u1l24lf
Dupa malignizare, membrana citoplasmatica este cea mai modificata structura celulara. Semnalele reglatoare de control al cresterii si multiplicarii, care actioneaza in primul rand prin intermediul receptorilor membranari, nu-si mai gasesc tinta structurala. Incapacitatea celulelor de a receptiona semnalele reglatoare ale cresterii si diviziunii sau de a raspunde adecvat acestor semnale, este cauza principala a comportamentului invaziv al celulelor maligne. Pierderea inhibitiei de contact este reflectarea modificarilor suprafetei celulare.
Adeseori, malignizarea este insotita de sinteza unor molecule noi, localizate in oricare din compartimentele celulei si care se comporta ca antigene tu morale.
Orice structura chimica a celulei maligne, absenta in sau pe celulele normale ale tesutului de origine a tumorii, susceptibila de a induce o reactie imunitara la gazda primara sau dupa injectare la o noua gazda, poate fi considerata ca antigen tumoral.
ANTIGENE TUMORALE
Se disting urmatoarele categorii de antigene tumorale:
1. Antigenele tumorale de diferentiere, denumite si antigene oncofetale, deoarece se gasesc atat pe suprafata celulelor unor tumori, dar sunt prezente si in timpul unei faze de diferentiere embrionara. Ele lipsesc pe suprafata celulelor organismului adult sau se gasesc in cantitati foarte mici, nedectabile. a) Antigenul carcinoembrionar (CEA) s-a izolat din sangele unui pacient cu cancer de colon (1965). Este o glicoproteina de 180-200 kD, localizata pe membrana celulelor normale ale tractului digestiv la fat, dar se gaseste in cantitati foarte mici la subiectii normali adulti.
La fat, CEA este sintetizat in celulele mucoasei gastro-intestinale si este concentrat in glicocalix, pe suprafata luminala a acestor celule. In celulele embrionare normale, CEA pare a avea rol in aderenta celulara, dar probabil favorizeaza metastazarea celor maligne.

CEA este un grup foarte heterogen de molecule, cu o cantitate foarte variabila de glucide. Raportul proteine/glucide variaza intre 1/1 si 1/5. Componenta glucidica este reprezentata, in primul rand, de acidul sialic. Imunogenitatea moleculei este conferita de componenta proteica.
La adult, CEA se gaseste in cantitati mici pe mucoasa colonului, in plaman, in tesutul mamar, dar reapare in cantitati mari pe celulele maligne ale tractului digestiv uman (intestin subtire, pancreas, ficat, stomac, colon, rect). CEA se gaseste nu numai asociat suprafetei celulelor maligne, dar trece si in sangele a 60-80% dintre pacientii cu cancer de colon. Nu se cunoaste mecanismul prin care CEA ajunge in sange.
Din sangele pacientilor neoplazici, CEA sintetizat de celulele maligne, este epurat la nivelul ficatului. De aceea, cele mai mari concentratii de CEA apar la neoplazicii cu insuficienta hepatica (metastaze hepatice, ciroze).
CEA este un antigen nespecific, deoarece poate sa apara, in concentratii mici (10 ng/ml), in sangele unor pacienti cu maladii nemaligne: la cei cu ciroza alcoolica a ficatului sau cu insuficienta renala, astfel ca speranta detectarii cancerului prin depistarea CEA in sange, s-a naruit.
Leziunile de orice natura ale mucoasei tractului gastrointestinal sunt insotite de cresterea sintezei si secretiei CEA, care trece si in sange: in maladia inflamatorie a intestinului, in colita ulcerativa, polipi ai tractului digestiv, tumori ale tractului gastrointestinal.
Unele tumori secreta CEA, mai ales dupa o metastazare hepatica (adenocarcinomul colonului, tumorile de pancreas, ficat, plaman).
Nivelul CEA foarte crescut, reflecta o evolutie rapida a tumorii. b) Alfafetoproteina (AFP) este o glicoproteina majora a fatului timpuriu, o globulina normala (69 kD)a sangelui fetal uman si a celorlalte mamifere, descoperita in 1956. Continutul glucidic este de 3,5%. Din punct de vedere structural, AFP este asemanatoare albuminei. Genele codificatoare ale celor doua proteine au organizare similara. AFP se detecteaza in plasma la embrionul de 4 saptamani si creste rapid in primul trimestru de sarcina. Nivelul maxim
(2-3 mg/ml) se gaseste la fatul de 14 saptamani si scade la valorile caracteristice adultului, la varsta de 6-10 luni. AFP se gaseste nu numai in plasma, ci si in fluidele fetale: lichidul amniotic, lichidul cerebrospinal, urina. Cantitati mici de AFP (500 ng/ml) strabat placenta si se gasesc in serul femeilor gravide.
in timpul vietii fetale, AFP se sintetizeaza in ficat, in celulele gastrointestinale. La adultul normal, concentratia sa este nedetectabila prin metodele imunochimice obisnuite, dar creste in neoplaziile de carcinom hepatic. Circa 70% din cancerele hepatice primare sunt insotite de cresterea nivelului seric al AFP. AFP creste si in alte neoplazii: testiculare, ovariene. Nu toate hepatoamele si tumorile testiculare produc AFP, dar cele care sintetizeaza aceasta glicoproteina, o produc in cantitati foarte mari.
Cresterea concentratiei AFP in sange nu este totdeauna asociata cu malignitatea: AFP creste in starile patologice de hepatita virala, hepatita cronica, ciroza, fapt ce reflecta regenerarea celulara.
AFP creste in maladiile inflamatorii ale intestinului: boala Crohn, colita ulcerativa.
AFP este un marker util pentru depistarea cancerului hepatic la populatiile cu risc inalt (chinezi, japonezi, eschimosi din Alaska), dar este inutila pentru celelalte populatii, datorita cresterii nivelului sau in afectiuni nemaligne.
in lichidul amniotic, nivelul crescut al AFP este asociat cu defecte ale tubului neural (spina bifida).
