2).

Латентността се поддържа като вирусният геном съществува в хетерох-роматинна област на ядрото, където LANA взаимодейства със Suv39h1, HP1 и MeCP2, които са асоциирани с хетерохроматина в генома на гостоприемника и ги мобилизира в TR. При латентна инфекция хетерохроматинът е в компресира-но състояние, което държи вирусния геном в стегната конфигурация и контро-лира неговата експресия. В процес на изследване са факторите, определящи кон-тролните механизми на активиране и деактивиране на вирусните гени по време на латентната инфекция (Фигура 2).

Фигура 2. Механизми на геномната репликация, поддържане и дистрибуция по време на латентната инфекция и контрол на генната експресия

LANA е един от малкото вирусни гени, експресирани в латентно състояние на вируса и е много важен мултифункционален фактор за поддържане на латентна инфекция.

“


56


СТУДИЯSTUDIA

Клинична картина СК е системно заболяване, което се изявява предимно с кожни лезии със

или без засягане на вътрешни органи. Характеристики на кожните лезии (Фигу-ра 3) :

ӹ могат да се открият навсякъде, но типично се локализират по долните крайници, ходила, глава, врат, гръб

ӹ виолетов цвят, като могат да варират в нюанси на червено, лилаво, ка-фяво до черно

ӹ морфологично се характеризират като макула, папула, нодул или плака, често с белези на локално възпаление и лимфедем

ӹ те са палпируеми с плътна консистенция, неболезнени

ӹ те са с диаметър от няколко милиметра до сантиметри

ӹ могат да бъдат солитарни, локализирани или дисемини-рани, като най-често следват Лангеровите линии на цепли-вост на кожата

При поразяване на мукозни мем-брани най-често са засегнати устна ку-хина (твърдо небце, венци), конюктива и гениталии с признаци на болка, кър-вене и вторична инфекция (Фигура 4).

По-рядко се засягат лимфни възли(Фигура 5) и вътрешни органи – най-често респираторна и гастроинтес-тинална система.

ГИТ лезии могат да се появят навсякъде из храносмилателния тракт, като

по-често са безсимптомни. Срещат се при ятрогенен и епидемичен тип СК, като може да възникнат и без кожна изява. Съществуват описани случаи на първични туморни лезии на апендиск, ректум и мезентериум.

Клинично изявените ГИТ лезии могат да причинят одинофагия, дисфагия, загуба на тегло, абдоминална болка, гадене, повръщане, диария, малабсорбция, кървене и чревна обструкция (Фигура 6 и 7).

Фигура 5. Екзулцерация на саркоматозен лимфен възел

Фигура 4. Лигавични лезии при СК

Фигура 3. Кожни лезии при СК

СК е системно заболяване, което се изявява предимно с кожни лезии със или без засягане на вътрешни органи.

“

ГИТ лезии могат да се появят навсякъде из храносмилателния тракт, като по-често са безсимптомни.

“


57


СТУДИЯSTUDIA

Фигура 6. Лезии от СК на дебелото черво при колоскопия и на мезентериума

(аутопсионен материал)

Фигура 7. Лезии от СК на черния дроб (аутопсионен материал)

Лезиите на респираторната система могат да бъдат асимптомна случай-на рентгенова находка или да причиняват задух , кашлица, температура, гръдна болка, хемоптое (Фигура 8).

Фигура 8. Лезии от СК на ларинкса (аутопсионен материал) и Рьо- и СТ- графии на белодробни лезии

Нетипични локализации на СК Нетипичните локализации са рядкост, като голяма част от клиничните

случаи остават неразпознати и данните се получават на аутопсионната маса. Неясно е дали изолирани лезии в нетипични за заболяването анатомични об-ласти представляват първичен тумор или дисеминация. Някои автори приемат наличието на нетипични локализации за отделна метастатична форма на забо-ляването, но повечето считат, че процесът е мултифокален и неметастатичен в класическия смисъл на метастазирането.

Мускуло-скелетна система - описани са над 70 случая на кожни язви с инфилтрация на подлежаща мускулатура предимно по крайниците при ендеми-чен и епидемичен тип. Най-често засегнати са m. gastrocnemicus, интеркостална мускулатура с деструкция на ребра и m. masseter при орална форама на СК.

Лезиите на респираторната система могат да бъдат асимптомна случайна рентгенова находка или да причиняват задух , кашлица, температура, гръдна болка, хемоптое.

“


58


СТУДИЯSTUDIA

Костна система - при ендемичен и класически тип СК се засяга предимно периферен скелет (humerus, radius, ulna, femur, tibia, fibula). При епидемичната форма - аксиалния скелет (прешлени, ребра, стернум, тазови кости), при орална форма - твърдо небце с прорастване в параназални синуси, максила, мандибула и по-рядко париетални и темпорални кости.

Лезиите са остеолитични, протичат с пълна коста деструкция и невинаги са рентген позитивни. КТ и ЯМР са по-информативни. Често тези форми про-тичат безсимптомно или с неболезнена палпируема туморна маса, но могат да се изявят с остра болка, клатещи се зъби, кървене в устата или симптоми на ком-пресия .

Костните локализации на тумора се повлияват от радиотерапия, но като цяло с временен ефект.

Периферна нервна система - рядка локализация при епидемичната форма с описани случаи само на аутопсионен материал - заягане на осми ЧМН, малки периферни нерви с образуване на палпируеми подкожни туморни нодули и про-растване в периневрална тъкан на големи нерви.

Централна нервна система - описани са 15 случая с предилекционно за-сягане на главен мозък, следван от понс, малък мозък, менинги и дура матер. Описани са два случая на лезии в гръбначен мозък след аутопсия .

Ларинкс – описани са над 25 случая при HIV позитивни и по-малко при HIV негативни мъже на около 35г. Заболяването започва с клиника от диском-форт в гърлото , дрезгав глас до афония , дисфагия , стридор и пълна обструк-ция. Ларингоскопски се визуализира виолетова, богато васкуларизирана маса с висок риск от кървене, поради което ТАБ не се препоръчва.

Око – засягане на конюктива, долен клепач при епидемичната и класиче-сата форма не е рядкост. Необичайно е ангажиране на вътрешни очни структури в комбинация с костна деструкция и периорбитален оток. Освен с видима лезия по конюктивата, туморът може да започне с болезненост, кървене, кървави сълзи.

Паротис - описани са над 10 случая с интрапаротидни нодули с бавен рас-теж и размери от 1 до 4 см. Доказано е, че при серонегативни пациенти паротиса не се засяга независимо от наличието на HHV-8 в слюнката.

Ендокринни жлези - описани са няколко случая при епидемичната форма с туморни нодули в кортекса на надбъбречни жлези . Щитовидна жлеза се пора-зява от бавно нарастващи, обикновено безсимптомни нодули, рядко протичащи с хипотиреоидизъм вследствие на деструкция на жлезист паренхим .

Сърце - има случаи с ангажиране на сърце без кожна изява. Преимущест-вено се засяга епикарда спрямо ендокард и миокард.

Рядко се наблюдава първично засягане на дуктус торацикус, а по-често ан-гажирането му в хода на лимфопатичните форми на СК.

Урогенитална система - засягането на гениталиите е често срещано.По-рядко се визуализира първично засягане на уретра и пикочен мехум,

причиняващо обструкция , задръжка и рекурентни инфекции. Съществуват па-циенти със засягане на бъбрек, уретер, пикочен мехур след трансплантация на бъбрек, инфектиран с KSHV.

Млечна жлеза - независимо, че HHV-8 вирус е изолиран в млякото, зася-гането на гърдата е повече част от дисеминирана кожна форма на СК. Въпреки това има описани случаи с първични СК лезии в областта на мамилата, интрапа-ренхимно, както и първично засягане на интрамамарни лимфни възли.


59


СТУДИЯSTUDIA

Феномен на Кобнер - характеризира се с образуване на кожни лезии в постоперативни, постлъчеви или посттравматични зони на фона на HHV-8 ин-фекция и имуносупресивна терапия. Има описани случаи на ятрогенен тип СК с поява на лезии по оперативния цикатрикс. При трансплантирани пациенти се откриват първи лезии в зоната на повтарящи се венепункции, а при епидемич-ната форма - в третираната зона след провеждане на палиативна лъчетерапия.

