Streszczenie

Guzy nowotworowe tworzą złożone środowisko, w skład którego wchodzą zarówno intensywnie proliferujące komórki nowotworowe, jak i komórki prawidłowe stanowiące ich najbliższe otoczenie. Fibroblasty rekrutowane przez nowotwór, określane jako CAF, są jednym z najliczniejszych typów komórek w mikrośrodowisku najczęstszych nowotworów. W wyniku parakrynnych oddziaływań z komórkami nowotworowymi, spoczynkowe fibroblasty podlegają fenotypowemu przeprogramowaniu i nabywają nowych, „wymuszonych” przez nowotwór funkcji. Fibroblasty o fenotypie CAF są zdolne do indukowania chemiooporności komórek raka oraz biorą udział w progresji nowotworowej, umożliwiając komórkom inwazyjny wzrost, powstanie nowych naczyń krwionośnych, ucieczkę spod nadzoru układu odpornościowego oraz kolonizację odległych narządów. Terapia celowana z użyciem preparatów ukierunkowanych przeciwko fibroblastom związanym z nowotworem stwarza potencjalne możliwości zapobiegania inicjacji, progresji i przerzutowaniu wielu inwazyjnych guzów. Dotychczasowe próby badawcze ukierunkowane na CAF opierają się na dwóch strategiach. Pierwsza z nich polega na eliminacji CAF i neutralizacji wydzielanych przez nie czynników, druga na przeprogramowaniu CAF do fenotypu spoczynkowego. Wprawdzie wyniki badań przedklinicznych, prowadzonych na hodowlach komórkowych oraz na modelach zwierzęcych, jednoznacznie wskazują, że działania ukierunkowane na zmianę/zahamowanie funkcji CAF są obiecującym tropem terapii przeciwnowotworowej, to jednak dotychczasowe badania kliniczne nie potwierdziły jednoznacznie tej koncepcji. Należy jednak zaznaczyć, że były one prowadzone u pacjentów z zaawansowanym procesem nowotworowym i nie dysponujemy badaniami z zastosowaniem tych preparatów we wczesnych fazach choroby, dlatego postuluje się kontynuację badań w tym zakresie. Zasadnym wydaje się również poszukiwanie optymalnych kombinacji preparatów nacelowanych na CAF z klasycznymi lekami przeciwnowotworowymi w celu zwiększenia skuteczności terapii.

Wstęp

Choroby nowotworowe są uznawane za jedną z najistotniejszych przyczyn przedwczesnych zgonów na świecie. Według szacunkowych danych Światowej Organizacji Zdrowia w 2018 r. z powodu nowotworów zmarło aż 9,6 milionów ludzi. W obliczu tych faktów, poszukiwanie nowych, nieuwzględnionych dotychczas celów terapeutycznych oraz opracowanie skutecznych środków farmakologicznych stało się priorytetem współczesnej onkologii.

Przypuszcza się, że jedną z przyczyn niezadowalającej skuteczności stosowanych obecnie farmakologicznych metod leczenia nowotworów jest pominięcie wpływu różnego typu komórek nienowotworowych występujących w zmianach chorobowych i wzajemnych oddziaływań między nimi a komórkami nowotworowymi. W miąższu guza znajduje się pula szybko proliferujących komórek nowotworowych otoczonych tkanką łączną, w której przebiegają naczynia krwionośne i chłonne. Mikrośrodowisko nowotworu tworzą fibroblasty, mogące stanowić aż do 80% masy guza i komórki śródbłonka naczyń krwionośnych, ale spotyka się tam również adipocyty, pericyty oraz makrofagi, limfocyty i inne komórki układu odpornościowego. Jednak nowotwory mogą istotnie różnić się zawartością fibroblastów w mikrośrodowisku. Nowotwory gruczołu sutkowego, stercza i trzustki zawierają znaczne ilości aktywowanych fibroblastów, podczas gdy nowotwory umiejscowione w mózgu i nerkach mają ich znacznie mniej [20, 55]. Komórki tworzące mikrośrodowisko nowotworu wchodzą w bezpośrednie interakcje z komórkami nowotworowymi oraz oddziaływają z nimi pośrednio poprzez zewnątrzkomórkowe substancje aktywne. Oddziaływania w środowisku nowotworu są dwukierunkowe, komórki mikrośrodowiska pobudzają proliferację guza, regulują neoangiogenezę oraz organizują podścielisko, jednocześnie czynniki wydzielane przez komórki nowotworowe stymulują podziały i modyfikują funkcje komórek mikrośrodowiska. Uważa się, że głównym nośnikiem informacji przekazywanej między komórkami są pęcherzyki błonowe zwane egzosomami. Sugeruje się, że procesy oddziaływań w mikrośrodowisku guza napędzają się w wyniku dodatniego sprzężenia zwrotnego. W zależności od rodzaju bodźca, komórki podścieliska guza przyjmują różne stany aktywacji, które mogą wykazywać działanie przeciwnowotworowe, ale też i sprzyjać progresji nowotworu.

Uzyskanie fenotypu inwazyjnego przez komórki nowotworowe zależy nie tylko od oddziaływań między sąsiednimi komórkami nowotworowymi, ale również od sygnałów pochodzących z komórek zrębu. Uważa się, że poznanie złożonych procesów zachodzących w mikrośrodowisku nowotworu oraz interakcji między mikrośrodowiskiem a nowotworem może dostarczyć istotnych danych, które zmienią kierunek myślenia o terapiach onkologicznych i dadzą podstawy do udoskonalenia standardów leczenia. Ze względu na to, że fibroblasty stanowią najliczniejszą grupę komórek w mikrośrodowisku najczęstszych nowotworów [84, 92] zostały wytypowane jako istotny cel w nowatorskiej terapii onkologicznej. Na całym świecie trwają intensywne badania wyjaśnienia mechanizmu, według którego fibroblasty promują powstawanie i progresję nowotworu oraz indukują oporność na chemioterapię.

W artykule omówiono najnowsze dane ukazujące postęp w zrozumieniu roli fibroblastów w procesie rozwoju choroby nowotworowej oraz skuteczności dostępnych obecnie terapii nacelowanych na ten komponent.

Charakterystyka fibroblastów

Fibroblasty rekrutowane przez nowotwór określane jako „fibroblasty związane z nowotworem” (CAF) stanowią heterogenną populację konstytutywnie aktywowanych komórek o zróżnicowanych zdolnościach do proliferacji i różnym pochodzeniu. Obserwacje w mikroskopie elektronowym wskazują, że CAF przyjmują kształt dużych gwiaździstych komórek, morfologicznie przypominających komórki mięśni gładkich (ryc. 1). W przeciwieństwie do fibroblastów o fenotypie spoczynkowym, nie podlegają apoptozie i mogą być identyfikowane za pomocą panelu białek/genów, takich jak: alfa-aktyna mięśni gładkich (α-SMA), białko swoiste dla fibroblastów 1 (FSP1 zwane również S100A4), białko aktywujące fibroblasty (FAP), neuronalny antygen gleju 2 (NG2) czy receptor płytkowego czynnika wzrostu (PDGFRα/β). α-SMA została uznana za dotychczas najbardziej swoisty marker fibroblastów o fenotypie CAF [39, 59, 60, 62, 71]. Najnowsze badania w oparciu o metody genetyczne i immunohistochemiczne dowodzą, że insulinopodobny czynnik wzrostu wiążący proteinę-7 (IGFBP7), jest nowym markerem CAF w nowotworach pochodzenia nabłonkowego. Dostarczono dowody, że CAF wykazujące ekspresję IGFBP7, stymulują proliferację nowotworowej linii komórek raka okrężnicy [80].

Ryc. 1. Fibroblasty o fenotypie spoczynkowym (a) i aktywowanym (b). Fibroblasty o kształcie wrzeciona (a) ze spłaszczonym heterochromatycznym jądrem odpowiadają fenotypowi spoczynkowemu. Białka kolagenowe oraz fibronektyna są uznane za główny budulec macierzy otaczającej komórki. Poprzez powierzchniowe receptory integrynowe do wnętrza fibroblastów przekazywane są sygnały ze środowiska zewnętrznego. Mechanizm transformacji tych komórek do fenotypu aktywowanego jest jak dotąd mało poznany. Uważa się, że czynniki wzrostu, takie jak TGF-β, PDGF, HGF i FGF, interleukiny, metaloproteinazy i ROS mogą pośredniczyć w aktywacja fibroblastów. W wyniku transformacji, fibroblasty (b) przyjmują kształt dużych gwiaździstych komórek z euchromatycznym jądrem, szorstką siateczką endoplazmatyczną i wydatnym aparatem Golgiego; często określane są jako niedojrzałe fibroblasty. Komórki te charakteryzuje wzmożona sekrecja kolagenu, tenascyny C, periostyny, fibronektyny z domeną EDA oraz kwaśnego białko bogatego w cysteinę (SPARC). Rycina została wykonana w programie BioRender (wg [37, 41] zmodyfikowano)

Naukowcy uważają, że prekursorami CAF mogą być rezydualne fibroblasty tkankowe, mezenchymalne i hematopoetyczne komórki macierzyste, komórki nabłonkowe oraz śródbłonek. Aktywacja fibroblastów wiąże się ze swoistym różnicowaniem do miofibroblastów. Przyjmując styl stosowany do opisu polaryzacji komórek odpornościowych, wśród CAF można wyróżnić dwa funkcjonalnie podtypy. Pierwszy z nich charakteryzuje się ekspresją białka typu wingless 3a (Wnt3a), Slit2 i odnosi się do CAF hamujących wzrost nowotworu, podczas gdy fenotyp F2 opisuje CAF o właściwościach pronowotworowych. Kalluri wskazując na liczne funkcje CAF proponuje bardziej rozbudowany podział ich fenotypów. Oprócz dwóch wymienianych wyżej, opisuje podtyp F3 obejmujący CAF o wzmożonej aktywności sekrecyjnej, która warunkuje neoangiogenezę i odporność guza oraz fenotyp F4 odpowiadający za remodelowanie macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM). Autor sugeruje również obecność innych fenotypów (np. F5), których funkcje nie zostały jeszcze poznane [36].

