Abstrakt

Rak krtani to najczęstszy nowotwór złośliwy głowy i szyi. Mimo postępu w medycynie rokowanie u chorych na ten nowotwór w dalszym ciągu jest niezadowalające. W ostatnich latach duże zainteresowanie wzbudzają, odgrywające istotną rolę w procesie nowotworzenia, metaloproteinazy macierzy zewnątrzkomórkowej – MMPs oraz ich tkankowe inhibitory – TIMPs, szczególnie MMP‑2 i MMP‑9. Wydaje się, że ich udział, spośród innych metaloproteinaz, w procesie powstawania i rozwoju raka krtani jest najbardziej znaczący. MMPs to grupa enzymów proteolitycznych zależnych od cynku i wapnia. Ich główną funkcją jest trawienie składników macierzy zewnątrzkomórkowej oraz błony podstawnej naczyń, ułatwiając wzrost guza, migrację komórek oraz inwazję nowotworu. Nasilają ponadto tworzenie przerzutów i angiogenezę wewnątrz guza. Zauważono wyraźną tendencję wzrostu poziomu ekspresji badanych metaloproteinaz i ich inhibitorów w raku krtani w stosunku do tkanek zdrowych. Stwierdzono, w ostatnio prowadzonych badaniach, że wzmożona ekspresja genu MMP‑2 w tkance tego nowotworu koreluje ze stopniem zaawansowania klinicznego, stopniem zróżnicowania histopatologicznego, występowaniem przerzutów, występowaniem wznowy oraz z czasem przeżycia. Wielu autorów wykazało zwiększoną ekspresję MMP‑2 jako potencjalnego markera inwazyjności guza oraz gorszego rokowania u pacjentów z rakiem krtani. Związki ekspresji genu MMP‑9 z cechami kliniczno‑patologicznymi raka krtani oraz czasem przeżycia chorych są niejednoznaczne, choć liczne prace wskazują na obecność takich zależności. Podobne korelacje daje się zauważyć w przypadku TMPs, choć temat ten jest poruszany jedynie w nielicznych, dostępnych w piśmiennictwie artykułach.

Tekst

Mimo rozwoju metod diagnostycznych i leczniczych, pię- cioletnie przeżycia u chorych na raka krtani pozostają nadal niewielkie. Jest to jeden z najczęstszych nowotworów zło- śliwych głowy i szyi, rocznie na świecie stwierdza się około 600 000 nowych zachorowań [37]. W Polsce rak krtani jest siódmym pod względem częstości występowania nowotworem złośliwym u mężczyzn po raku płuca, gruczołu krokowego, jelita grubego, pęcherza moczowego, żołądka i nerki [26]. Stanowi 4% wszystkich nowotworów u mężczyzn i 0,5% u kobiet. Ryzyko zachorowania na raka krtani jest prawie 8‑krotnie wyższe u mężczyzn niż u kobiet. Wzrasta wraz z wiekiem i osiąga najwyższe wskaźniki zachorowalno- ści oraz umieralności między 45 a 69 rokiem życia. Szczyt zachorowań przypada na 6 i 7 dekadę życia. Zachorowalność u mężczyzn na nowotwory złośliwe krtani w grupach wiekowych jest podobna jak w populacji ogólnej. U mężczyzn w średnim i starszym wieku, do połowy lat 90 ub.w. nastę- pował wzrost zachorowalności, jednak obecnie obserwuje się jego spadek. U kobiet do początku XXI w. następował powolny wzrost zachorowalności, ale obecnie utrzymuje się na stałym poziomie [26]. W 2010 r. w Polsce częstość zachorowań oraz umieralność na nowotwory krtani była wyższa niż średnia dla krajów Unii Europejskiej zarówno u mężczyzn jak i kobiet [26]. Zgony z powodu raka krtani stanowią 2‑3% wszystkich zgonów w Polsce dla obu płci [3]. Obserwuje się częstsze występowanie raka krtani w populacji miejskiej w stosunku do wiejskiej, a współczynnik miasto/wieś wynosi 1,32 dla mężczyzn oraz 1,67 dla kobiet [26].

Udowodniono, że zachorowanie na raka krtani uwarunkowane jest wieloma czynnikami. Palenie tytoniu, spożywanie alkoholu, promieniowanie UV, niektóre substancje chemiczne, a zwłaszcza infekcje wirusowe, takie jak wirusem brodawczaka ludzkiego (HPV, Human Papilloma Virus), szczególnie typem HPV 16 i 18, towarzyszą wzrostowi liczby przypadków raka głowy i szyi w tym raka krtani na świecie [17, 21,22].

Wśród czynników ryzyka wystąpienia raka krtani nadal na pierwszym miejscu pozostaje palenie tytoniu, przy czym przewlekłe spożywanie alkoholu łącznie z paleniem tytoniu znacznie zwiększa to ryzyko o około 330 razy [16,45,54]. Najczęstszym typem histologicznym nowotworu złośliwego krtani jest rak płaskonabłonkowy (ponad 95% nowotworów krtani). Pozostałe 5% to najczęściej gruczolakorak i rak brodawkowy (adenocarcinoma, carcinoma verrucosum) [20]. Najczęstszą lokalizacją raka krtani jest głośnia (ponad 45%) i okolica z piętra nadgłośniowego (około 40%), a najrzadsze umiejscowienie to okolica podgłośniowa (2,3%) [45]. W ostatnich 50 latach zaobserwowano trwałą tendencję do zmiany umiejscowienia pierwotnej raka krtani. Stopniowo wzrasta liczba nowotworów wywodzących się z piętra nagło- śniowego, a spada ‑ mimo dominacji ‑ liczba na głośni [43]. W Polsce, w chwili rozpoznania ponad 60% przypadków raka krtani to guzy o zaawansowaniu klinicznym T3 i T4 według klasyfikacji TNM. U ponad 45% chorych stwierdza się przerzuty do regionalnych węzłów chłonnych. Analiza epidemiologiczna raka krtani i gardła dolnego przeprowadzona przez Bienia i wsp. [3] wykazała, że u około 2% chorych są obecne przerzuty odległe. Rokowanie u pacjentów z rakiem krtani jest ściśle związane z wielkością guza, umiejscowieniem, stopniem złośliwości histologicznej, wiekiem pacjenta oraz z obecnością przerzutów do regionalnych węzłów chłonnych szyi. Wystąpienie przerzutów odległych powoduje, że przeżycie pacjentów spada do 50% [48].