Патологични характеристики и диагноза Микроскопски СК се характеризира с типични вретеновидни клетъчни

формации с наличие на съдови цепки в тях, богата васкуларизация и хиалин-ни отлагания. Около дилатираните съдове се откриват дифузни инфилтрати от лимфоидни елементи, макрофаги, пазмоцити, еритроцити и хемосидеринови отлагания (Фигура 9)

Фигура 9. Хистологична картина на СК с типичните „странни” мезенхимални клетки, оформящи васкуларни канали („цепки”) с екстравазация на еритроцити,

водеща до типични отлагания на хемосидерин

Диагнозата се поставя посредством тъканна биопсия и установяване на характерните за тумора вретеновидни клетки, а изолирането на KSHV протеини в тях я потвърждава [14]. За целта се прилагат имунофлуоресценти методи и ЕLISA.

Клинични форми Заболяването има четири основни форми: класически тип (средиземно-

морски), ендемичен тип (Африкански), ятрогенен тип (пост-трансплантацио-нен) и епидемичен тип (свързан със СПИН - AIDS-KS).

Всяка една се характеризира с различна клинична изява, агресивност на протичането, прогноза и подход в лечението.

Вирусологичните проучвания потвърдиха предположението за различни подтипове на ННV-8 при отделните клинични форми. На базата на предположе-нието, че еволюцията на вирусите и гостоприемниците следват единна времева схема и на филогенетичните изследвания на прародителските гени, напр. uracil-DNA glycosylase, се установи, че диференцирането на алфа, бета и гама-херпес вирусите е настъпило преди 180 – 220 мил. години, много преди появата на бо-зайниците и приматите - преди 60 – 80 мил. години [15 – 17].

Геномът на ННV-8 има дълга верига - 140.5-kb-long unique region (LUR), със странични по-къси вериги от гени. В LUR са идентифицирани 81 потенци-ални генни рамки - Open Reading Frames (ORFs) и бяха идентифицирани редица гени. Най-променливата област на генома на KSHV изглежда е ORF K1, която

Диагнозата се поставя посредством тъканна биопсия и установяване на характерните за тумора вретеновидни клетки, а изолирането на KSHV протеини в тях я потвърждава. За целта се прилагат имунофлуоресценти методи и ЕLISA.

“

Заболяването има четири основни форми: класически тип (средиземноморски), ендемичен тип (Африкански), ятрогенен тип (пост-трансплантационен) и епидемичен тип (свързан със СПИН - AIDS-KS).

“


60


СТУДИЯSTUDIA

определя и няколко подтипа на вируса (A – D), при които има специфично гео-графско разпределение. Предположението е, че това е свързано с разделянето на континентите и миграцията на примати и човешки популации от Африка преди 35 – 60 000 години [18, 19]:

ӹ А1, А4 и С4 - са подтипове, често наблюдавани в САЩ при случаи на AIDS-KS.

ӹ В – са подтипове, предимно при случаи на африкански СК и при паци-енти с африкански произход

ӹ С – подтиповете се срещат предимно при класическия СК, както и при пациенти с ятрогенен и AIDS-KS, които произхождат от Средния Из-ток и Азия

ӹ D - е рядък подтип и се среща при пациенти от Пацифика.

Класически тип СК Среща се най-често в Южна Европа , Средиземноморието, най-често на

Сицилия и Сардиния (географски изолирани популации), близкия Изток и еми-гранти от тези области в Северна Америка. Боледуват предимно мъже в съотно-шение 10-15:1 спрямо жените. Засяга възрастни между 50 и 70г. Приема се, че са били с латентна KSHV инфекция и напредналата възраст е факторът, потиснал имунната система. Все още не е изяснена ролята на пола за значително по-висо-ката заболеваемост при мъжете [20, 21].

Проявява се типично с кожни лезии по долните крайници (ходила, глезе-ни). Започва с бавно нарастващи, най-често солитарни червено-виолетови или виолетово-кафяви макули, които впоследствие могат да оформят плаки или но-дули без субективни оплаквания (рядко сърбеж и парене) .

Протича в 4 клинични етапа [22]: ӹ солитарни или локализирани симетрични макули с диаметър от 1 до

5мм на долните крайници ӹ плаки със склонност към образуване на полусферични нодули с диа-

метър от 2мм до 1 см и неравна повърхност на долните крайници ӹ солидни туморни формации в червено-син или синьо-кафяв цвят с

диаметър 1-5см, белези на перифокално възпаление, лимфедем и ул-церирала централна част на долните крайници

ӹ тумори по останалата част на тялото (Фигура 10)

Фигура 10. Типични лезии при класически СК

Заболяването прогресира бавно със средна преживяемост 10 години от поставяне на диагнозата. При 10% от болните се засягат лигавици, лимфни въ-зли и вътрешни органи, което може да доведе до фатален изход. В останалите случаи смъртта може да не е свързана със СК.

Проявява се типично с кожни лезии по долните крайници бавно нарастващи, най-често солитарни червено-виолетови или виолетово-кафяви макули

“

Заболяването прогресира бавно със средна преживяемост 10 години от поставяне на диагнозата.

“


61


СТУДИЯSTUDIA

Ендемичен (Африкански) типРазпространен е в Централна и Южна Африка. Засяга еднакво хетеросек-

суални мъже и жени и е характерен за по-млада възраст - 35-40г. Пациентите са HIV серонегативни.

Описани са 4 клинични форми, като първите 2 са по-чести [23, 24]:1. Африкански кожен СК – протича като класическия СК, но засяга мла- – протича като класическия СК, но засяга мла-протича като класическия СК, но засяга мла- като класическия СК, но засяга мла-като класическия СК, но засяга мла-

ди хора под 40г. Започва с множество прогресиращи кожни лезии по долните крайници (Фигура 11).

Фигура 11. Сравнително благоприятна кожна форма на ендемичен СК

2. Африкански лимфаденопатичен СК – засяга деца преди пубертета с най-честа изява през първата година от живота на детето.

3. Африкански СК с тежко агресивно протичане, ангажиране на лимф-ни възли и костите (Фигура 12).

4. Африкански СК със системно ангажиране на висцерални органи на фона на рядко или минимално кожно засягане. Заболяването е с бърза еволюция и лоша прогноза.

Фигура 12. Лимфаденопатична форма на ендемичен СК с лоша прогноза

Характерен за по-млада възраст - 35-40г. Пациентите са HIV серонегативни.Описани са 4 клинични форми, като първите 2 са по-чести

“


62


СТУДИЯSTUDIA

Ятрогенен (пост-трасплантационен) тип Наблюдава се най-често при трансплантирани болни, провеждали пове-

че от 16 месеца имуносупресивна терапия. С въвеждане в употреба през 1980г. на калциневрин инхибиторите на Т клетъчната функция при трансплантации, броят на заболелите нараства значително. Налага се спиране на имуносупре-сивната терапия или преминаване на лечение с друг имуносупресор - sirolimus (rapamycin) [25, 26]

Възможно е СК да се пренесе посредством заразен с HHV-8 орган на фона на потиснатия имунитет. Янтрогенен тип СК може да се наблюдава и след кръ-вопреливане с контаминирана с вируса кръв. Но по-често трансплантираният пациент е бил носител на KSHV.

За разлика от класическата форма на СК, съотношението на заболели мъже/жени намалява на 3-3.5 : 1.

Храктерно за заболяването са гастроинтестинални и респираторни лезии с бърза еволюция и лоша прогноза. Кожните лезии са по-скоро червеникави и първата им поява може да бъде по лицето и тялото (Фигура 13).

Фигура 13. Кожни лезии при пост-трансплантационен СК

Епидемичен (асоцииран със СПИН) тип Това е най-честият тип СК в САЩ, като засяга предимно хомо- и бисексу-

ални мъже, както и жени - партньорки на бисексуални мъже на възраст 20-54г. Широко разпространен и в Африка и развиващите се региони сред HIV пози-тивни хетеросексуални възрастни и все по-често деца [11, 29].

Вирусът на HIV може дълги години да не доведе до развитие на СПИН, но отслабва имунната система и потиска Т клетъчния ред [27, 28]. При носители на KSHV това дава възможност за развитие на заболяването, като в този случай вирусът се предава по полов път. Жените заболяват 15 пъти по-рядко от мъжете, но болестта протича по-тежко [29].

