Streszczenie

Glejak wielopostaciowy to szczególnie złośliwa postać nowotworu glejopochodnego. Nowotwór ten stanowi około 70% wszystkich zdiagnozowanych nowotworów mózgu. Niestety, średni czas przeżycia chorych na glejaki złośliwe nie przekracza jednego roku. Nowotwory te charakteryzu­ją się swoistym unaczynieniem (licznymi mikronaczyniami i naczyniami kłębuszkowymi) oraz szczególną inwazyjnością. Zarówno unaczynienie, jak i inwazyjność to złożone procesy, z któ­rych każdy tworzy swego rodzaju „błędne koło”. Wspólnym głównym elementem obu „błędnych kół” jest niedotlenienie. Powstająca w sąsiedztwie nieprawidłowych naczyń krwionośnych hipok­sja stymuluje m.in. powstawanie nowych naczyń i inwazyjność komórek nowotworowych. Oba „błędne koła”, to w istocie procesy adaptacyjne pozwalające komórkom nowotworowym dosto­sować się do niedotlenowanego środowiska nowotworowego. Procesy te odgrywają istotną rolę w progresji nowotworowej: swoistej ewolucji komórek nowotworowych. Wynikiem tej ewolucji są komórki wysoce agresywne, oporne na chemioterapię i radioterapię. Duże zdolności adapta­cyjne komórek nowotworowych niekorzystnie wpływają na efektywność terapii przeciwnowotwo­rowej. Skuteczne strategie terapeutyczne powinny być skierowane na rozerwanie obu „błędnych kół”. W pracy omówiono kilka takich strategii. Naszym zdaniem, skuteczne strategie terapeu­tyczne muszą się składać z kilku leków rozpoznających i rozrywających jednocześnie oba „błęd­ne koła” unaczynienia i inwazyjności. Skutecznymi lekami mogą się także okazać leki hamujące i zmniejszające hipoksję w komórkach nowotworowych, np. leki hamujące aktywność HIF-1a.

Słowa kluczowe:„błędne koło” unaczynienia glejaków • „błędne koło” inwazyjności glejaków • niedotlenienie komórek nowotworowych • terapia przeciwnowotworowa

Summary

Glioblastoma multiforme is the most common and a particularly aggressive form of glial primary brain tumors. This malignancy accounts for ca. 70% of all diagnosed cases. Unfortunately, ave­rage survival of glioma patients does not exceed one year from diagnosis. Specific vasculariza­tion pattern (presence of numerous microvessels and glomerular vessels) and exceptional invasi­veness are characteristic features of glioblastoma tumors. Both of these features reflect complex underlying processes forming two vicious circles. Common to both of these circles is the state of tumor underoxygenation. Hypoxia that occurs in the vicinity of abnormal tumor blood ves­sels stimulates formation of novel microvessels and invasiveness of tumor cells. In their essence, both of the vicious circles are processes allowing tumor cells to adapt to an underoxygenated tu­mor milieu. These processes play an important role in tumor progression, which reflects a speci­fic type of evolution of cancer cells. Late effects of this evolution include appearance of highly aggressive, chemo- and radiotherapy resistant neoplastic cells. Increased adaptation capabilities of such cancer cells have a negative influence on the therapeutic process. Effective therapeutic strategies should not be directed against single cancer cell markers; instead, they should be tar­geted so as to break both vicious cycles. Herein we discuss several such strategies. In our opi­nion, effective therapeutic approaches must include a combination of several agents that reco­gnize and simultaneously break both vicious cycles, i.e. vascularization and invasiveness. Also, agents that decrease hypoxia in cancer cells, for example drugs inhibiting activity of HIF-1a, μi­ght also prove therapeutically effective in such approaches.

Key words:vicious circle of glioma vascularization • vicious circle of glioma invasiveness • cancer cell underoxygenation • anticancer therapy

„Błędne koło to ciąg niekorzystnych sytuacji lub wydarzeń, które wynikają z siebie, powtarzają cyklicznie i z których trudno znaleźć wyjście.”
Słownik języka polskiego, PWN, Warszawa, 2007

Wstęp

Glejak wielopostaciowy (glioblastoma multiforme) to zło­śliwa postać nowotworu glejopochodnego wywodzącego się z pnia astrocytarnego. W USA co roku na glejaki złośliwe zapada 3,19 osób na 100 000 mieszkańców [75]. Rocznie diagnozuje się około 14 000 nowych przypadków gleja­ków złośliwych. Nowotwory te stanowią 60-70% wszyst­kich zdiagnozowanych nowotworów mózgu [90]. Średni czas przeżycia chorych na glejaki złośliwe nie przekracza jednego roku. W przypadku leczenia skojarzonego radio­terapii z temozolomidem średni czas przeżycia pacjentów dochodzi do 1,46 roku [79]. Wprowadzenie do tej terapii dodatkowo leku alkilującego – lomustyny zwiększa czas przeżycia pacjentów do 23,1 miesiąca [41].

Pod względem histopatologicznym, glejaki wielopostacio­we charakteryzują się atypią i pleomorfizmem jąder ko­mórkowych, dużą aktywnością proliferacyjną, swoistym unaczynieniem (licznymi mikronaczyniami i naczynia­mi kłębuszkowatymi), występowaniem regularnych ukła­dów komórek nowotworowych wokół ognisk nekrotycz­nych zwanych palisadami [49], a także obecnością struktur Scherera, satelitarnych skupisk komórek nowotworowych wokół naczyń i neuronów (tzw. satelitoza okołonaczynio­wa i okołoneuronowa) [96].

Istnieje kilka systemów klasyfikacji glejaków. Morfologicznie wyróżnia się trzy główne rodzaje gleja­ków: gwiaździaki, skąpodrzewiaki oraz skąpogwiaździa­ki (typ mieszany) [91]. U gwiaździaków występują wszyst­kie cztery stopnie zezłośliwienia (wg WHO: I-IV) [61], u skąpodrzewiaków tylko II i III [61]. Stopień I zezłośli­wienia to nowotwory w większości łagodne, dobrze ogra­niczone (gwiaździaki włosowatokomórkowe). Stopień II to nowotwory naciekające o niskim stopniu zezłośliwie­nia (gwiaździaki rozlane). Stopień III to nowotwory na­ciekające, anaplastyczne, z komórkową atypią, unaczynio­ne (gwiaździaki anaplastyczne). Stopień IV to nowotwory naciekające, wysoce złośliwe, unaczynione, z ogniskami nekrozy (glejaki wielopostaciowe) [59,91]. Glejaki wie­lopostaciowe mogą być tzw. glejakami pierwotnymi lub glejakami wtórnymi (rozwijającymi się z glejaków o niż­szym stopniu zezłośliwienia). Pod względem histopato­logicznym oba typy glejaków są nie do odróżnienia [90].

W pierwotnych glejakach wielopostaciowych pojawiają się charakterystyczne mutacje, które aktywują szlaki sygnało­we MAPK i Pl3K, a także inaktywują dwa szlaki sygnało­we kontrolowane przez Rb i TP53 [86] (ryc.1). We wtór­nych glejakach wielopostaciowych oprócz m.in. mutacji genów TP53, PDGF, PTEN, EGFR pojawiają się także charakterystyczne mutacje genu IDH, które nie występu­ją w glejakach pierwotnych [67].

Ryc. 1. Zmiany mutacyjne w pierwotnych i wtórnych glejakach wielopostaciowych. W glejakach pierwotnych zasadnicze mutacje zachodzą w genach trzech głównych szlaków sygnałowych. Pierwszy z nich, związany z mutacjami genów kodujących czynniki wzrostowe aktywujące szlaki sygnałowe (MAPK i Pl3K). W dwóch pozostałych szlakach zachodzi inaktywacja genów supresorowych (RB1 i TP53). Kolorem zielonym oznaczono mutacje inaktywujące/delecje, kolorem czerwonym mutacje aktywujące/amplifikacje (natężęnie barwy oznacza liczbę mutacji). Cztery sygnatury transkrypcyjne pierwotnych glejaków reprezentują cztery typy komórek nowotworowych. Typ mezenchymalny związany jest z utratą genów NF1 i p53, klasyczny z amplifikacją genu EGFR i utratą genów PTEN i CDKN2A, preneuralny z aktywacją genu PDGFR, mutacjami IDH i amplifikacją CDK4 i Met. Czwarta sygnatura (neuralna) jest podobna do sygnatury prawidłowych tkanek mózgu (nie uwzględniono jej na ryc.); wg [13]

Analizy sygnatur transkrypcyjnych pozwalają wyróżnić cztery subtypy komórek nowotworowych: mezenchymal­ny, klasyczny, proneuralny i neuralny [13,70,88] (ryc. 1). Subtyp mezenchymalny jest związany z mutacjami genów NF1, p53, Ink4a/ARF. Komórki tego subtypu „odpowiada­ją” na agresywną chemioterapię i radioterapię, a także na inhibitory Ras, Pl3K i inhibitory angiogenezy. Subtyp kla­syczny zawiera mutacje genów PTEN, INK4a/ARF i am­plifikację EGFR. Komórki tego subtypu są wrażliwe na działanie klasycznych leków i radioterapię (komórki mają zachowany gen p53). Subtyp proneuralny z mutacjami ge­nów IDH, p53 i amplifikacjami genów PDGFRA, PDGFRB i Met jest wrażliwy na działanie inhibitorów HIF, Pl3K i PDGFRA. Subtyp neuralny zawiera sygnaturę swoistą dla prawidłowych tkanek mózgu (pominięto go na ryc. 1).