2. Antigenele de transplantare a tumorilor (TATA = ftjmor associated Transplantation antigen). a) Antigenele specifice de organ se exprima la un nivel inalt pe celulele tumorale, in timp ce exprimarea lor pe celulele normale este foarte scazuta sau este limitata la un anumit stadiu al dezvoltarii tesutului.
Antigenul specific prostatei (PSA) este fosfataza acida prostatica, o glicoproteina cu activitate proteolitica asupra gelului seminal, pe care-l hidrolizeaza. PSA se gaseste in tesutul prostatic normal, in adenomul benign si in carcinomul malign. Este produs de celulele acinare ale prostatei. in ser, PSA este legat cu a 1-antichimiotripsina, ceea ce influenteaza valorile furnizate de determinarea sa cantitativa.
PSA creste mult in cancerul prostatic, cel mai comun cancer la varsta de peste 75 se ani, dar creste si in hipertrofia prostatica benigna. Concentratia sa se coreleaza cu volumul prostatei, cu stadiul cancerului prostatic, cu raspunsul la terapie.
Glicoproteinele mucinoase sunt antigene de suprafata celulara, cu greutate moleculara mare.
Sunt formate dintr-o axa polipeptidica, de care se ataseaza numeroase catene oligozaharidice. Glucidele reprezinta 60-80% din greutatea lor moleculara. Sinteza glicoproteinelor mucinoase este consecinta pierderii controlului metabolismului celulei neoplazice. Uneori, celula maligna pierde capacitatea de sinteza a unor glicoproteine de suprafata, ca de exemplu antigenul de grup sanguin A si sintetizeaza molecule absente in celulele normale.
Glicoproteinele mucinoase se exprima pe suprafata celulelor epiteliale si se detecteaza in ser, saliva, ori sunt adsorbite pe eritrocite. Ele s-au identificat odata cu disponibilitatea anticorpilor monoclonali: CA 15-3, CA 125, asociate cu cancerele ovariene, CA 19-9, identificat intr-o tumora colorectala (CA = cancer associated). Modificarea cantitativa a glucidelor membranare poate modifica dramatic malignitatea, influentand potentialul de metastazare.
Markerii tumorali imunoglobulinici se identifica prin electroforeza serului sau a urinii. Apartin izotipurilor IgG, A, M, E sau sunt catene k sau A, libere. Aproximativ, 1% din adulti au proteine serice M (monoclonale), iar din acestea 25% au semnificatie nedeterminata. 50% din totalul proteinelor serice M sunt datorate mielomului multiplu. Determinarea proteinelor M in sange sau urina este utila pentru monitorizarea raspunsului la terapie. b) Antigenele specifice fiecarei tumori sunt antigene individuale (TSTA = ftjmor specific fransplantation antigen), proprii fiecarei tumori. Sunt exprimate numai in celulele tumorale si nu sunt niciodata detectabile in tesuturile normale. Sunt caracteristice tumorilor induse chimic (L. Gross, 1953). Chiar tumorile multiple induse de acelasi agent chimic (metilcolantren), in acelasi tesut (tegument) al unui organism, sunt diferite in ceea ce priveste specificitatea antigenelor de transplantare. Aceasta semnifica faptul ca informatia genetica declansatoare a malignizarii, rezida in gene diferite, care sufera mutatie sub actiunea agentului chimic.
Toate celulele unei tumori induse de metilcolantren sunt identice din punct de vedere antigenic, fapt demonstrat experimental: soarecele imunizat cu mojarat de celule tumorale, respinge ulterior o grefa de celule vii ale aceleiasi tumori.
Datorita unicitatii lor antigenice, fiecare tumora indusa chimic, stimuleaza imunitatea fata de antigenele proprii, iar reactiile incrucisate sunt absente totdeauna.
Antigenele tumorale specifice de transplantare sunt complexe glicoproteice sintetizate in celula si inserate in membrana citoplasmatica.
Celulele maligne pot sa prezinte simultan, atat antigene tumorale comune, cat si antigene specifice.
Tumorile care apar in mod natural sunt slab sau deloc antigenice.
Nu se stie daca antigenele tumorale sunt prezente de la inceput pe toate celulele tumorale sau daca celula devine maligna, fara sa dobandeasca markerii distinctivi de malignitate. Antigenele tumorilor induse de agenti chimici pot fi stabile si se transmit de la o generatie celulara la alta, dar majoritatea tumorilor induse de agenti chimici, trebuie considerate heterogene din punct de vedere antigenic, datorita instabilitatii genetice.
Antigenele suprafetei celulelor maligne sunt supuse modificarilor cantitative si calitative.
La om, 90% din tumori sunt induse de agenti chimici.
3. Antigenele de origine virala sunt comune si se gasesc la toate tumorile induse de acelasi virus, chiar la specii diferite.
Antigenele tumorilor induse de oncodnavirusuri sunt codificate de programul timpuriu al informatiei genetice virale. De exemplu, virusurile polioma si SV40 induc tumori la animalele de experienta, iar virusul papiloma este implicat in geneza tumorilor de cervix uterin uman.
Virusurile oncogene ADN induc sinteza antigenelor tumorale cu localizare nucleara si membranara. Sunt proteine nestructurale, care se disting de antigenele capsidei virale. In celulele transformate cu oncodnavirusuri, nu se detecteaza antigene capsidale, deoarece programul tardiv al genomului viral nu este transcris si virusul progen nu este asamblat.
SV40 codifica sinteza a doua proteine virale (antigene tumorale), de 94 si respectiv 17 kD, iar virusul polioma codifica sinteza a trei antigene, de 100, 55 si respectiv de 22 kD. Antigenul T de 100 kD are o localizare aproape exclusiv nucleara si se sintetizeaza atat in celulele infectate productiv, cat si in cele transformate. Antigenul de 55 kD este o proteina fosforilata ce se asociaza cu oncoproteina Src, o chinaza tirozin-specifica, codificata de protooncogena c-src. Interactiunea cu antigenul viral produce o stimulare de circa 50 de ori a activitatii chinazice a oncoproteinei celulare Src.