В над 30% от болните със СПИН началото на заболяването се бележи от кожната изява на СК, а при 15% това е лезия по венци или твърдо небце. Забо-ляването се характеризира с по-малки кожни лезии, започващи за разлика от класическия вариант на СК от горната част на тялото (лице, върха на носа, горни крайници, торс) и със склонност към обширно разпространение. Често засяга устната лигавица, гениталиите и се появяват висцерални лезии. (Фигура 14)

Наблюдава се най-често при трансплантирани болни, провеждали повече от 16 месеца имуносупресивна терапия.

“

В над 30% от болните със СПИН началото на заболяването се бележи от кожната изява на СК, а при 15% това е лезия по венци или твърдо небце.

“

Храктерно за заболяването са гастроинтестинални и респираторни лезии с бърза еволюция и лоша прогноза. Кожните лезии са по-скоро червеникави и първата им поява може да бъде по лицето и тялото.

“


63


СТУДИЯSTUDIA

Фигура 14. Кожни лезии при епидемичен СК

Прогресира бързо и е с неблагоприятна прогноза, но по-благоприятна от случаите, когато СПИН започва с пневмония, причинена от Pneumocystis carinii.

След въвеждане на високо ефективната антиретровирусна терапия - highly active antiretroviral therapy (HAART), броят на заболелите значително намалява и прогресията на СК се забавя вследствие по-добрия контрол над имунния статус [30 – 36].

Прогнозата на заболяването се определя от туморния статус, имунологич-ния статус и симптомите на системно заболяване (Таблица 1).

Таблица 1. Стадиране на пациентите с епидемичен СК

Good Risk (0) Poor Risk (1) (Any of the following) (Any of the following)

Tumor (T) Confined to skin and/or lymph nodes and/or minimal oral disease [Note: Minimal oral disease is non-nodular KS confined to the palate.]

Tumor-associated edema or ulcerationExtensive oral KSGastrointestinal KSKS in other non-nodal viscera

Immune system (I)

CD4 cells ≥ = 200/microL CD4 cells <200 per cubic millimeter

Systemic illness (S)

No history of OIs or thrush [Note: OIs are opportunistic infections.]

History of OIs and/or thrush

No “B” symptoms [Note: “B” symptoms are unexplained fever, night sweats, >10% involuntary weight loss, or diarrhea persisting >2 weeks.]

“B” symptoms present

Performance status ≥70 (Karnofsky) Performance status <70Other HIV-related illness (e.g., neurological disease or lymphoma)

СК при HIV-негативни хомосексуални мъжеНякои автори описват тази пета отделна форма на СК . Засяга възрастни

HIV негативни хомосексуални мъже, при които HHV-8 се предава по полов път. При описаната група заболяването протича с леки кожни изяви и бавна прогре-сия, много подобно на класическия тип, към когото мнозина я причисляват [36].

Лечение Саркомът на Капоши е нелечимо заболяване, но неговата прогресия може

да бъде забавена. Подходът в терапията зависи от подтипа на заболяването. При локализирано кожно засягане средство на избор е локална терапия,

при дисеминирана кожна форма и/или висцерална форма – химио- и имуноте-рапия в комбинация.

Прогнозата на заболяването се определя от туморния статус, имунологичния статус и симптомите на системно заболяване.

“

Саркомът на Капоши е нелечимо заболяване, но неговата прогресия може да бъде забавена. Подходът в терапията зависи от подтипа на заболяването.

“


64


СТУДИЯSTUDIA

1. Локална терапия Локална терапия може да бъде прилагана при малки лезии, представлява-

щи козметичен дефект и палиативно при локално авансирали кожни тумори [38]. Радиотерапия - често използван и високо ефективен метод с отговор в над

80% от пациентите. Използва се палиативно за повлияване на кървене и болка при ООД 40 Gy, като по-добър локален контрол се постига с ниско дозиране с 8-20Gy .За повърхностни лезии се препоръчва дребно фракционирана радиоте-рапия в доза 4Gy седмично за период от 6-8 седмици [39].

Ексцизия - използва се при малки повърхностни лезии, като честотата на локални рецидиви е висока, независимо от доказани чисти резекционни линии. Все пак оперативното отстраняване остава средство на избор при малки лезии .

Лазертерапия - основно с палиативна цел при големи лезии и симптоми на болка, кървене

Интралезионална терапия с ниски дози Vincristine, Vinblastine и Bleomycin -широко използван метод при класически тип и локализирана кожна форма на заболяването. Отговор се наблюдава в 60-90% от пациентите с продължителност 4-6 месеца [40] .

Криотерапия - използва се при малки кожни лезии под 1см в диаметър с положителен отговор на лечението в над 85% от случаите [41].

Повърхностно приложение на ретиноиди - регулират IL-6 рецепторната експресия в туморните клетки. Прилагат се 2-4 пъти дневно под формата на гел, като отговор се наблюдава в 1/3 до ½ от пациентите 2-14 седмици след началото на терапията [42].

2. Системна терапия Различните методи се използват самостоятелно или в комбинация при

висцерална форма и дисеминирано кожно засягане. Палиативна системна тера-пия може да се прилага при животозастрашаващи симптоми на висцералната форма, бързо прогресираща кожно-лигавична форма, болка, улцерации, кърве-не, лимфедем.

Най-често следните лечебни методи се прилагат при епидемичната форма на СК, като лечението на СПИН е водещо.

Високо ефективна антиретровирусна терапия (HAART) - оптималният контрол на HIV инфекция с НААRT е неотлъчна част от успешното лечение на СК. При невисцерални форми може да бъде прилагана самостоятелно, но при висцерално засягане трябва да бъде в комбинация с интерферон или химиоте-рапия [43].

Interferon-alfa се прилага заради антивирусните, анти-ангиогенезните и иму-номодулиращите му действия. Отговор се наблюдава в около 40% от пациентите за период от 4-6 месеца от началото на терапията. Може да се прилага ежедневно или три пъти седмично подкожно в ниска (1млнU/m2), междинна (3-10млнU/m2) и висока доза (>10млнU/m2). Интерферон алфа е най-ефективен при лечението на епидемичния тип, когато СD4 клетъчен ред е над 150-200 мм3 и в комбинация с HAART [44 – 45]. По-добри резултати се очакват от комбинацията HAART с пеги-лиран интерферон, който супресира вирусите в по-висока степен [46].

По правило резултатите от комбинирано прилагане на интерферон с хи-миотерапия не дава по-добри резултати от самостоятелно прилагане.

Химиотерапията с цитотоксични агенти, използвани самостоятелно, включва липозомален Doxorubicin, Daunorubicin, Paclitaxel и Etoposidе.

Като комбинирана терапия се използва често схемата ABV (Actinomycine

Високо ефективна антиретровирусна терапия (HAART) - оптималният контрол на HIV инфекция с НААRT е неотлъчна част от успешното лечение на СК. При невисцерални форми може да бъде прилагана самостоятелно, но при висцерално засягане трябва да бъде в комбинация с интерферон или химиотерапия.

“


65


СТУДИЯSTUDIA

D, Bleomycin и Vincristine), а като втора линия - Еtoposide и Doxorubicin. С ком-бинирана терапия се постига бърз отговор и туморна регресия в 45-60% от паци-ентите спрямо 20-25% при химиотерапия с един агент. Въпреки това проучвани-ята сочат,че времето до прогресия на тумора и общата преживяемост, сравнено с химиотерапия с един агент, е сходно [47–49].

Проучвания СК е все още нелечимо заболяване и затова се активират нови проучва-

ния, както за изясняване на канцерогенезата, така и за неговото лечение.

ӹ Ангиогенни инхибиториПоради високата васкуларизация на тумора в проучване е прилаган

Thalidomide, като инхибитор на неоангиогенезата при класическия и СПИН-свързания тип, като отговор се наблюдава в над 40% с продължителност 7 месеца. Терапевтичната доза обаче предизвиква невропатия при повече от 30% от паци-ентите [44]. Затова се изпробва новия препарат Pomalidomide в активирано про-учване на Националния Раков Институт на САЩ - NCT01495598 Pomalidomide for Kaposi Sarcoma in People With or Without HIV.