Przypuszcza się, że polaryzacja fibroblastów związanych z nowotworem do określonego fenotypu jest zależna w szczególności od ich pochodzenia oraz oddziaływań lokalnego środowiska. Mechanizm transformacji fibroblastów nie jest jednak poznany, a jednym z możliwych czynników wywołujących różnicowanie zarówno w warunkach in vitro jak i in vivo, jest transformujący czynnik wzrostu typu β1 (TGF-β1). Poprzez ścieżkę zależną od JAK1/STAT3 cytokina ta indukuje kurczenie się fibroblastów zrębowych, prowadzi do przebudowy macierzy pozakomórkowej i tworzenia ścieżek migracyjnych dla komórek nowotworowych [79]. Badania wskazują, że proces aktywacji fibroblastów zależny od TGF-β1 jest stymulowany przez reaktywne formy tlenu (ROS) wytwarzane przez 4 izoformę oksydazy NADPH (NOX4), związaną z błoną fibroblastów [5]. Do innych czynników aktywujących fibroblasty należą płytkowy czynnik wzrostu (PDGF) i podstawowy czynnik wzrostu fibroblastów (bFGF) [16].

Aktywny fenotyp fibroblastów wykazujący podobieństwo do CAF obserwuje się w zmianach włóknieniowych narządów oraz podczas gojenia się ran [18]. Jednak, o ile gojenie ran jest samoograniczającym się procesem, to fibroblasty związane z nowotworem podlegają stałej aktywacji, wydzielając cytokiny (np. IL-6, CXCL8, CXCL12); czynniki wzrostu (w tym TGF-β, czynnik wzrostu hepatocytów (HGF), naskórkowy czynnik wzrostu (EGF) lub czynnik wzrostu fibroblastów (FGF)); czynniki proangiogenne (np. czynnik wzrostu pochodzący z śródbłonka naczyniowego (VEGF)) i remodelujące mikrośrodowisko (ryc. 2). Wśród ostatniej grupy znajdują się enzymy proteolityczne, takie jak metaloproteinazy (MMPs), które w wyniku degradacji błony podstawnej i składników macierzy pozakomórkowej ułatwiają proces migracji oraz warunkują zdolność do przerzutowania [38]. Przypuszcza się, że profil ekspresji proteinaz ulega zmianie wraz z progresją nowotworu [47].

Ryc. 2. Funkcje fibroblastów rekrutowanych przez nowotwór i czynniki przez nie wydzielane. CAF promują wzrost komórek nowotworowych przez wydzielanie cytokin i czynników wzrostu, reorganizują podścielisko nowotworu, wydzielając czynniki rozkładające macierz zewnątrzkomórkową i sprzyjają procesowi przerzutowania, stymulują angiogenezę przez wytwarzanie czynników proangiogennych, promują beztlenowy metabolizm komórek nowotworowych oraz umożliwiają ucieczkę spod nadzoru układu odpornościowego. Rycina została wykonana w programie BioRender (wg [20], zmodyfikowano)

Fibroblasty w mechanizmie autokrynnej regulacji mogą stymulować lub podtrzymywać swoją przemianę w kierunku CAF. Stąd też nowotwory niekiedy przyrównywane są do niegojącej się rany. Uważa się, że ważną rolę w podtrzymaniu aktywacji fibroblastów w nowotworach mogą pełnić modyfikacje epigenetyczne [59], tak jak np. hipermetylacja promotora RASAL1 prowadzi do hamowania transkrypcji i zwiększonej aktywności Ras-GTP, co powoduje ciągłe pobudzenie fibroblastów [8, 34]. Badania ostatnich lat dowodzą zależnej od miRNA aktywacji fibroblastów. Wykazano, że w nowotworze jajnika funkcję tę spełnia miR-214 [51], podczas gdy miR-155 stymuluje transformacje fibroblastów w nowotworze trzustki [63].

Rola CAF w powstaniu i progresji nowotworów

Liczne badania prowadzone na modelach in vitro i in vivo dowodzą istotnej roli CAF na każdym etapie kancerogenezy. Udowodniono, że bezpośrednia stymulacja komórek nowotworowych czynnikami wydzielanymi przez CAF nasila proliferację komórek guza [33, 75] oraz sprzyja przejściu nabłonkowo-mezenchymalnemu, które może spowodować zmianę niezłośliwego nowotworu w jego agresywną postać [61, 64]. Jednym z pierwszych badań, które potwierdziły istotną rolę CAF w indukcji procesu nowotworowego był eksperyment, w którym nabłonkowe komórki stercza transfekowane wirusem Simian 40 (SV40) w połączeniu ze spoczynkowymi fibroblastami lub z CAF były wszczepiane myszom z defektem immunologicznym. Tylko w grupie zwierząt, której wszczepiono komórki nowotworowe wraz z fibroblastami związanymi z nowotworem zaobserwowano rozwijające się zmiany śródnabłonkowej neoplazji stercza [57]. Ponadto wykazano, że u homozygotycznych myszy z knock-outem FSP1 (−/−), białka uznanego za jeden z bardziej swoistych markerów CAF, rzadziej dochodzi do rozwoju nowotworu po wstrzyknięciu wysoce przerzutowych komórek raka sutka niż u osobników szczepu dzikiego. U nielicznych zwierząt FSP1 (−/−), u których doszło do rozwoju procesu nowotworowego, nie wykryto ognisk przerzutowych. Podczas gdy koiniekcja fibroblastów FSP1 (+/+) z komórkami raka sutka istotnie zwiększyła częstość rozwoju guza i jego zdolność do przerzutowania [23]. Doniesienia te sugerują, że CAF są kluczowe w rozwoju procesu nowotworowego oraz niezbędne do tworzenia przerzutów. Najnowsze badania potwierdzają, że CAF zwiększają potencjał przerzutowy komórek raka płuc i wskazują na potencjalny mechanizm związany z aktywacją szlaku sygnałowego JAK2/STAT3 zależnego od IL-6. Zablokowanie szlaku IL-6/STAT3 przez przeciwciało neutralizujące IL-6 lub swoiste inhibitory JAK2/STAT3 zniosło zależną od CAF migrację komórek raka płuc oraz przeciwdziałało wywołanym zmianom w ekspresji i poziomie wimentyny, kadheryn oraz MMP [83].

Inna grupa badawcza wykazała, że wyizolowane CAF, w przeciwieństwie do fibroblastów o fenotypie spoczynkowym, indukują transformację unieśmiertelnionych komórek nabłonka [26]. Orimo i wsp. [58] wyjaśnili, że zależna od CAF indukcja procesu nowotworzenia jest po części wynikiem uwalniania czynnika pochodzenia stromalnego 1 (SDF-1/CXCL12). Czynnik ten wydzielany przez aktywowane fibroblasty stymuluje neoangiogenezę, rekrutuje komórki progenitorowe śródbłonka do środowiska guza oraz bezpośrednio oddziałuje na komórki nowotworowe przez stymulację receptora CXCR4 [58]. Badania ostatnich lat udowodniły, że kompleks SDF-1-CXCR4 odgrywa główną rolę w przerzutowaniu wielu typów nowotworów, w tym raka jajnika, żołądka, sutka, drobnokomórkowego raka płuca, gruczołowego raka szyjki macicy, a także raka gruczołu krokowego [7, 13, 25, 58, 82, 90]. Połączenie SDF-1 z receptorem CXCR4 istotnie zwiększa poziom integryn w komórkach nowotworowych i tym samym wzmaga ich adhezję do komórek zrębu oraz cząsteczek macierzy pozakomórkowej, co może spowodować wystąpienie oporności komórek nowotworowych na chemioterapię [25, 40]. Innym czynnikiem pośredniczącym w progresji nowotworu jest czynnik wzrostu hepatocytów (HGF). Białko to wydzielane przez aktywowane fibroblasty jest znanym ligandem receptora kinazy tyrozynowej c-Met. Wykazano, że brak receptora Met koreluje ze spadkiem inwazyjności komórek nowotworowych [46].