Analizy proteomiczne pozwalają dodatkowo wyróżnić trzy klasy komórek. Dwie pierwsze związane są ze wzrostem poziomu białek EGFR i PDGF. Trzecia związana jest z ob­niżeniem poziomu białka NF1 [12]. Klasyfikacje oparte na kryteriach morfologicznych i molekularnych mogą być niezwykle przydatne w tzw. spersonalizowanej, indywidu­alnie dobranej dla każdego pacjenta, terapii.

Charakterystyczne fenotypowe cechy glejaków wielopo­staciowych: zdolność do wytwarzania swoistego unaczy­nienia i inwazyjność (palisady i struktury Scherera są jej przykładem) odgrywają znaczącą rolę w progresji nowo­tworowej. Obie cechy to w istocie powiązane ze sobą zło­żone procesy. Każdy z nich tworzy swego rodzaju „błęd­ne koło” (ryc. 2). Pierwsze z tych kół dotyczy powstawania naczyń krwionośnych: nieprawidłowe naczynia nowotwo­rowe powodują powstanie hipoksji, która z kolei stymuluje powstawanie nowych niesprawnych naczyń krwionośnych, a te z kolei indukują hipoksję (itd.) [25]. Drugie „błęd­ne koło” związane jest z migracją komórek nowotworo­wych (ryc. 2). Inwazyjne komórki nowotworowe anektują prawidłowe naczynia. Wzrost komórek nowotworowych wokół naczyń powoduje ich stopniową inwolucję i regresję [48,95]. Powstająca wokół uszkodzonych naczyń hipoksja indukuje powstanie nowych naczyń nowotworowych oraz proliferację komórek nowotworowych. Generowana przez nieprawidłowe naczynia nowotworowe hipoksja stymuluje inwazyjność komórek nowotworowych [97]. Komórki no­wotworowe migrują z rejonów niedotlenowanych i zasie­dlają rejony wokół prawidłowych naczyń krwionośnych.

Ryc. 2. Schemat relacji zachodzącej między unaczynieniem, inwazyjnością komórek nowotworowych glejaków, a mającą wpływ na ich powstawanie hipoksją. Przedstawiono dwa „błędne koła”: pierwsze z nich dotyczy powstawania unaczynienia, drugie inwazyjności. Szerszy opis tych relacji w tekście

Wspólnym, głównym elementem obu „błędnych kół” jest hipoksja. Powstająca w sąsiedztwie nieprawidłowych na­czyń krwionośnych stymuluje nie tylko powstawanie no­wych naczyń i inwazyjność komórek nowotworowych, ale także inne procesy kompensujące brak tlenu (m.in. metabo­liczne przeprogramowanie komórek nowotworowych, auto­fagię, przeżycie (żywotność), immunosupresję, rekrutację komórek stanu zapalnego, proliferację) (zob. tab. 1) [83]. Powstawanie unaczynienia i inwazyjność komórek nowo­tworowych to dwa ważne procesy, które pozwalają komór­kom nowotworowym dostosować się do niedotlenowanego środowiska [53,65,84]. Duże zdolności adaptacyjne ko­mórek nowotworowych do niedotlenowanego mikrośro­dowiska zmniejszają skuteczność terapii przeciwnowo­tworowej [93]. W niedotlenowanych komórkach pojawia się bowiem wiele reakcji związanych np. z reperowaniem uszkodzeń DNA. W komórkach zostają zahamowane pro­cesy apoptozy, zwiększa się niestabilność genomowa [93]. Procesy te zwiększają szanse przeżycia komórek nowotwo­rowych. W warunkach hipoksji występuje także klasycz­na selekcja genotypów: komórki z mutacjami genu p53 mają większe szanse przeżycia niż genotypy z dzikim ge­nem p53 [42] (tab. 1).

Tabela 1. Niektóre procesy indukowane przez hipoksję w komórkach nowotworowych

W pracy omówimy złożone relacje („błędne koła”) jakie zachodzą między hipoksją, unaczynieniem i inwazyjnością komórek nowotworowych, a także strategie terapeutyczne pozwalające rozrywać oba „błędne koła”.

Hipoksja i unaczynienie glejaków

W progresji nowotworowej, swoistej ewolucji komórek nowotworowych, istotną rolę odgrywają naczynia nowo­tworowe [44]. Naczynia nowotworowe to naczynia niepra­widłowe [3,25,63,64,82]. Chaotyczny przebieg naczyń, niewłaściwe połączenie między naczyniami, ślepe odno­gi spowalniają przepływ krwi [27]. W naczyniach nowo­tworowych obserwuje się często zastoje, a nawet cofanie się krwi. Wewnątrz naczyń mogą pojawić się także skrze­py (śródnaczyniowa tromboza) [11]. Naczynia takie nie są w stanie dostarczać komórkom nowotworowym wystarcza­jącej ilości tlenu. W komórkach nowotworowych pojawia się niedotlenienie, hipoksja [82].

Sieć naczyń nowotworowych, zwłaszcza drobnych i ma­łych, ulega stałemu przekształcaniu (remodelowaniu) [27]. Drobne naczynia ulegają przekształceniu pod wpływem różnych bodźców mechanicznych, a także samego ciśnie­nia krwi. Naczynia nowotworowe powstają i ulegają re­gresji. Przekształcanie naczyń ma wpływ na powstanie zmiennego utlenowania. Hipoksja pojawia się w różnych miejscach nowotworu, ustępuje i zanika.

Niedotlenienie indukuje głównie dwa czynniki transkryp­cyjne HIF-1α i HIF-2α [7,54]. Oba czynniki wspólnie kon­trolują ekspresję niektórych genów kodujących białka bio­rące udział w transporcie glukozy (m.in. białko GLUT1), w homeostazie pH (CAIX) oraz w angiogenezie (VEGF). Czynnik HIF-1α kontroluje samodzielnie ekspresję genów biorących udział w glikolizie (np. heksokinazę 1 i 2, fos­fofruktokinazę), w wytwarzaniu tlenku azotu (iNOS), au­tofagii i apoptozie (białko BNIP3) [54].

Czynnik HIF-2α kontroluje samodzielnie aktywność genów kodujących białka odpowiedzialne za tzw. „macierzystość” ko­mórek nowotworowych (OCT4, NANOG i MYC [7]), a także białko DLL4 aktywujące białka NOTCH oraz angiopoetynę 2 biorącą udział w remodelowaniu naczyń krwionośnych [54]. Czynnik transkrypcyjny HIF-1α jest stymulowany niskim stę­żeniem tlenu (=<1%). Natomiast czynnik HIF-2α aktywowany jest wyższym stężeniem (około 5%) [46]. Zharmonizowane współdziałanie wielu różnych genów (w tym genów kodują­cych białka „macierzystości”) indukowanych przez oba czyn­niki transkrypcyjne powoduje powstanie w komórkach no­wotworowych stanu swoistej „plastyczności”: zdolności do odróżnicowania i transróżnicowania [45]. W procesie odróż­nicowania następuje swoista rewersja fenotypu komórek no­wotworowych do fenotypu słabo zróżnicowanych komórek embrionalnych [80]. Natomiast w procesie transróżnicowa­nia dochodzi do powstania nietypowego fenotypu (np. z neu­ralnych komórek macierzystych zamiast neuronów powsta­ją komórki śródbłonkowe (EC)). Hipoksja może być jednym z głównych czynników środowiskowych stymulujących feno­typowe przekształcenie komórek nowotworowych w komór­ki mające cechy komórek macierzystych [45].

Zdolność do tworzenia własnych naczyń nowotworowych uważana jest za jedną z podstawowych cech komórek nowotworowych [44]. Komórki nowotworowe wydzielają czynniki proangiogenne, które stymulują swoiste „kiełko­wanie” i chemotaktyczny wzrost komórek śródbłonkowych naczyń krwionośnych w kierunku źródła sygnałów (tzn. ko­mórek wydzielających czynniki proangiogenne) (ryc. 3A). Powstawanie nowych naczyń krwionośnych z naczyń już ist­niejących, zwane angiogenezą, nadal jest uważane za pod­stawowy mechanizm powstawania nowotworowych naczyń krwionośnych [18]. Angiogeneza nowotworowa różni się jednak od angiogenezy występującej w tkankach prawidło­wych. Angiogeneza prawidłowa stymulowana jest głównie przez VEGF i kontrolowana przez swoiste inhibitory, np. trombospondynę. Natomiast w angiogenezie nowotworo­wej bierze udział wiele różnych czynników wzrostowych, oprócz VEGF, także m.in. PDGF, TNF-α, FGF, HGF, IL-8, IL-6, TGF-β [94]. Niedawno wśród czynników pro­angiogennych stymulujących angiogenezę zidentyfikowano także białko HMGB1, cytokinę wydzielaną przez nekro­tyczne komórki, która bierze udział w reakcji prozapalnej [87]. Ta różnorodność czynników proangiogennych, wy­dzielanych także przez komórki mikrośrodowiska (m.in. komórki reakcji zapalnej), czynników dominujących nad czynnikami hamującymi proces angiogenezy powoduje, że angiogeneza nowotworowa, w przeciwieństwie do pra­widłowej, jest niekończącym się procesem pozbawionym kontroli. Główną rolę w jej powstawaniu odgrywa hipoksja.