Antigenele T sunt comune si pentru alte virusuri ale grupului. Toate tumorile induse de un virus, au antigene comune, chiar la specii diferite. Imunizarea organismului receptor de grefa de tesut tumoral cu celule tumorale iradiate sau cu mojarat de celule tumorale de acelasi tip este protectoare fata de dezvoltarea tumorii transplantate.
Antigenele T, codificate de oncodnavirusuri nu se gasesc in structura virionului (proteine nestructurale). De aceea, virionii inactivati nu imunizeaza si nu protejeaza organismul fata de suspensia de celule tumorale omologe (transformate de acelasi virus).
Antigenele tumorale codificate de oncornavirusuri sunt comune pentru toate tumorile induse de un virus, indiferent de specificitatea antigenica a celulei. Majoritatea sunt antigene proteice virale structurale, adica se regasesc in structura virionului, ceea ce le deosebeste net de antigenele codificate de oncodnavirusuri.
Antigenele tumorilor induse de oncornavirusuri sunt codificate de gena env si au specificitate de grup. Multiplicarea oncornavirusurilor nu interfera cu capacitatea celulelor de a creste si de a se divide. Deoarece antigenele tumorale sunt proteine structurale ale virionilor, imunizarea organismului cu o suspensie virala inactivata, confera protectie fata de celulele transformate de virusul omolog.
Spre deosebire de antigenele induse chimic, care pot fi tari sau slabe, antigenele codificate de virusurile oncogene sunt foarte imunogene.
La om, circa 10% din totalul tumorilor sunt cauzate de virusuri:
-carcinomul hepatocelular (indus de virusul hepatitei B)
-cancerul de col uterin (indus de papilomavirusuri - HPV-|6, HPV18)
-limfomul Burkitt si carcinomul nazofaringian (induse de virusul Epstein-Barr)
-leucemia celulelor T mature (indusa de HTLV-1).
4. Antigenele tumorale codificate de protooncogene. Mutatiile punctiforme ale oncogenelor - genele ce regleaza cresterea normala si diferentierea - si mutatiile genelor supresoare ale oncogenelor, ca de exemplu, p53 si Rb, produc substitutii ale unui singur aminoacid in catena polipeptidica codificata, care le transforma in antigene tumorale, codificate de genom. Ele au localizare nucleara, citoplasmatica sau membranara. S-au descris peste 10 antioncogene (supresoare ale oncogenelor) si circa 100 de oncogene (de exemplu, genele ras), ale caror mutatii punctiforme determina sinteza unor molecule cu substitutii punctiforme de aminoacizi, unice sau multiple si care se deosebesc de moleculele normale. Antioncogena p53 codifica o proteina nucleara, reglatoare a diviziunii celulare. In celulele maligne, p53 se sintetizeaza in exces.
Dupa localizare, antigenele tumorale sunt:
-antigene expuse la suprafata celulei. Sunt cele mai importante, deoarece sunt accesibile efectorilor raspunsului imun (TSTA, TATA);
-antigene intracelulare, localizate in nucleu sau in citoplasma.
Ambele categorii de antigene, se pot elibera fie din celulele vii, fie dupa necroza si se gasesc in circulatie, la distanta de tumora. Eliberarea lor poate stimula raspunsul imun sau are un efect de blocare a reactivitatii imunitare, prin fenomenul de inundare antigenica.
Anticorpii antitumorali se obtin prin injectarea celulelor tumorale viabile, ori a mojaratului tumoral, la organismele altei linii genetice sau altei specii, care poarta alte molecule CMH. Celulele vor fi respinse ca o grefa alogenica. Antiserul contine anticorpi anti-antigene tumorale, dar si anticorpi anti-antigene CMH. De aceea, serul imun trebuie absorbit cu antigene tisulare normale. Astfel s-a evidentiat CEA la pacientii cu tumori de colon si AFP la cei cu hepatoame. Antigenul evidentiat de anticorpi in serul absorbit poate fi un antigen tumoral sau un antigen normal, exprimat abundent pe celulele tumoraie.
Procesul dezvoltarii tumorii are loc in cateva trepte: -transformarea celulei normale in celula maligna -cresterea exponentiala a celulei maligne si constituirea tumorii primare
-angiogeneza
-invazia tesutului inconjurator
-intravazarea si eliberarea celulelor tumoraie individuale, in vasele sanguine si limfatice, unde trebuie sa supravietuiasca
-oprirea celulelor tumoraie in diferite localizari (ficat, plaman etc.)
-extravazarea celulelor tumoraie si invazia acestor tesuturi
-cresterea tumorii la noile situsuri de metastazare si angiogeneza.
Fiecare etapa a dezvoltarii tumorii este influentata de factori imunologici si neimunologici. De exemplu, integrinele conditioneaza interactiunile dintre celule. Cu cat aderenta celulelor maligne este mai bine exprimata, cu atat tendinta ei de metastazare este mai limitata.
Celulele maligne elibereaza unele componente membranare, ca de exemplu, fibronectina. Pierderea fibronectinei pare sa determine scaderea aderentei majoritatii tipurilor de celule maligne si precede metastazarea. Componentele glicocalixului sunt eliberate sub actiunea proteazelor, pe care le secreta celulele tumorale. Proteazele (din categoria metaloproteazelor) modifica consistenta substantei fundamentale a tesutului conjunctiv, degradeaza colagenul si proteoglicanii, usurand metastazarea si invazia.
RASPUNSUL IMUN ANTITUMORAL
Cresterea anormala este prevenita prin diferite mecanisme de control: mecanisme de reparare a ADN, actiunea genelor supresoare ale oncogenelor (antioncogene) sau prin apoptoza celulelor care au suferit leziuni ireversibile. Daca aceste mecanisme nu mai sunt operative, celula continua sa prolifereze. Celula maligna se afla intr-o interactiune dinamica cu micromediul, ce determina supravietuirea sau moartea ei.