Metaloproteinazy macierzy zewnątrzkomórkowej (MMPs) to grupa enzymów proteolitycznych zależnych od cynku i wapnia. Ich główną funkcją jest trawienie składników macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM) (extracellular matrix), takich jak: składniki błon podstawnych, kolagen typu IV, laminina, elastyna, fibronektyna, entakyna, proteoglikany oraz liczne białka, które nie są jej typowymi składnikami [30,50,56]. Metaloproteinazy odpowiadają za ciągły proces przebudowy struktury macierzy zewnątrzkomórkowej i za jej prawidłowy skład [25]. Enzymy te zostały wykryte w 1962 r., pierwsza poznana metaloproteina, kolagenaza 1 (MMP‑1), opisana była u płazów [15]. Obecnie wykrytych zostało 28 metaloproteinaz, w tym 22 z nich u człowieka [14].

Wyodrębniono cztery duże grupy metaloproteinaz wystepujących w świecie zwierząt oraz u ludzi są to: serralizyny, astacyny, reprolizyny (inaczej adamalizyny lub dezintegryny) oraz matriksyny (metaloproteinazy macierzy zewnątrzkomórkowej) [51]. Metaloproteinazy występujące u ludzi zostały podzielone na pięć podgrup, ze względu na budowę domen oraz typy trawionych przez nie substratów są to: matrylizyny, kolagenazy, żelatynazy, stromelizyny, metaloproteinazy błonowe oraz metaloproteinazy gdzie indziej niesklasyfikowane. Do dodatkowo stworzonej podgrupy szóstej zalicza się wszystkie pozostałe MMPs nieuwzględnione w pięciu głównych podgrupach [31,56]. U człowieka metaloproteinazy kodują różne geny zlokalizowane na chromosomach 11 i 16 [12]. Metaloproteinazy mają wiele wspólnych cech dotyczących zarówno pełnionej funkcji jak i struktury. W budowie MMPs występuje: propeptyd i stanowiący jego część peptyd sygnałowy, który kieruje MMPs do miejsca docelowego. Wszystkie MMPs zawierają również domenę katalityczną [31,56]. Powstają jako nieczynny zymogen, którego aktywacja jest niezbędna do powstania czynnej postaci enzymu. Metaloproteinazy o najprostszej strukturze (MMP‑7, MMP‑28) są zbudowane tylko z wymienionych wcześniej elementów, pozostałe zawierają dodatkowo domenę, która jest zakończoną grupą karboksylową zbliżoną w budowie do hemopeksyny (globuliny wiążącej hem i jego pochodne). Funkcją liczącej około 210 aminokwasów domeny jest wiązanie białek macierzy zewnątrzkomórkowej oraz udział w mechanizmie aktywacji i inhibicji metaloproteinazy [53].

Oprócz omówionej budowy ogólnej, każda z podgrup metaloproteinaz ma również elementy tylko dla niej charakterystyczne. Metaloproteinazy błonowe mają dodatkowo domenę przezbłonową, która kotwiczy je w błonie komórkowej. Żelatynazy (MMP‑2 i ‑9) zawierają w domenie katalitycznej trzy powtórzone sekwencje, które wiążą żelatynę. Natomiast w strukturze metaloproteinaz typu błonowego, a także stromelizyny obecna jest sekwencja rozpoznawana przez furyny, która umożliwia ich aktywację niezależną od innych enzymów z tej kategorii [44]. Metaloproteinazy odgrywają istotną rolę w różnych procesach fizjologicznych, natomiast procesy zapalne i nowotworowe przebiegają z podwyższoną aktywnością MMPs [10,18,42]. O tym jak bardzo istotna jest ich rola świadczy to, że geny metaloproteinaz podlegają ekspresji w niemal wszystkich komórkach, typu stacjonarnego, tj. makrofagach, fibroblastach, keratynocytach, komórkach dendrytycznych Langerhansa, miocytach, komórkach endotelialnych, komórkach mikrogleju czy neuronach, jak i w komórkach występują- cych w nacieku zapalnym, tj. leukocytach, monocytach i limfocytach T [10]. Poziom aktywności systemu metaloproteinaz w danej tkance jest ściśle regulowany. Wysoki występujący w wielu jednostkach chorobowych powoduje nadmierną proteolizę białek macierzy zewnątrzkomórkowej, natomiast niski hamuje degradację białek ECM, co prowadzi do procesu włóknienia [11]. Kontrola aktywno- ści metaloproteinaz odbywa się na dwóch głównych poziomach, transkrypcji genu (MMPs indukcyjne) oraz poziomie potranskrypcyjnym (MMPs konstytutywne). Transkrypcja genów MMPs jest zmieniana przez regulujące ten poziom aktywności liczne cytokiny i czynniki wzrostu. Natomiast potranskrypcyjna regulacja aktywności MMPs odbywa sie pod wpływem kilku mechanizmów, takich jak: stabilizacja mRNA, modyfikacja potranslacyjna, regulacja sekrecji enzymu, aktywacja proteolityczna proenzymu (zymogenu), inhibicja aktywnego enzymu (rola endogennych inhibitorów metaloproteinaz TIMP) i wreszcie przez katabolizm enzymów, czyli degradację MMPs. Mechanizm związany ze stabilnością mRNA może wydłużać okres półtrwania mRNA – takim czynnikiem wydłużającym okres półtrwania jest np. TGF‑beta1 (transforming growth factor beta 1). Ważny mechanizm regulacji aktywności MMPs przez kontrolę aktywacji proteolitycznej wynika z tego, że niemal wszystkie metaloproteinazy powstają w postaci zymogenu, do zaktywowania którego jest konieczne odcięcie prodomeny.

