Особенности ангиогенеза при различных опухолях

1. д.м.н. Степанова Е.В. Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН Особенности ангиогенеза при различных опухолях

2. Кровоснабжение (васкуляризация) опухоли «Опухоль – это незаживающая рана» • Большие опухоли • васкулярные • метастатический потенциал • Малые опухоли (1–2мм) • аваскулярные • «молчащие» Ангиогенный «переключатель» Гиперэкспрессия ангиогенных факторов, таких как VEGF Bergers G, et al. Nat Rev Cancer 2002;3:401–10

3. Стимуляторы: VEGF, bFGF и др. Деление, миграция, образование новых сосудов, чувствитель-ность к апоптозу Опухолевые клетки Незрелый, активированный сосуд TGF- Ang-1 Анг-2 Дестабилизация сосудов под действием Анг-2 Созревание сосудов при снижении уровня Анг-2 Зрелый, стабильный сосуд Краткая схема механизмов опухолевого ангиогенеза

4. Экспрессия VEGF и его рецепторов при злокачественных новообразованиях

5. Особенности кровоснабжения опухоли Нормальная ткань толстой кишки Рак толстой кишки В опухоли образуется хаотичная кровеносная сеть, сосуды извиты, высокопроницаемы, встречаются геморрагии. Konerding et al. In Molls and Vaupel, eds. Blood Perfusion and Microenvironment of Human Tumors, 2002

6. Особенности кровеносных сосудов опухоли Электронная микроскопия опухолевой микроваскулярной сети: Потеря четкой иерархичности сети, артериолы, кипилляры и венулы не определяются Электронная микроскопия нормальной микроваскулярной сети: Четкая организация в артериолы, капилляры и венулы

7. Оценка васкуляризации опухоли – важная биологическая характеристика Рак почки. Окрашивание антителами к CD34

8. Оценка васкуляризации опухоли – важная биологическая характеристика • Рост всех злокачественных опухолей является зависимым от количества сосудов • Оценка кровоснабжения опухоли является маркером прогноза течения заболевания, наличия метастазов • Прогностическая значимость показана для опухолей легкого, молочной железы, толстой кишки и других опухолей

9. Современные возможности клинического изучения ангиогенеза Иммуногистохимческиеметоды - экспрессия стимуляторов ангиогенеза (VEGF, bFGF и другие) - экспрессия ингибиторов ангиогеназа (тромбоспондин и другие) - экспрессия других факторов, ассоциированных с ангиогенезом - количество сосудов в опухоли, выявляемых с помощью CD31, CD34 и VIII фактора Биохимические методы - содержание стимуляторов неоангиогенеза в крови (VEGF, ангиогенин) - содержание ингибиторов неоангиогенеза (ангиостатин, эндостатин, вазостатин, и др) Иммунологические методы - количество клеток-предшественников эндотелиальных клеток в крови - количество апототических эндотелиальных клеток Генетические методы - полиморфизм генов, участвующих в ангиогенезе - мутации генов, участвующих в ангиогенезе

10. 1 Низкая МПС 0,75 Высокая МПС 0,5 Безрецидивная выживаемость 0,25 р=0,02 120 180 0 60 250 (мес) Высокая максимальная плотность микрососудов (МПС) опухоли – неблагоприятный фактор прогноза при РМЖ Больные с высокой МПС имеют высокий риск метастазирования (66%), медиана безрецидивной выживаемости 76 мес (95%CI 48-104 мес). Больные с низкой МПС имеют низкую частоту метастазирования (20%), медиана безрецидивной выживаемости не достигнута.

11. р0,001 ГиперэкспрессияVEGF предсказывает прогноз течения плоскоклеточного рака легкого IВ (T2N0M0) Экспрессия VEGF+сочетается с низкой безрецидивной выживаемостью

12. Кровоснабжение опухоли: основные механизмы Эндотелиальные клетки Васкулогенез VEGF/VEGFR2 Интуссусцептив-ный ангиогенез PDGF-B/Ang Лимфатические клетки Клетки-предшественники ЭК Опухолевые клетки Дедиференцированные опухолевые клетки Лимфоангиогенез VEGF-С/VEGFR3 Ангиогенез VEGF/VEGFR2 Ко-опция Tie-2/Ang Васкулогенная мимикрия

13. Васкулогенная мимикрия – формирование каналов, ограниченных опухолевыми клетками Термин был введен в 1999 году по аналогии с васкуляризацией трофобласта • Основные методы детекцииваскулогенной мимикрии в ткани опухоли • PAS окрашивание реактивом Шиффа, • ИГХ окрашивание антителами против коллагена IV, ламинина , 5 цепи ламинина

14. Различные виды PAS-структур в ткани рака почки (окрашивание реактивом Шиффа, х200) сети паралелльные с пересечением арки Структуры васкулогенной мимикрии в ткани рака почки CD31/CD34 и PAS структуры, х200 Гематоксилин и эозин, х400 ИГХ, ламинин, х200 Исследования проведены совместно с Гуторовым С.Л.