Pierwotne fibroblasty stercza narażone na stres genotoksyczny, będący następstwem podania cytostatyków, uwalniają wiele białek, w tym białko typu wingless 16B (Wnt16B), które okazało się istotne w indukcji oporności na chemioterapię in vivo. Promuje przeżycie komórek nowotworowych i progresję choroby. Ekspresja Wnt16B w fibroblastach jest regulowana przez czynnik jądrowy κB (NF-κB), a następnie sygnały na drodze parakrynnej aktywują klasyczną ścieżkę Wnt w komórkach nowotworowych. Aktywacja szlaku Wnt reguluje wiele docelowych genów kodujących białka regulujące cykl komórkowy, takich jak cyklina D1 czy c-Myc [77]. Badania na myszach wykazały, że zaburzenia Wnt1 sprzyjają rozwojowi nowotworu sutka, a nadmierna ekspresja tego genu czyni komórki oporne na działanie leków [86, 93]. Cheteh i wsp. zaproponowali inny mechanizm nabywania chemiooporności na doksorubicynę, upatrując jego przyczynę we wzmożonej syntezie glutationu (GSH) przez fibroblasty związane z nowotworem. Autorzy sugerują, że GSH hamuje dopływ doksorubicyny do komórki nowotworowej lub promuje wypływ cytostatyku z komórki za pomocą białek oporności wielolekowej (MRP) [12]. Wykazano również, że CAF wywodzące się z ludzkiego nowotworu płuc indukuje oporność komórek nowotworowych na radioterapię [32] lub sprzyja nawrotom choroby po napromieniowaniu. CAF uwalniając insulinopodobny czynnik wzrostu (IGF1/2), SDF-1 i metabolity np. β-hydroksymaślan, umożliwia przetrwanie komórek nowotworowych. Cytokiny i metabolity wydzielane przez CAF, zwiększając poziom ROS po naświetlaniu, aktywują białkową fosfatazę 2A (PP2A), która hamuje kinazę serynowo-treoninową mTOR, będącą negatywnym regulatorem autofagii. Aktywacja tego procesu w nietransformowanych komórkach mikrośrodowiska guza dostarcza metabolitów pośrednich do utrzymania podstawowych procesów energetycznych komórki nowotworowej. Wykazano, że zarówno przeciwciało neutralizujące IGF2 jak i inhibitor autofagii (3-metyloadenina) ograniczają zależny od CAF przyrost masy guza po radioterapii [85].

W opozycji do tak licznych doniesień wskazujących na pronowotworowe skutki działania CAF są nieliczne artykuły przemawiające za ich przeciwnowotworowymi właściwościami. Ich autorzy podkreślają konieczność zachowania szczególnej ostrożności wprowadzając nowatorskie terapie. Podkreślają, że wydzielane przez CAF cytokiny, chemokiny i inne czynniki mogą sprzyjać rekrutacji komórek wrodzonego układu odpornościowego i nasilać ich cytotoksyczność wobec komórek nowotworowych [94]. Wykazano, że TGF-β oprócz opisanych wcześniej właściwości pronowotworowych, może również hamować inicjację guza i wczesny wzrost nowotworu [9, 74]. Özdemir i wsp. zaobserwowali, że myszy transgeniczne z nowotworem trzustki oraz zmniejszoną liczbą miofibroblastów αSMA+ charakteryzuje nasilenie inwazyjności guza i istotne skrócenie czasu ich życia. Autorzy sugerują, że zwłóknienie związane z przyrostem miofibroblastów w nowotworze trzustki jest raczej odpowiedzią ochronną niż czynnikiem sprzyjającym nowotworzeniu [62]. Ponadto, Chang i wsp. wykazali, że fibroblasty związane z nowotworem gruczołu sutkowego wydzielają cząsteczki Slit2. Są to ligandy receptora obecnego na powierzchni komórek nowotworowych Robo1. Aktywacja Robo1 blokuje translokację β-kateniny do jądra i prowadzi – za pośrednictwem ścieżki sygnałowej kinazy 3-fosfatydyloinozytolu i kinazy białkowej Akt (PI3K/Akt) – do obniżenia poziomu c-Myc oraz cykliny D1, zmniejszając złośliwość komórek nowotworowych [11]. Okazuje się, że sygnalizacja stymulowana przez Slit2 hamuje również pronowotworowy szlak sygnałowy SDF1/CXCR4 [48].

Perspektywy terapii ukierunkowanej na CAF

Inhibitory MMP

Na początku lat 90. ubiegłego wieku, wraz z identyfikacją MMP jako istotnych czynników w progresji nowotworu i jako wskaźników rokowniczych choroby, rozpoczęto intensywne badania nad zastosowaniem inhibitorów MMP w terapii. Podjęto próby opracowania potencjalnych farmaceutyków o budowie analogicznej do substratów enzymów proteolitycznych. Związki te współzawodniczą z substratem o miejsce aktywne i chelatują jony cynku wchodzące w skład enzymu, zmniejszając tym samym jego aktywność. Batimastat (BB-94), pierwszy kompetycyjny i szeroko spektralny inhibitor MMP, okazał się skuteczny w hamowaniu inwazji komórek ludzkiego raka trzustki wywodzącego się z dróg wątrobowych (linia Capan-1) i z przerzutów dootrzewnowych (linia AsPC1). Jednocześnie wykazano, że BB-94 zmniejszył liczbę przerzutów do wątroby i ograniczył śmiertelność bezgrasiczych myszy z nowotworem wywołanym iniekcją komórek linii Capan-1. Mniejszą skuteczność batimastatu zaobserwowano w nowotworze indukowanym linią AsPC1 [35]. Ograniczeniem w skuteczności batimastatu była jego słaba rozpuszczalność i bardzo mała biodostępność, dlatego badania kliniczne fazy III zostały przerwane na rzecz nowszego, chemicznego analogu – marimastatu. Niestety, związek ten wykazywał niewielką skuteczność, a ciężkie objawy niepożądane ze strony układu mięśniowo-szkieletowego uniemożliwiły zwiększenie dawki. Dalsze badania nad lekiem zostały więc wstrzymane [14, 21, 67, 72]. Chcąc zminimalizować działania niepożądane towarzyszące tego typu terapii rozpoczęto badania nad selektywnymi inhibitorami MMP oraz podjęto próby modyfikacji systemów dostarczania leków. W badaniach na myszach zaobserwowano, że DX-2400, będący monoklonalnym przeciwciałem selektywnie hamującym MMP-14, znacząco ograniczył wzrost nowotworu sutka i zmniejszył liczbę przerzutów do płuc oraz wątroby [15]. Dotychczas nie rozpoczęto jeszcze badań klinicznych nad tym lekiem. Trwają również prace nad mysim przeciwciałem monoklonalnym REGA-3G12 skierowanym przeciwko domenie katalitycznej MMP-9, ale pozostającym bez wpływu na wysoce homologiczną MMP-2 [49].

Inhibitory FAP

Białko FAP ulega selektywnej nadekspresji w aktywowanych fibroblastach pochodzących z guza nowotworowego (czerniak, rak jelita grubego, trzustki oraz sutka) i jest niewykrywalne w prawidłowych tkankach [81, 87]. W badaniach in vitro wykazano, że FAP charakteryzuje się aktywnością peptydazy dipeptydylowej i działa podobnie do kolagenaz, przebudowując ECM, aby wytworzyć miejsce dla rozwijającej się patologicznej struktury [3, 4, 54]. Val-boro-Pro (PT-100, Talobostat) jest pierwszym kompetycyjnym inhibitorem aktywności peptydazy dipeptydylowej IV (DPP-IV) dopuszczonym do zastosowań klinicznych. Badania in vivo wykazały, że Val-boro-Pro w modelach zwierzęcych hamował rozwój czerniaka, chłoniaka, guza z komórek tucznych (mastocytoma) i włókniakomięsaka [1]. Uzyskano również obiecujące wyniki terapii skojarzonej PT-100 z oksaliplatyną, w której zaobserwowano zahamowanie wzrostu guza oraz zwiększoną przeżywalność zwierząt w syngenicznym modelu nowotworu jelita grubego [43]. Wykazano również, że u myszy terapia PT-100 w połączeniu z powszechnie stosowanymi chemioterapeutykami, w tym cisplatyną, paklitakselem, gemcytabiną i 5-fluorouracylem wykazuje synergizm działania [2]. Jednak badania kliniczne prowadzone w 28-osobowej grupie pacjentów z nowotworem jelita grubego w fazie metastatycznej zakończyły się niepowodzeniem, wskazując na brak efektów klinicznych preparatu [28, 52]. Nie zaobserwowano również skutków działania przeciwciała swoiście wiążącego się z FAP (sibrotuzumab – BIBH 1) u pacjentów w zaawansowanym stadium nowotworu jelita grubego [29]. W kolejnym etapie, w badaniach z użyciem zwierząt, podjęto próby indukcji odpowiedzi immunologicznej przeciw antygenom FAP. Podanie myszom doustnej szczepionki zawierającej cDNA kodujące FAP prowadziło do zależnego od limfocytów T CD8+ zahamowania wzrostu nowotworów sutka i jelita grubego. Wykazano, że jednoczesne zastosowanie szczepionki i doksorubicyny trzykrotnie wydłużyło życie zwierząt, a u 50% z nich doszło do odrzucenia przeszczepionych komórek nowotworowych. U immunizowanych myszy obserwowano również zwiększenie wychwytu doksorubicyny przez oporny na chemioterapię nowotwór gruczołu sutkowego [44]. Badania na zwierzętach wykazały, że zastosowanie monoklonalnego przeciwciała anty-FAP sprzężonego z majtanzyną (FAP5-DM1) doprowadziło do całkowitej regresji wzrostu guza w modelach ksenograficznych raka płuc, trzustki oraz głowy i szyi [80].