Ryc. 3. Podstawowe mechanizmy powstawania nowotworowych naczyń krwionośnych: (A) – angiogeneza, (B) – wgłobienie, (C i D) – dwa rodzaje waskulogennej mimikry

Powstawanie naczyń krwionośnych w glejakach składa się z dwóch faz. W pierwszej fazie komórki glejaków wyko­rzystują do swego wzrostu naczynia gospodarza. Komórki nowotworowe anektują i zasiedlają naczynia prawidłowe. W drugiej fazie tworzą własną sieć naczyń krwionośnych. Proces powstania naczyń krwionośnych w doświadczal­nych glejakach składa się z kilku etapów (zob. [48,95]):
• zasiedlanie okolic naczyń prawidłowych przez komór­ki nowotworowe, które wykazują swoisty tropizm do naczyń krwionośnych (niewykluczone, że za tropizm ten odpowiedzialna jest cytokina CXCL12 wydzielana przez komórki EC);
• odsunięcie przez komórki nowotworowe wypustek astro­cytarnych od błony podstawnej; enzymatyczna degra­dacja błony podstawnej;
• proliferacja komórek nowotworowych;
• regresja, swoista inwolucja naczyń prawidłowych (sty­mulowana przez angiopoetynę 2 (Ang-2) wydzielaną przez komórki EC);
• dalsza destabilizacja naczyń prawidłowych;
• apoptoza komórek śródbłonkowych i nekroza komórek nowotworowych;
• hipoksja stymulująca proces angiogenezy (powstaje wo­kół uszkodzonych naczyń krwionośnych gospodarza).

Indukowana przez hipoksję angiogeneza to złożony pro­ces powstawania naczyń nowotworowych [18,50,82,94]. Jednym z pierwszych etapów tego procesu jest aktywa­cja spoczynkowych komórek EC. Czynnikami aktywu­jącymi komórki EC mogą być czynniki wzrostowe m.in.: VEGF, VEGF-C, ANG-2, FGF oraz niektóre chemokiny (np. IL-8/CXCL8). Czynniki te są wydzielane przez nie­dotlenowane komórki nowotworowe, komórki reakcji za­palnej, a także przez perycyty. Czynniki proangiogenne mogą być także uwalniane z błony podstawnej przez me­taloproteazy (MMP). Pod wpływem czynników proangio­gennych komórki EC rozluźniają połączenia między sobą, co powoduje rozszerzenie naczyń. Czynnik VEGF powo­duje zwiększenie przepuszczalności warstwy komórek EC. Wydzielająca się z naczyń plazma staje się prowizoryczną macierzą pozakomórkową dla nowo powstających naczyń.

W „zaktywowanych” komórkach EC pojawia się tzw. ko­mórka czołowa (tip cell) [18] (ryc. 3A). Dzięki filopodiom komórka ta „rozpoznaje” gradient stężenia czynników pro­angiogennych wydzielanych przez komórki nowotworowe. W reakcji biorą także udział receptory VEGF, neuropili­ny (NRP), a także białko NOTCH i jego ligandy: DDL4 i JAGGED. Proliferacja komórek śródbłonkowych znajdu­jących się za komórką czołową (stalk cells) jest kontrolo­wana m.in. przez NOTCH, WNT, PlGF, FGF.

Natomiast w procesie powstawania światła naczynia od­grywają rolę VE-kadheryny, CD34, sialomucyny, VEGF i białko HEDGEHOG [18]. Komórka czołowa, dzięki filopodiom, rozpoznaje także tzw. czynniki kierujące (ste­rujące): efryny i semaforyny. Komórki powstającego na­czynia uwalniają cząsteczki EGFL7, które „informują” je o ich położeniu w macierzy pozakomórkowej. Dodatkowo, w komórkach EC zostaje uruchomiony „program hipok­syjny” kontrolowany przez HIF-1α. Program ten w swo­isty sposób „uczula” komórki śródbłonkowe na czynniki proangiogenne. W fuzji nowych naczyń z już istniejącymi swoistą rolę odgrywają makrofagi. Wiele podstawowych informacji dotyczących angiogenezy nowotworowej moż­na znaleźć w pracy Carmelieta i Jaina [18].

Nie tylko komórki śródbłonkowe biorą udział w budowie naczyń nowotworowych. W powstawaniu i budowie naczyń, w pośredni zresztą sposób, biorą udział także komórki no­wotworowe (ryc. 3C i 3D). Mające cechy komórek macie­rzystych (CSC) komórki nowotworowe (niewykluczone, że pod wpływem hipoksji [78]), ulegają swoistej transformacji (transróżnicowaniu). W komórkach tych ujawnia się feno­typ komórek śródbłonkowych [58]. Proces ten nosi nazwę waskulogennej mimikry (WM) i jest przejawem swoistej „plastyczności” komórek nowotworowych mających cechy komórek macierzystych [80].

W wyniku WM powstają dwa rodzaje struktur naczynio­wych [36]. Pierwsze z nich, to raczej struktury naczynio­podobne tworzące swoistą sieć kanałów, które mogą się łą­czyć z istniejącymi naczyniami krwionośnymi (ryc. 3C). Drugi rodzaj struktur naczyniowych to naczynia zbudo­wane z komórek nowotworowych, które uległy transróż­nicowaniu do komórek EC (ryc. 3D) [36]. Według Ricci-Vitiani i wsp. [74] liczba naczyń krwionośnych w glejakach powstałych z komórek nowotworowych w wyniku WM waha się między 20 a 90%. Tak znaczna liczba powsta­łych naczyń zdaniem autorów ma świadczyć o tym, że pro­ces transróżnicowania odgrywa ważną rolę w powstawa­niu naczyń nowotworowych. Według patologów z grupy Rodrigueza [75] naczynia nowotworowe w glejakach są przeważnie zbudowane jednak z prawidłowych komórek EC. Liczba naczyń zbudowanych w wyniku WM ma nie przekraczać 10%. Niewykluczone, że proces WM odgry­wa znikomą rolę w powstawaniu naczyń nowotworowych.

W glejakach obserwuje się także występowanie tzw. kłę­buszków naczyniowych, splątanych naczyń krwionośnych przypominających swoją morfologią kłębuszki nerko­we. Naczynia te wydają się nie brać udziału w przepły­wie krwi [29].

Dość szczególnym procesem biorącym udział w powsta­waniu naczyń jest tzw. wgłobienie [29] (ryc. 3B). W pro­cesie wgłobienia naczynia większe rozpadają się na mniej­sze. W małych naczyniach przepływ krwi jest wolniejszy niż w większych. Wgłobienie jest głównym procesem re­modulującym, przekształcającym naczynia krwionośne.

W powstawaniu nowych naczyń krwionośnych sugerowa­no także udział tzw. waskulogenezy, powstawania naczyń z krążących w krwiobiegu prekursorów komórek śródbłon­kowych. Brak jest jednak przekonywających danych wska­zujących na udział waskulogenezy w powstawaniu naczyń nowotworowych [68].

Naczynia krwionośne, zarówno prawidłowe jak i nowo­tworowe, wraz z niektórymi komórkami mikrośrodowi­ska (m.in. miofibroblastami) mogą tworzyć dość złożone struktury zwane niszami (nisze to pojęcie raczej opera­cyjne) [9]. Nisze te „kontrolują” podstawowe funkcje no­wotworowych komórek macierzystych: ich proliferację, zdolność do różnicowania [15]. Nisze mogą się znajdo­wać w pobliżu naczyń krwionośnych (tzw. nisze utleno­wane) lub w rejonach hipoksyjnych (tzw. nisze niedotleno­wane) [9]. W niszach niedotlenowanych może dochodzić do swoistego odróżnicowania komórek nowotworowych. Niewykluczone, że w procesie tym pewną rolę odgrywa proces przejścia epitelialno-mezenchymalnego EMT [9]. W wyniku tego procesu w komórkach nowotworowych mogą się ujawniać cechy komórek macierzystych: zdol­ność do różnicowania, samoodnowy i transróżnicowania.

