Przegląd Urologiczny 2011/2 (66) wersja do druku | skomentuj ten artykuł | szybkie odnoœniki
 
strona główna > archiwum > Przegląd Urologiczny 2011/2 (66) > Biologia raka naciekającego błonę mięśniową...

Biologia raka naciekającego błonę mięśniową pęcherza moczowego

Zagadnienie dotyczące biologii raka naciekającego błonę mięśniową pęcherza moczowego jest kluczowe w urologii, gdyż odpowiedzi otrzymane na pytania pojawiające się podczas opracowywania tego tematu będą miały wpływ na leczenie pacjentów. Pierwszym nasuwającym się pytaniem jest to, czy rak naciekający błonę mięśniową jest prostym efektem wzrostu raka nienaciekającego. Dla urologa ma to szczególnie istotne znaczenie, gdyż wiąże się z przewlekłym leczeniem „powierzchownego raka pęcherza” czy też leczeniem nienaciekającego mięśniówki raka pęcherza moczowego (non-muscle invasive bladder cancer - N-MIBC). Dawniej raki te zaliczano do jednolitej grupy, obecnie jest dużo wątpliwości związanych z taką ich klasyfikacją. Pytanie to jest szczególnie istotne, gdyż odpowiedź na nie determinuje zarówno czas, jak i sposób leczenia pacjentów. Kolejne pytanie dotyczy czynników warunkujących potencjał onkologiczny raka pęcherza, czyli zdolności do szybkiego naciekającego wzrostu, tworzenia przerzutów i oporności na leczenie systemowe. Odpowiedź na to pytanie jest szczególnie trudna, gdyż zależy od rozwoju badań w zakresie biologii molekularnej i genomiki. Praktyka kliniczna wykazuje, iż najprawdopodobniej nie uzyskamy jednego markera, na podstawie którego będzie można wyrokować o potencjale raka pęcherza moczowego u danego pacjenta. Analizując 10-letnie przeżycie chorych bez wznowy raka pęcherza w zależności od stopnia zaawansowania i zajęcia węzłów chłonnych (ryc. 1) łatwo można się przekonać, iż stadium, w którym rak nacieka błonę mięśniową (T2), nie jest przełomowe dla rozwoju tego nowotworu [1, 2]. Z drugiej strony w warunkach klinicznych jest to stadium istotne, bo w punkcie tym (T2) diametralnie zmienia się sposób leczenia pacjenta - z „przewlekle” stosowanych elektroresek- cji na cystektomię radykalną. Jest w tym pewna sprzeczność i odczuwalny dysonans. Skąd to wynika? Wydaje się, iż podpowiedzi należy szukać właśnie w biologii komórek raka pęcherza moczowego, ich zachowaniu, potencjale mitotycznym, budowie, nie zaś poprzez analizę stopnia zaawansowania raka. Przecież to stopień złośliwości raka jest jednym z najważniejszych czynników prognostycznych dla pacjentów z rakiem urotelialnym pęcherza moczowego, co potwierdzają liczne badania [3-11]. Dlatego też niezwykle istotne jest odróżnianie raków niskozróżnicowanych (high-grade), mających w swoich komórkach liczne aberracje chromosomowe i inne mutacje, od raków wysokozróżnicowanych (low-grade), w których liczba wspomnianych zaburzeń jest na pewno mniejsza i zróżnicowana jakościowo [12].

Rycina 1
Dziesięcioletnie przeżycie chorych bez wznowy raka pęcherza moczowego w zależności od stopnia zaawansowania i stanu zajęcia węzłów ch łonnych (rycina zmodyfikowana wg Stein i wsp., 2001; Mor gan i Clark, 2010). Na czerwono zaznaczono stadium naciekające błonę mięśniową T2
Rycina 2
Akumulacja różnych zaburzeń genetycznych determinujących powstanie raka pęcherza moczowego. W jednym pęcherzu mogą powstać r óżne raki o różnych ?podłożach? (wg Hoglund, 2007 i Cordon-Cardo, 2000)

