Η Θέση των λυοσωματων
στους γυναικολογικους κακοήθεις όγκους
Α. Καπερώνης- Β. Τσάπανος-Β.Τζιγγούνης
Οι κακοήθεις νεοπλασίες
του γυναικείου γεννητικού συστήματος αποτελούν από τις πιο σημαντικές αιτίες
θανάτου στον σύγχρονο δυτικό κόσμο. Ο καρκίνος του μαστού, καθώς και ο καρκίνος
των ωοθηκών κατέχουν τις υψηλότερες θέσεις στην παγκόσμια κατάταξη των αιτίων
θνησιμότητας των γυναικών και ιδιαίτερα αυτών που βρίσκονται σε εμμηνόπαυση.
Ο καρκίνος του τραχήλου της μήτρας την τελευταία πεντηκονταετία παρουσίασε μια
θεαματική μείωση στις ΗΠΑ της τάξεως του 70%. Το γεγονός αυτό αποδίδεται στον
εκτεταμένο προληπτικό έλεγχο με το Τεστ Παπανικολάου που ενώ άλλοτε αποτελούσε
τον πρώτο γυναικείο καρκίνο, σήμερα βρίσκεται στην 13η θέση.
Ο καρκίνος του ενδομητρίου παρουσίασε μία έξαρση στην δεκαετία του 1970 λόγω
της αυξημένης χορήγησης οιστρογόνων σαν θεραπεία υποκατάστασης, σε εμμηνοπαυσιακές
γυναίκες. Στην δεκαετία του 1980 είχαμε μια απότομη πτώση της εμφάνισης του
καρκίνου του ενδομητρίου λόγω της χρησιμοποίησης της προγεστερόνης στην θεραπεία
υποκατάστασης, σε συνδυασμό βέβαια και με την μείωση σε οιστρογόνα των χαπιών
που χρησιμοποιούντο στην ανωτέρω θεραπεία. Τα τελευταία χρόνια η συχνότητα εμφάνισης
του έχει μείνει σταθερή, και δεν κατατάσσεται στις πιο συχνές αιτίες θνησιμότητας
από γυναικολογικό καρκίνο. Ο καρκίνος του αιδοίου, και των σαλπίγγων βρίσκονται
σε πιο χαμηλές θέσεις αιτίων γυναικολογικής θνησιμότητας.
Η πρόκληση που υπάρχει σήμερα στον επιστημονικό κόσμο του σύγχρονου δυτικού
κόσμου, εγκειται, αφ ενός μεν στην αύξηση της πρόληψης σε όσο το δυνατό μεγαλύτερο
πληθυσμιακό εύρος και την παράλληλη βελτίωση των μεθόδων πρωϊμης διάγνωσης του,
αφ ετέρου δε στην εξέλιξη της θεραπευτικής παρέμβασης στις ασθενείς με γυναικολογικό
καρκίνο, στο επίπεδο του γονιδιακού τους υλικού.
Στο σημείο αυτό χρήζει ιδιαίτερης αναφοράς η πρωτεωμική, ενας νέος σημαντικός
βιοτεχνολογικός τομέας ερευνάς, που έχει αντικείμενο μελέτης, την καταγραφή
και κατανόηση των αλληλεπιδράσεων του συνόλου των πρωτεϊνών ενός οργανισμού.
Μετά την αποκρυπτογράφηση του ανθρωπίνου γονιδιώματος, οι ερευνητές εστιάζουν
την προσοχή τους στην μελέτη του ανθρώπινου "πρωτεώματος". Ο ορός
αναφέρεται στο σύνολο των πρωτεϊνών που παράγονται από τα κύτταρα και τους ιστούς
του ανθρώπου. Οι πρωτεΐνες είναι τα δομικά και λειτουργικά συστατικά του οργανισμού,
ενώ το γονιδίωμα είναι το αρχείο πληροφοριών που ρυθμίζει τη σύσταση και την
παραγωγή τους. Ολα τα κύτταρα ενός οργανισμού έχουν κοινό γονιδιακό υλικό, διαφέρουν
όμως σε μια υποομάδα γονιδίων, που κωδικοποιούν πρωτεΐνες χαρακτηριστικές για
κάθε κυτταρικό τύπο. Επιπροσθέτως, οι πρωτεΐνες που παράγουν τα παθολογικά κύτταρα,
διαφέρουν συνήθως ποιοτικά η και ποσοτικά από τις αντίστοιχες των φυσιολογικών
κυττάρων.