Wydaje się, że MMPs syntetyzowane w komórkach, jako wydzielnicze lub błonowe proenzymy (zymogeny) są aktywowane przez usunięcie propeptydu z N‑końca cząsteczki, przez odpowiednie osoczowe lub tkankowe proteazy. Usunięty propeptyd utrzymywał enzym w postaci nieaktywnej (latencji) przez interakcję z aktywnym miejscem metaloproteinazy [57]. Taka aktywacja może wystąpić zewnątrzkomórkowo w macierzy pozakomórkowej lub w środowisku wewnątrzkomórkowym. Jednak większość enzymów proteolitycznych jest aktywowana na zewnątrz komórki.

Podsumowując, zmiany aktywności układu metaloproteinaz zachodzą pod wpływem swoistych aktywatorów oraz inhibitorów (cytokin, hormonów, czynników wzrostu) dzia- łających na poziomie m.in.: ekspresji genów, stabilizacji mRNA, aktywacji pro‑MMP, a także przez udział swoistych i nieswoistych inhibitorów zaktywowanych metaloproteinaz. Udowodniono, że niskie pH oraz podwyższona temperatura także prowadzą do aktywacji MMPs [31]. Należy podkreślić szczególną rolę jaką w regulacji ekspresji metaloproteinaz odgrywają specyficzne tkankowe i nieswoiste osoczowe inhibitory MMPs. I tak poziom aktywności MMPs w tkankach jest kontrolowany przez cztery tkankowe inhibitory metaloproteinaz (TIMP‑1 do TIMP‑4), które są zdolne do hamowania aktywności metaloproteinaz ze wszystkich podgrup. Inhibitory te działają poprzez dwa mechanizmy:

• hamowanie aktywacji proenzymu,

• inaktywacja enzymu już aktywnego przez utworzenie kompleksu TIMP‑MMP.

Natomiast głównymi nieswoistymi osoczowymi inhibitorami MMPs są alfa2‑makroglobulina, alfa1‑antyproteaza oraz inne nieswoiste proteazy [30].

Liczne badania nad procesami nowotworowymi w ciągu ostatnich 20 lat wykazały, że metaloproteinazy macierzy odgrywają kluczową rolę w skomplikowanym mechanizmie progresji nowotworu [60]. Za główny etap w rozwoju wielu raków nabłonkowych uważa się niszczenie błony podstawnej i naciekanie leżącej poniżej tkanki łącznej przez komórki nowotworowe. Dzięki inwazji do podścieliska jest możliwy wzrost guza, naciekanie miąższu, ścian narządów, a także przyległych struktur organizmu. W tym okresie nowotwór przekracza błonę podstawną naczyń krwiono- śnych, co umożliwia powstawanie odległych przerzutów [19,30]. Uważa się, że niszczenie tych barier przyspieszają enzymy proteolityczne, głównie metaloproteinazy, uwalniane przez guzy nowotworowe, a także ich zmienione inhibitory. W procesach inwazji guza nowotworowego udział bierze wiele rożnych proteaz w tym katepsyny, urokinaza oraz metaloproteinazy macierzy pozakomórkowej [9]. W nowotworach piersi, nerki, stercza, płuc, jelita grubego udowodniono zależność między ekspresją genów na poziomie białka metaloproteinaz i ich inhibitorów a określonymi cechami guzów, w tym przede wszystkim stopniem zaawansowania klinicznego i zróżnicowania histopatologicznego, występowaniem przerzutów, wznowy oraz czasem przeżycia. Wielokrotnie podejmowano również próby określenia wartości prognostycznej ekspresji wymienionych enzymów u pacjentów z chorobą nowotworową. Wydaje się bardzo możliwe, że podobne zależności mogą występować w raku krtani tak, jak przedstawiają to opisane niżej badania.

Rola metaloproteinaz i ich tkankowych inhibitorów u chorych na raka krtani

Udowodniono, że procesy wzrostu oraz inwazji guza nowotworowego wiążą się z zaburzeniem równowagi między czynnikami, które wpływają na degradację i tymi, które warunkują podtrzymanie fizjologicznych procesów okolicznych tkanek. Za degradację macierzy pozakomórkowej odpowiadają enzymy proteolityczne, w tym metaloprateinazy, których rola zasługuje na szczególną uwagę. W licznych badaniach wykazano, że metaloproteinazy występują w większych ilościach w tkankach nowotworowych niż w prawidłowych [1,6,49]. Ponadto zauważono, że ich ekspresja jest wyższa w guzach złośliwych, zwłaszcza na inwazyjnym froncie guza w porównaniu z nowotworami niezłośliwymi [2,40,49].