Inhibitory HGF/c-Met

HGF jest czynnikiem wzrostu wydzielanym przez fibroblasty i zarazem ligandem receptorów c-Met. Aktywacja tych receptorów zwiększa tempo proliferacji komórek. Ze względu na to, że w nowotworowych opisano nieprawidłową aktywację osi HGF/c-Met, powstałą w wyniku mutacji, amplifikacji czy nadekspresji białka, przekazywanie sygnału przez kinazę c-Met zostało uznane za klinicznie ważny cel terapeutyczny. Próby blokady HGF przez zastosowanie przeciwciał monoklonalnych, AMG-102 (rilotumumab) i AV-299 (fiklatuzumab), były przedmiotem badań klinicznych, jednak ich skuteczność nie została potwierdzona. Nowe inhibitory kinazy tyrozynowej Met, takie jak tiwantynib, kabozantynib i kryzotynib są w fazie badań [80].

BH3 mimetyki (związki naśladujące aktywność białek BH3)

Białka zawierające pojedynczą domenę Bcl-2-homologiczną zwane „BH3-only” (zwłaszcza Bad, Bim, Puma) przez bezpośrednią aktywację proapoptotycznych białek Bax i Bak lub pośrednio przez oddziaływanie z antyapoptotycznymi białkami podrodziny Bcl-2, wzmacniają w komórce sygnał apoptotyczny. Aktywowane białko Bak lub Bax oligomeryzuje i kolejno w postaci multimetru wbudowuje się w błonę mitochondrialną, co zwiększa jej przepuszczalność i ostatecznie prowadzi do śmierci komórki. BH3 mimetyki zakłócają tworzenie heterodimerów Bcl-2/Bak i Bcl-2/Bax uwalniając proapoptotyczne białka zdolne do permeabilizacji błony [73]. Wykazano, że rekrutowane przez nowotwór fibroblasty nie wykazują ekspresji antyapoptotycznej proteiny Mcl-1 i charakteryzują się zwiększoną ekspresją Bax, co sugeruje ich wrażliwość na dodatkowe sygnały inicjujące apoptozę [50]. Badania z wykorzystaniem cząsteczki ABT-199, będącą selektywnym inhibitorem Bcl-2, wykazały, że mimetyk ten indukuje apoptozę w CAF, nie wpływając na żywotność fibroblastów spoczynkowych. ABT-199 zmniejsza również proliferację guza w mysim modelu nowotworu dróg żółciowych [50, 68], pozostając bez wpływu na homeostazę Ca2+ w prawidłowych komórkach groniastych trzustki [31].

Antagoniści receptorów jądrowych

Ligandy receptorów jądrowych mogą modulować profil cytokin wydzielanych przez CAF i pośrednio wpływać na hamowanie rozrostu nowotworu oraz wrażliwość na chemioterapię. Ocena zmian ekspresji receptorów jądrowych w komórkach CAF pochodzących od pacjentów z płaskonabłonkowym nowotworem skóry wykazała, że RARβ (receptor kwasu retinowego), PPARβ/δ (receptor aktywowany przez proliferatory peroksysomów), VDR (receptor witaminy D), GR (receptor glukokortykoidów) i AR (receptor androgenowy) są głównymi receptorami modulującymi inwazyjność, proliferację, metabolizm energetyczny oraz odpowiedź na chemioterapię. Badania na mysim modelu ksenograficznym wykazały, że antagoniści RARβ (LE135) oraz AR (bikalutamid) podane z cisplatyną opóźniały rozwój guza i uwrażliwiały nowotwór na chemioterapeutyk. Sugeruje to, że modulowanie ekspresji receptorów jądrowych w komórkach fibroblastów związanych z nowotworem może istotnie wpłynąć na skuteczność chemioterapii [10].

Inhibitory ezgosomów pochodzenia CAF (CDE)

Badania ostatnich lat wskazują na zasadniczą rolę egzosomów w modulacji międzykomórkowych interakcji oraz odpowiedzi immunologicznej skierowanej przeciw nowotworom. Materiał genetyczny w postaci miRNA, mRNA, a także białka, lipidy i inne aktywne makromolekuły upakowane w małych pęcherzykach zewnątrzkomórkowych, mogą być pobierane zarówno przez sąsiadujące komórki, jak i komórki znacznie odległe. Egzosomy pochodzące z CAF, nazywane CDE, dostarczają również komórkom nowotworowym związków pośrednich cyklu Krebsa i wpływają w ten sposób na wzrost guza, nawet w warunkach niedoboru składników odżywczych. Mechanizm przekazania informacji w mikrośrodowisku guza z wykorzystaniem egzosomów może się odbywać w wyniku bezpośredniej stymulacji komórki docelowej czy przeprogramowania epigenetycznego. Ze względu na udowodniony udział egzosomalnego miRNA w procesie migracji i inwazji komórek nowotworowych, neoangiogenezie, powstawaniu przerzutów oraz lekooporności, może być wykorzystany do opracowaniu nowych strategii terapii przeciwnowotworowych. Sugeruje się, że przez neutralizację wydzielanych egzosomów czy też zahamowanie ich sekrecji, zaburzona zostanie komunikacja w mikrośrodowisku guza. Inną potencjalną strategią może być modyfikacja informacji jaką przenoszą egzosomy. W fazie badań jest opracowanie szczepionki zawierającej egzosomy pochodzące z komórek dendrytycznych, które przez aktywację limfocytów T oraz komórek NK nasilą odpowiedź przeciwnowotworową [66, 76].

Inhibitory NOX4

Proces aktywacji fibroblastów do fenotypu CAF jest zależny od ROS wytwarzanych przez NOX4 związaną z błoną fibroblastów. Najnowsze badania eksperymentalne wykazały, że podanie inhibitorów NOX4 do CAF wyizolowanych z ludzkich nowotworów głowy i szyi, płuc oraz stercza istotnie zmniejsza wewnątrzkomórkowy poziom ROS, obniża ekspresję α-SMA, a także znosi zależną od CAF migrację komórek nowotworowych [24, 69]. Wyciszenie ekspresji NOX4 w ludzkich liniach nowotworowych raka żołądka zahamowało ich adhezję i inwazję [19].

Antagoniści TGF-β

Podjęto również próby terapeutyczne neutralizacji TGF-β, odpowiedzialnego za transformację fibroblastów do fenotypu CAF. Badania przedkliniczne, w których podskórnie podawano zwierzętom genetycznie zmodyfikowane komórki nowotworowe z wbudowaną sekwencją antysensową genu TGF-β2, wykazały zwiększoną przeżywalność myszy z glejakami śródczaszkowymi w porównaniu do grupy zwierząt immunizowanych pustym wektorem [17]. Podobne wyniki zaobserwowano u pacjentów z niedrobnokomórkowym rakiem płuc w badaniu fazy II, w którym immunizację przeprowadzono z użyciem belagenpumatucelu-L, zawierającego allogeniczne komórki nowotworowe z wbudowaną sekwencją antysensową genu TGF-β2 [53]. Badania eksperymentalne na hodowlach komórkowych 2D wykazały, że pirfenidon, lek o działaniu antyfibrotycznym i jednocześnie antagonista TGF-β, obniżał żywotność CAF oraz istotnie zmniejszał ilość wytwarzanego przez nie kolagenu. Mimo uzyskania tak obiecujących rezultatów w badaniach in vitro, okazało się, że po podaniu zwierzętom pirfenidonu obserwowano zahamowanie włóknienia nowotworu i zmniejszoną sygnalizację TGF-β- zależną, jednak nie obserwowano wpływu na wzrost guza i tworzenie nowych niszy metastatycznych. Podkreśla się, że skutek wprowadzonych zmian w sygnalizacji TGF-β-zależnej może być odmienny w różnych typach nowotworów [80]. Pirfenidon stosowany w połączeniu z doksorubicyną wykazywał działanie synergistyczne, istotnie hamując wzrost nowotworu oraz przerzuty do płuc. Koncepcja leczenia skojarzonego polegającego na jednoczesnym podawaniu cytostatyku i pirfenidonu wydaje się obiecującym kierunkiem przyszłych badań [42, 78]. Ponadto, kliniczne zastosowanie inhibitora kinazy receptora błonowego typu I dla TGF-β (TGFBRI) – LY2157299 przyniosło obiecujące wyniki u chorych z glejakiem, rakiem wątrobowokomórkowym i zaawansowanym nowotworem trzustki [80].

Inhibitory szlaku hedgehog

Nadekspresja białka Hedgehog (Hh) na błonie komórek nowotworowych pobudza je autokrynnie do proliferacji; oddziałuje również parakrynnie i aktywuje komórki mikrośrodowiska guza. Zapoczątkowanie szlaku Hedgehog następuje w wyniku połączenia aktywnego białka Hh z receptorem Ptch i kolejno aktywację białka Smoothened (SMO), co prowadzi do rozszczepienia białek Gli, które aktywują geny docelowe szlaku. Mutacja składowych szlaku lub przedostania się całego białka Gli do jądra pobudza proliferację. Zahamowanie sygnalizacji Hh z użyciem małocząsteczkowych inhibitorów, przeciwciał anty-Hh i genetycznej delecji SMO w zrębie nowotworu myszy ograniczyło wzrost guza i zatrzymało rozwój choroby nowotworowej [91]. Wykazano również, że zablokowanie szlaku sygnałowego hedgehog z użyciem IPI-926 zmniejszało objętość tkanki zrębowej guza w zwierzęcym modelu raka trzustki. Terapia skojarzona IPI-926 z gemcytabiną spowodowała przejściowy wzrost unaczynienia guza i istotnie zwiększyła stężenie cytostatyku w tkance nowotworowej myszy z chemioopornym nowotworem trzustki [56]. Badania kliniczne obejmujące 104 pacjentów z objawowym rakiem podstawno-komórkowym z przerzutami lub zaawansowanym miejscowo potwierdziły skuteczność wismodegibu, drobnocząsteczkowego inhibitora SMO. Redukcję masy guza stwierdzono u około 33% pacjentów z chorobą przerzutową oraz u 48% pacjentów z chorobą miejscowo zaawansowaną. W 2013 r. wismodegib został dopuszczony do leczenia z zarejestrowanym wskazaniem do stosowania u chorych z rakiem podstawnokomórkowym (https://www.ema.europa.eu/en/medicines/human/EPAR/erivedge).