Η ανωτέρω διαπίστωση εισάγει αυτόματα τον κεντρικό ρόλο που κατέχουν στις γυναικολογικές
κακοήθειες τα λυοσώματα και τα παραγώμενα από αυτά ένζυμα.
Πριν αναφερθούμε εκτενέστερα στον ρόλο των λυσοσωμάτων στους κακοήθεις γυναικολογικούς
όγκους, κρίνεται απαραίτητη μια σύντομη αναφορά στις τεχνικές της πρωτεωμικής,
που εφαρμόζονται στην διάγνωση του καρκίνου σε πρωϊμο στάδιο.Η ηλεκτροφόρηση
δύο διαστάσεων, η οποία συνοδεύεται από την ταυτοποήση των πρωτεϊνών με φασματοσκοπία
μάζας, αποτελεί την πρωταρχική τεχνική που χρησιμοποιείται εδώ και αρκετά χρόνια,
στην κλασσική πρωτεωμική ανάλυση, με στόχο την ανακάλυψη νέων βιολογικών δεικτών
για την διάγνωση του καρκίνου σε πρώιμο στάδιο και την παρακολούθηση της πορείας
της νόσου. Μια παραλλαγή της ηλεκτροφόρησης δύο διαστάσεων είναι η διαφορική
ηλεκτροφόρηση μέσα στο πήκτωμα (differential gel electroforesis DIGE), η οποία
βελτιώνει την επαναληψιμότητα και την ευαισθησία της ηλεκτροφόρησης δυο διαστάσεων,
καθώς και την ικανότητα της για ποσοτικές εκτιμήσεις. Μια σημαντική τεχνική
για την γρήγορη ταυτοποίηση βιολογικών καρκινικών δεικτών και πρωτεωμικών προτύπων
στο πρωτέωμα τόσο ιστών όσο και σωματικών υγρών, είναι η τεχνολογία φασματοσκοπίας
μάζας SΕLDI -ΤΟF(surface enhanced LASER disorption ionization time-of-flight)
η οποία οδηγεί, μεσα σε σε μερικά λεπτά, σε ένα πρωτεωμικό αποτύπωμα η, “γραμμικό
κώδικα” (bar code) του υλικού που αναλύεται. Από τα ανωτέρω προκύπει ποσό επίκαιρος
είναι ρόλος των λυοσωμάτων που με την έκκριση ενζύμων από μέρους τους, μπορεί
να διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στην πρωϊμη ανίχνευση κακοηθών γυναικολογικών
όγκων. Τα λυοσώματα είναι μια κατηγορία οργανιδίων του κυτταροπλάσματος διαμέτρου
0, 5-0, 6μ, περιβάλλονται από μια μεμβράνη, και περιέχουν ένζυμα υδρόλυσης που
δρουν σε pΗ όξινο.