W raku krtani najwięcej artykułów dotyczy badań nad ekspresją genów metaloproteinaz MMP‑2 i MMP‑9. Mniej uwagi poświęcano matryksynom MMP‑1, MMP‑3, MMP‑7, MMP ‑10, MMP‑13, MMP‑14, MMP‑15, MMP‑16 oraz MMP‑20 [13,23,28,62]. Tylko w nielicznych pracach natomiast oceniano ekspresję genów pozostałych metaloproteinaz np. MMP‑11, MMP‑12 [8,24,33,52]. Najczęściej oceniane MMP‑2 oraz MMP‑9 to enzymy odpowiadajace za degradację w pierwszej kolejności kolagenu IV – głównego budulca struktury błon podstawnych [41]. Przez rozkładanie błony podstawnej i macierzy zewnątrzkomórkowej są czynnikami mającymi zasadnicze znaczenie w procesie inwazji guza. Pojedyncze prace dotyczące tkankowych inhibitorów metaloproteinaz w raku krtani omawiały ekspresję genów TIMP‑1 oraz TIMP‑2. Ekspresję genów metaloproteinaz oraz tkankowych inhibitorów metaloproteinaz w raku krtani oceniano z wykorzystaniem głównie dwóch metod laboratoryjnych. Dominującą techniką było immunohistochemiczne barwienie wykorzystujące przeciwciała przeciwko wybranym MMPs i TIMPs [4,34,38,55,59,62]. W metodzie tej porównywano intensywność zabarwienia oraz liczbę komórek nowotworowych, które uległy zabarwieniu w preparacie raka krtani w stosunku do nieobjętej procesem nowotworowym otaczającej tkanki, jako kontrola u tego samego pacjenta. Druga technika to odwrotna transkrypcja RT‑PCR (Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction) oceniająca ekspresję genów MMP i TIMP na poziomie mRNA [13,23,34,38,55,59,62]. Udowodniono, że metaloproteinazami wykazującymi większą ekspresję w nowotworowo zmienionej tkance krtani są: MMP‑1, MMP‑2, MMP‑3, MMP‑7, MMP‑9, MMP‑14, MMP‑15, MMP‑16, przy czym najwięcej artykułów dotyczyło ekspresji MMP‑2 i MMP‑9 [4,23,32,38,55,59,62]. Wyniki badań Zhanga i wsp. [62] wykazały, że zarówno ekspresja genu na poziomie mRNA, jak i białka MMP‑14, ‑15 i ‑16 były zwiększone w tkance raków nadgłośniowych w porównaniu do ekspresji otaczających tkankach nienowotworowych. Zaobserwowano ponadto istotnie statystycznie zmienioną ekspresję genu MMP‑14 zarówno na poziomie białka, jak i mRNA w tkankach raków nadgłośniowych w stadium T3 lub z przerzutami do węzłów chłonnych szyi w porównaniu z tkankami raków nadgło- śniowych w stadiach T1‑2 lub bez przerzutów. Tak więc ekspresja genu MMP‑14 na poziomie mRNA oraz białka była wyższa w guzach u pacjentów w stadiach zaawansowania klinicznego III‑IV niż w stadiach I‑II. Wykazano, że wysoki poziom ekspresji genu MMP‑ 14 na etapie białka wiązał sie z gorszym rokowaniem pacjentów.

Minqiang Xie i wsp. [59] porównanali ekspresję genów MMP‑1, MMP‑2, MMP‑7, MMP‑8,MMP‑9 i MMP‑10 na etapie transkrypcji i translacji w raku krtani. Stwierdzili, że ekspresja genu na poziomie mRNA oraz białek dla trzech metaloproteinaz MMP‑2, MMP‑7 i MMP‑9 w tkance raka krtani była zwiększona w porównaniu z tkanką zdrową, w ponad 63% przypadków. Podwyższona ekspresja tych metaloproteinaz istotnie korelowała z powstawaniem przerzutów do wezłów chłonnych szyi. Autorzy sugerują, że określanie ekspresji metaloproteinaz może być przydatne do prognozowania wystąpienia przerzutów do węzłów chłonnych, jednak zastrzegają, że do potwierdzenia tej hipotezy jest niezbędna większa liczba badań. Podobnie Tang i wsp. [55] zaobserwowali, że poziom mRNA oraz stężenie białek metaloproteinaz MMP‑2 i MMP‑9 w raku krtani był znacząco wyższy niż w zdrowych tkankach. Wysoki poziom ekspresji białek MMP‑2 oraz MMP‑9 był ściśle związany z wielkością guza pierwotnego, stopniem zaawansowania klinicznego, a także z przerzutowaniem do węzłów chłonnych. Ogólny wskaźnik przeżycia był również niższy u pacjentów z podwyższoną ekspresją genu MMP‑9. Autorzy wnioskują, że metaloproteinazy MMP‑2 oraz MMP‑9 odgrywają rolę w inwazji guza oraz przerzutowaniu.

Liu i wsp [32] przeprowadzili metaanalizę, która potwierdziła tezę o występowaniu znacznie zwiększonego stężenia białka MMP‑2 w raku krtani. Przeszukali dostępne bazy danych różnych krajów i przeanalizowali 86 prac (48 w języku angielskim i 38 chińskich). Do metaanalizy włą- czono 7 prac spełniających wszystkie założone kryteria. Analiza dotyczyła 529 pacjentów. Wykazano, że ekspresja genu MMP‑2 na poziomie białka była wyższa w wysoko zróżnicowanych rakach krtani w porównaniu do tycho średnim oraz niskim zróżnicowaniu. Potwierdzono znacznie podwyższone stężenie białka MMP‑2 w rakach krtani z przerzutami do wezłów chłonnych w porównaniu z rakami krtani, w których przerzuty do węzłów chłonnych były nieobecne. Autorzy podkreślają, że wysoka ekspresja genu na poziomie białka MMP‑2 może odgrywać ważną rolę w powstawaniu, rozwoju oraz w rokowaniu raka krtani. Gorogh i wsp. [13] oceniali ekspresję genów metaloproteinaz MMP‑1, MMP‑2, MMP‑9 i MMP‑10 w płaskonabłonkowym raku krtani i wykazali korelację między ekspresją genu MMP‑2 zarówno na poziomie białka, jak i mRNA w raku krtani a obecnością przerzutów do węzłów chłonnych. Nie wykazali natomiast korelacji między ekspresją MMP‑1, MMP‑9 i MMP‑10 a wielkością guza i obecnością przerzutów. Badacze sugerują, że ekspresja genu MMP‑2 zwiększa zdolność do tworzenia przerzutów raka płaskonabłonkowego krtani.