Друг проучван препарат е моноклоналното анти –VEGF антитяло, Bevacizumab, в комбинация с липозомален Доксорубицин в проучването NCT00923936 Pilot Study of Liposomal Doxorubicin Combined With Bevacizumab Followed by Bevacizumab Monotherapy in Adults With Advanced Kaposi‘s Sarcoma.

Същият препарат се използва за интралезионално приложение при лезии в устната кухина и ларинкса - NCT01296815 Intralesional Bevacizumab for Treating AIDS-associated Kaposi´s Sarcoma of the Larynx, Pharynx and Oral Cavity.

ӹ Таргетна терапия Bortezomib е протеазомен инхибитор и е показал много добри резултати

при мултипления миелом, като възстановява потиснатите про-апоптозни пъти-ща. Активирано е проучването NCT01016730 Bortezomib in Treating Patients With Relapsed or Refractory AIDS-Related Kaposi Sarcoma.

Комбинация на Vismodegib, инхибитор на сигналния път Hedgehog и RO4929097, инхибитор на Gamma-Secretase/Notch сигналния път. Notch pathway регулира вирусната репликация и модулира околната микросреда на гостопри-емника и благоприятства подържането и разпространението на вируса. Очак-ва се комбинацията да блокира туморния растеж. Проучването е активирано - NCT01154452 Vismodegib and Gamma-Secretase/Notch Signalling Pathway Inhibitor RO4929097 in Treating Patients With Advanced or Metastatic Sarcoma.

Selumetinib - МЕК 1 и МЕК 2 инхибитор в сигналния път МАРК, изпроб-ван при недребноклетъчен карцином на белия дроб, както и при карцином на панкреаса. Активирано е проучването NCT01752569 A Study of Selumetinib in Patients With Kaposi‘s Sarcoma

ӹ Противовирусни препаратиGanciclovir, използван за терапия на цитомегаловирус се изпробва и при

СК, самостоятелно и в комбинация , орално и под формата на имплант с дози-рано отдаване.

Indinavir - проучвано е самостоятелното му приложение и е установено, че има добър ефект в начален стадий на СК [50]. Сега се проучва приложени-

Notch pathway регулира вирусната репликация и модулира околната микросреда на гостоприемника и благоприятства подържането и разпространението на вируса.

“

Selumetinib - МЕК 1 и МЕК 2 инхибитор в сигналния път МАРК.A Study of Selumetinib in Patients With Kaposi‘s Sarcoma

“


66


СТУДИЯSTUDIA

ето му в комбинация с Vinblastine +/- Bleomycin. Активирано е проучването NCT01067690 Treatment With Indinavir and Chemotherapy for Advanced Classical Kaposi‘s Sarcoma

Дискусия Neil Renwick, водещ изследовател в ретровирусната лаборатория на Уни-

верситета в Амстердам направи изказването, че „Крайната награда за изучава-нето на тумор, иницииран от вирус е, че заболяването може да бъде излекувано”. Въпреки че е известен причинителят на СК и е много напреднало изучаването му, все още заболяването е неличимо. За сега се разчита предимно на класиче-ската противотуморна терапия – цитостатици, цитокини, анти-ангиогенезни и таргетни препарати.

Надеждата е в разработване на ефективни противовирусни препарати като каузално лечение. Интересно е откртието на учените от Лиидз, Велико-британия [51]. За да може ННV-8 да се реплицира, необходимо е кодираният от вирусния геном протеин ORF57 да се свърже с протеина PYM от клетката-гос-топриемник. Експерименталното блокиране на това свързване предотвратява вирусната репликация.

Все още има някои неизяснени проблеми при СК, като разликата в заболя-емостта е в зависимост от пола, ко-факторите на канцерогенезата при латентна ННV-8 инфекция, възможността за реверсия на латентността на вируса и ин-дуциране на апоптоза на инфектираната клетка. Решаването на тези проблеми може да допринесе за лечението на СК.

ЛИТЕРАТУРА

1. Любен Попов, Дерматология и венерология. София, 1945г.2. Kaposi M. Idiopathisches multiples Pigmentsarkom der Haut (1872) Arch Dermatol Syph 4:265-

733. Kaposi M. Idiopathic multiple pigmented sarcoma of the skin. CA Cancer J Clin 1982;1982(32):342-

7. (English translation of article describing Kaposi‘s sarcoma)4. Matondo P.: Clinical classification of African Kaposi‘s sarcoma: time for reappraisal. Int J

Dermatol 1995; 34:166-167.5. Friedman-Kien A.E.: Disseminated Kaposi‘s sarcoma syndrome in young homosexual men. J Am

Acad Dermatol 1981; 5:468-471.6. Chang Y., Cesarman E., Pessin M.S., et al: Identification of new herpesvirus-like DNA sequences in

AIDS-associated Kaposi‘s sarcoma. Science 1996; 266:1865-1869.7. 4. Rizza G., Andreoni M., Dorrucci M., et al: Human herpesvirus 8 seropositivity and risk of Kaposi‘s

sarcoma and other acquired immunodeficiency syndrome-related diseases. J Natl Cancer Inst 1999; 91(17):1440-1441.

8. Vitale F., Briffa D.V., Whitby D., et al: Kaposi‘s sarcoma herpes virus and Kaposi‘s sarcoma in the elderly populations of 3 Mediterranean islands. Int J Cancer 2001; 91(4):588-591.

9. Martin J.N., Ganem D.E., Osmond D.H., et al: Sexual transmission and the natural history of human herpesvirus 8 infection. N Engl J Med 1998; 338:948-954.

10. Duprez R., Lacoste V., Brière J., et al: Evidence for a multiclonal origin of multicentric advanced lesions of Kaposi sarcoma. J Natl Cancer Inst 2007; 99(14):1086-1094.

11. Escalon M.P., Hagemeister F.B.: AIDS-related malignancies. In: Kantarjian H.M., Wolff R.A., Koller C.A., ed. MD Anderson Manual of Medical Oncology, New York: McGraw-Hill; 2006:903-910.

12. Kondo, K., J. Sashihara, K. Shimada, M. Takemoto, K. Amo, H. Miyagawa, and K. Yamanishi. 2003. Recognition of a novel stage of betaherpesvirus latency in human herpesvirus6. J Virol 77:2258-64.


67


СТУДИЯSTUDIA

13. Kondo, K., H. Nozaki, K. Shimada, and K. Yamanishi. 2003. Detection of a gene cluster that is dispensable for human herpesvirus 6 replication and latency. J Virol 77:10719-24.

14. Grayson W., Pantanowitz L.: Histological variants of cutaneous Kaposi‘s sarcoma. Diagn Pathol 2008; 3:31.

15. McGeogh, D.J. and S. Cook. 1994. Molecular phylogeny of the alphaherpesvirinae subfamily and a proposed evolutionary timescale. J. Mol. Biol. 238: 9-22.

16. McGeoch, D.J., S. Cook, A. Dolan, F.E. Jamieson and E.A.R. Telford.1995. Molecular phylogeny and evolutionary timescale for the family of mammalian herpesviruses. J. Mol. Biol. 247: 443-458.

17. McGeoch, D.J. and A.J. Davison. 1999. The descent of human herpesvirus 8. Semin. Cancer Biol. 9: 201-209.

18. Zong, J.C., C. Metroka, M.S. Reitz, J. Nicholas and G.S. Hayward. 1997. Strain variability among Kaposi Sarcoma-associated herpesvirus (human herpesvirus 8) genomes: evidence that a large cohort of United States AIDS patients may have been infected by a single common isolate. J. Virol. 71 (3): 2505-2511.

19. Zong, J.C., D.M. Ciufo, D.J. Alcendor, X. Wan, J. Nicholas, P.J. Browning, P.L. Rady, S.K. Tyring, J.M. Orenstein, C.S. Rabkin, I.J. Su, K.F. Powell, M. Croxson, K.E. Foreman, B.J. Nickoloff, S. Alkan and G.S. Hayward. 1999. High-level variability in the ORF-K1 membrane protein gene at the left end of the Kaposi‘s sarcoma-associated herpesvirus genome defines four major virus subtypes and multiple variants or clades in different human populations. J. Virol. 73 (5): 4156-4170.

20. Iscovich J., Boffetta P., Franceschi S., et al: Classic Kaposi sarcoma: epidemiology and risk factors. Cancer 2000; 88(3):500-517.