Antagoniści CXCR4

CAF promuje inwazję komórek nowotworowych m.in. poprzez sygnalizację CXCL12/CXCR4, która pobudza receptory integrynowe FAK/β-1 na komórkach nowotworowych. Wykazano, że zastosowanie antagonisty CXCR4 – AMD3100 istotnie zmniejszyło inwazję pierwotnych komórek raka żołądka [30]. Trwają testy nad kliniczną skutecznością konkurencyjnych ligandów i przeciwciał CXCR4 [22, 89].

Inhibitory PDGFR

PDGF jest jednym z czynników o właściwościach proangiogennych, uwalnianych do mikrośrodowiska guza. PDGF wykazuje silne powinowactwo do receptora PDGFR, którego zwiększoną ekspresję opisano na fibroblastach. Przez aktywację dimerycznych receptorów o aktywności kinazy tyrozynowej, płytkowy czynnik wzrostu stymuluje proliferację i indukuje przemianę fibroblastów do fenotypu aktywowanego. Wzmożoną transdukcję sygnału przez PDGFR powiązano również z nasiloną migracją i inwazją komórek nowotworowych oraz ich opornością na chemioterapię. Udowodniono, że podawanie myszom z różnymi typami guzów litych antagonistów PDGF zmniejszyło ciśnienie płynu śródmiąższowego i jednocześnie zwiększyło wychwyt chemioterapeutyków [27]. Imatynib to jeden z pierwszych inhibitorów kinaz tyrozynowych PDGFR, który – jak wykazano – hamuje proliferację guza i neoangiogenezę w mysim modelu ludzkiego raka szyjki macicy [65, 80]. Crenolanib, selektywny inhibitor PDGFR, jest obecnie przedmiotem badań klinicznych [27].

Modyfikacje epigenetyczne

Profile ekspresji miRNA CAF i fibroblastów o fenotypie spoczynkowym, pochodzących od tego samego pacjenta, wykazały istnienie znacznych różnic. Zaobserwowano, że w nowotworze jajnika podczas transformacji fibroblastów dochodzi do zmian ekspresji miR-31, miR-214 i miR-155 [51]. Zwiększona ekspresja miR-106b sprzyja migracji komórek nowotworowych żołądka, a nadekspresja R-21 jest charakterystyczna dla nowotworu jelita grubego. Skuteczne blokowanie lub suplementacja kluczowych miRNA, wpływając na różne szlaki sygnałowe i metaboliczne, może spowodować przekształcenia CAF w fibroblasty o fenotypie spoczynkowym. Niska ekspresja miR-148a została uznana za marker przerzutowy dla wielu typów nowotworów. Udokumentowano również związek między wyciszeniem miR-148a a zdolnością nowotworu do tworzenia przerzutów [45]. Hamowanie miR148a, przez nasiloną sekrecję białka typu wingless 10B (Wnt10B), stymulowało migrację komórek raka endometrium w badaniach in vitro. Ekspozycja komórek linii nowotworowych na działanie 5-aza-2’-deoksycytydyny (5-azaC) stymulowała ekspresję miR-148a w CAF, a to hamowało migrację komórek nowotworowych [6, 88]. Wczesne leczenie agresywnego mysiego nowotworu trzustki za pomocą czynnika demetylującego DNA (5-azaC) spowolniło progresję nowotworu i znacznie wydłużyło czas przeżycia zwierząt [70].

Terapia celowana z użyciem preparatów ukierunkowanych przeciwko fibroblastom związanym z nowotworem stwarza potencjalne możliwości zapobiegania inicjacji, progresji i przerzutowaniu wielu inwazyjnych guzów. Terapie tego typu są przedmiotem badań eksperymentalnych i klinicznych. Dotychczasowe próby badawcze skupiają się na dwóch strategiach (ryc. 3). Pierwsza z nich prowadzi do eliminacji CAF i wydzielanych przez nie czynników np. przez kierowanie aktywowanych fibroblastów na szlak apoptozy. Druga strategia polega na przeprogramowaniu CAF do fenotypu spoczynkowego z użyciem preparatów neutralizujących czynniki aktywujące fibroblasty oraz hamujących szlaki charakterystyczne dla aktywowanych fibroblastów [20].

Ryc. 3. Podejścia terapeutyczne ukierunkowane na CAF

Podsumowanie

Jednym z najtrudniejszych wyzwań współczesnej medycyny jest leczenie pacjentów z chorobą nowotworową, zwłaszcza w zaawansowanym jej stadium. Mechanizm klasycznej chemioterapii polega na niszczeniu populacji szybko dzielących się komórek danego typu nowotworu, z pominięciem wpływu komórek tworzących mikrośrodowisko guza i powstałych interakcji między nimi. Obecnie CAF postrzegane są jako integralna część nowotworu, która zapewnia architektoniczne wsparcie komórkom nowotworowym, a także istotnie wpływa na ich funkcje i metabolizm oraz odpowiedź na terapię. Dlatego jednoczesne ukierunkowanie leczenia zarówno przeciwko komórkom raka jak i zrębu guza wydaje się racjonalnym sposobem działania terapeutycznego.

Wiedza o roli fibroblastów w progresji nowotworów jest podstawą opracowywanych nowych strategii terapeutycznych. Prowadzone badania ukierunkowane są na eliminację CAF i czynników przez nie wydzielanych (np. egzosomów) do środowiska nowotworu lub ich przeprogramowaniu do fenotypu spoczynkowego. W ciągu ostatnich kilku lat opublikowano wiele prac dotyczących roli egzosomów w procesie nowotworowym, co świadczy o dużym zainteresowaniu środowiska naukowego tą tematyką. Wyniki dotychczasowych badań przedklinicznych prowadzonych na hodowlach komórkowych oraz na modelach zwierzęcych jednoznacznie wskazują, że działania ukierunkowane na zmianę/zahamowanie funkcji CAF wydają się obiecującym tropem terapii przeciwnowotworowej. Analiza przeprowadzonych dotychczas badań klinicznych nie potwierdza obserwowanej w badaniach przedklinicznych skuteczności wielu preparatów nacelowanych na CAF. Należy jednak zauważyć, iż badania te były prowadzone u pacjentów z zaawansowaną chorobą i brak jest badań z zastosowaniem preparatów nacelowanych na CAF we wczesnych fazach choroby nowotworowej, stąd też wyłania się pilna potrzeba kontynuacji tych badań. Zasadnym wydaje się również podjęcie prób optymalizacji terapii złożonej z zastosowaniem preparatów nacelowanych na CAF i innych środków terapeutycznych w leczeniu pacjentów z chorobą nowotworową. Ponadto dogłębna i spersonalizowana charakterystyka profilu CAF oraz innych badań w zakresie mikrośrodowiska nowotworu może się okazać podstawą do identyfikacji kolejnych celów terapeutycznych oraz opracowania nowych, efektywnych metod terapii przeciwnowotworowych .