Imunogenitatea tumorilor pentru gazda si stimularea timpurie a raspunsului imun antitumoral a condus la formularea conceptului imunosupravegherii, in acord cu care, organismele elimina celulele potential canceroase care apar in cursul vietii individuale. Conform acestui concept, cancerul clinic este consecinta scaparii celulelor maligne, de actiunea mecanismelor protectoare. De aceea, factorii care interfera cu reactivitatea imunitara, predispun la malignitate. In conceptia actuala, malignizarea este rezultatul activarii oncogenelor sau pierderii functiei genelor supresoare ale oncogenelor (antioncogene).
Teoria supravegherii imune afirma ca sistemul imunitar, monitorizeaza constant organismul, pentru aparitia celulelor tumorale si ca majoritatea acestor celule aberante suntdetectate si lizate de sistemul imunitar, inainte de a produce tumori clinice. Asa se intampla cu celulele tumorale intens imunogene. Majoritatea (sau toate) celulele tumorale care apar spontan, sunt imunogene si raspunsul imun inhiba cresterea tumorii.
Argumentele in favoarea sau contra acestei teorii sunt greu de obtinut. Ele sunt extrapolate din observatii asupra tumorilor clinice.
Disparitia spontana a tumorilor si recuperarea completa a pacientilor cu cancer diseminat, este rara, dar exista si este explicata prin insuficienta vascularizatiei, prin procese de diferentiere a celulelor tumorale, prin mecanisme psihosomatice. O explicatie imunologica, este ca raportul dintre cresterea tumorii si raspunsul imun antitumoral este in favoarea raspunsului imun. Exista dovezi care sugereaza ca organismul uman raspunde la prezenta tumorilor, prin mecanisme imunitare:
-regresia spontana, in special a meloanoamelor maligne, a carcinoamelor renale, a neuroblastomului si retinoblastomului, semnalata in peste 100 de cazuri publicate;
-unele tumori evolueaza latent, o lunga perioada, adica cresc foarte incet sau sunt complet inactive si apoi brusc metastazeaza. Latenta se poate explica prin echilibrul dintre tumora si sistemul imunitar;
-frecvent tumorile sunt infiltrate cu celule mononucleare: limfocite, monocite, putine plasmocite. Celulele T si macrofagele sunt prezente abundent in tumorile umane, sugerand un raspuns imun antitumoral. Celulele T activate fata de tumora autologa, s-au izolat din cateva tipuri de tumori(melanom malign, carcinom renal, cervical). Ele recunosc peptide asociate cu moleculele CMH I, care sunt represate in celulele normale sau peptide derivate din proteinele mutante;
-carcinoamele asociate cu reactie inflamatorie evolueaza mai lent decat cele care nu manifesta un raspuns inflamator;
-tumorile sunt mai frecvente la organismele foarte tinere (datorita imaturitatii sistemului imunitar) si la cele varstnice (datorita senescentei sistemului imunitar);
-anumite categorii de tumori (cancerele de piele cu papiloma virus, limfoamele pozitive pentru antigenele EBV) au o incidenta crescuta la pacientii cu transplant, supusi imunosupresiei. Imunosupresia prelungita (20 de ani), este asociata cu cresterea incidentei tumorilor de origine virala, in timp ce incidenta celorlalte categorii de tumori, creste foarte putin. Dovezile clinice sugereaza ca raspunsul imun este orientat predominant fata de infectia cu virusuri oncogene si neoncogene, iar rata aparitiei altor tumori este relativ nemodificata. Aceasta arata, indirect, ca supravegherea antitumorala este relativ ineficienta. Datele experimentale sprijina ideia ca supravegherea imuna este orientata, in primul rand, fata de virusuri oncogene ADN si nu fata de oncorna- sau fata de tumorile induse de agentii chimici carcinogeni.;
-celulele metastatice sunt comune la pacientii cu cancer, dar frecventa implantarii lor si cresterea tumorilor secundare este mica.
Efectorii raspunsului imun antitumoral
Daca sunt prezente, multe antigene tumorale stimuleaza raspunsul imun la animalele de experienta si pot induce o stare de rezistenta antitumorala fata de celulele transplantate. Raspunsul imun antitumoral are o eficienta foarte variabila, in functie de natura antigenelor. Astfel, antigenele induse de virusurile oncogene sau ale tumorilor induse de radiatiile UV, sunt foarte imunogene si stimuleaza raspunsul imun protector, iar antigenele de transplantare ale tumorilor induse chimic sunt slabe. Tumorile care apar spontan la animale si la om sunt putin antigenice si induc un raspuns imun de mica intensitate.
Antigenele asociate celulelor tumorale sunt recunoscute ca nonself, de sistemul imunitar al gazdei, dar tumorile secreta antigene solubile, care tind sa produca fenomenul de inundare antigenica si paralizie imunitara.
Raspunsul imun antitumoral este humoral si celular. Anticorpii specifici, de cele mai multe ori, nu au eficienta antitumorala. Cel mai adesea, celulele tumorale supravietuiesc actiunii factorilor humorali si se multiplica. Ineficienta actiunii lor s-a demonstrat in experiente cu celule maligne inchise in camere poroase, permeabile numai pentru molecule, amplasate in cavitatea abdominala a unor organisme imunizate cu mojarat de tesut tumoral. Anticorpii sunt efectori eficienti fata de celulele maligne de origine limfoida (leucemii, limfoame). Dupa activarea complementului, se produce liza celulei tinta.
Efectorii imunitatii antitumorale sunt celulele. Rolul lor s-a demonstrat cu acelasi gen de experimente, cu celule maligne plasate in camere poroase, care permit trecerea celulelor efectoare ale raspunsului imun. Rezultatul actiunii celulelor imunitare este liza celulei tinta.
Imunitatea celulara antitumorala este mediata de celule capabile sa lizeze celulele tinta, prin interactiune specifica sau de celule care nu necesita procese de recunoastere specifica.
Rolul celulelor NK
Celulele NK sunt cei mai importanti efectori ai imunitatii antitumorale. Actiunea lor nu este limitata de identitatea moleculelor CMH si isi exercita efectul prin contact direct. Celulele NK nu necesita prezentarea antigenului de catre celulele accesorii. Mecanismul molecular al interactiunii lor cu celula tinta nu este cunoscut.