Badania Pistollato i wsp. [72] wskazują, że słabo zróżni­cowane macierzyste komórki glejaków są umiejscowione głównie w warstwach komórek słabo utlenowanych. Natomiast komórki zróżnicowane znajdują się w regio­nach naczyniowych i utlenowanych. Komórki te są wraż­liwe na działanie temozolomidu. Komórki umiejscowione w regionach słabo utlenowanych są raczej oporne na dzia­łanie tego leku [69].

Hipoksja i inwazyjność komórek glejaków

Komórki glejaków mają zdolność do przemieszczania się [65,84]. To właśnie ruchliwość komórek glejaków sprawia, że granice między tkanką nowotworową a prawidłową sta­ją się nieostre i rozmyte. Utrudnia to niezmiernie usunię­cie wszystkich komórek nowotworowych podczas zabie­gów chirurgicznych. Nieusunięte komórki nowotworowe są główną przyczyną nawrotów choroby nowotworowej.

Jednym z pierwszych, który pod koniec lat trzydziestych ubiegłego stulecia zauważył zjawisko migracji komórek nowotworowych glejaków był Hans Joachim Scherer (wg [77]). Odrywające się od głównej masy guza komórki no­wotworowe tworzyły odrębne skupiska komórek (struktu­ry satelitarne) na naczyniach krwionośnych i neuronach oddalonych od nowotworu. Dziś wiemy, że za ruchliwość komórek nowotworowych odpowiedzialna jest głównie chemokina CXCL12 wydzielana przez komórki EC i neu­rony. Receptory tej chemokiny CXCR4 są umiejscowio­ne w błonach komórek nowotworowych [96]. Wydzielana przez komórki EC i neurony chemokina CXCL12 stymu­luje przemieszczanie się komórek nowotworowych w kie­runku prawidłowych naczyń i neuronów. Ruchliwość ko­mórek nowotworowych może być nie tylko stymulowana przez parakrynne wydzielane czynniki. Istnieją dane wska­zujące, że same komórki nowotworowe stymulują swoje przemieszczanie (regulacja autokrynna) [47].

Jedną z charakterystycznych cech glejaków są tzw. struktu­ry palisadowe, regularne układy komórek nowotworowych znajdujące się w sąsiedztwie regionów nekrotycznych i nie­dotlenowanych. Hipoksja indukuje w komórkach palisa­dowych czynnik HIF-1α, który aktywuje z kolei syntezę receptora CXCR4 [96]. Komórki palisadowe to migrujące komórki nowotworowe z regionów niedotlenowanych do regionów lepiej utlenowanych znajdujących się w sąsiedz­twie prawidłowych naczyń krwionośnych [10]. Migracja tych komórek jest stymulowana przez chemokinę CXCL12 wydzielaną przez komórki EC.

HIF-1α indukuje także syntezę innego receptora biorące­go udział w przemieszczaniu się komórek: receptora MET [1,8]. Ligandem tego receptora jest białko HGF/SF (hepa­tocyte growth factor/scatter factor). Receptor MET bierze udział w regulacji aktywności kadheryn i integryn [40], białek biorących udział w oddziaływaniach komórka-ko­mórka i komórka-macierz pozakomórkowa.

Inwazyjne przemieszczanie się komórek nowotworowych to proces składający się z kilku reakcji [85]:
• odrywania się komórek od głównej masy komórek nowotworowych;
• adhezji uwolnionych komórek do różnych elementów macierzy pozakomórkowej (ECM);
• enzymatycznej degradacji ECM, tworzenia miejsca (swoistych korytarzy) dla poruszających się komórek;
• migracji, przenikania macierzy pozakomórkowej.

Etap 1 wymaga zahamowania aktywności białek adhezyj­nych (m.in. E-kadheryn) i jednocześnie wzrostu aktywno­ści transbłonowego białka CD44 oraz N-kadheryn. Etap 2 to przyłączenie komórek do białek ECM: integryn i tena­scyny C. Etap 3 to modyfikowanie białek ECM pod wpły­wem różnych proteaz (m.in. MMP-2, MMP-3, błonowych proteaz MT-MMP, dezyntegryn ADAM, plazminy i katep­syn). Niektóre z tych enzymów mogą być wydzielane przez same komórki nowotworowe, inne przez komórki mikrośro­dowiska nowotworowego. Komórki mikrogleju biorą udział w przemieszczaniu się komórek nowotworowych glejaków wydzielając m.in. takie enzymy jak MMP-14/MT1-MMP, które z kolei aktywują metaloproteazę MMP-2 wydzielaną przez komórki glejaków [21]. Etap 4 to samodzielne prze­mieszczanie się komórek nowotworowych.

Pojedyncze komórki nowotworowe mogą się przemieszczać ruchem ameboidalnym lub ruchem podobnym do ruchu ko­mórek mezenchymalnych (fibroblastów) [39]. Oprócz tych dwóch podstawowych sposobów przemieszczania się po­jedynczych komórek nowotworowych istnieje także trze­cia forma ruchu: ruch zbiorowy, ruch połączonych ze sobą komórek przemieszczających się za komórką wiodącą, li­derową [38]. Rodzaj ruchu zależy od struktury, macierzy pozakomórkowej i błony podstawnej. Poruszająca się ru­chem ameboidalnym komórka nowotworowa w środowisku z bardzo gęstym utkaniem macierzy pozakomórkowej może zmienić sposób przemieszczania i zacząć poruszać się ru­chem podobnym do ruchu komórek mezenchymalnych [39].

Samodzielne przemieszczanie się pojedynczych komórek nowotworowych to cyklicznie powtarzający się lokomocyj­ny proces składający się z pięciu etapów, w trakcie których komórka modyfikuje swój kształt (szkielet komórkowy), zmienia swoją pozycję i przekształca struktury tkankowe, przez które migruje [37]. W każdym z tych etapów bierze udział określony region komórki (zob. ryc. 4). Podczas etapu pierwszego, pod wpływem czynników chemotak­tycznych, następuje „wybór” kierunku przemieszczania. W wyniku polimeryzacji aktyny, cytoszkielet komórki ulega swoistej polaryzacji i komórka wytwarza wypustki (pseudopodia). W drugim etapie proksymalny biegun ko­mórki wiąże się z pozakomórkowymi substratami (kolage­nem IV i lamininami). Jest to tzw. zogniskowana adhezja do podłoża. Podczas trzeciego etapu komórkowe proteazy rozbijają „stare” połączenia komórki z podłożem (tzw. zo­gniskowana proteoliza). W etapie czwartym enzym zwany GTP-azą Rho aktywuje miozynę II, która kurcząc się po­woduje powstanie swoistego wewnątrzkomórkowego na­pięcia. Podczas etapu piątego dochodzi do zerwania wiązań z podłożem na dystalnym biegunie komórki (tzw. retrak­cji). Etap ten umożliwia przemieszczenie się do przodu całej komórki [37].

Ryc. 4. Schemat pięciu regionów komórki nowotworowej biorących udział w jej samodzielnym przemieszczaniu. Opis ruchu komórki w tekście

Komórki glejaków przemieszczają się bądź wzdłuż naczyń krwionośnych bądź wzdłuż włókien nerwowych. W prze­mieszczaniu się komórek glejaków wzdłuż włókien nerwo­wych znaczną rolę odgrywają enzymy usuwające z osłonek włókien inhibitory hamujące wędrówkę komórek nowotwo­rowych. Komórki glejaków za pomocą wydzielanych przez siebie enzymów MMP-14/MT1-MMP i MMP-2 inaktywują inhibitory migracji (Nogo-A, glikoproteinę związaną z mie­liną oraz oligodendrytyczną mielinową glikoproteinę, które razem hamują wzrost aksonów i migrację komórek) [43].

Niewykluczone, że duża zawartość wody w macierzy po­zakomórkowej i międzycząsteczkowe połączenia między włóknami mielinowymi a heparanem, tenascyną R, lekti­kanami powoduje powstanie dużo łatwiejszej do sforso­wania macierzy pozakomórkowej niż macierz utworzona z udziałem kolagenu [43].

Przemieszczające się wzdłuż naczyń krwionośnych komórki glejaków korzystają z błony granicznej (glia limitans) znaj­dującej się na granicy naczynia-parenchyma lub korzysta­ją z tzw. przestrzeni pozanaczyniowej (perivascular space) [43]. Duże prawidłowe naczynia w mózgu są zbudowane z kilku warstw (zob. ryc.5). Warstwę zewnętrzną tworzy graniczna błona glejowa zbudowana z wypustek astrocy­tów, błona podstawna i warstwa komórek opony miękkiej. Między tą warstwą a następną warstwą zbudowaną z bło­ny podstawnej znajduje się przestrzeń zwana przestrzenią pozanaczyniową. Następną warstwę tworzą komórki pery­cytów/mięśni gładkich, które wraz z błoną podstawną ota­czają komórki śródbłonkowe. Ponieważ w mózgu nie wy­stępują naczynia limfatyczne ich rolę przejmuje przestrzeń pozanaczyniowa, która zbiera i usuwa nadmiar płynów z krwiobiegu. W małych naczyniach nie ma przestrzeni pozanaczyniowej. Błony glia limitans i podstawna komó­rek śródbłonkowych ulegają fuzji [43].