Jak wobec tego opisać biologię raka pęcherza moczowego? Najbardziej racjonalnym opisem będzie opis obejmujący zarówno genotyp, jak i cechy fenotypowe tego raka. Problem polega jednak na tym, iż opis biologiczny jest niemożliwy do przyjęcia przez klinicystów, gdyż sama charakterystyka nie ma cech przydatnych w praktyce. Spróbuję zatem wyjaśnić, co należy rozumieć pod pojęciem genotyp i fenotyp raka pęcherza moczowego. Badanie histopatologiczne obejmuje na pewno opis fenotypu guza, w tym jego budowę i czynności komórek nowotworowych. Cechą fenotypu z pewnością jest stopień złośliwości raka określany jako grade. Niektórzy badacze potwierdzają, że stopień zaawansowania raka (stage) jest również wyrazem fenotypu raka, inni zaś, że jest to tylko moment czasowy, w którym zdiagnozowano chorobę. Odpowiedź na to pytanie nie jest prosta, ale na pewno przybliży odpowiedź na główne pytanie artykułu - jaka jest biologia raka pęcherza moczowego. Ogniska raka w jednym pęcherzu moczowym mogą mieć różny stopień złośliwości i zaawansowania, gdyż mogą powstać w wyniku zaburzeń genetycznych o różnym stopniu nasilenia i różnych mutacji (ryc. 2) [13, 14]. Stopień zaawansowania raka jest z pewnością związany z rodzajem i rozległością zaburzeń (mutacje) w obrębie DNA. Celowo posłużono się w tym wypadku starym systemem klasyfikacji zaawansowania raka pęcherza, aby uwypuklić zróżnicowanie form w zależności od stopnia i przede wszystkim rodzaju zaburzeń genetycznych. Raki o groźnym fenotypie (o złośliwości G3) wynikają z mutacji w obrębie grupy genów, do której należy P53 [15, 16]. Trudności w określeniu zdolności guza do progresji wynikają z różnych sposobów rozprzestrzeniania się raka w obrębie pęcherza (ryc. 3). Istnieje kilka koncepcji tłumaczących sposób rozprzestrzeniania się raka w obrębie całego pęcherza. Spekuluje się, iż rak może rozprzestrzeniać się przez ekspansję komórek w obrębie nabłonka. Tę koncepcję może potwierdzać obserwowane zjawisko ekspansji do głębszych warstw pęcherza moczowego (np. T2a do T2b). Innym sposobem rozprzestrzeniania się raka w obrębie nabłonka jest możliwość migracji komórek. Zjawisko to nie jest ostatecznie udowodnione. Trzeci sposób rozprzestrzeniania raka pęcherza moczowego może polegać na swobodnej wędrówce oderwanych komórek od masy guza i wszczepianiu się ich w innych miejscach błony śluzowej. Zjawisko to nie jest także do końca udokumentowane i ma charakter hipotetyczny. Te trzy sposoby prowadzić mogą do powstania raków (monoklonalnych) o identycznym fenotypie i genotypie (ryc. 3). Model ten mógłby w prosty sposób odpowiedzieć na pytanie, czy rak naciekający błonę mięśniową jest prostym efektem wzrostu raka nienaciekającego. Należy jednak pamiętać, iż na ten model nakłada się drugi, związany z możliwością jednoczasowego powstania raków o różnym (raki oligoklonalne) fenotypie i genotypie (ryc. 3) w oparciu o nabłonek zawierający różne mutacje (ryc. 2). Próba znalezienia odpowiedzi dotyczącej biologii raka naciekającego błonę mięśniową pęcherza moczowego musi być poparta zagadnieniami związanymi z regulacją cyklu komórkowego i naprawy DNA.

Rycina 3
Trudności w określeniu zdolności do progresji raka pęcherza moczowego wynikają z różnych sposobów rozprzestrzeniania się raka w obrębie pęcherza (wg Hoglund, 2007)
Rycina 4
Uproszczone szlaki powstania guzów papilarnych i niepapilarnych. Czerwone strzałki oznaczają wielopoziomowe uszkodzenia genów kontrolujących naprawę DNA i regulację podziałów komórkowych (np. P53, RB, PTEN i innych), które to zjawisko prowadzi do niestabilności genetycznej i powstania fenotypu raka inwazyjnego

Raki pęcherza moczowego o dużym potencjale do tworzenia przerzutów wymagają obecności wielu mutacji w genach kontrolujących naprawę DNA i przebieg cyklu komórkowego. Przykładami takich genów są P53 czy retinoblastoma (RB) [17]. Raki takie charakteryzują się fenotypem o niskim stopniu zróżnicowania (high- -grade). Progresja raków niskozróżnicowanych niezależnie od ich morfologii, egzofitycznej lub też litej, do raków naciekających błonę mięśniową i dających przerzuty do węzłów chłonnych związana jest z wielopoziomowym uszkodzeniem systemu naprawy DNA oraz zmutowanymi białkami niekontrolującymi właściwie przebiegu cyklu komórkowego [15, 18-20]. Trudność w ich diagnozowaniu polega na tym, iż uszkodzenia prowadzące do powstania fenotypu charakteryzującego się zdolnościami do progresji, naciekania i zdolności do przerzutów są wielopoziomowe i pełne ich wykrycie jest obecnie trudne. Dyrskjotowi i wsp. (2005) mimo bardzo dokładnej analizy wielu mutacji nie udało się w pełni przewidzieć, który rak pęcherza moczowego będzie ulegał progresji, a który nie [21]. Wnikliwa analiza genomu nie znalazła do tej pory zastosowania w klinice ze względu na stopień komplikacji i czasochłonność metody. Hitchings i wsp. (2004) oraz Shariat i wsp. (2007) próbowali z pewnym uproszczeniem zastosować analizy wielopoziomowego uszkodzenia DNA w raku pęcherza i wnioskować na tej podstawie o złośliwości nowotworu u pacjenta [22, 23]. Analizowali oni prawdopodobieństwo przeżycia bez wznowy po cystektomii radykalnej w zależności od nieprawidłowej budowy wybranych białek związanych z regulacją cyklu komórkowego i naprawą DNA, takich jak P53, P21, P27 i RB. Im więcej białek poddano analizie, tym wynik w lepszym stopniu charakteryzował właściwości nowotworu, a więc pozwalał przewidzieć los pacjenta. Problem polega jedynie na tym, iż nie ustalono do tej pory, które białka należy brać pod uwagę w kontekście podjęcia właściwej terapii i prognozy dalszego przebiegu choroby.