21. Brown E.E., Whitby D., Vitale F., et al: Virologic, hematologic, and immunologic risk factors for classic Kaposi‘s sarcoma. Cancer 2006; 107(9):2282-2290.

22. Brambilla L., Boneschi V., Taglioni M., et al: Staging of classic Kaposi‘s sarcoma: a useful tool for therapeutic choices. Eur J Dermatol 2003; 13:83.

23. Taylor J.F., Templeton A.C., Vogel C.L., et al: Kaposi‘s sarcoma in Uganda: a clinico-pathological study. Int J Cancer 1971; 8:122-135.

24. de-Thé G., Bestetti G., van Beveren M., et al: Prevalence of human herpesvirus 8 infection before the acquired immunodeficiency disease syndrome-related epidemic of Kaposi‘s sarcoma in East Africa. J Natl Cancer Inst 1999; 91(21):1888-1889.

25. Louthrenoo W., Kasitanon N., Mahanuphab P., et al: Kaposi‘s sarcoma in rheumatic diseases. Semin Arthritis Rheum 2003; 32(5):326-333.

26. Stallone G., Schena A., Infante B., et al: Sirolimus for Kaposi‘s sarcoma in renal-transplant recipients. N Engl J Med 2005; 352(13):1317-1323.

27. Hammock L., Reisenauer A., Wang W., et al: Latency-associated nuclear antigen expression and human herpesvirus-8 polymerase chain reaction in the evaluation of Kaposi sarcoma and other vascular tumors in HIV-positive patients. Mod Pathol 2005; 18:463-468.

28. Ledergerber B., Egger M., Erard V., et al: AIDS-related opportunistic illnesses occurring after initiation of potent antiretroviral therapy: the Swiss HIV Cohort Study. JAMA 1999; 282(23):2220-2226.

29. Krown S.E., Singh J.C.: Classic Kaposi‘s sarcoma: epidemiology, risk factors, pathology, and molecular pathogenesis, 2009. Version 17.3, Up to Date www.uptodate.com

30. Tam H.K., Zhang Z.F., Jacobson L.P., et al: Effect of HAART on survival among HIV-infected men with Kaposi sarcoma or non-Hodgkin lymphoma. Int J Cancer 2002; 98:916-922.

31. Nguyen H.Q., Magaret A.S., Kitahata M.M., et al: Persistent Kaposi sarcoma in the era of highly active antiretroviral therapy: characterizing the predictors of clinical response. AIDS 2008; 22:937-945.Mani D., Neil N., Israel R., et al: A retrospective analysis of AIDS-associated Kaposi‘s sarcoma in patients with undetectable HIV viral loads and CD4 counts greater than 300 cells/mm3. J Int Assoc Physicians AIDS Care 2009; 8(5):279-285.

32. El Amari E.B., Toutous-Trellu L., Gayet-Ageron A., et al: Predicting the evolution of Kaposi sarcoma, in the highly active antiretroviral therapy era. AIDS 2008; 22(9):1019-1028.

33. Portsmouth S., Stebbing J., Gill J., et al: A comparison of regimens based on nonnucleoside reverse transcriptase inhibitors or protease inhibitors in preventing Kaposi‘s sarcoma. AIDS 2003; 17:17-22.

34. Holkova B., Takeshita K., Cheng D.M., et al: Effect of highly active antiretroviral therapy on survival in patients with AIDS-associated pulmonary Kaposi‘s sarcoma treated with chemotherapy. J Clin Oncol 2001; 19(18):3848-3851.

35. Maurer T., Ponte M., Leslie K.: HIV-associated Kaposi‘s sarcoma with a high CD4 count and a low viral load [letter]. N Engl J Med 2007; 57:1352-1353.

36. Lanternier F.A., Lebbe C.F., Schartz N.C., et al: Kaposi‘s sarcoma in HIV-negative men having sex with men. AIDS 2008; 22(10):1163-1168.


68


СТУДИЯSTUDIA

37. Gressen E.L., Rosenstock J.G., Xie Y., et al: Palliative treatment of epidemic Kaposi‘s sarcoma of the feet. Am J Clin Oncol 1999; 22(3):286-290.

38. Kirova Y.M., Belembaogo E., Frikha H., et al: Radiotherapy in the management of epidemic Kaposi‘s sarcoma: a retrospective study of 643 cases. Radiother Oncol 1998; 46:19-22.

39. Boudreaux A., Smith L., Cosby C., et al: Intralesional vinblastine for cutaneous Kaposi‘s sarcoma associated with acquired immunodeficiency syndrome. A clinical trial to evaluate efficacy and discomfort associated with injection. J Am Acad Dermatol 1993; 28(1):61-65.

40. Tappero J.W., Burger T.G., Kaplan L.D., et al: Cryotherapy for cutaneous Kaposi‘s sarcoma associated with acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). J Acquir Immune Defic Syndr 1991; 4(9):839-846.

41. Bodsworth N.J., Bloch M., Bower M., et al: Phase III vehicle-controlled, multi-centered study of topical alitretinoin gel 0.1-percent in cutaneous AIDS-related Kaposi‘s sarcoma. Am J Clin Dermatol 2001; 2(2):77-87.

42. Vanni T., Sprinz E., Machado M.W., et al: Systemic treatment of AIDS-related Kaposi sarcoma: current status and perspectives. Cancer Treat Rev 2006; 32(6):445-455

43. Krown S.E.: Management of Kaposi sarcoma: the role of interferon and thalidomide. Curr Opin Oncol 2001; 13:374-381.

44. Krown S.E., Lee J.Y., Lin L., et al: Interferon-alpha 2b with protease inhibitor-based antiretroviral therapy in patients with AIDS-associated Kaposi sarcoma: an AIDS malignancy consortium phase I trial. J Acquir Immune Defic Syndr 2006; 41(2):149-153.

45. Van der Ende M., Mulder J.W., van den Berge M., et al: Complete clinical and virological remission of refractory HIV-related Kaposi‘s sarcoma with pegylated interferon alpha. AIDS 2007; 21(12):1661-1662

46. Martín-Carbonero L., Palacios R., Valenica E., et al: Long-term prognosis of HIV-infected patients with Kaposi sarcoma treated with pegylated liposomal doxorubicin. Clin Infect Dis 2008; 47(3):410-417.

47. Cooley T., Henry D., Tonda M., et al: A randomized, double-blind study of pegylated liposomal doxorubicin for the treatment of AIDS-related Kaposi‘s sarcoma. Oncologist 2007; 12:114-123.

48. Lim S.T., Tupule A., Espina B.M., et al: Weekly docetaxel is safe and effective in the treatment of advanced-stage acquired immunodeficiency syndrome-related Kaposi sarcoma. Cancer 2005; 103:417-421.

49. Monini P., Sgadari C., Grosso M.G., et al: Clinical course of classic Kaposi‘s sarcoma in HIV-negative patients treated with the HIV protease inhibitor indinavir. AIDS 2009; 23(4):534-538.

50. Boyne JR, Jackson BR, Taylor A, Macnab SA, Whitehouse A. Kaposi‘s sarcoma-associated herpesvirus ORF57 protein interacts with PYM to enhance translation of viral intronless mRNAs. EMBO J. 2010 Jun 2;29(11):1851-64. doi: 10.1038/emboj.2010.77. Epub 2010 Apr 30.

51. Nickoloff BJ. The human progenitor cell antigen (CD34) is localized on endothelial cells, dermal dendritic cells, and perifollicular cells in formalin-fixed normal skin, and on proliferating endothelial cells and stromal spindle-shaped cells in Kaposi‘s sarcoma. Archives of Dermatology, 1991, 127(4):523-529

52. Abbas AA, Jastaniah WA. Extensive gingival and respiratory tract Kaposi sarcoma in a child after allogenic hematopoietic stem cell transplantation.J Pediatr Hematol Oncol. 2012 Mar;34(2):e53-5.