Activitatea celulelor NK se modifica cu varsta: are nivel scazut la nastere, atinge maximum la pubertate si scade gradat cu varsta. Activitatea lor fata de celulele maligne, in vitro, este invers proportionala cu nivelul moleculelor CMH I, exprimate pe suprafata celulelor maligne. Exprimarea moleculelor CMH I poate duce chiar la scaparea celulelor tumorale de a fi recunoscute de celulele NK, in vivo. Se presupune ca celulele NK controleaza celulele pentru nivelul expresiei CMH I. Celulele care au pierdut total sau partial moleculele CMH I, par a fi recunoscute ca tinte si lizate. Deoarece actiunea celulelor NK nu este restrictiva in raport cu moleculele CMH, ele sunt active fata de celulele tumorale singenice, alogenice si chiar xenogenice.
Importanta functionala a celulelor NK pentru protectia antitumorala este argumentata de faptul ca liniile de soareci congenital atimici sau cei timectomizati neonatal au un numar mare de celule NK
Celulele K interactioneaza cu celula tinta prin intermediul receptorilor pentru Fc y. Celula tumorala tapetata cu IgG este astfel usor recunoscuta de celulele K. Ele se activeaza si lizeaza celula tinta prin fenomenul ADCC.
Activitatea celulelor NK si K din sange, testata in vitro, scade odata cu progresia tumorii. La contactul cu celula maligna, direct sau mediat de anticorpi, celula efectoare elibereaza factori citotoxici solubili: perforina, proteaze, TNF-a, limfotoxina (TNF-p). Mecanismul eliberarii factorilor litici este acelasi, descris pentru limfocitulTc.
Celulele NK, activate in vitro de IFN-y si de IL-2, se numesc LAK (celule /ciller activate de /imfochine).
Activarea celulelor NK si K nu produce memorie imuna. Nu exista diferente intre raspunsul imun primar si secundar.
Citotoxicitatea mediata de macrofage
Macrofagul neactivat (de la indivizi normali) exprima un nivel minim de citotoxicitate antitumorala.
Macrofagul activat distinge celulele tumorale de celulele normale si poate sa omoare selectiv, celulele tumorale. Activitatea sa citotoxica este independenta de moleculele CMH, dar este dependenta de factori genetici.
Macrofagul se activeaza in urmatoarele situatii:
-dupa ce leaga prin receptorul pentru Fc, moleculele de imunoglobulina fixate pe determinantii antigenici ai celulei maligne sau complexele Ig—Ag tumoral solubil;
-sub actiunea factorilor eliberati de celulele T sensibilizate (IFN y)
-sub actiunea endotoxinelor bacteriene
-sub actiunea antigenelor de Mycobacterium, Listeria, Toxoplasma sau dupa infectia cu aceste microorganisme intracelulare.
Activarea consta in amplificarea ratei metabolice si macrofagul devine killer potential al celulelor tumorale. Macrofagul activat nu interactioneaza cu antigenele tumorale specifice, dar ca si celulele NK, pare sa distinga intre celulele maligne si cele normale, prin mecanisme moleculare necunoscute.
Macrofagele activate secreta diferite molecule antitumorale:
-enzime hidrolitice care degradeaza tesutul conjunctiv
- IFN-a, activator al celulelor NK
-TNF-a (casectina) cu efect stimulator asupra altor celule care elibereaza IL
-H2O2 si produsi de oxidare a glucozei, cu efect toxic direct asupra celulei tinta, prin perturbari membranare
-oxidul nitric (NO), toxic pentru celulele maligne. NO se formeaza prin combinarea oxigenului cu azotul derivat din dezaminarea enzimatica oxidativa a L-argininei. Reactia este catalizata de nitric-oxid-sintaza. NO mediaza citotoxicitatea macrofagului, dependenta de L-arginina.
Una din cauzele primare ale patologiei maligne este metastazarea, adica eliberarea celulelor din situsul tumorii primare, pentru a initia la distanta, cresterea unei noi tumori. Celulele metastazate au aceleasi antigene de suprafata, ca si tumora primara. Principalele situsuri de metastazare sunt ganglionii limfatici, plamanul, ficatul.
in studiile experimentale, macrofagele activate s-au dovedit a fi foarte eficiente in reducerea incidentei metastazelor unor tumori.
Imunitatea mediata de celulele T
Imunitatea antitumorala mediata de celulele T, ca mecanism, este analoga raspunsului imun fata de alte antigene T-dependente (de exemplu, antigenele CMH). Experientele in vitro au evidentiat ca antigenele tumorale stimuleaza proliferarea tuturor subpopulatiilor de limfocite T (Th, Ts, Te). Functiile efectoare ale limfocitelor T sunt stimulate de limfochine si monochine (IL-1 si TNF- a), sintetizate si secretate de macrofagele care prezinta antigenele tumorale solubile.
IL-1 stimuleaza proliferarea celulelor B, T si NK. IL-1 produce si raspunsul febril in reactia inflamatorie, iar TNF-a determina necroza celulelor tumorale.
Limfocitele TCD4 (si NK) secreta IL-2, cu efect stimulator asupra celulelor care o secreta.
IFN y este secretat de celulele TCD4 (si NK) si activeaza macrofagele si celulele NK. Interferonul are efect antitumoral direct, dar este si imunomodulator.
Limfocitele Te au rol important in liza celulelor tumorale, daca acestea exprima molecule CMH I. Interactiunea limfocitului Te cu celula maligna este specifica. Limfotoxina produsa de limfocitul Te are efect litic direct asupra celulelor tumorale.
Celula tumorala expune pe suprafata ei, antigene asociate cu moleculele CMH I, dar elimina si molecule solubile, care sunt preluate de CPA si prezentate limfocitelor Th. Acestea secreta IL-2, activatoare pentru toate tipurile de celule cu functie imunitara, specifica sau nespecifica.
in concluzie, reactia imuna fata de celulele tumorale are doua trepte. In prima etapa sunt activate celulele efectoare nespecifice (macrofage, eozinofile, neutrofile, celule NK) si se produce o reactie inflamatorie locala. Reactia nespecifica usureaza reactia imuna specifica, prin diminuarea ratei de crestere a tumorii si cresterea nivelului de prezentare a antigenelor tumorale de catre celulele maligne, prin modularea exprimarii moleculelor CMH. In faza a ll-a, celulele Te asigura protectia imuna fata de cresterea tumorii.