Nie wszystkie raki pęcherza moczowego pozostaną „powierzchowne”, ale też nie wszystkie będą naciekać błonę mięśniową

Rozpoznanie genotypu raka pęcherza moczowego jest zadaniem trudnym i złożonym, a co za tym idzie określenie jego fenotypu, czyli stopnia złośliwości i stadium zaawansowania (T). Należy przeto zwracać pilną uwagę na różne cechy morfologiczne raka pęcherza moczowego, które wynikają z mutacji genów odpowiedzialnych za jego biologiczne funkcje. Takim rakiem jest rak naciekający błonę mięśniową pęcherza moczowego, będący tematem tego opracowania. Należy jednak podkreślić, iż istotne informacje dotyczące raka pęcherza naciekającego błonę mięśniową można uzyskać jedynie analizując jego formy rozwojowe nienaciekające warstwy mięśniowej. W przypadku naciekającego błonę mięśniową raka pęcherza istotne informacje dotyczące jego biologii zawarte są najprawdopodobniej w formach go poprzedzających, a więc w fazach Tis, Ta oraz T1.

Z punktu widzenia klinicysty najistotniejsze jest odróżnienie raków, których fenotyp nie zdradza cech inwazyjności, czyli raków nieinwazyjnych (Ta). W rakach tych obecne są częste zaburzenia dotyczące wzrostu ekspresji onkogenów RAS i FGFR3, dodatkowo stwierdza się utratę ramienia długiego chromosomu 9. Zaburzenia te nie stanowią punktu zwrotnego w progresji raka pęcherza, choć niewątpliwie przyczyniają się do powstania niektórych jego form (ryc. 4). W praktyce klinicznej istotne jest wyodrębnienie grupy raków o dużym potencjale do naciekania, czyli tych, które przekształcą się w raki o stopniu zaawansowania T2. To są nowotwory opisywane jako carcinoma in situ (Tis) oraz raki inwazyjne (T1). W nowotworach tych następuje utrata funkcji genów supresorowych kontrolujących cykl komórkowy i naprawę DNA. Do genów kontrolujących i odpowiadających za prawidłowy cykl komórkowy zalicza się m.in. geny P53, RB, PTEN, geny kinaz zależnych od cyklin, geny kodujące białka systemów naprawy DNA i odpowiedzialne za wycinanie zasad azotowych i nukleotydów (ryc. 4) [24].