Ενζυμα που περιέχονται στα λυσοσώματα ήπατος γαλής, εχουν απομονωθεί και μελετηθεί
ευρέως. Αξίζει να αναφέρωμε την οξική ριβονουκλεάση, οξική δεσοξυριβονουκλεάση,
οξική φωσφατάση, φωσφοπρωτεϊνοφωσφατάση, κατεπσίνες, κολλαγενάση, α-μαννοσιδάση,
Β-Ν ακετυλογλυκοσαμινιδάση, β-γλυκουρονιδάση, β-γαλακτοσιδάση, α- μαννοσιδάση,
και την αρυλσουλφατάση. Τα λυσωσώματα μπορούν να βρεθούν σε διαφορετικά στάδια
που αντιστοιχούν σε διαφορετικές μορφές με τις οποίες παρουσιάζονται. Σαν πρωταρχικά
λυσοσώματα, και σαν δευτεροπαθή λυσοσώματα. Τα πρωταρχικά λυσοσώματα η σώματα
αποθήκευσης είναι προϊόντα του συστήματος Colgi. Η σύνθεση τους περιλαμβάνει
τον σχηματισμό των ενζύμων στο άδρό (ανώμαλο), ενδοπλασματικό δίκτυο, το πέρασμα
τους στο σύστημα Colgi, οπου μπορούν να συνδεθούν με σάκχαρα, ελευθερούμενα
στην συνέχεια σαν σωματίδια πλούσια σε ένζυμα περιβαλλόμενα από μεμβράνη.
Όταν ένα κύτταρο με το μηχανισμό της φαγοκύττωσης η της πινοκύττωσης, απορροφήσει
στο εσωτερικό του στερεό η υγρό υλικό αντίστοιχα, τα φαγοσώματα ή τα πινοσώματα
μπορούν να συναντήσουν πρωταρχικά λυσοσώματα και διαμέσου της ενώσεως των μεμβρανών
τους, να δημιουργήσουν τα δευτεροπαθή λυσοσώματα.
Μετά την ένωση του πρωταρχικού λυσοσώματος με το φαγόσωμα η το πινόσωμα εμφανίζονται
καινούργιες ουσίες και μια αυξημένη δράση των ενζύμων υδρόλυσης.
Στο τέλος της ανάπτυξης τους τα δευτεροπαθή λυσοσώματα γίνονται υπολειμματικά
σωμάτια, δομές που περικλείονται από μια μεμβράνη και περιέχουν χρωστικές ουσίες,
μυελινικά σώματα, λιπίδια και υλικά διάφορης προέλευσης που είναι υπολείμματα
ουσιών που δεν υπέστησαν ολοκληρωτικά τον μηχανισμό της πέψης τους.
Μια άλλη ομάδα δευτεροπαθών λυσοσωμάτων είναι εκείνα των αυτοφαγικών κοιλοτήτων,
δομές που περικλείονται από μεμβράνη και περιέχουν μέρος των μιτοχονδρίων και
ριβοσωμάτων του κυττάρου. Προέρχονται από τμήματα του ομαλού ενδοπλασματικού
δικτύου και περικλείουν ένα μικρό τμήμα του κυτταροπλάσματος. Αυτές οι κοιλότητες
στην συνέχεια ενώνονται με τα πρωταρχικά λυσοσώματα με τον ίδιο τρόπο όπως τα
φαγοσώματα. Ο σχηματισμός των αυτοφαγοσωμάτων αποτελεί ένα αξιόπιστο μηχανισμό
"εσωτερικού ελέγχου" του κυττάρου γιατί έτσι αποβάλλει υλικό που έχει
υποστεί εξαλλαγή η γήρανση.