Ryc. 5. Schemat przekroju przez typowe naczynia krwionośne mózgu oraz lokalizację komórek nowotworowych podczas przemieszczania się:
1 – komórka przemieszczająca się w przestrzeni pozanaczyniowej,
2 – komórka przemieszczającą się poza naczyniem

Komórki nowotworowe przemieszczają się zatem albo po zewnętrznej stronie naczyń (między wypustkami komórek glejowych i zewnętrznej błonie podstawnej) albo wewnątrz przestrzeni pozakomórkowej (wykorzystując do tego celu wewnętrzną błonę podstawną) (zob. ryc.5). Podczas migra­cji wzdłuż glia limitans komórki nowotworowe odsuwają astrocyty i, penetrując błonę podstawną i warstwę komórek opony miękkiej, przemieszczają się do światła przestrze­ni pozanaczyniowej. Wędrujące wzdłuż naczyń komór­ki nowotworowe zatrzymują się w rozwidleniach naczyń i zaczynają się dzielić [35]. Niewykluczone, że właśnie w rozwidleniach naczyń mogą powstawać nisze, skupiska komórek mikrośrodowiska biorące udział w progresji ko­mórek nowotworowych. Nisze te mogą powstawać między komórkami śródbłonkowymi a wypustkami astrocytów [19].

Przemieszczające się komórki nowotworowe wykorzystują głównie receptory integrynowe, przede wszystkim α3β1 wiążące się z lamininami i kolagenem IV. Podczas wędrów­ki wzdłuż glia limitans, komórki nowotworowe korzysta­ją także z fibronektyny i witronektyny oraz homofilowych połączeń między N-kadherynami, L1-CAM i NCAM [43]. Jak dotąd, nie stwierdzono przenikania komórek nowotwo­rowych glejaków do światła naczyń [35,43].

Unaczynienie i inwazyjność komórek nowotworowych jako cele terapeutyczne

Oba omawiane procesy: powstawanie unaczynienia i in­wazyjność komórek nowotworowych to dwa ważne pro­cesy adaptacyjne [65,84]. Procesy te są swoistymi reak­cjami komórek nowotworowych na hipoksję generowaną przez niesprawne naczynia nowotworowe. Niedobór tlenu jest kompensowany przez wytworzenie nowych naczyń, a niedotlenienie stymuluje pojawienie się nowotworowych komórek macierzystych (cancer stem cells) mających ta­kie cechy fenotypowe jak inwazyjność, zdolność do sty­mulacji angiogenezy czy immunosupresji umożliwiającej ucieczkę spod nadzoru immunologicznego. Hipoksja ge­neruje zatem powstanie dwóch odrębnych fenotypów: fe­notypu proangiogennego i fenotypu proinwazyjnego. Oba fenotypy wydają się wzajemnie wykluczać: komórki no­wotworowe są bądź proangiogenne i nieinwazyjne, bądź antyangiogenne i proinwazyjne [76].

Auf i wsp. [2] zauważyli, że zahamowanie aktywności biał­ka IRE1a (inositol-requiring enzyme 1), jednego z senso­rów stresu związanego z nieprawidłową konformacją białek (unfolded protein response), nie tylko hamuje aktywność proangiogennych czynników, takich jak VEGF-A, IL-1β, IL-6, IL-8, ale podnosi także stężenie białek SPARC, de­koryny, trombospondyny 1, typowych inhibitorów angio­genezy, które są jednocześnie czynnikami stymulującymi inwazyjność komórek nowotworowych. Inwazyjne komór­ki nowotworowe wykazują wyraźny tropizm do prawidło­wych naczyń.

Powtórzmy raz jeszcze: unaczynienie i inwazyjność ko­mórek nowotworowych to dwa ściśle ze sobą powiązane procesy. Oba procesy są bardzo uzależnione od hipoksji powstającej wokoło niesprawnych, dysfunkcjonalnych na­czyń nowotworowych (zob. ryc. 2). Oba procesy odgrywa­ją istotną rolę w progresji nowotworowej: swoistej ewolu­cji komórek nowotworowych [44]. Końcowym efektem tej ewolucji są wysoce agresywne, oporne na chemioterapię [26] i radioterapię [5] komórki nowotworowe.

Naszym zdaniem, skuteczne czynniki terapeutyczne po­winny rozrywać oba „błędne koła” (zob. ryc. 6). Rzecz ja­sna, tak sformułowane cele terapeutyczne nie wykluczają innych celów terapeutycznych, innych rozwiązań terapeu­tycznych [22,24,28,60,92] (zob. tab. 2).

Tabela 2. Niektóre cele terapeutyczne glejaków oraz leki rozpoznające te cele

Teoretycznie, skutecznymi i swoistymi czynnikami roz­rywającymi „błędne koło” unaczynienia powinny być leki antyangiogenne (np. Avastin [23]). Okazuje się jednak, że przewlekłe stosowanie tych leków może prowadzić do po­wstania tzw. polekowej hipoksji, która stymuluje inwazyj­ność komórek nowotworowych, a także ich zdolność do przerzutowania [31,32,66]. Oporność na leki antyangiogenne można ominąć stosując strategię terapeutyczną zwaną „nor­malizacją” nowotworowych naczyń krwionośnych [17,51].

Podczas „normalizacji” naczynia stają się mniej przepusz­czalne. Część nieprawidłowych naczyń nowotworowych ule­ga zniszczeniu, a towarzysząca naczyniom hipoksja, w trak­cie „normalizacji”, ulega zanikowi. „Znormalizowane” naczynia umożliwiają lepszy transport leków do komórek nowotworowych. Odpowiednio stosowane leki antyangio­genne powinny zatem „uczulać” komórki nowotworowe na leki przeciwnowotworowe [55]. Niestety, część komórek no­wotworowych mających cechy komórek macierzystych jest jednak oporna na działanie chemioterapeutyków [26] czy ra­dioterapii [5]. Pozostawienie nawet kilka żywych nowotwo­rowych komórek macierzystych w organizmie chorego wią­że się z ryzykiem nawrotu, wznowy choroby nowotworowej.

Rozwiązanie, które może skutecznie omijać oporność ko­mórek nowotworowych to rozwiązanie, które jest skiero­wane przeciwko angiogenezie i które jednocześnie sty­muluje odpowiedź odpornościową skierowaną przeciwko komórkom nowotworowym [81,82]. Są to kombinacje le­ków, które w dość swoisty sposób polaryzują środowisko nowotworowe ze środowiska proangiogennego i immuno­supresyjnego na środowisko antyangiogenne i immunosty­mulujące [83]. Przykładem takiego rozwiązania jest np. kombinacja szczepionki DNA skierowanej przeciwko en­doglinie (CD105), która występuje nie tylko na powierzchni komórek śródbłonkowych, ale także na powierzchni niektó­rych komórek nowotworowych, z cytokiną stymulującą za­równo odpowiedź odpornościową swoistą jak i nieswoistą, np. IL-12. Kombinacja taka skutecznie hamowała wzrost guzów nowotworowych u doświadczalnych zwierząt [52].

Czynnikami rozrywającymi „błędne koło” związane z in­wazyjnością mogą być leki hamujące aktywność recep­torów MET i CXCR4 (ryc. 6). Hamowanie inwazyjności komórek nowotworowych, zwłaszcza glejaków, może na­stręczać jednak wiele trudności. Mechanizmy przemiesz­czania się zarówno prawidłowych komórek macierzystych w mózgu, jak i komórek glejaków są niezwykle podob­ne, stąd bezpośrednie hamowanie inwazyjności glejaków może mieć niekorzystny wpływ na aktywność prawidło­wych komórek mózgu [91].

Ryc. 6. „Ménage a trois”: trzy główne strategie terapeutyczne próbujące rozerwać dwa „błędne koła”: unaczynienie i inwazyjność komórek nowotworowych glejaków

Obiecującym rozwiązaniem może być natomiast hamowa­nie aktywności czynników transkrypcyjnych HIF-1α i HIF-2α [93,98]. Zahamowanie aktywności HIF-1α prowadzi do zahamowania unaczynienia (hamowanie aktywności VEGF), a także inwazyjności komórek nowotworowych (hamowanie aktywności receptorów MET i CXCR4).

Warte uwagi mogą być także leki, które działają na metabo­lizm niedotlenowanych komórek nowotworowych, zwłaszcza te leki, które działają na glikolizę [14,56]. Lekiem takim jest dwuchlorooctan, który hamuje aktywność dehydrogenazy pirogronianowej, zwiększa dopływ pirogronianu do mito­chondriów i stymuluje utlenienie glukozy. Reakcje te indu­kują apoptozę z udziałem mitochondriów i hamują wzrost nowotworów [62]. Tego typu leki rozrywają zarówno „błędne koło” związane z unaczynieniem, jak i „błędne koło” zwią­zane z inwazyjnością komórek nowotworowych (ryc. 6).