15. Частота встречаемости васкулогенной мимикрии при злокачественных новообразованиях человека • По данным литературы: • Рак простаты • Глиобластома • Глиома • Рак гортани • Остеосаркома • и другие

16. Среднее количество микрососудов в в областях опухолей без васкулогенной мимикрии значительно больше, чем с мимикрией (р<0,05)

17. Наличие васкулогенной мимикрии при раке почки коррелирует с укорочением безрецидивной выживаемости Отсутствие ВМ Безрецидивная выживаемость Наличие ВМ Безрецидивная выживаемость Время, месяцы Время, месяцы

18. Поиск веществ, блокирующих васкулогенную мимикрию • Показано, что многие ингибиторы ангиогенеза (эндостатин, ангиостатин, и другие) не блокируют васкулогенную мимикрию • В экспериментах in vivo было показано, что при возникновении резистентности к антиангиогенной терапии в опухоли наблюдается формирование васкулогенной мимикрии Гетеротрансплантат меланомы В16-F10 при лечении ингибитором PKС

19. Антиангиогенная терапия

20. Особенности опухолевых кровеносных сосудов Размер пор между эндотелиальными клетками зависит от типа опухолей и варьирует от 380 до 2000 нм Нормальные сосуды имеют межэндотелиальные щели размером 6-7 нм

21. Опухолевые сосуды являются высокопроницаемыми • белкам плазмы могут выходить за пределы сосудов и формировать матрикс, активирующий миграцию эндотелиальных клеток при ангиогенезе 1 • увеличивается интерстициальное давление, которые препятствует диффузии больших молекул (н-р, химиопрепаратам или антителам) внутрь опухоли 2 • усиливается локальную гипоксию3 1Pettersson A, et al. Lab Invest 2000;80:99–1152Netti PA, et al. Proc Natl Acad Sci U S A 1999;96:3137–42 3Shweiki D, et al. Proc Natl Acad Sci U S A 1995;92:768–72

22. «Нормализация» опухолевого кровотока – один из важных механизмов действия антиангиогенной терапии Антиангиогенная терапия Нормальная кровеносная сеть Опухолевый ангиогенез Нормализация кровотока Неадекватное кровоснабжение • Снижение гипоксии • Снижение интерстициального давления в опухоли • Повышение доставки химиопрепаратов

23. Изменение уровня биологических маркеров через 12 дней после введения Авастина • Снижение интенсивности кровотока на 40-44% • Снижение количества микрососудов внутри опухоли в 2 раза • Увеличение апоптоза опухолевых клеток в 2 раза • Снижение интерстициального давления внутри опухоли в 4 раза

24. Антиангиогенные препараты в клинической онкологии

25. Поиск маркеров резистентности опухоли к антиангиогенной терапиии новых мишеней является актуальной задачей Механизмы резистентности к антиангиогенной терапии • Низкая чувствительность к стимуляторам и ингибиторам ангиогенеза (полимрфизм генов) • Снижение чувствительности опухолевых клеток к гипоксии • Влияние опухолевого микроокружения • Компенсаторный эффект

26. Особенности ангиогенезаin vivo

27. Типы клеток, регулирующие ангиогенез Иммунные клетки Опухолевые клетки Протеазы Опухоль-активированные фибробласты VEGF VEGFR2 Перициты PDGF PDGRβ Эндотелиальные клетки

28. Опухоли, имплантированные мышам, характеризуются слабым развитием стромального компонента внутри опухоли РМЖ-4 T47D Рак молочной железы человека Опухоли молочной железы, имплантированные мышам

29. РТК-9 Рак толстой кишки человека Опухоль толстой кишки, имплантированные мышам

30. Количество CD34-положительных сосудов в опухолях человека

31. Различия между предклинической и клинической эффективностью антиангиогенных препартов