Kręcicki i wsp. [27] oceniali stężenie białka MMP‑2 w nowotworach krtani, nie stwierdzili korelacji między ekspresją genu na poziomie białka MMP‑2, a parametrami kliniczno‑patologicznymi nowotworu, natomiast korelacja stężenia białka MMP‑2 oraz obecności przerzutów w węzłach była na pograniczu błędu statystycznego. Liu i wsp. [34] nie stwierdzili istotnego związku między ekspresją metaloproteinaz MMP‑2 oraz MMP‑9 a cechami kliniczno‑patologicznymi u chorych z rakiem płaskonabłonkowym krtani. Wykazano natomiast znaczącą różnicę w 5‑letnich całkowitych przeżyciach między pacjentami z pozytywną i negatywną ekspresją genu MMP‑2, gdzie znacząco niższy wskaźnik przeżycia występował w grupie ze zwiększoną ekspresją MMP‑2. W badaniu dotyczą- cym MMP‑2 w raku głośni opublikowanym przez Mallisa i wsp. [39] podano podobne wyniki wskazując na różnicę w całkowitych 5‑letnich przeżyciach wśród pacjentów z pozytywną i negatywną ekspresją genu MMP‑2. Stwierdzono obniżone wskaźniki przeżycia w pozytywnej ekspresji MMP‑2, ale nie wykazało związku ekspresji genu MMP‑2 z kliniczno‑patologicznymi cechami guza. Jednak w obu przytoczonych wyżej pracach autorzy zauważają, że ekspresja genu MMP‑2 może być potencjalnym markerem gorszego rokowania. Wyniki badań oceniają- cych zależności między ekspresją genów metaloproteinaz (głównie MMP‑2 i MMP‑9), a cechami kliniczno‑patologicznymi raka krtani, takimi jak: wielkość guza, przerzuty do węzłów chłonnych, stopnie zaawansowania nowotworu czy czas przeżycia, są niejednoznaczne. Wiele wyników dotyczących analiz oceny ekspresji genów metaloproteinaz, przede wszystkim MMP‑2 i MMP‑9, jest niepewnych i niejednoznacznych. Może to wynikać ze zróżnicowania doboru badanego materiału, zbyt małej liczby ocenianych, innego umiejscowienia nowotworu, stadium zaawansowanego choroby, zastosowania odmiennych metod laboratoryjnych i różnic w ocenie statystycznej.

Badania dotyczące zależności między ekspresją genów tkankowych inhibitorów MMP (głównie TIMP‑1 i TIMP‑2), a cechami kliniczno‑patologicznymi raka krtani są nieliczne. Warto podkreślić, iż mimo że Wittekindt i wsp. [58] stwierdzili brak korelacji między zwiększoną ekspresją genu MMP‑9, a wzrostem guza, przerzutami do węzłów oraz wznową, to zaobserwowali zależność między pozytywną ekspresją genu MMP‑9, a stopniem zróznicowania nowotworu. Pozytywna ekspresja genu MMP‑9 była czę- ściej obecna w rakach krtani o średnim oraz niskim stopniu zróżnicowania. Christopoulos i wsp. [4] oceniając ekspresję MMP‑9 zaobserwowali, że zwiększona ekspresja genu MMP‑9 wzrasta wraz ze wzrostem stopnia zaawansowania nowotworu. W tkankowych inhibitorach metaloproteinaz opisywano wzrost poziomu ekspresji genów TIMP‑1 i TIMP‑2 następujący wraz ze wzrostem stopnia zaawansowania nowotworu krtani [4,23]. Gorogh i wsp. [13] sugerują, że zwiększona ekspresja genów TIMP‑1 i TIMP‑2 upośledza rozwój procesu nowotworowego w raku płaskonabłonkowym krtani. Wykazali ujemną korelację zachodzącą między ekspresją TIMP‑1 i TIMP‑2, a powstawaniem przerzutów do węzłów chłonnych oraz ujemną korelację między ekspresją TIMP‑2, a wielkością guza. Analizy przeżywalności nie wykazały istotnej różnicy pomiędzy czasem przeżycia u chorych w grupach o wysokiej i niskiej ekspresji genu TIMP‑2.

Podsumowanie

Podsumowanie Wyniki wielu badań dowodzą, że wszystkie geny MMP oraz TIMP wykazują ekspresję w zdrowej tkance krtani. Przy czym nie budzi wątpliwości to, że komórki nowotworowe wykazują podwyższoną ekspresję genów MMP w stosunku do komórek zdrowych. O raku krtani najwięcej artyku- łów dotyczy badań nad ekspresją metaloproteinaz MMP‑2 i MMP‑9. Istnieją rozbieżności wyników oceniających zwią- zek ekspresji ich genu z cechami kliniczno‑patologicznymi guza, co może wynikać z odmiennego doboru badanego materiału, liczebności próby, metod badawczych czy oceny statystycznej.

Warto podkreślić, że wykryto pewne powiązania. Wzmo- żona ekspresja genu MMP‑2 w raku krtani koreluje ze stopniem zaawansowania klinicznego, stopniem zróżnicowania histopatologicznego, występowaniem przerzutów, wznowy oraz z czasem przeżycia. O związku ekspresji genu metaloproteinazy 9 z cechami kliniczno‑patologicznymi raka krtani oraz czasem przeżycia chorych wnioski wynikajace z badań są niejednoznaczne, choć liczne prace wskazują na istnienie takich zależności. Wielu autorów wykazało zwiększoną ekspresję genu MMP‑2 jako potencjalnego markera inwazyjności guza oraz gorszego rokowania u pacjentów z rakiem krtani. Podkreślają, że mimo iż na obecnym etapie wyniki różnych badań są niejednoznaczne, to można je uznać za zachęcające do dalszych prac na większym materiale z wykorzystaniem standaryzowanych metod badawczych [4,7,13,32,39,55,59]. Dotyczy to również tkankowych inhibitorów metaloproteinaz, chociażby ze względu na nieliczne artykuły dostępne w piśmiennictwie na ten temat.