Oryginalnym rozwiązaniem terapeutycznym jest tzw. te­rapia komórkowa, która wykorzystuje niezwykły tropizm komórek macierzystych (prawidłowych neuralnych komó­rek macierzystych lub prawidłowych mezenchymalnych komórek macierzystych) do komórek glejaków. Komórki macierzyste mogą więc posłużyć jako nośniki terapeu­tycznych genów (np. genów kodujących niektóre cytoki­ny: IL-4, IL-12, IL-18) [57,73].

Skuteczna terapia skierowana przeciwko nowotworom mózgu jest wypadkową wielu trudnych do uchwycenia czynników: swoistości danego leku, zdolności rozpozna­wania przez lek określonego celu terapeutycznego, ada­ptacyjnych właściwości komórek nowotworowych, stanu ich rozproszenia w parenchymie, a także zdolności bariery krew-mózg w transporcie leków. Skuteczność terapii prze­ciwnowotworowej będzie zależała od udanego połączenia wielu tych czynników.

PIŚMIENNICTWO

[1] Allen M., Louise Jones J.: Jekyll and Hyde: the role of the microenvironment on the progression of cancer. J. Pathol., 2011; 223: 162-176
[PubMed]  

[2] Auf G., Jabouille A., Guérit S., Pineau R., Delugin M., Bouchecareilh M., Magnin N., Favereaux A., Maitre M., Gaiser T., von Deimling A., Czabanka M., Vajkoczy P., Chevet E., Bikfalvi A., Moenner M.: Inositol-requiring enzyme 1α is a key regulator of angiogenesis and invasion in malignant glioma. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2010; 107: 15553-15558
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[3] Baluk P., Hashizume H., McDonald D.M.: Cellular abnormalities of blood vessels as targets in cancer. Curr. Opin. Genet. Dev., 2005; 15: 102-111
[PubMed]  

[4] Bao S., Wu Q., Li Z., Sathornsumetee S., Wang H., McLendon R.E., Hjelmeland A.B., Rich J.N.: Targeting cancer stem cells through L1CAM suppresses glioma growth. Cancer Res., 2008; 68: 6043-6048
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[5] Bao S., Wu Q., McLendon R.E., Hao Y., Shi Q., Hjelmeland A.B., Dewhirst M.W., Bigner D.D., Rich J.N.: Glioma stem cells promote radioresistance by preferential activation of the DNA damage response. Nature, 2006; 444: 756-760
[PubMed]  

[6] Bar E.E., Chaudhry A., Lin A., Fan X., Schreck K., Matsui W., Piccirillo S., Vescovi A.L., DiMeco F., Olivi A., Eberhart C.G.: Cyclopamine-mediated hedgehog pathway inhibition depletes stem-like cancer cells in glioblastoma. Stem Cells, 2007; 25: 2524-2533
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[7] Bar E.E.: Glioblastoma, cancer stem cells and hypoxia. Brain. Pathol., 2011; 21: 119-129
[PubMed]  

[8] Bertout J.A., Patel S.A., Simon M.C.: The impact of O₂ availability on human cancer. Nat. Rev. Cancer, 2008; 8: 967-975
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[9] Borovski T., De Sousa E., Melo F., Vermeulen L., Medema J.P.: Cancer stem cell niche: the place to be. Cancer Res., 2011; 71: 634-639
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[10] Brat D.J., Castellano-Sanchez A.A., Hunter S.B., Pecot M., Cohen C., Hammond E.H., Devi S.N., Kaur B., Van Meir E.G.: Pseudopalisades in glioblastoma are hypoxic, express extracellular matrix proteases, and are formed by an actively migrating cell population. Cancer Res., 2004; 64: 920-927
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[11] Brat D.J., Van Meir E.G.: Vaso-occlusive and prothrombotic mechanisms associated with tumor hypoxia, necrosis, and accelerated growth in glioblastoma. Lab. Invest., 2004; 84: 397-405
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[12] Brennan C., Momota H., Hambardzumyan D., Ozawa T., Tandon A., Pedraza A., Holland E.: Glioblastoma subclasses can be defined by activity among signal transduction pathways and associated genomic alterations. PLoS One, 2009; 4: e7752
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[13] Brennan C.: Genomic profiles of glioma. Curr. Neurol. Neurosci. Rep., 2011; 11: 291-297
[PubMed]  

[14] Cairns R.A., Harris I.S., Mak T.W.: Regulation of cancer cell metabolism. Nat. Rev. Cancer, 2011; 11: 85-95
[PubMed]  

[15] Calabrese C., Poppleton H., Kocak M., Hogg T.L., Fuller C., Hamner B., Oh E.Y., Gaber M.W., Finklestein D., Allen M., Frank A., Bayazitov I.T., Zakharenko S.S., Gajjar A., Davidoff A., Gilbertson R.J.: A perivascular niche for brain tumor stem cells. Cancer Cell, 2007; 11: 69-82
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[16] Campos B., Wan F., Farhadi M., Ernst A., Zeppernick F., Tagscherer K.E., Ahmadi R., Lohr J., Dictus C., Gdynia G., Combs S.E., Goidts V., Helmke B.M., Eckstein V., Roth W., Beckhove P., Lichter P., Unterberg A., Radlwimmer B., Herold-Mende C.: Differentiation therapy exerts antitumor effects on stem-like glioma cells. Clin. Cancer Res., 2010; 16: 2715-2728
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[17] Carmeliet P., Jain R.K.: Molecular mechanisms and clinical applications of angiogenesis. Nature, 2011; 473: 298-307
[PubMed]  

[18] Carmeliet P., Jain R.K.: Principles and mechanisms of vessel normalization for cancer and other angiogenic diseases. Nat. Rev. Drug Discov., 2011; 10: 417-427
[PubMed]  

[19] Cayre M., Canoll P., Goldman J.E.: Cell migration in the normal and pathological postnatal mammalian brain. Prog. Neurobiol., 2009; 88: 41-63
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[20] Cecchi F., Rabe D.C., Bottaro D.P.: Targeting the HGF/Met signaling pathway in cancer therapy. Expert Opin. Ther. Targets, 2012; 16: 553-572
[PubMed]  

[21] Charles N.A., Holland E.C., Gilbertson R., Glass R., Kettenmann H.: The brain tumor microenvironment. Glia, 2012; 60: 502-514
[PubMed]  

[22] Cheng L., Bao S., Rich J.N.: Potential therapeutic implications of cancer stem cells in glioblastoma. Biochem. Pharmacol., 2010; 80: 654-665
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[23] Chinot O.L., de La Motte Rouge T., Moore N., Zeaiter A., Das A., Phillips H., Modrusan Z., Cloughesy T.: AVAglio: Phase 3 trial of bevacizumab plus temozolomide and radiotherapy in newly diagnosed glioblastoma multiforme. Adv. Ther., 2011; 28: 334-340
[PubMed]  

[24] Chung A.S., Lee J., Ferrara N.: Targeting the tumour vasculature: insights from physiological angiogenesis. Nat. Rev.Cancer, 2010; 10: 505-514
[PubMed]  

[25] De Bock K., Cauwenberghs S., Carmeliet P.: Vessel abnormalization: another hallmark of cancer? Molecular mechanisms and therapeutic implications. Curr. Opin. Genet. Dev., 2011; 21: 73-79
[PubMed]  

[26] Dean M., Fojo T., Bates S.: Tumour stem cells and drug resistance. Nat. Rev. Cancer, 2005; 5: 275-284
[PubMed]  

[27] Dewhirst M.W., Cao Y., Moeller B.: Cycling hypoxia and free radicals regulate angiogenesis and radiotherapy response. Nat. Rev. Cancer, 2008; 8: 425-437
[PubMed]  

[28] Dietrich J., Diamond E.L., Kesari S.: Glioma stem cell signaling: therapeutic opportunities and challenges. Expert Rev. Anticancer Ther., 2010; 10: 709-722
[PubMed]  

[29] Döme B., Hendrix M.J., Paku S., Tóvári J., Tímár J.: Alternative vascularization mechanisms in cancer: Pathology and therapeutic implications. Am. J. Pathol., 2007; 170: 1-15
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[30] Duda D.G., Kozin S.V., Kirkpatrick N.D., Xu L., Fukumura D., Jain R.K.: CXCL12 (SDF1alpha)-CXCR4/CXCR7 pathway inhibition: an emerging sensitizer for anticancer therapies? Clin. Cancer Res, 2011; 17: 2074-2080
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[31] Ebos J.M., Kerbel R.S.: Antiangiogenic therapy: impact on invasion, disease progression, and metastasis. Nat. Rev. Clin. Oncol., 2011; 8: 210-221
[PubMed]  