Celulele efectoare ale imunitatii mediate celular, specifica si nespecifica, sunt eficiente in detectarea si liza celulelor tumorale izolate si transplantate. Deoarece detecteaza celulele tumorale izolate, ele sunt eficiente in prevenirea metastazelor, dar sunt ineficiente fata de celulele care constituie o microtumora.
Mecanisme de scapare a celulelor tumorale
Antigenele tumorale se gasesc pe suprafata celulelor tumorale. Ele sunt antigene TSTA, mai concentrate sau mai diluate. Antigenele CMH normale nu dispar, dar diminua cantitativ.
Cresterea tumorilor, in conditiile activarii raspunsului imun, nu este explicata satisfacator. S-au propus mai multe mecanisme prin care celulele tumorale evita recunoasterea de catre efectorii raspunsului imun. Cand sistemul imunitar este alertat, tesutul tumoral este prea dezvoltat si nu mai poate fi inlaturat.
De cele mai multe ori, tumora nu este imunogena. Lipsa imunogenitatii nu se datoreaza absentei antigenelor tumorale, ci faptului ca celulele tumorale nu sunt eficiente in prezentarea antigenului.
Cel mai surprinzator si cel mai studiat mecanism de evitare a raspunsului imun este modularea antigenica. Fenomenul modularii antigenice defineste capacitatea tumorii de a masca sau de pierde antigenele, in prezenta efectorilor imunitari. De exemplu, celulele leucemice transplantate la soarecele imunizat cu mojaratul celulelor leucemice care contin antigenul TL, au pierdut antigenul TL, dar antigenul reapare dupa transplantul celulelor leucemice la soarecii care nu au anticorpi serici anti-TL.
Imunoselectia. Antigenele exprimate pe suprafata celulelor tumorale activeaza raspunsul imun mediat celular, iar antigenele solubile stimuleaza sinteza anticorpilor. Unele celule tumorale, ca rezultat al instabilitatii genetice, pierd antigenele initiale si astfel evita efectorii raspunsului imun specific. Ele devin dominante in masa tumorii. Noile variante antigenice induc raspunsul imun specific, dar fenomenul schimbarii specificitatii antigenice se repeta. Raspunsul imun nu induce schimbarea specificitatii antigenice a suprafetei celulei maligne, ci selecteaza celulele care au suferit modificarea antigenica si astfel au devenit rezistente la actiunea efectorilor imunitari.
Diminuarea reactivitatii imunitare pe cale naturala sau artificiala este insotita de cresterea incidentei neoplaziilor. Imunosupresia naturala este mediata de limfocitele Ts. Antigenele tumorale par sa activeze mai usor celulele Ts decat limfocitele Th. Limfocitele Ts sunt mai numeroase la pacientii neoplazici si pot sa represeze raspunsul imun pana la ineficienta totala.
Celulele tumorale secreta citochine cu actiune imunosupresoare, prin efectul lor inhibitor asupra interleuchinelor. Celulele maligne produc IL-10, detectata in lichidul peritoneal si in serul pacientelor cu cancer ovarian sau cu alte neoplasme intraperitoneale. IL-10 inhiba exprimarea moleculelor CMH II pe suprafata monocitelor si macrofagelor si diminua reactivitatea imunitara prin efectele sale multiple asupra limfocitelor, monocitelor, celulelor NK si celulelor dendritice.
Reactivitatea imunitara poate sa diminue datorita mascarii antigenelor tumorale. De exemplu, sialomucina, abundenta pe suprafata celulelor unor tumori, mascheaza antigenele tumorale si le face inaccesibile recunoasterii imunitare si efectorilor imunitari. Sialomucina poate fi indepartata, in vitro, prin tratamentul celulelor cu neuraminidaza de Vibrio cholerae si celulele isi dobadesc sensibilitatea la actiunea litica a efectorilor imunitari.
Diminuarea reactivitatii imunitare se poate datora inundarii organismului cu antigenele tumorii. Fiind o celula foarte activa din punct de vedere metabolic, componentele membranei sale au un turn-over ridicat. Antigenele eliberate se complexeaza cu anticorpii specifici sau cu receptorii specifici ai limfocitelor, facandu-i ineficienti in recunoasterea celulelor maligne. Efectul imunosupresor al antigenelor tumorale este proportional cu dimensiunile tumorii si dependent de existenta metastazelor.
Efectul de inundare cu antigenele tumorii este argumentat de experientele de transplant tumoral. Numarul celulelor transplantate este determinant pentru dezvoltarea tumorii. Grefarea unui numar mic de celule (prin injectarea suspensiei) este urmata de respingere, iar grefarea unui numar mare de celule este urmata totdeauna de cresterea tumorii. Dupa ce organismul a respins un numar mic de celule maligne transplantate, se va apara fata de un numar progresiv crescand de celule de acelasi tip. Imunitatea de transplantare fata de antigenele tumorale poate fi depasita de un numar de 100-10 000 mai mare de celule tumorale, decat numarul de celule necesar grefei tumorii la animalele neimunizate.
Efectul imunosupresor al tumorii. Pacientii purtatori de tumori mari nu raspund la antigenele tumorale, iar limfocitele lor in vitro, au o slaba activitate citotoxica fata de celulele tumorale autologe.
Antigenele tumorale exercita un efect imunosupresor in gradient. La un situs indepartat de tumora, efectul imunosupresor diminua si inoculul mic de celule tumorale este respins. Dupa ce tumora a dobandit dimensiuni importante, efectul imunosupresor este sistemic. Antigenele tumorale circulante se asociaza cu celulele efectoare ale sistemului imunitar, chiar in sangele circulant, producand paralizia raspunsului imun.