Przypisy

• 1. Bachmeier B.E., Iancu C.M., Jochum M., Nerlich A.G.: Matrix metalloproteinasesin cancer: comparison of known and novel aspectsof their inhibition as a therapeutic approach. Expert Rev. AnticancerTher., 2005; 5: 149‑163
  Google Scholar
• 2. Baker E.A., Bergin F.G., Leaper D.J.: Matrix metalloproteinases,their tissue inhibitors and colorectal cancer staging. Br. J. Surg.,2000; 87: 1215‑1221
  Google Scholar
• 3. Bień S.: Epidemiologia i klasyfikacja raka krtani. Pol. Merk. Lek.,2005; 19: 464‑466
  Google Scholar
• 4. Christopoulos T.A., Papageorgakopoulou N., Ravazoula P., MastronikolisN.S., Papadas T.A., Theocharis D.A., Vynios D.H.: Expressionof metalloproteinases and their tissue inhibitors in squamous celllaryngeal carcinoma. Oncol. Rep., 2007; 18: 855‑860
  Google Scholar
• 5. Colović Z., Pesutić‑Pisac V., Poljak N.K., Racić G., Cikojević D,Kontić M.: Expression of matrix metalloproteinase‑9 in patientswith squamous cell carcinoma of the larynx. Coll. Antropol., 2013;37: 151‑155
  Google Scholar
• 6. Danilewicz M., Sikorska B., Wagrowska‑Danilewicz M.: Prognostic significance of the immunoexpression of matrix metalloproteinaseMMP2 and its inhibitor TIMP2 in laryngeal cancer. Med. Sci. Monit.,2003; 9: MT42‑MT47
  Google Scholar
• 7. Duan S., Guo Y.: Expression and clinical significance of stromelysin‑3in laryngeal cancer. Lin Chung Er Bi Yan Hou Tou Jing WaiKe Za Zhi, 2008; 22: 104‑107
  Google Scholar
• 8. Duffy M.J.: The role of proteolytic enzymes in cancer invasionand metastasis. Clin. Exp. Metastasis, 1992; 10: 145‑155
  Google Scholar
• 9. Dziankowska‑Bartkowiak B., Waszczykowska E., Żebrowska A.:Udział metaloproteinaz i ich inhibitorów w patomechanizmie wybranychchorób skóry. Alergia Astma Immunol., 2004; 9: 71‑79
  Google Scholar
• 10. Fini M.E., Parks W.C., Rinehart W.B., Girard M.T., MatsubaraM., Cook J.R., West‑Mays J.A., Sadow P.M., Burgeson R.E., JeffreyJ.J., Raizman M.B., Krueger R.R., Zieske J.D.: Role of matrix metalloproteinasesin failure to re‑epithelialize after corneal injury. Am. J.Pathol. 1996; 149: 1287‑1302
  Google Scholar
• 11. Gacko M.: Metaloproteinazy macierzy międzykomórkowej(MMPs). Postępy Hig. Med. Dośw., 1997; 51: 577‑589
  Google Scholar
• 12. Görögh T., Beier U.H., Bäumken J., Meyer J.E., Hoffmann M.,Gottschlich S., Maune S.: Metalloproteinases and their inhibitors:influence on tumor invasiveness and metastasis formation in headand neck squamous cell carcinomas. Head Neck, 2006; 28: 31‑39
  Google Scholar
• 13. Groblewska M., Tycińska A., Mroczko B., Musiał W., SzmitkowskiM.: Metaloproteinazy macierzy zewnątrzkomórkowej w chorobachukładu krążenia. Pol. Merkur. Lekarski, 2011; 30: 235‑240
  Google Scholar
• 14. Gross J., Lapiere C.M.: Collagenolytic activity in amphibian tissues:a tissue culture assay. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1962; 48: 1014‑1022
  Google Scholar
• 15. Hashibe M., Boffetta P., Zaridze D., Shangina O., Szeszenia‑DabrowskaN., Mates D., Fabiánová E., Rudnai P., Brennan P.: Contributionof tobacco and alcohol to the high rates of squamous cellcarcinoma of the supraglottis and glottis in Central Europe. Am. J.Epidemiol., 2007; 165: 814‑820
  Google Scholar
• 16. Iqbal A., Warraich R., Udeabor S.E., Rana M., Eckardt A.M., GellrichN.C., Rana M.: Role of human papillomavirus infection and otherfactors in patients with head and neck squamous cell carcinoma.Oral Dis., 2014; 20: 288‑293
  Google Scholar
• 17. Itoh T., Matsuda H., Tanioka M., Kuwabara K., Itohara S., Suzuki R.:The role of matrix metalloproteinase‑2 and matrix metalloproteinase‑9in antibody‑induced arthritis. J. Immunol., 2002; 169: 2643‑2647
  Google Scholar
• 18. Itoh T., Tanioka M., Yoshida H., Yoshioka T., Nishimoto H., ItoharaS.: Reduced angiogenesis and tumour progression in a gelatinaseA‑deficient mice. Cancer Res., 1998; 58: 1048‑1051
  Google Scholar
• 19. Jassem J., Kawecki A., Krajewski R., Krzakowski M.: Nowotworynabłonkowe narządów głowy i szyi. Zalecenia diagnostyczno‑terapeutycznePolskiej Unii Onkologii. Nowotwory, 2003; 53: 552‑569
  Google Scholar
• 20. Józefowicz‑Korczyńska M., MazerantM., Morshed K., OlejniczakI., Bojanowska‑Poźniak K.: Wstępna ocena zależności pomiędzy zakażeniemHPV a wybranymi cechami nowotworu u chorych na rakakrtani. Otorynolaryngologia – przegląd kliniczny. 2014; 13: 155‑162
  Google Scholar