Przypisy

• 1. Adams S.J., Jones B.: Enhanced anti-tumor activity of dipeptidyl peptidase inhibitor PT-100 in combination with chemotherapy in mice. Cancer Res., 2004; 64: 882
  Google Scholar
• 2. Adams S., Miller G.T., Jesson M.I., Watanabe T., Jones B., Wallner B.P.: PT-100, a small molecule dipeptidyl peptidase inhibitor, has po­tent antitumor effects and augments antibody-mediated cytotoxici­ty via a novel immune mechanism. Cancer Res., 2004; 64: 5471–5480
  Google Scholar
• 3. Aertgeerts K., Levin I., Shi L., Snell G.P., Jennings A., Prasad G.S., Zhang Y., Kraus M.L., Salakian S., Sridhar V., Wijnands R., Tennant M.G.: Structural and kinetic analysis of the substrate specificity of human fibroblast activation protein α. J. Biol. Chem., 2005; 280: 19441–19444
  Google Scholar
• 4. Aggarwal S., Brennen W.N., Kole T.P., Schneider E., Topaloglu O., Yates M., Cotter R.J., Denmeade S.R.: Fibroblast activation protein peptide substrates identified from human collagen I derived gelatin cleavage sites. Biochemistry, 2008; 47: 1076–1086
  Google Scholar
• 5. Amara N., Goven D., Prost F., Muloway R., Crestani B., Boczkow­ski J.: NOX4/NADPH oxidase expression is increased in pulmonary fibroblasts from patients with idiopathic pulmonary fibrosis and mediates TGFβ1-induced fibroblast differentiation into myofibro­blasts. Thorax, 2010; 65: 733–738
  Google Scholar
• 6. Aprelikova O., Palla J., Hibler B., Yu X., Greer Y.E., Yi M., Stephens R., Maxwell G.L., Jazaeri A., Risinger J.I., Rubin J.S., Niederhuber J.: Silencing of miR-148a in cancer-associated fibroblasts results in WNT10B-media­ted stimulation of tumor cell motility. Oncogene, 2013; 32: 3246–3253
  Google Scholar
• 7. Balkwill F.: Cancer and the chemokine network. Nat. Rev. Can­cer, 2004; 4: 540–550
  Google Scholar
• 8. Bechtel W., McGoohan S., Zeisberg E.M., Müller G.A., Kalbacher H., Salant D.J., Müller C.A., Kalluri R., Zeisberg M.: Methylation de­termines fibroblast activation and fibrogenesis in the kidney. Nat. Med., 2010; 16: 544–550
  Google Scholar
• 9. Bhowmick N.A., Chytil A., Plieth D., Gorska A.E., Dumont N., Shap­pell S., Washington M.K., Neilson E.G., Moses H.L.: TGF-β signaling in fibroblasts modulates the oncogenic potential of adjacent epithelia. Science, 2004; 303: 848–851
  Google Scholar
• 10. Chan J.S., Sng M.K., Teo Z.Q., Chong H.C., Twang J.S., Tan N.S.: Targeting nuclear receptors in cancer-associated fibroblasts as con­current therapy to inhibit development of chemoresistant tumors. Oncogene, 2018; 37: 160–173
  Google Scholar
• 11. Chang P.H., Hwang-Verslues W.W., Chang Y.C., Chen C.C., Hsiao M., Jeng Y.M., Chang K.J., Lee E.Y., Shew J.Y., Lee W.H.: Activation of Robo1 signaling of breast cancer cells by Slit2 from stromal fibroblast restrains tumorigenesis via blocking PI3K/Akt/β-catenin pathway. Cancer Res., 2012; 72: 4652–4661
  Google Scholar
• 12. Cheteh E.H., Augsten M., Rundqvist H., Bianchi J., Sarne V., Ege­vad L., Bykov V.J., Östman A., Wiman K.G.: Human cancer-associated fibroblasts enhance glutathione levels and antagonize drug-induced prostate cancer cell death. Cell Death Dis., 2017; 8: e2848
  Google Scholar
• 13. Cooper C.R., Chay C.H., Gendernalik J.D., Lee H.L., Bhatia J., Ta­ichman R.S., McCauley L.K., Keller E.T., Pienta K.J.: Stromal factors involved in prostate carcinoma metastasis to bone. Cancer, 2003; 97: 739–747
  Google Scholar
• 14. Coussens L.M., Fingleton B., Matrisian L.M.: Matrix metallo­proteinase inhibitors and cancer: trials and tribulations. Science, 2002; 295: 2387–2392
  Google Scholar
• 15. Devy L., Huang L., Naa L., Yanamandra N., Pieters H., Frans N., Chang E., Tao Q., Vanhove M., Lejeune A., van Gool R., Sexton D.J., Kuang G., Rank D., Hogan S. i wsp.: Selective inhibition of matrix metalloproteinase-14 blocks tumor growth, invasion, and angioge­nesis. Cancer Res., 2009; 69: 1517–1526
  Google Scholar
• 16. Elenbaas B., Weinberg R.A.: Heterotypic signaling between epi­thelial tumor cells and fibroblasts in carcinoma formation. Exp. Cell Res., 2001; 264: 169–184
  Google Scholar
• 17. Fakhrai H., Dorigo O., Shawler D.L., Lin H., Mercola D., Black K.L., Royston I., Sobol R.E.: Eradication of established intracranial rat gliomas by transforming growth factor β antisense gene therapy. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996; 93: 2909–2914
  Google Scholar
• 18. Ferrari N., Calvo F.: Tumor microenvironment: unleashing me­talloproteinases to induce a CAF phenotype. Curr. Biol., 2014; 24: R1009-R1011
  Google Scholar
• 19. Gao X., Sun J., Huang C., Hu X., Jiang N., Lu C.: RNAi-mediated silencing of NOX4 inhibited the invasion of gastric cancer cells thro­ugh JAK2/STAT3 signaling. Am. J. Transl. Res., 2017; 9: 4440–4449
  Google Scholar
• 20. Gascard P., Tlsty T.D.: Carcinoma-associated fibroblasts: orchestra­ting the composition of malignancy. Genes Dev., 2016; 30: 1002–1019
  Google Scholar
• 21. Gialeli C., Theocharis A.D., Karamanos N.K.: Roles of matrix me­talloproteinases in cancer progression and their pharmacological targeting. FEBS J., 2011; 278: 16–27
  Google Scholar
• 22. Gil-Martin M., Gomez Pardo P., Lopez-Tarruella S., Manso L., Perez-Fidalgo J.A., Olabisi Ademuyiwa F., Mayer I.A., Pluard T.J., Martinez Garcia M., Kaufman P.A., Vahdat L.T., Hooftman L.W., Ro­magnoli B., Hernando C., Weilbaecher K.N. i wsp.: Phase I study of the combination of balixafortide (CXCR4 inhibitor) and eribulin in HER2-negative metastatic breast cancer (MBC) patients (pts). J. Clin. Oncol., 2017; 35: 2555
  Google Scholar
• 23. Grum-Schwensen B., Klingelhofer J., Berg C.H., El-Naaman C., Grigorian M., Lukanidin E., Ambartsumian N.: Suppression of tumor development and metastasis formation in mice lacking the S100A­4(mts1) gene. Cancer Res., 2005; 65: 3772–3780
  Google Scholar
• 24. Hanley C.J., Mellone M., Ford K., Thirdborough S.M., Mellows T., Frampton S.J., Smith D.M., Harden E., Szyndralewiez C., Bullock M., Noble F., Moutasim K.A., King E.V., Vijayanand P., Mirnezami A.H. i wsp.: Targeting the myofibroblastic cancer-associated fibro­blast phenotype through inhibition of NOX4. J. Natl. Cancer Inst., 2018; 110: 109–120
  Google Scholar
• 25. Hartmann T.N., Burger M., Burger J.A.: The role of adhesion mo­lecules and chemokine receptor CXCR4 (CD184) in small cell lung cancer. J. Biol. Regul. Homeost. Agents, 2004; 18: 126–130
  Google Scholar
• 26. Hayward S.W., Wang Y., Cao M., Hom Y.K., Zhang B., Grossfeld G.D., Sudilovsky D., Cunha G.R.: Malignant transformation in a non­tumorigenic human prostatic epithelial cell line. Cancer Res., 2001; 61: 8135–8142
  Google Scholar
• 27. Heldin C.H.: Targeting the PDGF signaling pathway in tumor treatment. Cell Commun. Signal., 2013; 11: 97
  Google Scholar
• 28. Henry L.R., Lee H.O., Lee J.S., Klein-Szanto A., Watts P., Ross E.A., Chen W.T., Cheng J.D.: Clinical implications of fibroblast ac­tivation protein in patients with colon cancer. Clin. Cancer Res., 2007; 13: 1736–1741
  Google Scholar
• 29. Hofheinz R.D., al-Batran S.E., Hartmann F., Hartung G., Jäger D., Renner C., Tanswell P., Kunz U., Amelsberg A., Kuthan H., Stehle G.: Stromal antigen targeting by a humanised monoclonal antibody: an early phase II trial of sibrotuzumab in patients with metastatic colorectal cancer. Onkologie, 2003; 26: 44–48
  Google Scholar
• 30. Izumi D., Ishimoto T., Miyake K., Sugihara H., Eto K., Sawayama H., Yasuda T., Kiyozumi Y., Kaida T., Kurashige J., Imamura Y., Hiyoshi Y., Iwatsuki M., Iwagami S., Baba Y. i wsp.: CXCL12/CXCR4 activation by cancer-associated fibroblasts promotes integrin β1 clustering and invasiveness in gastric cancer. Int. J. Cancer, 2016; 138: 1207–1219
  Google Scholar
• 31. Jakubowska M.A., Kerkhofs M., Martines C., Efremov D.G., Gera­simenko J.V., Gerasimenko O.V., Petersen O.H., Bultynck G., Vervliet T., Ferdek P.E.: ABT-199 (Venetoclax), a BH3-mimetic Bcl-2 inhibitor, does not cause Ca – – signalling dysregulation or toxicity in pancre­atic acinar cells. Br. J. Pharmacol., 2018 (w druku)