1КЛИНИЧНИ

СЛУЧАИCLINICAL

CASES

МЕТАСТАЗА В ПАРАНАЗАЛНИТЕ СИНУСИ КАТО ПЪРВА ИЗЯВА НА

БЪБРЕЧНОКЛЕТЪЧЕН КАРЦИНОМ. КЛИНИЧЕН СЛУЧАЙ

Теодора Караниколова, Спартак Вълев,

Александър Герасимов

Клиника по химиотерапия, СБАЛО- ЕАД, София

70




CLINICAL CASES

Метастаза в параназалните синуси като първа изява на бъбречноклетъчен карцином. Клиничен случай

Теодора Караниколова, Спартак Вълев, Александър Герасимов,Клиника по химиотерапия, СБАЛО- ЕАД, София

РезюмеБъбречноклетъчният карцином (БКК) е сравнително рядък тумор, пред-

ставляващ 3 % от злокачествените новообразувания при възрастни със способ-ност за разпространение на необичайни места [1]. При поставяне на диагноза-та една трета от пациентите са в метастазирал стадий. Представя се случай на 41-годишен пациент със симптоми на синузит и епистаксис като първа изява на БКК, метастазирал в синусите. Синусите са рядка локализация за метастазира-не. Най-честият първичен тумор, метастазиращ в параназалните синуси, е БКК.

Paranasal sinuse metastasis as the first presenting sign of Renal Cell Carcinoma. Case report

Teodora Karanikolova, Spartak Valev, Aleksander Gerasimov Chemotherapy Clinic to the Specialized Hospital for Active Treatment in Oncology, Sofia

Abstract Clear cell carcinoma is a relatively rare tumor, representing approximately 3%

of malignant tumors, which sometimes spreads to unusual places [1]. Оne third of the patients with renal cell carcinoma have metastasеs at diagnosis. This case report is about a 41 years old patient who presented sinusitis and epistaxis as a first sign of renal cell carcinoma with metastasis to the paranasal sinuses. The sinuses are rare location of metastasis. The most frequent primary tumor to metastasis to paranasal sinuses is the renal cell carcinoma.

71


CLINICAL CASES



ВъведениеБъбречноклетъчният карцином (БКК) е сравнително рядък тумор, пред-

ставляващ 3 % от злокачествените новообразувания при възрастни със способ-ност за разпространение на необичайни места [1].

БКК е най-честата неоплазия на бъбреците е представен от светлоклетъ-чен хистологичен подтип в 80% от случаите. [2]

БКК се характеризира с окултно протичане като класическата триада от болка в поясната област, безболкова хематурия и палпираща се туморна фор-мация е рядко срещана и е признак за напреднало заболяване. Около 30% от пациентите са в метастазирл стадий при поставянето на диагнозата. Най-често засегнатите органи са бели дробове, лимфни възли, кости, черен дроб и по-ряд-ко ЦНС. Параназалните синуси са рядка локализация за метастазиране. Най-честата причина за метастази в тях е БКК [3].

Симптомите са неспецифични и включват назална обструкция, болка, по-дуване, а епистаксисът е най-алармиращият от тях поради голямата васкулари-зация на тумора.

Петгодишната преживяемост при нелекуван мБКК е от 0 % - 18%.

Клиничен случайПациент на 41г постъпва (м.05.2006г) в УНГ– отделение по повод на интер-

митентен епистаксис, тръпнене на зъбите, болка и подуване в областта на лявата буза, дискомфорт в лявата половина на мекото небце, с давност от 5 месеца.

Няма придружаващи заболявания, липсват отклонения от нормата на па-раклиничните изследвания.

При проведената мезофарингоскопия е установено променено, хипереми-рано и с неравна повърхност меко небце вляво. По-нататъшна оценка на със-тоянието включва КТ на глава, която показва туморна формация, ангажираща максиларния, сфеноидалния и етмоидалния синус вляво (фиг. 1).

Фиг. 1 Остеолитични промени на латералната и медиална стени на левия максиларен синус. Туморна формация, анагажираща епифаринкс, ляв максиларен

синус, ляв сфеноидален синус

72




CLINICAL CASES

Проведена е оперативна интервенция – трепанация на максиларния, сфе-ноидалния и етмоидалния синус вляво по Денкер. Хистологичният резултат по-казва светлоклетъчен карцином с метастатичен характер от бъбречен произход (фиг. 2).

Фиг. 2 Светлоклетъчен карцином от бъбречен произход

Във връзка с откритата метастаза от БКК са проведени допълнителни об-разни изследвания. Установяват се ехографски и КТ данни за туморна форма-ция с неясни контури, изхождаща от средна и обхващаща долна трета на левия бъбрек с размери 9 см (фиг. 3). Рентгенографията на бели дробове установява единична метастаза в левия бял дроб.

Фиг. 3 Туморна формация, изхождаща от средна и обхващаща долна трета на левия бъбрек

Извършена е левостранна нефректомия (м.05.2006 г). Хистологичният ре-зултат е светлоклетъчен карцином на бъбрека с размери 8/6.5 см, с инфилтрация на капсулата.

73


CLINICAL CASES



Болният е решен на онкологичен комитет за системно лечение и е започ-нал химиотерапия с Винбластин, хормонотерапия с Фарлутал и имунотерапия с Интрон. Проведени са 6 курса (м.06.2006г - м.12.2006г). От контролната рент-генография на бели дробове няма данни за белодробни метастази и пациентът е оставен под наблюдение. Не е проведно лъчелечение за метастазите в областта на параназалните синуси.

Фиг. 4 Метастаза в левия бял дроб (2011 г.)

Пет години по-късно (м.02-2011г) по повод на кръвохрак е проведен КТ на гръден кош и е установена формация в лявата белодробна половина и увеличени медиастинални и паратрахеални ЛВ./фиг.4/ Извършена е левостранна торакото-мия с атипична резекция на долния белодробен дял на левия бял дроб. Хисто-логичният резултат на материала от белия дроб верифицира бъбречноклетъчен карцином.

След проведеното оперативно лечение е започнато лечение (от м.03.2011г.) със Сунитиниб 50 мг/дн, което продължава две години и два месеца (до м.06.201г).

Фиг.5 КТ данни за стационирано заболяване

74




CLINICAL CASES

ДискусияБКК е рядък тумор, представляващ 3 % от всички злокачествени заболя-

вания [1].Около 1/3 от пациентите са с вече метастазирало заболяване при поставя-

нето на диагнозата.Основният път на метастазиране на БКК е хематогенният - през реналната

вена или през паравертебралния венозен плексус на Батсън, позволяващ раз-пространение на тумора както в каудална, така и в краниална посока, заобика-ляйки белодробното русло.

Съществува и известна корелация между размера на тумора и развитието на метастази. Klatte et al съобщават за 392 болни с размери на тумора от 2.1 до 3 см, от които само 20 (5,1 %) са развили метастази. БКК с диаметър под 3 см има много нисък метастатичен потенциал. Рискът рязко се покачва при тумори над 3 см [2].

Най-честите органи, в които БКК метастазира, са белите дробове (75 %), меки тъкани (36 %) , костите (20 %), черния дроб (18 %), ЦНС (8 %), кожа (8 %).

Параназалните синуси са рядка локализация за метастазиране. В литера-турата има описани около 130 случая с вторични тумори на синусите, от които 70 са вследствие на първичен БКК. БКК е най-честият първичен тумор, метаста-зиращ в синусите [3].

Симптомите са неспецифични, но епистаксисът е най-чест като резултат на силната васкуларизация на тумора.

Оценката на тумор в назалните кухини трябва да вкючва назална ен-доскопия, КТ на параназални синуси и биопсия.

По-голяма преживяемост и по-добро качество на живот могат да бъдат постигнати при комбиниране на нефректомия със системна терапия. Дисекци-ята на ЛВ няма отношение към прогнозата.

Bamias et al оценяват прогностичната роля на нефректомията в кохорта от 189 пациенти с мБКК на лечение с анти- VEGF рецепторен ТКИ - Сунити-ниб. Нефректомираните болни имат сигнификантно по-голяма преживяемост в сравнение с тези без оперативно лечение (средна обща преживяемост 24 с/у 10 месеца) [4].

Общата преживяемост и свободната от заболяване преживяемост са по-големи след отстраняване на първичния тумор и ексцизия на изолирана метаста-за. Резултати от Mayo Clinic , MSKCC и Martin Luther University показват 30-50% 5-годишна преживяемост на пациенти с хирургична резекция на метастазите [5]. Голям ретроспективен анализ разкрива подобрена преживяемост дори при пациенти с повече от една метастазектомии. Анализът показва и по-висок риск от смърт при пациенти, които не са били подложени на метастазектомия [6].

Резекцията на белодробни метастази се свързва с по-голяма преживяе-мост в сравнение с другите анатомични локализации.