Τα ώριμα λυοσωμικά ένζυμα είναι γλυκοπρωτεΐνες ενσωματωμένες στην λιποπρωτεϊνική
μεμβράνη των οργανιδίων που λέγονται λυοσώματα. Οι πρόγονοι αυτών των ενζύμων
συνθέτονται επάνω στην μεμβράνη των πολυσωμάτων του ανώμαλου ενδοπλασματικού
δικτύου. Ακολούθως, η ταξινόμηση και η τοποθέτηση λυοσωμικών ενζύμων στον τελικό
τους προορισμό, κατευθύνεται από μια σειρά πρωτεϊνικά και υδατανθρακικά σήματα
αναγνώρισης, που είναι εντοπισμένα στα ένζυμα. Ένα τμήμα, πάνω από το 20% των
ωρίμων λυοσωμικών ενζύμων εκκρίνεται πρώτα στο εξωκυττάριο υγρό, και στην συνέχεια
ενσωματώνεται μετά από την σύνδεσητου με υποδοχείς της φωσφορικής-6-μαννόζης
που βρίσκονται στην επιφάνεια των κυττάρων, στο εσωτερικό του κυττάρου και αποθηκεύεται
στα λυοσώματα. Το επιστημονικό ενδιαφέρον που εκδηλώνεται για τον ποιοτικό η
ποσοτικό προσδιορισμό πρωτεϊνών η ενζύμων σε κακοήθεις όγκους, συμπίπτει απόλυτα
με μετρήσεις τριών λυοσωμικών ενζ ύμων, της α-μανοσιδάσης, β-γλυκουρονιδάσης,
β- γαλακτοσιδάσης, που έγιναν στο περιτοναϊκό υγρό μικρής ομάδας ασθενών, με
κακοήθεις όγκους καρκίνου ωοθηκών και καρκίνου του ενδομητρίου. Παρατηρήθηκε
μια αυξημένη δραστικότητα των ανωτέρω ενζύμων στις μετρήσεις που έγιναν. Η αιτία
στην οποία οφείλεται αυτή η αύξηση παραμένει άγνωστη. Μπορεί να οφείλεται σε
διαταραχή της τελικής αποθήκευσης των ενζύμων στα λυοσώματα, η σε διαταραχή
του μηχανισμού εκριοης-ανάκτησης των λυοσωμικών ενζύμων. Επιπρόσθετα, η αυξημένη
εξωκυττάρια συγκέντρωση των λυοσωμικών ενζύμων σε ασθενείς με γυναικολογικό
καρκίνο, μπορεί να οφείλεται σε μια αυξημένη ενζυματική σύνθεση από την πλευρά
των κακοηθών κυττάρων, η από αυξημένο αριθμό νεκρών κυττάρων. Συμληρωματικές
μελέτες χρειάζονται να γίνουν ακόμα, όσο αφορά την ποιοτική και ποσοτική μέτρηση
πρωτεϊνών η ενζύμων, σαν δείκτη πρωϊμης διάγνωσης ασθενών με γυναικολογικές
κακοήθειες. Τα λυσοσώματα με τα εκκρινόμενα από αυτά ένζυμα, φαίνεται να κατέχουν
σημαντική θέση στην προσπάθεια έγκαιρης διάγνωσης του γυναικολογικού καρκίνου.
Summary
In the Western countries the gynecologic cancer, especially breast and ovarian
cancer, are in the first positions, as causes of death in women population.
New technics of proteins and enzymes measurment in the malignant tumors, are
in processes instrument for the early identification of the gynecologic cancer.
The role of lysosomial enzymes and their activity, are determinant in the first
stages identification of the gynecological malignancies.
ΒιβλιογραφIα
1. Spitznagel J.K, G.Dalledorf M.S.Leffel:"Characterization of Azurophil
and specific Granules purified from Human Polymorfonuclear Leucocytes"
Lab.Invest. 30, 774(1974).
2. Murphy P. The neutrophil, Plenum Publishing Co New York 1976. S.Kornfeld
Trafficking of lysosomal enzymes in normal and disease states. J.Clin Invest
1986;77:l-6.
4. Ericson AH, Blobel G. Early events in the biosynthesis of lysosomal hydrolases:
their synthesis in bound polysomes and the role of co and post-tranlational
processing in determining their subcellular distribution.J.Cell Biol 1982;93:135-43.
5. Liotta L, and Pettricoin E. Molecular profiling of human cancer.Nature Rev
Genet.2002, l:48-52.
6. Gavin AC, et al.Functional organization of the vest proteome by systematic
analysis of protein complexes.Nature.2002, 415:141-7.
7. Petricoin EF, et al. Use of proteomic patterns in serum to identify ovarian
cancer. Lancet 2002, 359:572-7.
