Матриксні металопротеїнази як фактори стромального мікрооточення пухлини: роль у перебігу мінімальної залишкової хвороби при раку шлунка

Abstract

Матриксні металопротеїнази (ММП) активуються за умов гіпоксії, є фактором мікрооточення пухлинних клітин у первинній пухлині та місцях віддаленого метастазування, забезпечують дисемінацію пухлинних клітин. Сьогодні особливий інтерес онкологів сфокусований на вивченні ММП як тригерів виходу дисемінованих пухлинних клітин (ДПК) зі «сплячого» стану при мінімальній залишковій хворобі (МЗХ). Мета: дослідити залежності між показниками активності желатиназ у пухлині та кістковому мозку (КМ) і деякими гіпоксія-асоційованими факторами мікрооточення при раку шлунка (РШ), виявити зв’язки між рівнями активності желатиназ у КМ хворих на РШ та стадіями захворювання, рівнем метастазування, наявністю ДПК у КМ; а також визначити залежності між показниками активності желатиназ у КМ і тривалістю життя пацієнтів для можливого їх використання при прогнозі перебігу МЗХ. Об`єкт і методи: досліджено 282 хворих на РШ (174 чоловіки, 108 жінок), яких розподілили за стадіями захворювання таким чином: 48 осіб — I, 80 — II, 85 — IIІ, 69 — IV стадія. Використано методи зимографії в полі акриламідному гелі, імуногісто- та імуноцитохімічні. У статистичній обробці використані t-критерій Стьюдента, кореляційний аналіз, аналіз виживаності за Капланом — Мейєром. Результати: виявлено кореляції між активністю ММП-2 та -9 у КМ хворих на РШ, з одного боку, та експресією гіпоксія-асоційованих білків (HIF-1), щільністю мікросудин за експресією CD34 та Flt-1 у пухлинах, з іншого (r = 0,30–0,51; р < 0,05). Рівні активності желатиназ у КМ хворих на РШ не корелюють із показниками як метастазування у лімфатичні вузли, так і віддаленого метастазування (р > 0,05). Для всіх досліджених пацієнтів, а також для тих із них, у кого клінічно не виявлено віддалених метастазів (категорія М0 ), достовірно підтверджено зв’язок наявності ДПК із ММП-2. Активність останньої в КМ за відсутності ДПК була майже у 3 рази нижчою за активність у КМ з наявними ДПК. Пацієнти, які не проходили післяопераційну терапію, з активністю ММП-2 у КМ < 2,8 у.о. живуть достовірно довше, ніж пацієнтки з вищою активністю (р = 0,016). Пацієнти з активністю ММП-9 у КМ < 3,0 у.о. живуть довше, ніж з вищою активністю, хоча різниця недостовірна (р = 0,218). При цьому як за відсутності, так і за наявності ДПК у КМ кращу загальну 3-річну виживаність відзначено у групах з активністю ММП-2 < 3,6 та < 4,8 у.о. відповідно. Вірогідно, в першому випадку ММП-2 контролює дисемінацію, а в другому — вихід ДПК зі «сплячого» стану. Висновки: желатинази КМ є гіпоксія-асоційованими факторами мікрооточення при РШ; ММП-2 у КМ хворих на РШ асоційована з дисемінацією пухлинних клітин і є маркером МЗХ; ММП-2 та -9 у КМ можуть бути використані для контролю перебігу захворювання у пацієнтів із РШ.

Matrix metalloproteinases (MMPs) are activated in hypoxia conditions, and are tumor cells microenvironment factor in primary tumor and in a distinct sites of metastasis, and provide dissemination of tumor cells. Today special interest of oncologists are focused on the study of MMPs as triggers of escape of disseminated tumor cells (DTC) from dormancy in minimal residual disease (MRD). Aim: To investigate the relationship between levels of gelatinases activity in tumor and in bone marrow (BM) and some hypoxia-associated factors of microenvironment in gastric cancer (GC); to establish links between levels of gelatinases activity in BM in patients with GC and stages of disease, level of metastasis, presence of DTC in BM; to examine relationship between levels of gelatinases activity in BM and patients life duration, possibility of its use for prognosis course of MRD in GC. Methods: We analyzed data from 282 patients with GC (174 — men, 108 — women), that were distributed in stages of the disease in next way 48 — I, 80 — II, 85 — III and 69 — IV stage. We used zymography in polyacrylamide gel, immunohistochemical, immunocytochemical methods. In the statistical analysis used Student’s t-test, correlation analysis, Kaplan — Meier survival analysis. Results: It was found the correlation between activity of MMP-2 and -9 in BM of patients with GC, on the one hand, and the expression of hypoxia-associated proteins HIF-1, CD34 (microvessel density) and FLT (VEGF receptor) in tumors, on the other hand (r = 0,30–0,51, p < 0.05). Levels of gelatinases activity in BM of patients with GC do not correlate with indicators of metastasis neither in the lymph nodes (LN) nor in distinct one (p > 0.05). For all studied patients and for those of them who have not clinically detected distant metastases (category M0 ), relationship with DTC were significantly detected for MMP-2, which activity in the BM without DTC was almost in 3 times lower than in BM with DTC. Patients who did not receive postope rative therapy with MMP-2 activity in BM < 2.8 a.u. live significantly longer than those who have higher activity (p = 0.016). Patients with MMP-9 activity in BM < 3 a.u., live longer than those who have higher activity, although the difference is not significant (p = 0.218). However, neither in absence nor in presence of DTC in the BM, the best three-year overall survival was observed in groups with levels of MMP-2 activity lo wer than the 3.6 and 4.8 a.u., respectively. Apparently, in the first case MMP-2 controls dissemination, in the second — escape of DTC from dormancy. Conclusions: Gelatinases in BM are microenvironment hypoxia-associated factors in GC; MMP-2 in BM of patients with GC are associated with dissemi nation of tumor cells and are marker of MRD; MMP-2 and -9 in BM can be used to control course of disease in patients with GC.