W przypadku raka pęcherza moczowego, w którym zaobserwowano utratę systemu naprawy DNA i zaburzenia kontroli podziałów komórkowych, z dużym prawdopodobieństwem można przypuszczać, że przekształci się on w raka naciekającego błonę mięśniową. Proces ten występuje w rakach o stopniu zaawansowania Tis i T1, ale może dotyczyć również raka w stopniu zaawansowania Ta (ryc. 4). Z drugiej strony obecność mutacji w takich genach, jak P53 czy RB, mimo że jest oczywista w rakach w stopniu zaawansowania T2, nie wnosi wiele informacji dla ich biologii, bo są to naciekające niskozróżnicowane raki o złym rokowaniu. Rola tych mutacji jest istotna we wcześniejszych fazach rozwoju nowotworu, gdyż jest kluczowa w momencie, w którym następuje zmiana formy nieinwazyjnej raka w postać inwazyjną. Problem polega na tym, iż momentu tego nie można wychwycić obecnie stosowanymi metodami diagnostycznymi. Stwierdza się go z reguły w czasie kolejnej kontroli cystoskopowej lub w wyniku niedoszczętnej elektroresekcji. Prawidłowe leczenie raka pęcherza moczowego polega na rozważeniu leczenia operacyjnego radykalnego w wypadku, kiedy rak ma zdolności do inwazji, a nie może być radykalnie usunięty z pęcherza, np. T1 wieloogniskowy, nawrotowy T1, T1 współistniejący z Tis, nawrotowy Tis i wiele innych form charakteryzujących się niskim zróżnicowaniem. Z punktu widzenia klinicznego to inwazja raka do błony podstawnej (od Ta do T1) jest wskaźnikiem raka o właściwościach tworzenia przerzutów, np. „rak Ta low-grade” traci na wielu poziomach zdolność do naprawy DNA oraz kontroli cyklu komórkowego i staje się „rakiem T1”, czyli ma zdolność rozprzestrzeniania się poza nabłonek (ryc. 4). Z biologicznego punktu widzenia niskozróżnicowany rak T1 nie różni się od raka w stopniu zaawansowania T2 [25-27]. Dlatego też istnieją liczne dylematy diagnostyczne, a jednym z najtrudniejszych jest próba rozstrzygnięcia kwestii, czy pacjent, u którego zdiagnozowano wstępnie raka pęcherza moczowego w stopniu zaawansowania T1, na pewno jest w stadium T1, a nie T2. Rozważania te całkowicie pomijają zagadnienia związane z techniką elektroresekcji, pobieraniem i opisywaniem wycinków, jak i ich oceną. Dylematem diagnostycznym związanym z tym zagadnieniem jest współobecność raka pęcherza moczowego Ta i carcinoma in situ, bo to implikuje powstanie raka inwazyjnego T1 high-grade, a następnie stadium T2. Niedoszacowanie stopnia zaawansowania raków T1 high-grade w preparatach całego pęcherza wynosi od 30% [28-31]. Te dane wskazują jasno, iż biologia raka pęcherza naciekającego błonę mięśniową jest ściśle związana z biologią raka Ta-T1 i Tis, stąd też rak pęcherza moczowego w stopniu zaawansowania T1 jest groźną chorobą. Stopień zaawansowania T1 wskazuje również na to, iż w raku tym doszło do wielopoziomowych uszkodzeń w materiale genetycznym, które doprowadziły do powstania fenotypu komórek zdolnych naciekać głębsze warstwy ściany pęcherza (T2-T4) i tworzyć przerzuty. Nasuwa się zapewne pytanie, dlaczego rak w stopieniu zaawansowania T1 nie wiąże się z częstym powstawaniem przerzutów do węzłów chłonnych i dlaczego granica, od której raka pęcherza leczy się metodą cystektomii radykalnej znajduje się „w miejscu T2”. Agresywność raka pęcherza u danego pacjenta zależy w dużym stopniu od odległości naczyń krwionośnych i limfatycznych od ogniska nowotworu. Nabłonek pęcherza nie ma naczyń, a strukturą oddzielającą go od unaczynienia jest właśnie błona podstawna. Błona podstawna ze względu na brak jej unaczynienia oraz zbitą strukturę macierzy zewnątrzkomórkowej jest naturalną barierą ograniczającą rozprzestrzenianie się raka pęcherza moczowego o fenotypie przerzutowym, czyli np. raka T1. To powoduje, iż komórki, dopóki nie przekroczą bariery błony podstawnej, nie dostają się od krwiobiegu i naczyń limfatycznych i nie tworzą przerzutów. Trudno jednoznacznie stwierdzić, czy granica stadium T2 nadal pozostanie tym etapem, w którym raka pęcherza moczowego należy leczyć w sposób bardzo radykalny. Wynika to z podobieństwa biologicznego raków w stopniu zaawansowania T1 i T2. Pojawia się coraz więcej doniesień naukowych o radykalnym leczeniu raków T1 high-grade (dawniej T1G3). Przykłada się również coraz więcej uwagi do oceny głębokości naciekania błony podstawnej (T1a i T1b), jak i warstwy mięśniowej (T2a i T2b). Wszystko to są zwiastuny zmian, które nastąpią być może już w niedalekiej przyszłości.

Wnioski

  1. Potencjał onkologiczny raka przejściowokomórkowego predysponujący do naciekania wynika z powstania rozległych uszkodzeń materiału genetycznego na skutek wielopoziomowego uszkodzenia genów odpowiedzialnych za naprawę DNA i kontrolę cyklu komórkowego.
  2. Stadium zaawansowania T1 raka pęcherza moczowego jest biologicznym wskaźnikiem nabycia zdolności do naciekania ściany pęcherza i tworzenia przerzutów.
  3. Błona podstawna jest barierą mechaniczną oddzielającą raka charakteryzującego się wielopoziomowym uszkodzeniem DNA od naczyń krwionośnych i limfatycznych, co opóźnia proces tworzenia przerzutów.

dr hab. n. med. Tomasz Drewa, FEBU
Oddział Kliniczny Urologii Onkologicznej,
Centrum Onkologii im. F. Łukaszczyka w Bydgoszczy
Zakład Inżynierii Tkankowej, Katedra Biologii Medycznej,
Collegium Medicum UMK w Bydgoszczy