Ролята на химиотерапията при БКК е ограничена и не е утвърдена като стандарт. Въпреки че рецептори за естроген, прогестерон и тестостерон могат да бъда открити в БКК, хормоналната терапия е отречена като неефективна.

БКК е имуногенен тумор и редица имунни модулатори като interferon alfa (IFN) interlekuin (IL) -2 са тествани като терапевтични средства. При мБКК иму-нотерапията е ефективна при малък процент пациенти и е свързана с висока токсичност.

75


CLINICAL CASES



Последното деситилетие е революционно за таргетната терапия при мБКК и стандарт на лечение са тирозинкиназните инхибитори (ТКИ).

Светлоклетъчният карцином на бъбрека е тумор със силно изразена ва-скуларизация и висока експресия на VEGF (vascular endothelial growth factor). Ето защо приложението на инхибитори на рецепторите за VEGF има подчертан терапевтичен ефект.

Съвременният стандарт за лечение на мБКК включва няколко таргетни аг-ента съгласно препоръките на ESMO. На базата на фаза III клинично проучване при 750 болни с нелекуван метастазирал БКК, сравняващо ефекта на Сунити-ниб с този на IFN, Сунитиб се превръща в стандартна първа линия терапия при мБКК. Сунитиниб е перорален тирозин-киназен инхибитор, блокиращ тирозин-киназните рецептори VEGFR 1, 2 и 3, PDGFR-бета , c-KIT и Fms-подобна тиро-зинкиназа 3. Постигнатите клинични ремисии (47 % с/у 12 %) и свободната от прогресия преживяемост (11 с/у 5м) са убедително в полза на рамото със Суни-тиниб. Постига се и подобряване на общата преживяемост (26.4 с/у 21.8 м) [7].

Представен е случай на болен с БКК, диагностициран в стадий на метас-тазиране. Постигнат е 5-годишен светъл период и 7-годишна преживяемост бла-годарение на мултидисциплинарен подход и комплексно лечение – оперативно и лекарствено.

ИЗПОЛЗВАНА ЛИТЕРАТУРА

1. Herrmann E, Bierer S, Wulfing C: Update on systemic therapies of metastatic renal cell carcinoma. World J Urol 2010, 28:303–309.

2. Remzi M, Ozsoy M, Klingler HC, et al. Are small renal tumors harmless? Analysis of histopathological features according to tumors 4 cm or less in diameter. J Urol 2006;176:896–9.

3. B. T. Muros, J. R. S. Romero, J. G. B. Rodriguez and R. B. Parrilla, “Maxillary Sinus Metastasis of Renal Cell Carcinoma,” ACTAS Urologicas Espanolas, Vol. 30, No. 9, 2006, pp. 954-957

4. Proffered Papers Session: Genitourinary Malignancies – ESMO Amsterdam 20135. Rasco DW, Ashikis V, Marshall F. Integrating metastasectomy in the management of advanced

urologic malignancies. J Urol. 2006;176:1921–6. [PubMed]6. Alt AL, Boorjian SA, Lohse CM, Costello BA, Leibovich BC, Blute ML. Survival after complete surgical

resection of multiple metastases from renal cell carcinoma. Cancer. Jan 10 2011;[Medline].7. Motzer RJ, Hutson TE, Tomczak P et al. Overall survival and updated results for sunitinib compared

with interferon alfa in patients with mRCC J Clin Oncol. 2009; 27:1-7, J Med Case Reports. 2011; 5: 429. Published online 2011 September 2. doi: 10.1186/1752-1947-5-429PMCID: PMC3177931-Atypical presentations and rare metastatic sites of renal cell carcinoma: a review of case reports-Petros Sountoulides,1 Linda Metaxa,2 and Luca Cindolo3

8. Indian J Urol. 2010 Apr-Jun; 26(2): 167–176.doi: 10.4103/0970-1591.65381 PMCID: PMC2938537-Role of surgery in advanced/metastatic renal cell carcinoma- Suresh Bhat

9. М. Таушанова. Карцином на бъбрека, В “Медицинска онкология”, София, 2012, 639–653. Ред. К. В. Тимчева, Ел. Кръстева, В. Цекова

КЛИНИЧЕН СЛУЧАЙ НА ДЕРМАТОФИБРОСАРКОМА

ПРОТУБЕРАНС, МЕТАСТАЗИРАЛ В БЯЛ ДРОБ, ЧЕРЕН ДРОБ И

КОСТИ


Клиника по Химиотерапия, СБАЛ по Онкология – ЕАД София2


CLINICAL CASES

78




CLINICAL CASES

Клиничен случай на Дерматофибросаркома протуберанс, метастазирал в бял дроб, черен дроб и кости

Александър Герасимов, Теодора КараниколоваКлиника по Химиотерапия, СБАЛ по Онкология – ЕАД София

РезюмеПредставен е случай на дерматофибросарком, лекуван оперативно, с

радио терапия и с таргетна терапия. Заболяването е проследявано в продълже-ние на 9 години. Въпреки радикалната хирургична намеса и следоперативното лъчелечение, туморът е рецидивирал многократно и е метастазирал в белия дроб, черния дроб и в костите.

Clinical case of Dermatofibrosarcoma protuberans with lung, liver and bone metastases

Alexander Gerassimov, Teodora Karanikolova Chemotherapy Clinic, Specialized Hospital for Active Treatment in Oncology – Sofia

AbstractA case of Dermatofibrosarcoma protuberans, initially treated surgically and

additionally by means of radiotherapy and targeted therapy is presented. Patient was followed-up for 9 years. Despite the initial radical surgery and radiotherapy the tumor successfully recurred metastasizing multiple times during the follow-up period in the lung, the liver and the bones.

79




CLINICAL CASES

ВъведениеДерматофибросаркома протуберанс (DFSP) е рядък тумор на меките тъка-

ни, представляващ около 0,1% от всички неоплазми и 1% от мекотъканните ту-мори. Произхожда от фиброзната тъкан и е с интермедиерна степен на малигне-ност (фиг.1) [1]. DFSP e локално агресивно заболяване, развиващо се подкожно. Обикновено се манифестира с полипоидна подутина или твърда кожна плака. Обикновено с течение на времето се появява разязвяване в мястото на лезията. Най-честите локализации на DFSP са трункуса, главата и шията. Метастазира в едва 1 до 4% от случаите, като най-вероятни органи за развитие на метаста-

зите са белите дробове и регионалните лимфни възли. [2] Характеризира се с висока честота на рецидивите, най-често при нерадикална оперативна интервенция. 5-годишната преживя-емост при заболяването е в порядъка на 99,2%.

Фигура 1 Хистологична картина на DFSP

Клиничен случай През 2004г. 52-годишна жена забелязва „синкаво петно“ в областта на

гърба, нарастващо по размер. Извършена е ексцизия на лезията с хистологична диагноза – Дерматофибросаркома Протуберанс. Проведено е постоперативно лъчелечение (не е представена медицинска документация). Две години по-късно

(2006г.) се появява рецидив на Дерма-тофибросаркома, отстранен оператив-но. През 2008г. се отчита втори реци-див, който отново е опериран. В тече-ние на 8 години (2006 – 2013 година) са проведени общо 11 реоперации по по-вод рецидивиращ Дерматофибросар-ком, Извършено е пластично възста-новяване с присадка от M. Latissimus Dorsi (фиг.2)

Фигура 2 Състояние след 11 реоперации по повод рецидиви и пластика

80




CLINICAL CASES

След 10-тата операция е проведено лъчелечение до обща доза 70 Gy, пос-ледвано от рецидив след 3 месеца.

Образни изследвания:- На 16.05.2011г. е проведена костна сцинтиграфия с негативен резул-

тат. - На 07.06.2011г. е извършено скениране на цяло тяло с PET-CT. Отчете-

ни са суспектни множествени нодуларни белодробни лезии, които са оставени под наблюдение.

- От PET-CT изследване, проведено на 09.01.2012г., се отчитат данни за прогресия, изразяващи се в рецидив, множествени костни метастази (лява скапула, лява клавикула, C7 ), метастатична лезия в левия бял дроб.(фиг.3) Започната е терапия с Иматиниб 400mg p.o. и Зомета 4mg.

- Проведеното на 05.03.2012г. PET-CT изследване отчита обратно раз-витие на лезиите на фона на описаното лекарственото лечение.