Cresterea tumorii poate fi stimulata prin fenomenul de enhancement imunitar. Fenomenul de enhancement, descoperit experimental, se defineste ca un proces de intensificare a cresterii tumorii, in prezenta anticorpilor specifici. Tumorile au fost transplantate la organisme imunizate cu mojarat celular al aceleiasi tumori, pentru sinteza anticorpilor specifici. Anticorpii nu numai ca nu resping celulele grefate, ci determina un efect invers, de stimulare a cresterii tumorii, comparativ cu cresterea sa la animalele neimunizate. Anticorpii cu efect de enhancement sunt IgG, la titru mic.
Fenomenul de enhancement se explica astfel:
-anticorpii ar putea induce un efect imunosupresor, deoarece prin feed-back inhiba sinteza anticorpilor potential citolitici;
-anticorpii de enhancement sunt citofili, adica se leaga specific pe suprafata celulelor tumorale, formandu-se complexe Ag-Ac, care blocheaza fizic atasarea efectorilor humorali sau celulari.
Evolutia tumorii este conditionata, intr-o oarecare masura, de tipul anticorpilor care se sintetizeaza.
Toleranta imunitara este un mecanism eficient de scapare a celulelor tumorale de actiunea efectorilor sistemului imunitar. Toleranta se datoreaza lipsei de reactivitate a limfocitelor Te si B, care la contactul cu antigenele tumorale nu se sensibilizeaza si nu genereaza raspunsul imun, desi fata de alte antigene, reactivitatea imunitara este normala. Toleranta survine datorita stimularii repetate cu cantitati mici de antigene, dar un rol esential in inducerea tolerantei imunitare pare sa revina raportului dintre limfocitele Th si Ts.
Diferite produse tumorale, altele decat antigenele, pot sa interfere cu functia imunitara si sa favorizeze instalarea tolerantei imunitare. De exemplu, prostaglandinele diminua nivelul exprimarii moleculelor CMH II pe suprafata celulelor prezentatoare de antigen si pot de asemenea sa suprime activitatea celulelor NK.
Factorii genetici, neidentificati, influenteaza evolutia tumorii. Unele neoplazii sunt asociate cu incapacitatea limfocitelor T de a activa raspunsul imun, probabil datorita incapacitatii lor de a recunoaste antigenul.
in concluzie, micile acumulari de celule tumorale, stimuleaza raspunsul imun. Dar, chiar tumorile imunogene continua sa creasca la gazdele imunocompetente, datorita eficientei scazute a raspunsului imun antitumoral in vivo. Tumorile evita actiunea distructiva a efectorilor imunitari sau blocheaza chiar raspunsul imun.
Abordari terapeutice ale neoplaziilor
Terapia neoplaziilor este abordata pe urmatoarele cai: chirurgicala, radioterapia, chimioterapia si imunoterapia. Oricare ar fi modalitatea de tratament, este necesara reducerea prealabila a masei tumorale prin rejectie chirurgicala.
Terapia chirurgicala are ca scop reducerea dimensiunilor tumorilor solide, in stadiile timpurii ale neoplasmelor de san, colon, plaman, prostata - cele 4 malignitati majore la om, ce reprezinta peste 50% din totalul tumorilor solide.
Radioterapia poate fi primara sau secundara. Cea primara se practica in cancerele capului, gatului si in maladia Hodgkin (neoplazie a ganglionilor limfatici, din diferite regiuni ale corpului). Radioterapia este mai eficienta pentru tesuturile moi, in arii adiacente maxilarelor si cailor nazale. Iradierea totala se practica inainte de transplantul maduvei osoase si este foarte eficienta pentru anumite leucemii acute, refractare la chimioterapie si pentru tratamentul unor tumori solide (cancer de san), care au revenit dupa cativa ani de remisiune.
Chimioterapia consta in tratamentul cu medicamente citotoxice, majoritatea fiind produse de sinteza chimica. Scopul chimioterapiei este de a omori selectiv celulele maligne, deoarece au o rata superioara de crestere si diviziune. Cele mai sensibile la chimioterapie sunt leucemiile. Efectul medicamentelor citotoxice este dependent de doza. Dozele prea mici nu produc efect, iar cele mari au efecte toxice asupra organismului, in special asupra maduvei osoase si asupra celulelor cu o rata mare de diviziune. Doza se calculeaza la aria de suprafata corporala, preferabila raportarii la greutate. Majoritatea agentilor citotoxici se administreaza intravenos, calea orala fiind adecvata pentru ciclofosfamida (si pentru tamoxifen).
Agentii chimioterapeutici, in functie de mecanismul actiunii lor, apartin mai multor clase.
Agentii alchilanti induc formarea legaturilor transversale stabile intre cele doua catene ale AND (prin legarea de N7 a guaninei) si inhiba replicarea moleculei de ADN. Interactiunea poate sa se produca cu una sau cu ambele catene ADN. Alchilarea guaninei induce imperecherea anormala cu timina sau depurinarea prin excizia resturilor de guanina. Consecinta este ruperea catenei de ADN. Daca legatura transversala se face intre resturile de guanina ale celor doua catene, excizia reparatorie poate sa rupa molecula de ADN si sa rezulte o mutatie letala pentru celula. Agentii alchilanti reactioneaza chimic cu gruparile sulfhidril, amino, hidroxil si fosfat. Actiunea lor nu are specificitate de faza a ciclului celular, dar celulele sunt mai sensibile in faza G 1 si S. Efectul se manifesta prin blocarea ciclului celular dupa faza G 2 Mecanismul rezistentei dobandite la agentii alchilanti poate sa conste intr-o retentie scazuta a agentului in celula, in cresterea sintezei compusilor sulfhidril cu greutate mica si in cresterea capacitatii de reparare a leziunilor ADN. Desi au mecanisme asemanatoare de actiune, diferentele structurii moleculare reduc gradul rezistentei incrucisate intre compusii subclaselor majore. Efectele secundare sunt gastrointestinale (greata, voma) si hematologice (mielosupresie).