• 21. Jurkiewicz D., Dżaman K., Rapiejko P.: Czynniki ryzyka raka krtani.Pol. Merkur. Lekarski, 2006; 21: 94‑98
  Google Scholar
• 22. Kapral M., Strzałka‑Mrozik B., Paluch J., Kowalczyk M., JurzakM., Weglarz L.: Evaluation of gene expression of selected matrixmetalloproteinases and their tissue inhibitors in laryngeal cancer.Farm. Przegl. Nauk., 2010; 10: 41‑46
  Google Scholar
• 23. Kim J.M., Kim H.J., Koo B.S., Rha K.S., Yoon Y.H.: Expression ofmatrix metalloproteinase‑12 is correlated with extracapsular spreadof tumor from nodes with metastasis in head and neck squamouscell carcinoma. Eur. Arch. Otorhinolaryngol., 2013; 270: 1137‑1142
  Google Scholar
• 24. Kotulska‑Wolwender K., Larysz‑Brysz M., Fus Z., KorczyńskaI., Górka D., Lewin‑Kowalik J.: Metaloproteinazy macierzy pozakomórkowej‑perspektywy ich wykorzystania w medycynie. Wiad.Lek., 2002; 55: 463‑471
  Google Scholar
• 25. Krajowy Rejestr Nowotworów 2010; http://onkologia.org.pl/
  Google Scholar
• 26. Kręcicki T., Fraczek M., Jelen M., Podhorska M., SzkudlarekT., Zatonski T.: Expression of collagenase‑1 (MMP‑1), collagenase‑3(MMP‑13) and tissue inhibitor of matrix metalloproteinase‑1(TIMP‑1) in laryngeal squamous cell carcinomas. Eur. Arch. Otorhinolaryngol.,2003; 260: 494‑497
  Google Scholar
• 27. Kręcicki T., Zalesska‑Krecicka M., Jelen M., Szkudlarek T., HorobiowskaM.: Expression of type IV collagen and matrix metalloproteinase‑2(type IV collagenase) in relation to nodal status in laryngealcancer. Clin. Otolarygol. Allied Sci., 2001; 26: 469‑472
  Google Scholar
• 28. Kubben F.J., Sier C.F., van Duijn W., Griffioen G., Hanemaaijer R.,van de Velde C.J., van Krieken J.H., Lamers C.B., Verspaget H.W.: Matrixmetalloproteinase‑2 is a consistent prognostic factor in gastriccancer. Br. J. Cancer, 2006; 94: 1035‑1040
  Google Scholar
• 29. Kwiatkowski P., Godlewski J., Śliwińska‑Jewsiewicka A., KmiećZ.: Rola metaloproteinaz macierzy zewnątrzkomórkowej w procesieinwazji nowotworu. Pol. Ann. Med., 2008; 15: 43‑50
  Google Scholar
• 30. Lipka D., Boratyński J.: Metaloproteinazy MMP. Struktura i funkcja.Postępy Hig. Med. Dośw., 2008; 62: 328‑336
  Google Scholar
• 31. Liu R.R., Li M.D., Li T., Tan Y., Zhang M., Chen J.C.: Matrix metalloproteinase 2 (MMP2) protein expression and laryngeal cancerprognosis: a metaanalysis. Int. J. Clin. Exp. Med., 2015; 8: 2261‑2266
  Google Scholar
• 32. Liu W., Xiang C., Jia S.: Study on the expression of matrix metalloproteinase‑12and NM_002426 in squamous laryngeal carcinoma.Lin Chuang Er Bi Yan Hou Ke Za Zhi, 2006; 20: 1120‑1123
  Google Scholar
• 33. Liu W.W., Zeng Z.Y., Wu Q.L, Hou J.H., Chen Y.Y.: Overexpressionof MMP‑2 in laryngeal squamous cell carcinoma: a potentialindicator for poor prognosis. Otolaryngol. Head Neck Surg., 2005;132: 395‑400
  Google Scholar
• 34. Liu Y., Li Y., Liu Z., Zhang L., Anniko M., Duan M.: Prognostic significanceof matrix metalloproteinase‑20 overexpression in laryngealsquamous cell carcinoma. Acta Otolaryngol., 2011; 131: 769‑773
  Google Scholar
• 35. Łapka A., Drąg J., Goździalska A., Jaśkiewicz J.: Metaloproteinazymacierzy pozakomórkowej w glejakach. Postępy Psychiatrii i Neurologii,2008; 17: 207‑211
  Google Scholar
• 36. Machiels J.P., Lambrecht M., Hanin F.X., Duprez T., Gregoire V.,Schmitz S., Hamoir M.: Advances in the management of squamouscell carcinoma of the head and neck. F1000Prime Rep., 2014; 6: 44
  Google Scholar
• 37. Magary S.P., Ryan M.W., Tarnuzzer R.W., Kornberg L.: Expressionof matrix metalloproteinases and tissue inhibitor of metalloproteinasesin laryngeal and pharyngeal squamous cell carcinoma: a quantitativeanalysis. Otolaryngol Head Neck Surg., 2000; 122: 712‑716
  Google Scholar
• 38. Mallis A., Teymoortash A., Mastronikolis N.S., Werner J.A., PapadasT.A.: MMP‑2 expression in 102 patients with glottic laryngealcancer. Eur. Arch. Otorhinolaryngol., 2012; 269: 639‑642
  Google Scholar
• 39. Murray G.I., Duncan M.E., O’Neil P., McKay J., Melvin W.T., FothergillJ.E.: Matrix metalloproteinase‑1 is associated with poor prognosisin oesophageal cancer. J. Pathol., 1998; 185: 256‑261
  Google Scholar
• 40. Nelson A.R., Fingleton B., Rothenberg M.L., Matrisian L.M.: Matrixmetalloproteinases: biologic activity and clinical implications.J. Clin. Oncol., 2000; 18: 1135‑1149
  Google Scholar
• 41. Nissinen L., Kähäri V.M.: Matrix metalloproteinases in inflammation.Biochim. Biophys. Acta, 2014; 1840: 2571‑2580
  Google Scholar