- PET-CT от 03.08.2012г дава данни за прогресия на белодробните ле-зии. Описва се и милиметрова нодуларна лезия в черния дроб. Това налага увеличаване на дозата на Imatinib – 800 mg дневно p.o.

- На 18.03.2013г. е проведен MRI със следната находка: липса на реци-див, намаляване в размера на лезията в скапулата, намаляване в раз-мера на белодробните лезии, без динамика на чернодробната лезия. Пациентката продължава лечението с Imatinib и Zometa до момента в същите дози и с добра поносимост.

Фигура 3 Метастатична лезия в левия бял дроб

Дискусия DFSP е описана за първи път клинично през 1890 година. Darrier и Ferran

описват тумора като „прогресиращ рецидивиращ дерматофибросарком или ко-жен фибросарком“. Терминът “Дерматофибросаркома протуберанс“ е използван за пръв път през 1925 година от Hoffman [3] Заболяването произхожда от дер-мата и е сравнително рядко заболяване с интермедиерна степен на малигненост. Среща се във всяка възраст, но е най-чест в диапазона 30-50 години. Около 10% от пациентите са деца.

В около 50% от случаите на DFSP лезиите се намират по трункуса. В оста-налите случаи се откриват в областта на главата и шията и по проксималните

81




CLINICAL CASES

части на крайниците. В началните фази заболяването се манифестира с без-симптомна малка плътна плака по кожата с розов, червен, синкав или неразли-чаващ се от околната кожа цвят. Лезиите обикновено са фиксирани към дермата, подвижни спрямо подлежащите тъкани. Фиксирането към дълбоки структури е характерно за по-късните етапи на заболяването или при локални рецидиви.

Терапията на избор при DFSP е радикалната широка ексцизия на лезия-та. Радиотерапията е с ограничена стойност при лечението на това заболяване. Тя влиза в съображение при позитивни резекционни линии или когато широка радикална ексцизия не е възможна поради естетически или функционални съо-бражения. Imatinib mesylate е успешно използван при лечението на метастатична болест и/или при рецидивиращо заболяване.

5-годишната преживяемост при DFSP е изключително висока – 99,2%. Въ-преки това при метастазиране на заболяването във вътрешните органи прог-нозата силно се влошава – едва 2 години. Комбинираната терапия, включваща оперативно лечение, радиотерапия и таргетна терапия с тирозин-киназни ин-хибитори (Imatinib 400 - 800mg p.o.) като стандартно лечение на метастазирал DFSP води до значително подобряване на прогнозата, което се доказва и при описания клиничен случай, проследяван в продължение на 9 години.

БИБЛИОГРАФИЯ1. Dimitropoulos VA. Dermatofibrosarcoma protuberans. Dermatol Ther. Nov-Dec 2008;21(6):428-

32.2. Lindner NJ, Scarborough MT, Powell GJ, et al: Revision surgery in dermatofibrosarcoma

protuberans of the trunk and extremities. Eur J Surg Oncol 1999; 25:392-3973. Bowne WB, Antonescu CR, Leung DH: Dermatofibrosarcoma protuberans: a clinicopathologic

analysis of patients treated and followed at a single institution. Cancer 2000, 88:2711-2720

S T U D I A O N C O L O G I C AИЗИСКВАНИЯ КЪМ АВТОРИТЕ

Обща информацияSTUDIA ONCOLOGICA (Обзори по онкология) е периодично научно списание, което об-хваща всички области на онкологията. В него могат да се публикуват обзорни материали, лекции, изнесени от наши и гостуващи чуждестранни учени, лекционни курсове, обобща-ващи познания в тясна онкологична специалност. Размерът на студията не може да надхвър-ля 25 печатни страници, броят на цитираните автори трябва да бъде до 40. Списанието има авторитетна международна редакционна колегия.

ЕзикСписанието публикува материали на български език, придружени с резюме на английски език. Материали от чуждестранни автори се публикуват в превод на български език от спе-циалисти, подбрани от екипа на списанието.

Изпращане на ръкописитеРъкописите могат да се предават лично или да се изпращат на адрес:

Доц. д-р Константа ТимчеваНационален център по онкология(СБАЛО-ЕАД)ул „Пловдивско шосе“ 6, София 1756тел.: (02) 8076/361факс: (02) 870 64 16е-mail: [email protected]

Изискват се две печатни копия (формат А4), написани на текстов редактор МS Word, при-дружени с електронен запис. Препоръчва се използването на шрифт Times New Roman с размер на знака 12 точки и междуредово разстояние Single (normal). Мерните единици тряб-ва да бъдат дадени по системата СИ. Пожелание на авторите за обособяване на съществени думи и изречения в текста могат да се използват удебеляване, курсив, подчертаване и други възможности за форматиране на текст, предоставяни от текстовия редактор, с изключение на оцветяване.

РефериранеЗа да бъдат публикувани, материалите трябва да са придружени с кратка препоръка от хаби-литирано лице, специалист в съответната област. Изборът на референт е грижа на авторите. Екипът на списанието може да подпомогне авторите в избора на подходящ референт само като препоръка. Членовете на редакционната колегия могат също да бъдат референти.

Организация на ръкописаАвторите имат пълна свобода в избора на организация на същинската част на ръкописа в съответствие със спецификата на представяния от тях материал.Изискванията на списанието се отнасят до следните най-общи правила:

Титулна страница • Заглавие с главни букви• Имена на авторите с пълно изписване на името и фамилията с малки букви• Адрес на авторите с малки букви: при автори с различни адреси се използват малки

цифри след фамилното име, съответстващи на тези, използвани в адреса. Например:

Автор А1, Автор Б2, Автор В3

1Адрес на институт на автор А 2Адрес на институт на автор Б 3Адрес на институт на автор В

• Име и пълен адрес на автор за контакт с телефон и е-mail (при възможност)

Резюме на български език – до 1 страница

Резюме на английски език – до 1 страницаВ резюмето се включва, заглавието на студията на английски език, изписват се имената на авторите и местоработата на английски език.Ключови думи след резюметата – съответно на български и на английски език

КнигописБиблиографията започва на отделна страница. Цитатите в текста се дават с номера по реда на появата им и се обграждат в квадратни скоби, например „...показва висока екс-пресия на гена, кодиращ протеина [7, 13]“. Няма специални изисквания за оформяне на библиографската информация в книгописа, но стилът трябва да е един и същ за всич-ки цитирания. Цитатът трябва да съдържа пълната информация на оригиналния език, включваща имената на автори, заглавие, име на списанието (книга, поредица), том книж-ка, година, страници (от–до). Името на списанието се дава по стандарта за абревиатура на Chemical Abstracts.

ТаблициТаблиците се номерират с арабски цифри, например Таблица 1, Таблица 2 и т.н., и се при-дружават от информативно заглавие с малки букви. В електронния запис таблиците се дават като самостоятелни файлове. В текста, в ляво бяло поле се означава желаното мяс-то за поместване на таблицата.

Илюстративен материалДиаграми, фигури, формули и други илюстративни материали се представят в оригинал на отделни листове (респективно файлове в електронния запис). В текста, в лявото бяло поле се означава желаното място за поместването им. Ако илюстративния материал е създаден по електронен път с използването на специализирана програма, то името на програмата се записва с молив на гърба на листа.

Коректури и отпечатъциАвторът за контакт проверява коректурите за евентуални грешки и пропуски като ги сверява с оригинала. Не се предоставят отпечатъци.

СПИСАНИЕТО НЕ СЕ РАЗПРОСТРАНЯВА ЧРЕЗ АБОНАМЕНТ И СЕ ПОЛУЧАВА БЕЗПЛАТНО. ЖЕЛАЕЩИТЕ ДА СПОНСОРИРАТ СПИСАНИЕТО МОГАТ ДА СЕ ОБЪРНАТ КЪМ ДОЦ. ТИМЧЕВА НА ПОСОЧЕНИЯ ПО-ГОРЕ АДРЕС

STUDIA ONCOLOGICAbamobg.org/wp-content/uploads/2014/11/TEXT_Studii_Oncologica-2 … ·...

Documents

Transcript of STUDIA ONCOLOGICAbamobg.org/wp-content/uploads/2014/11/TEXT_Studii_Oncologica-2 … ·...