Ciclofosfamida este cel mai folosit agent alchilant, in tratamentul malignitatilor hematologice si a tumorilor solide. Este convertita la forma activa in ficat
Compusii platinei (cisplatin, carboplatin) nu sunt agenti alchilanti, dar actioneaza printr-un mecanism similar, adica se leaga de N 7 al guaninei si realizeaza legarea incrucisata a catenelor de ADN. Se leaga si cu alte molecule: adenina, citozina, ARN, proteine.
Antimetabolitii (citarabina, fluorouracil, metotrexat, mercaptopurina, hidroxiureea) sunt analogi ai bazelor azotate si inhiba sinteza ADN, ARN sau sinteza proteinelor. Sunt agenti cu specificitate de faza a ciclului celular.
Antagonista pirimidinelor. Citarabina (Ara-C) este un compus cu specificitate de faza S. Este metabolizata in celula la forma activa, ara-CTP, inhibitor al ADN-polimerazei si al sintezei ADN. Ara-C este incorporata in ADN si blocheaza alungirea catenei, ca si legarea fragmentelor in molecula de ADN nou sintetizata.
Antagonista purinelor. 6-mercaptopurina si 6-tioguanina sunt convertite la forma nucleotidica de ftipoxantin-guanin /bsforibozil fransferaza (HGPRT). Metabolitii lor inhiba unele enzime ale caii purinice. Unii metaboliti ai
6-tioguaninei sunt incorporati in ADN si in ARN.
Fludarabina este analog al adeninei. Derivatul sau, fludarabin-trifosfat, actioneaza prin inhibitia ADN-polimerazei si ribonucleotid-reductazei si prin incorporarea in ADN
Antagonista acidului folie (metotrexat, aminopterina) sunt analogi structurali ai acidului folie.
Alcaloizii din plante (vincristina si vinblastina, izolati din Vinca rosea), produc agregarea tubulinei si dezorganizarea microtubulilor celulari. Vinblastina este toxica pentru maduva hematopoetica, iar vincristina are efecte toxice majore asupra terminatiilor nervoase periferice, producand neuropatii senzoriale (parestezie, adica lipsa senzatiei de durere) si motorii, in degete.
Pentru un numar mare de categorii de tumori, chimioterapia determina o citoreducere importanta. Dar, la cateva luni sau la cativa ani, cresterea tumorala este reluata si continua chiar in conditiile reinstituirii tratamentului. Cresterea reflecta dobandirea rezistentei specifice la medicamentele administrate.
in general, dezvoltarea rezistentei la un medicament este considerata ca rezultat al unei rate inalte a mutatiilor celulelor maligne, consecinta fiind aparitia unor subpopulatii heterogene, din care unele sunt rezistente la diferite medicamente. Cea mai importanta mutanta este cea cu rezistenta medicamentoasa multipla, mediata de glicoproteina P, o glicoproteina membranara, care functioneaza ca o pompa de eflux, dependenta de energie. Pompa elimina activ din celula, o varietate de agenti citotoxici: alcaloizii din plante, antibioticele (dactinomicina, doxorubicina, daunorubicina) si unii agenti sintetici (melphalan). Celulele maligne mutante, care exprima gena codificatoare a glicoproteinei P, sunt rezistente la o larga varietate de medicamente anticanceroase.
Imunoterapia incearca sa distruga celulele maligne, prin manipulari de stimulare a reactivitatii a sistemului imunitar.
Injectarea citochinelor sau stimularea in vitro, cu IL-2, a limfocitelor autologe, obtinute din sangele pacientului, are efecte stimulatoare asupra raspunsului imun. Rareori s-a produs remisiunea completa a neuroblastomului, a carcinomului renal sau a melanomului malign, ceea ce evidentiaza ca raspunsul imun fata de aceste neoplazii poate fi stimulat.
Cea mai obisnuita forma de terapie imuna a neoplaziilor este utilizarea anticorpilor monoclonali (AMC) cu specificitate tumorala, cuplati cu toxine (toxina difterica, toxina de ricin) sau cuplati cu agenti chimici (M31, medicamente citotoxice), ce suprima proliferarea celulara. In ansamblu, terapia cu AMC nu a reusit. Cele mai frecvente tumori (de colon, de san, de plaman, de prostata) poarta antigene proteice intracelulare, inaccesibile AMC. Strategiile chimioterapeutice au progresat mult si ofera mai multe sanse de reusita, la un pret de cost inferior.
in tratamentul limfoamelor celulelor B se folosesc AMC anti-idiotipici fatade imunoglobulina membranara a limfomului.
Stimularea nespecifica a tesutului limfoid este o metoda terapeutica introdusa de G. Mathe. El a administrat BCG pentru terapia leucemiilor limfoblastice la copii. Remisiunile se prelungesc ca durata. Celulele de Corynebacterium parvum au efecte antitumorale, in asociere cu chimioterapia, iar celule de C. parvum si BCG injectate direct in masa tumorii, inhiba cresterea tumorii. Antigenele bacteriene stimuleaza imunitatea mediata celular. Celulele limfoide sunt atrase in numar mare la locul injectarii si actiunea lor este orientata asupra celulelor tumorale. Macrofagele se activeaza la contactul cu antigenele bacteriene si dobandesc proprietati citotoxice fata de celulele tumorale, evidentiate in vitro.
Interferonul a (produs de leucocite) se utilizeaza in tratamentul unor leucemii si in tratamentul limfoamelor, dar este toxic, ceea ce impune limitarea dozei. Majoritatea pacientilor, dupa administrarea interferonului, fac un "sindrom al starii gripale": febra, senzatie de frig, dureri de cap, dureri musculare. Aceste simptome diminua pe parcursul terapiei si sunt controlate, partial, cu diferiti agenti farmacologici.
Imunoprofilaxia cu vaccinuri, pentru anumite virusuri, a avut succes la animale. Boala lui Marek, produsa de un herpesvirus, este o maladie limfoproliferativa la puii de gaina. Incidenta leucemiei felinelor a scazut, ca rezultat al unui program de vaccinare. Nu exista vaccinuri protectoare fata de neoplaziile umane.