• 42. Nowak K., Szyfter W.: Nowotwory krtani. W: Szyfter W., red. Nowotworyw Otolarynglogii. Poznań: Termedia, 2012: 275‑329
  Google Scholar
• 43. O‑charoenrat P., Rhys‑Evans P.H., Eccles S.A.: Expression of matrixmetalloproteinases and their inhibitors correlates with invasionand metastasis in squamous cell carcinoma of the head and neck.Arch. Otolaryngol. Head Neck Surg., 2001; 127: 813‑820
  Google Scholar
• 44. Osuch‑Wójcikiewicz E.: Rak krtani i gardła dolnego. W: JanczewskiG. (red.), Otorynolaryngologia Praktyczna. Via Medica; Gdańsk:2007: 507‑517
  Google Scholar
• 45. Papadas T.A., Naxakis S.S., Mastronikolis N.S., Stathas T,. KarabekosN.C., Tsiambas E.: Determination of matrix metalloproteinase 9(MMP‑9) protein expression in laryngeal squamous cell carcinomasbased on digital image analysis. J. BUON, 2013; 18: 977‑981
  Google Scholar
• 46. Peschos D., Damala C., Stefanou D., Tsanou E., AssimakopoulosD., Vougiouklakis T., Charalabopoulos K., Agnantis N.J.: Expression ofmatrix metalloproteinase‑9 (gelatinase B) in benign, premalignantand malignant laryngeal lesions. Histol. Histopathol., 2006; 21: 603‑608
  Google Scholar
• 47. Rosenthal E.L., Matrisian L.M.: Matrix metalloproteases in headand neck cancers. Head Neck, 2006; 28: 639‑648
  Google Scholar
• 48. Samantaray S., Sharma R., Chattopadhyaya T.K., Datta Gupta S.,Ralhan R.: Increased expression of MMP‑2 and MMP‑9 in esophagealsquamous cell carcinoma. J. Cancer Res. Clin. Oncol., 2004; 130: 37‑44
  Google Scholar
• 49. Shields S.E., Ogilvie D.J., McKinnell R.G., Tarin D.: Degradationof basement membrane collagens by metalloproteases released byhuman, murine and amphibian tumours. J. Pathol., 1984; 143: 193‑197
  Google Scholar
• 50. Stocker W., Grams F., Baumann U., Reinemer P., Gomis‑Ruth F.X.,McKay D.B., Bode W.: The metzincins – topological and sequential relationsbetween the astacins, adamalysins and matrixins (collagenases)define a superfamily of zinc‑peptidases. Protein Sci., 1995; 4: 823‑840
  Google Scholar
• 51. Suarez‑Alvarez B., Garcia Suarez M.M., Argüelles M.E., SampedroA., Alvarez Marcos C., Mira E., Van den Brul F.A., Liu F.T., ChowdhuryP.S., de los Toyos J.R.: Circulating IgG response to stromelysin‑3,collagenase‑3, galectin‑3 and mesothelin in patients with pharynx/larynx squamous cell carcinoma. Anticancer Res., 2001; 21: 3677‑3684
  Google Scholar
• 52. Śliwowska I., Kopczyński Z.: Metaloproteinazy macierzy zewną-trzkomórkowej‑charakterystyka biochemiczna i kliniczna wartośćoznaczania u chorych na raka piersi. Współ. Onkol., 2005; 9: 327‑335
  Google Scholar
• 53. Talamini R., Bosetti C., La Vecchia C., Dal Maso L., Levi F., Bidoli E.,Negri E., Pasche C., Vaccarella S., Barzan L., Franceschi S.: Combinedeffect of tobacco and alcohol on laryngeal cancer risk: a case‑controlstudy. Cancer Causes Control., 2002; 13: 957‑964
  Google Scholar
• 54. Tang X., Shen X., Qian X., Gao X.: Expressions of HMGB1, MMP‑2and MMP‑9 and prognostic alue in human laryngeal carcinoma.Lin Chung Er Bi Yan Hou Tou Jing Wai Ke Za Zhi, 2013; 27: 181‑187
  Google Scholar
• 55. Visse R., Nagase H.: Matrix metalloproteinases and tissue inhibitorsof matrix metalloproteinases: structure, function, and biochemistry.Circ. Res., 2003; 92: 827‑839
  Google Scholar
• 56. Vu T.H., Werb Z.: Matrix metalloproteinases: effectors of developmentand normal physiology. Genes Dev., 2000; 14: 2123‑2133
  Google Scholar
• 57. Wittekindt C., Jovanovic N., Guntinas‑Lichius O.: Expressionof matrix metalloproteinase‑9 (MMP‑9) and blood vessel densityin laryngeal squamous cell carcinomas. Acta Otolaryngol., 2011;131: 101‑106
  Google Scholar
• 58. Xie M., Sun Y., Li Y.: Expression of matrix metalloproteinasesin supraglottic carcinoma and its clinical implication for estimatinglymph node metastases. Laryngoscope, 2004; 114: 2243‑2248
  Google Scholar
• 59. Yana I., Seiki M.: MT‑MMPs play pivotal roles in cancer dissemination.Clin. Exp. Metastasis, 2002; 19: 209‑215
  Google Scholar
• 60. Yüce I., Bayram A., Cağlı S., Canöz O., Bayram S., Güney E.: Therole of CD44 and matrix metalloproteinase–9 expression in predictingneck metastasis of supraglottic laryngeal carcinoma. Am. J.Otolaryngol., 2011; 32: 141‑146
  Google Scholar
• 61. Zhang H., Liu M., Sun Y., Lu J.: MMP‑14 can serve as a prognosticmarker in patients with supraglottic cancer. Eur. Arch. Otorhinolaryngol.,2009; 266: 1427‑1434
  Google Scholar

Pełna treść artykułu