[32] Ebos J.M., Lee C.R., Cruz-Munoz W., Bjarnason G.A., Christensen J.G., Kerbel R.S.: Accelerated metastasis after short-term treatment with a potent inhibitor of tumor angiogenesis. Cancer Cell, 2009; 15: 232-239
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[33] Eyler C.E., Foo W.C., LaFiura K.M., McLendon R.E., Hjelmeland A.B., Rich J.N.: Brain cancer stem cells display preferential sensitivity to Akt inhibition. Stem Cells, 2008; 26: 3027-3036
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[34] Fan X., Khaki L., Zhu T.S., Soules M.E., Talsma C.E., Gul N., Koh C., Zhang J., Li Y.M., Maciaczyk J., Nikkhah G., Dimeco F., Piccirillo S., Vescovi A.L., Eberhart C.G.: NOTCH pathway blockade depletes CD133-positive glioblastoma cells and inhibits growth of tumor neurospheres and xenografts. Stem Cells, 2010; 28: 5-16
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[35] Farin A., Suzuki S.O., Weiker M., Goldman J.E., Bruce J.N., Canoll P.: Transplanted glioma cells migrate and proliferate on host brain vasculature: a dynamic analysis. Glia, 2006; 53: 799-808
[PubMed]  

[36] Folberg R., Maniotis A.J.: Vasculogenic mimicry. APMIS, 2004; 112: 508-525
[PubMed]  

[37] Friedl P., Alexander S.: Cancer invasion and the microenvironment: plasticity and reciprocity. Cell, 2011; 147: 992-1009
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[38] Friedl P., Gilmour D.: Collective cell migration in morphogenesis, regeneration and cancer. Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 2009; 10: 445-457
[PubMed]  

[39] Friedl P., Wolf K.: Plasticity of cell migration: a multiscale tuning model. J. Cell Biol., 2010; 188: 11-19
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[40] Gherardi E., Birchmeier W., Birchmeier C., Vande Woude G.: Targeting MET in cancer: rationale and progress. Nat. Rev. Cancer, 2012; 12: 89-103
[PubMed]  

[41] Glas M., Happold C., Rieger J., Wiewrodt D., Bähr O., Steinbach J.P., Wick W., Kortmann R.D., Reifenberger G., Weller M., Herrlinger U.: Long-term survival of patients with glioblastoma treated with radiotherapy and lomustine plus temozolomide. J. Clin. Oncol., 2009; 27: 1257-1261
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[42] Graeber T.G., Osmanian C., Jacks T., Housman D.E., Koch C.J., Lowe S.W., Giaccia A.J.: Hypoxia-mediated selection of cells with diminished apoptotic potential in solid tumours. Nature, 1996; 379: 88-91
[PubMed]  

[43] Gritsenko P.G., Ilina O., Friedl P.: Interstitial guidance of cancer invasion. J. Pathol., 2012; 226: 185-199
[PubMed]  

[44] Hanahan D., Weinberg R.A.: Hallmarks of cancer: the next generation. Cell, 2011; 144: 646-674
[PubMed]  

[45] Heddleston J.M., Li Z., Lathia J.D., Bao S., Hjelmeland A.B., Rich J.N.: Hypoxia inducible factors in cancer stem cells. Br. J. Cancer, 2010; 102: 789-795
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[46] Heddleston J.M., Li Z., McLendon R.E., Hjelmeland A.B., Rich J.N.: The hypoxic microenvironment maintains glioblastoma stem cells and promotes reprogramming towards a cancer stem cell phenotype. Cell Cycle, 2009; 8: 3274-3284
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[47] Hoelzinger D.B., Demuth T., Berens M.E.: Autocrine factors that sustain glioma invasion and paracrine biology in the brain microenvironment. J. Natl. Cancer Inst., 2007; 99: 1583-1593
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[48] Holash J., Maisonpierre P.C., Compton D., Boland P., Alexander C.R., Zagzag D., Yancopoulos G.D., Wiegand S.J.: Vessel cooption, regression, and growth in tumors mediated by angiopoietins and VEGF. Science, 1999; 284: 1994-1998
[PubMed]  

[49] Huse J.T., Holland E.C.: Targeting brain cancer: advances in the molecular pathology of malignant glioma and medulloblastoma. Nat. Rev. Cancer, 2010; 10: 319-331
[PubMed]  

[50] Jain R.K., di Tomaso E., Duda D.G., Loeffler J.S., Sorensen A.G., Batchelor T.T.: Angiogenesis in brain tumours. Nat. Rev. Neurosci., 2007; 8: 610-622
[PubMed]  

[51] Jain R.K.: Normalization of tumor vasculature: an emerging concept in antiangiogenic therapy. Science, 2005; 307: 58-62
[PubMed]  

[52] Jarosz M., Jazowiecka-Rakus J., Cichoń T., Głowala-Kosińska M., Smolarczyk R., Smagur A., Malina S., Sochanik A., Szala S.: Therapeutic antitumor potential of endoglin-based DNA vaccine combined with immunomodulatory agents. Gene Ther., 2012 (w druku)
[PubMed]  

[53] Jensen R.L.: Brain tumor hypoxia: tumorigenesis, angiogenesis, imaging, pseudoprogression, and as a therapeutic target. J. Neurooncol., 2009; 92: 317-335
[PubMed]  

[54] Keith B., Johnson R.S., Simon M.C.: HIF1α and HIF2α: sibling rivalry in hypoxic tumour growth and progression. Nat. Rev. Cancer, 2011; 12: 9-22
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[55] Kerbel R.S.: Antiangiogenic therapy: a universal chemosensitization strategy for cancer? Science, 2006; 312: 1171-1175
[PubMed]  

[56] Keunen O., Johansson M., Oudin A., Sanzey M., Rahim S.A., Fack F., Thorsen F., Taxt T., Bartos M., Jirik R., Miletic H., Wang J., Stieber D., Stuhr L., Moen I., Rygh C.B., Bjerkvig R., Niclou S.P.: Anti-VEGF treatment reduces blood supply and increases tumor cell invasion in glioblastoma. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2011; 108: 3749-3754
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[57] Kim S.U.: Neural stem cell-based gene therapy for brain tumors. Stem Cell Rev., 2011; 7: 130-140
[PubMed]  

[58] Kirschmann D.A., Seftor E.A., Hardy K.M., Seftor R.E., Hendrix M.J.: Molecular pathways: vasculogenic mimicry in tumor cells: diagnostic and therapeutic implications. Clin. Cancer Res., 2012; 18: 2726-2732
[PubMed]  

[59] Kordek R.: Gwiaździaki – klasyfikacja histokliniczna i molekularna. Polski Przegląd Neurologiczny, 2010; 6, supl. A: 11-12
[Full Text PDF]  

[60] Lamszus K., Günther H.S.: Glioma stem cells as a target for treatment. Target. Oncol., 2010; 5: 211-215
[PubMed]  

[61] Louis D.N., Ohgaki H., Wiestler O.D., Cavenee W.K., Burger P.C., Jouvet A., Scheithauer B.W., Kleihues P.: The 2007 WHO classification of tumours of the central nervous system. Acta Neuropathol., 2007; 114: 97-109
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[62] Michelakis E.D., Webster L., Mackey J.R.: Dichloroacetate (DCA) as a potential metabolic-targeting therapy for cancer. Br. J. Cancer, 2008; 99: 989-994
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[63] Nagy J.A., Chang S.H., Dvorak A.M., Dvorak H.F.: Why are tumour blood vessels abnormal and why is it important to know? Br. J. Cancer, 2009; 100: 865-869
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[64] Nagy J.A., Chang S.H., Shih S.C., Dvorak A.M., Dvorak H.F.: Heterogeneity of the tumor vasculature. Semin. Thromb. Hemost., 2010; 36: 321-331
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[65] Onishi M., Ichikawa T., Kurozumi.K, Date I.: Angiogenesis and invasion in glioma. Brain Tumor Pathol., 2011; 28: 13-24
[PubMed]  

[66] Paez-Ribes M., Allen E., Hudock J., Takeda T., Okuyama H., Vinals F., Inoue M., Bergers G., Hanahan D., Casanovas O.: Antiangiogenic therapy elicits malignant progression of tumors to increased local invasion and distant metastasis. Cancer Cell, 2009; 15: 220-231
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[67] Parsons D.W., Jones S., Zhang X., Lin J.C., Leary R.J., Angenendt P., Mankoo P., Carter H., Siu I.M., Gallia G.L., Olivi A., McLendon R., Rasheed B.A., Keir S., Nikolskaya T., Nikolsky Y., Busam D.A., Tekleab H., Diaz L.A. Jr, Hartigan J., Smith D.R., Strausberg R.L., Marie S.K., Shinjo S.M., Yan H., Riggins G.J., Bigner D.D., Karchin R., Papadopoulos N., Parmigiani G., Vogelstein B., Velculescu V.E., Kinzler K.W.: An integrated genomic analysis of human glioblastoma multiforme. Science, 2008; 321: 1807-1812
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[68] Patenaude A., Parker J., Karsan A.: Involvement of endothelial progenitor cells in tumor vascularization. Microvasc. Res., 2010; 79: 217-223
[PubMed]  