  Google Scholar
• 32. Ji X., Ji J., Shan F., Zhang Y., Chen Y., Lu X.: Cancer-associated fibroblasts from NSCLC promote the radioresistance in lung cancer cell lines. Int. J. Clin. Exp. Med., 2015; 8: 7002–7008
  Google Scholar
• 33. Jia C.C., Wang T.T., Liu W., Fu B.S., Hua X., Wang G.Y., Li T.J., Li X., Wu X.Y., Tai Y., Zhou J., Chen G.H., Zhang Q.: Cancer-associated fibroblasts from hepatocellular carcinoma promote malignant cell proliferation by HGF secretion. PLoS One, 2013; 8: e63243
  Google Scholar
• 34. Jiang L., Gonda T.A., Gamble M.V., Salas M., Seshan V., Tu S., Twaddell W.S., Hegyi P., Lazar G., Steele I., Varro A., Wang T.C., Tyc­ko B.: Global hypomethylation of genomic DNA in cancer-associated myofibroblasts. Cancer Res., 2008; 68: 9900–9908
  Google Scholar
• 35. Jimenez R.E., Hartwig W., Antoniu B.A., Compton C.C., Warshaw A.L., Fernández-Del Castillo C.: Effect of matrix metalloproteinase inhibition on pancreatic cancer invasion and metastasis: an additive strategy for cancer control. Ann. Surg., 2000; 231: 644–654
  Google Scholar
• 36. Kalluri R.: The biology and function of fibroblasts in cancer. Nat. Rev. Cancer, 2016; 16: 582–598
  Google Scholar
• 37. Kalluri R., Zeisberg M.: Fibroblasts in cancer. Nat. Rev. Cancer, 2006; 6: 392–401
  Google Scholar
• 38. Kessenbrock K., Plaks V., Werb Z.: Matrix metalloproteinases: regulators of the tumor microenvironment. Cell, 2010; 141: 52–67
  Google Scholar
• 39. Kilvaer T.K., Khanehkenari M.R., Hellevik T., Al-Saad S., Paulsen E.E., Bremnes R.M., Busund L.T., Donnem T., Martinez I.Z.: Cancer associa­ted fibroblasts in stage I-IIIA NSCLC: Prognostic impact and their cor­relations with tumor molecular markers. PLoS One, 2015; 10: e0134965
  Google Scholar
• 40. Kucia M., Jankowski K., Reca R., Wysoczynski M., Bandura L., Allendorf D.J., Zhang J., Ratajczak J., Ratajczak M.Z.: CXCR4-SDF-1 signalling, locomotion, chemotaxis and adhesion. J. Mol. Histol., 2004; 35: 233–245
  Google Scholar
• 41. Kuzet S.E., Gaggioli C.: Fibroblast activation in cancer: when seed fertilizes soil. Cell Tissue Res., 2016; 365: 607–619
  Google Scholar
• 42. Li C., Rezov V., Joensuu E., Vartiainen V., Rönty M., Yin M., Myllär­niemi M., Koli K.: Pirfenidone decreases mesothelioma cell proliferation and migration via inhibition of ERK and AKT and regulates mesothelio­ma tumor microenvironment in vivo. Sci. Rep., 2018; 8: 10070 [43] Li M., Li M., Yin T., Shi H., Wen Y., Zhang B., Chen M., Xu G., Ren K., Wei Y.: Targeting of cancer-associated fibroblasts enhances the efficacy of cancer chemotherapy by regulating the tumor micro­environment. Mol. Med. Rep., 2016; 13: 2476–2484
  Google Scholar
• 44. Loeffler M., Krüger J.A., Niethammer A.G., Reisfeld R.A.: Tar­geting tumor-associated fibroblasts improves cancer chemothe­rapy by increasing intratumoral drug uptake. J. Clin. Invest., 2006; 116: 1955–1962
  Google Scholar
• 45. Lujambio A., Calin G.A., Villanueva A., Ropero S., Sánchez-Céspe­des M., Blanco D., Montuenga L.M., Rossi S., Nicoloso M.S., Faller W.J., Gallagher W.M., Eccles S.A., Croce C.M., Esteller M.: A microR­NA DNA methylation signature for human cancer metastasis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2008; 105: 13556–13561
  Google Scholar
• 46. Lukasiewicz E., Miekus K., Kijowski J., Drabik G., Wilusz M., Bo­bis-Wozowicz S., Majka M.: Inhibition of rhabdomyosarcoma’s meta­static behavior through downregulation of MET receptor signaling. Folia Histochem. Cytobiol., 2009; 47: 485–489
  Google Scholar
• 47. MacDougall J.R., Matrisian L.M.: Contributions of tumor and stromal matrix metalloproteinases to tumor progression, invasion and metastasis. Cancer Metastasis Rev., 1995; 14: 351–362
  Google Scholar
• 48. Marlow R., Strickland P., Lee J.S., Wu X., Pebenito M., Binnewies M., Le E.K., Moran A., Macias H., Cardiff R.D., Sukumar S., Hinck L.: SLITs suppress tumor growth in vivo by silencing Sdf1/Cxcr4 within breast epithelium. Cancer Res., 2008; 68: 7819–7827
  Google Scholar
• 49. Martens E., Leyssen A., Van Aelst I., Fiten P., Piccard H., Hu J., Descamps F.J., Van den Steen P.E., Proost P., Van Damme J., Liuzzi G.M., Riccio P., Polverini E., Opdenakker G.: A monoclonal antibody inhibits gelatinase B/MMP-9 by selective binding to part of the ca­talytic domain and not to the fibronectin or zinc binding domains. Biochim. Biophys. Acta, 2007; 1770: 178–186
  Google Scholar
• 50. Mertens J.C., Fingas C.D., Christensen J.D., Smoot R.L., Bronk S.F., Werneburg N.W., Gustafson M.P., Dietz A.B., Roberts L.R., Sirica A.E., Gores G.J.: Therapeutic effects of deleting cancer-associated fibroblasts in cholangiocarcinoma. Cancer Res., 2013; 73: 897–907
  Google Scholar
• 51. Mitra A.K., Zillhardt M., Hua Y., Tiwari P., Murmann A.E., Pe­ter M.E., Lengyel E.: MicroRNAs reprogram normal fibroblasts into cancer-associated fibroblasts in ovarian cancer. Cancer Discov., 2012; 2: 1100–1108
  Google Scholar
• 52. Narra K., Mullins S.R., Lee H.O., Strzemkowski-Brun B., Magalong K., Christiansen V.J., McKee P.A., Egleston B., Cohen S.J., Weiner L.M., Meropol N.J., Cheng J.D.: Phase II trial of single agent Val-boroPro (Talabostat) inhibiting fibroblast activation protein in patients with metastatic colorectal cancer. Cancer Biol. Ther., 2007; 6: 1691–1699
  Google Scholar
• 53. Nemunaitis J., Dillman R.O., Schwarzenberger P.O., Senzer N., Cunningham C., Cutler J., Tong A., Kumar P., Pappen B., Hamilton C., DeVol E., Maples P.B., Liu L., Chamberlin T., Shawler D.L., Fakhrai H.: Phase II study of belagenpumatucel-L, a transforming growth factor beta-2 antisense gene-modified allogeneic tumor cell vacci­ne in non-small-cell lung cancer. J. Clin. Oncol., 2006; 24: 4721–4730
  Google Scholar
• 54. Niedermeyer J., Enenkel B., Park J.E., Lenter M., Rettig W.J., Damm K., Schnapp A.: Mouse fibroblast-activation protein – con­served Fap gene organization and biochemical function as a serine protease. Eur. J. Biochem., 1998; 254: 650–654
  Google Scholar
• 55. Öhlund D., Elyada E., Tuveson D.: Fibroblast heterogeneity in the cancer wound. J. Exp. Med., 2014; 211: 1503–1523
  Google Scholar
• 56. Olive K.P., Jacobetz M.A., Davidson C.J., Gopinathan A., McIntyre D., Honess D., Madhu B., Goldgraben M.A., Caldwell M.E., Allard D., Frese K.K., Denicola G., Feig C., Combs C., Winter S.P. i wsp.: Inhibi­tion of Hedgehog signaling enhances delivery of chemotherapy in a mouse model of pancreatic cancer. Science, 2009; 324: 1457–1461
  Google Scholar
• 57. Olumi A.F., Grossfeld G.D., Hayward S.W., Carroll P.R., Tlsty T.D., Cunha G.R.: Carcinoma-associated fibroblasts direct tumor progres­sion of initiated human prostatic epithelium. Cancer Res., 1999; 59: 5002–5011
  Google Scholar
• 58. Orimo A., Gupta P.B., Sgroi D.C., Arenzana-Seisdedos F., Delau­nay T., Naeem R., Carey V.J., Richardson A.L., Weinberg R.A.: Stromal fibroblasts present in invasive human breast carcinomas promote tumor growth and angiogenesis through elevated SDF-1/CXCL12 secretion. Cell, 2005; 121: 335–348
  Google Scholar
• 59. Orimo A., Weinberg R.A.: Heterogeneity of stromal fibroblasts in tumors. Cancer Biol. Ther., 2007; 6: 618–619
  Google Scholar
• 60. Östman A.: PDGF receptors in tumor stroma: Biological effects and associations with prognosis and response to treatment. Adv. Drug Deliv. Rev., 2017; 121: 117–123
  Google Scholar
• 61. Owens P., Polikowsky H., Pickup M.W., Gorska A.E., Jovanovic B., Shaw A.K., Novitskiy S.V., Hong C.C., Moses H.L.: Bone morphogene­tic proteins stimulate mammary fibroblasts to promote mammary carcinoma cell invasion. PLoS One, 2013; 8: e67533
  Google Scholar