[69] Persano L., Rampazzo E., Della Puppa A., Pistollato F., Basso G.: The three-layer concentric model of glioblastoma: cancer stem cells, microenvironmental regulation, and therapeutic implications. ScientificWorldJournal, 2011; 11: 1829-1841
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[70] Phillips H.S., Kharbanda S., Chen R., Forrest W.F., Soriano R.H., Wu T.D., Misra A., Nigro J.M., Colman H., Soroceanu L., Williams P.M., Modrusan Z., Feuerstein B.G., Aldape K.: Molecular subclasses of high-grade glioma predict prognosis, delineate a pattern of disease progression, and resemble stages in neurogenesis. Cancer Cell, 2006; 9: 157-173
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[71] Piccirillo S.G., Reynolds B.A., Zanetti N., Lamorte G., Binda E., Broggi G., Brem H., Olivi A., Dimeco F., Vescovi A.L.: Bone morphogenetic proteins inhibit the tumorigenic potential of human brain tumour-initiating cells. Nature, 2006; 444: 761-765
[PubMed]  

[72] Pistollato F., Abbadi S., Rampazzo E., Persano L., Della Puppa A., Frasson C., Sarto E., Scienza R., D’avella D., Basso G.: Intratumoral hypoxic gradient drives stem cells distribution and MGMT expression in glioblastoma. Stem Cells, 2010; 28: 851-862
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[73] Porada C.D., Almeida-Porada G.: Mesenchymal stem cells as therapeutics and vehicles for gene and drug delivery. Adv. Drug. Deliv Rev., 2010; 62: 1156-1166
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[74] Ricci-Vitiani L., Pallini R., Biffoni M., Todaro M., Invernici G., Cenci T., Maira G., Parati E.A., Stassi G., Larocca L.M., De Maria R.: Tumour vascularization via endothelial differentiation of glioblastoma stem-like cells. Nature, 2010; 468: 824-828
[PubMed]  

[75] Rodriguez F.J., Orr B.A., Ligon K.L., Eberhart C.G.: Neoplastic cells are a rare component in human glioblastoma microvasculature. Oncotarget, 2012; 3: 98-106
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[76] Sakariassen P.O., Prestegarden L., Wang J., Skaftnesmo K.O., Mahesparan R., Molthoff C., Sminia P., Sundlisaeter E., Misra A., Tysnes B.B., Chekenya M., Peters H., Lende G., Kalland K.H., Oyan A.M., Petersen K., Jonassen I., van der Kogel A., Feuerstein B.G., Terzis A.J., Bjerkvig R., Enger P.O.: Angiogenesis-independent tumor growth mediated by stem-like cancer cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006; 103: 16466-16471
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[77] Sciume G., Santoni A., Bernardini G.: Chemokines and glioma: invasion and more. J. Neuroimmunol., 2010; 224: 8-12
[PubMed]  

[78] Soda Y., Marumoto T., Friedmann-Morvinski D., Soda M., Liu F., Michiue H., Pastorino S., Yang M., Hoffman R.M., Kesari S., Verma I.M.: Transdifferentiation of glioblastoma cells into vascular endothelial cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2011; 108: 4274-4280
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[79] Stupp R., Mason W.P., van den Bent M.J., Weller M., Fisher B., Taphoorn M.J., Belanger K., Brandes A.A., Marosi C., Bogdahn U., Curschmann.J, Janzer R.C., Ludwin S.K., Gorlia T., Allgeier A., Lacombe D., Cairncross J.G., Eisenhauer E., Mirimanoff R.O.; European Organisation for Research and Treatment of Cancer Brain Tumor and Radiotherapy Groups; National Cancer Institute of Canada Clinical Trials Group: Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma. N. Engl. J. Med., 2005; 352: 987-996
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[80] Sugimoto K., Gordon S.P., Meyerowitz E.M.: Regeneration in plants and animals: dedifferentiation, transdifferentiation, or just differentiation? Trends Cell. Biol., 2011; 21: 212-218
[PubMed]  

[81] Szala S.: Angiogenesis and immune suppression: yin and yang of tumor progression? Postępy Hig. Med. Dośw., 2009; 63: 598-612
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[82] Szala S., Jarosz M.: Tumor blood vessels. Postępy Hig. Med. Dośw., 2011; 65: 437-446
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[83] Szala S., Mitrus I., Sochanik A.: Can inhibition of angiogenesis and stimulation of immune response be combined into a more effective antitumor therapy? Cancer Immunol. Immunother., 2010; 59: 1449-1455
[PubMed]  

[84] Tate M.C., Aghi M.K.: Biology of angiogenesis and invasion in glioma. Neurotherapeutics, 2009; 6: 447-457
[PubMed]  

[85] Teodorczyk M., Martin-Villalba A.: Sensing invasion: cell surface receptors driving spreading of glioblastoma. J. Cell Physiol., 2010; 222: 1-10
[PubMed]  

[86] The Cancer Genome Atlas Reearch Network: Comprehensive genomic characterization defines human glioblastoma genes and core pathways. Nature, 2008; 455: 1061-1068
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[87] van Beijnum J.R., Nowak-Sliwinska P., van den Boezem E., Hautvast P., Buurman W.A., Griffioen A.W.: Tumor angiogenesis is enforced by autocrine regulation of high-mobility group box 1. Oncogene, 2012 (w druku)
[PubMed]  

[88] Verhaak R.G., Hoadley K.A., Purdom E., Wang V., Qi Y., Wilkerson M.D., Miller C.R., Ding L., Golub T., Mesirov J.P., Alexe G., Lawrence M., O’Kelly M., Tamayo P., Weir B.A., Gabriel S., Winckler W., Gupta S., Jakkula L., Feiler H.S., Hodgson J.G., James C.D., Sarkaria J.N., Brennan C., Kahn A., Spellman P.T., Wilson R.K., Speed T.P., Gray J.W., Meyerson M., Getz G., Perou C.M., Hayes D.N.; Cancer Genome Atlas Research Network.: Integrated genomic analysis identifies clinically relevant subtypes of glioblastoma characterized by abnormalities in PDGFRA, IDH1, EGFR, and NF1. Cancer Cell, 2010; 17: 98-110
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[89] Wang H., Lathia J.D., Wu Q., Wang J., Li Z., Heddleston J.M., Eyler C.E., Elderbroom J., Gallagher J., Schuschu J., MacSwords J., Cao Y., McLendon R.E., Wang X.F., Hjelmeland A.B., Rich J.N.: Targeting interleukin 6 signaling suppresses glioma stem cell survival and tumor growth. Stem Cells, 2009; 27: 2393-2404
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[90] Wen P.Y., Kesari S.: Malignant gliomas in adults. N. Engl. J. Med., 2008; 359: 492-507
[PubMed]  

[91] Westphal M., Lamszus K.: The neurobiology of gliomas: from cell biology to the development of therapeutic approaches. Nat. Rev. Neurosci., 2011; 12: 495-508
[PubMed]  

[92] Wick W., Weller M., Weiler M., Batchelor T., Yung A.W., Platten M.: Pathway inhibition: emerging molecular targets for treating glioblastoma. Neuro. Oncol., 2011; 13: 566-579
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[93] Wilson W.R., Hay M.P.: Targeting hypoxia in cancer therapy. Nat. Rev. Cancer, 2011; 11: 393-410
[PubMed]  

[94] Wong M.L., Prawira A., Kaye A.H., Hovens C.M.: Tumour angiogenesis: its mechanism and therapeutic implications in malignant gliomas. J. Clin. Neurosci., 2009; 16: 1119-1130
[PubMed]  

[95] Zagzag D., Amirnovin R., Greco M.A., Yee H., Holash J., Wiegand S.J., Zabski S., Yancopoulos G.D., Grumet M.: Vascular apoptosis and involution in gliomas precede neovascularization: a novel concept for glioma growth and angiogenesis. Lab. Invest., 2000; 80: 837-849
[PubMed]  

[96] Zagzag D., Esencay M., Mendez O., Yee H., Smirnova I., Huang Y., Chiriboga L., Lukyanov E., Liu M., Newcomb E.W.: Hypoxia- and vascular endothelial growth factor-induced stromal cell-derived factor-1alpha/CXCR4 expression in glioblastomas: one plausible explanation of Scherer’s structures. Am. J. Pathol., 2008; 173: 545-560
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[97] Zagzag D., Lukyanov Y., Lan L., Ali M.A., Esencay M., Mendez O., Yee H., Voura E.B., Newcomb E.W.: Hypoxia-inducible factor 1 and VEGF upregulate CXCR4 in glioblastoma: implications for angiogenesis and glioma cell invasion. Lab. Invest., 2006; 86: 1221-1232
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[98] Zhang H., Qian D.Z., Tan Y.S., Lee K., Gao P., Ren Y.R., Rey S., Hammers H., Chang D., Pili R., Dang C.V., Liu J.O., Semenza G.L.: Digoxin and other cardiac glycosides inhibit HIF-1alpha synthesis and block tumor growth. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2008; 105: 19579-19586
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

Autorzy deklarują brak potencjalnych konfliktów interesów.

Full text