• 62. Özdemir B.C., Pentcheva-Hoang T., Carstens J.L., Zheng X., Wu C.C., Simpson T.R., Laklai H., Sugimoto H., Kahlert C., Novitskiy S.V., De Jesus-Acosta A., Sharma P., Heidari P., Mahmood U., Chin L. i wsp.: Depletion of carcinoma-associated fibroblasts and fibrosis induces immunosuppression and accelerates pancreas cancer with reduced survival. Cancer Cell, 2014; 25: 719–734
  Google Scholar
• 63. Pang W., Su J., Wang Y., Feng H., Dai X., Yuan Y., Chen X., Yao W.: Pancreatic cancer-secreted miR-155 implicates in the conversion from normal fibroblasts to cancer-associated fibroblasts. Cancer Sci., 2015; 106: 1362–1369
  Google Scholar
• 64. Peña C., Céspedes M.V., Lindh M.B., Kiflemariam S., Mezhey­euski A., Edqvist P.H., Hägglöf C., Birgisson H., Bojmar L., Jirström K., Sandström P., Olsson E., Veerla S., Gallardo A., Sjöblom T. i wsp.: STC1 expression by cancer-associated fibroblasts drives metastasis of colorectal cancer. Cancer Res., 2013; 73: 1287–1297
  Google Scholar
• 65. Pietras K., Pahler J., Bergers G., Hanahan D.: Functions of para­crine PDGF signaling in the proangiogenic tumor stroma revealed by pharmacological targeting. PLoS Med., 2008; 5: e19
  Google Scholar
• 66. Prakash J.: Cancer-associated fibroblasts: Perspectives in cancer therapy. Trends Cancer, 2016; 2: 277–279
  Google Scholar
• 67. Rasmussen H.S., McCann P.P.: Matrix metalloproteinase inhi­bition as a novel anticancer strategy: a review with special focus on batimastat and marimastat. Pharmacol. Ther., 1997; 75: 69–75
  Google Scholar
• 68. Rizvi S., Mertens J.C., Bronk S.F., Hirsova P., Dai H., Roberts L.R., Kaufmann S.H., Gores G.J.: Platelet-derived growth factor primes cancer-associated fibroblasts for apoptosis. J. Biol. Chem., 2014; 289: 22835–22849
  Google Scholar
• 69. Sampson N., Brunner E., Weber A., Puhr M., Schäfer G., Szyn­dralewiez C., Klocker H.: Inhibition of Nox4-dependent ROS si­gnaling attenuates prostate fibroblast activation and abrogates stromal-mediated protumorigenic interactions. Int. J. Cancer, 2018; 143: 383–395
  Google Scholar
• 70. Shakya R., Gonda T., Quante M., Salas M., Kim S., Brooks J., Hirsch S., Davies J., Cullo A., Olive K., Wang T.C., Szabolcs M., Tycko B., Lu­dwig T.: Hypomethylating therapy in an aggressive stroma-rich mo­del of pancreatic carcinoma. Cancer Res., 2013; 73: 885–896
  Google Scholar
• 71. Sharon Y., Alon L., Glanz S., Servais C., Erez N.: Isolation of nor­mal and cancer-associated fibroblasts from fresh tissues by fluore­scence activated cell sorting (FACS). J. Vis. Exp., 2013; 2013: e4425
  Google Scholar
• 72. Steward W.P.: Marimastat (BB2516): current status of develop­ment. Cancer Chemother. Pharmacol., 1999; 43: 56–60
  Google Scholar
• 73. Strasser A., Cory S., Adams J.M.: Deciphering the rules of pro­grammed cell death to improve therapy of cancer and other diseases. EMBO J., 2011; 30: 3667–3683
  Google Scholar
• 74. Stuelten C.H., Busch J.I., Tang B., Flanders K.C., Oshima A., Sut­ton E., Karpova T.S., Roberts A.B., Wakefield L.M., Niederhuber J.E.: Transient tumor-fibroblast interactions increase tumor cell mali­gnancy by a TGF-β mediated mechanism in a mouse xenograft model of breast cancer. PLoS One, 2010; 5: e9832
  Google Scholar
• 75. Subramaniam K.S., Tham S.T., Mohamed Z., Woo Y.L., Mat Ade­nan N.A., Chung I.: Cancer-associated fibroblasts promote prolifera­tion of endometrial cancer cells. PLoS One, 2013; 8: e68923
  Google Scholar
• 76. Sun Q., Zhang B., Hu Q., Qin Y., Xu W., Liu W., Yu X., Xu J.: The impact of cancer-associated fibroblasts on major hallmarks of pan­creatic cancer. Theranostics, 2018; 8: 5072–5087
  Google Scholar
• 77. Sun Y., Campisi J., Higano C., Beer T.M., Porter P., Coleman I., True L., Nelson P.S.: Treatment-induced damage to the tumor micro­environment promotes prostate cancer therapy resistance through WNT16B. Nat. Med., 2012; 18: 1359–1368
  Google Scholar
• 78. Takai K., Le A., Weaver V.M., Werb Z.: Targeting the cancer-as­sociated fibroblasts as a treatment in triple-negative breast cancer. Oncotarget, 2016; 7: 82889–82901
  Google Scholar
• 79. Tang L.Y., Heller M., Meng Z., Yu L.R., Tang Y., Zhou M., Zhang Y.E.: Transforming growth factor-β (TGF-β) directly activates the JAK1-STAT3 axis to induce hepatic fibrosis in coordination with the SMAD pathway. J. Biol. Chem., 2017; 292: 4302–4312
  Google Scholar
• 80. Tao L., Huang G., Song H., Chen Y., Chen L.: Cancer associated fibroblasts: An essential role in the tumor microenvironment. Oncol. Lett., 2017; 14: 2611–2620
  Google Scholar
• 81. Tran E., Chinnasamy D., Yu Z., Morgan R.A., Lee C.C., Restifo N.P., Rosenberg S.A.: Immune targeting of fibroblast activation protein triggers recognition of multipotent bone marrow stromal cells and cachexia. J. Exp. Med., 2013; 210: 1125–1135
  Google Scholar
• 82. Wald O., Izhar U., Amir G., Kirshberg S., Shlomai Z., Zamir G., Peled A., Shapira O.M.: Interaction between neoplastic cells and cancer-associated fibroblasts through the CXCL12/CXCR4 axis: role in non-small cell lung cancer tumor proliferation. J. Thorac. Cardio­vasc. Surg., 2011; 141: 1503–1512
  Google Scholar
• 83. Wang L., Cao L., Wang H., Liu B., Zhang Q., Meng Z., Wu X., Zhou Q., Xu K.: Cancer-associated fibroblasts enhance metastatic potential of lung cancer cells through IL-6/STAT3 signaling pathway. Onco­target, 2017; 8: 76116–76128
  Google Scholar
• 84. Wang W., Li Q., Yamada T., Matsumoto K., Matsumoto I., Oda M., Watanabe G., Kayano Y., Nishioka Y., Sone S., Yano S.: Crosstalk to stromal fibroblasts induces resistance of lung cancer to epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitors. Clin. Cancer Res., 2009; 15: 6630–6638
  Google Scholar
• 85. Wang Y., Gan G., Wang B., Wu J., Cao Y., Zhu D., Xu Y., Wang X., Han H., Li X., Ye M., Zhao J., Mi J.: Cancer-associated fibroblasts promote irradia­ted cancer cell recovery through autophagy. EBioMedicine, 2017; 17: 45–56
  Google Scholar
• 86. Weeraratna A.T., Jiang Y., Hostetter G., Rosenblatt K., Duray P., Bittner M., Trent J.M.: Wnt5a signaling directly affects cell motility and invasion of metastatic melanoma. Cancer Cell, 2002; 1: 279–288
  Google Scholar
• 87. Wikberg M.L., Edin S., Lundberg I.V., Van Guelpen B., Dahlin A.M., Rutegård J., Stenling R., Oberg A., Palmqvist R.: High intratumoral expression of fibroblast activation protein (FAP) in colon cancer is asso­ciated with poorer patient prognosis. Tumour Biol., 2013; 34: 1013–1020
  Google Scholar
• 88. Xu Y., Zhou X., Mei M., Ren Y.: Reprograming carcinoma asso­ciated fibroblasts by microRNAs. Curr. Mol. Med., 2017; 17: 341–349
  Google Scholar
• 89. Xue L.J., Mao X.B., Ren L.L., Chu X.Y.: Inhibition of CXCL12/ CXCR4 axis as a potential targeted therapy of advanced gastric car­cinoma. Cancer Med., 2017; 6: 1424–1436
  Google Scholar
• 90. Yang Y.C., Lee Z.Y., Wu C.C., Chen T.C., Chang C.L., Chen C.P.: CXCR4 expression is associated with pelvic lymph node metastasis in cervical adenocarcinoma. Int. J. Gynecol. Cancer, 2007; 17: 676–686
  Google Scholar
• 91. Yauch R.L., Gould S.E., Scales S.J., Tang T., Tian H., Ahn C.P., Mar­shall D., Fu L., Januario T., Kallop D., Nannini-Pepe M., Kotkow K., Marsters J.C., Rubin L.L., de Sauvage F.J.: A paracrine requirement for hedgehog signalling in cancer. Nature, 2008; 455: 406–410
  Google Scholar
• 92. Yoshida T., Ishii G., Goto K., Neri S., Hashimoto H., Yoh K., Niho S., Umemura S., Matsumoto S., Ohmatsu H., Iida S., Niimi A., Nagai K., Ohe Y., Ochiai A.: Podoplanin-positive cancer-associated fibro­blasts in the tumor microenvironment induce primary resistance to EGFR-TKIs in lung adenocarcinoma with EGFR mutation. Clin. Cancer Res., 2015; 21: 642–651
  Google Scholar
• 93. Zhan T., Rindtorff N., Boutros M.: Wnt signaling in cancer. On­cogene, 2017; 36: 1461–1473
  Google Scholar
• 94. Ziani L., Chouaib S., Thiery J.: Alteration of the antitumor immune response by cancer-associated fibroblasts. Front. Immunol., 2018; 9: 414
  Google Scholar

Pełna treść artykułu