CD133+ buňky (nádorové kmenové buňky) v nádorech dětského věku – pilotní studie.

Úvod

Kmenové nádorové buňky (CSC z angl. cancer stem cells) jsou subpopulací nádorových buněk odpovědných za vznik a vývoj onemocnění. U CSC stejně jako u nenádorových kmenových buněk se předpokládá asymetrické dělení zajišťující sebeobnovu kmenových buněk i vznik buněk více diferencovaných, které se dále množí [1]. Experimentální studie ukazují, že tyto buňky jsou již v malém množství schopny přenést nádor při transplantaci imunodeficitním myším [2], jsou rezistentní k řadě cytostatik, k radioterapii i k hypoxii, mají schopnost tvorby kolonií in vitro a vývoje více linií [3, 4]. Soudí se, že tyto buňky jsou odpovědné za metastazování.

K detekci CSC je používáno více různých metod – průkaz exprese různých proteinů, schopnost vylučovat některé cizorodé látky, tvorba kolonií in vitro a poměrně náročné experimenty na zvířatech. CD133 je transmembránový glykoprotein z rodiny 5TM proteinů (synonymum promin 1). Je kodován genem PROM1 na chromosomu 4p15, jeho funkce není dosud známá. Obsahuje extracelulární N-konec, dvě krátké intracelulární smyčky, dvě dlouhé extracelulární smyčky a intracelulární C-konec. Je lokalizován na mikroklcích a jiných výchlipkách plasmatické membrány a na apikálním ale ne na baso-laterálním povrchu epiteliálních buněk. Exprimován je na hematopoetických, endoteliálních, neuronálních a gliálních progenitorových buňkách a na CSC řady nádorů. CD133+ buňky z nádorových linií jsou chemorezistentní. Nádory s vysokým zastoupením CD133+ buněk mají horší prognózu. [5].

Cíle

Cílem naší práce bylo získat údaje o výskytu CD133+ buněk v nádorech dětského věku a o jejich možném prognostickém významu.

Metoda a pacienti

Zastoupení CD133+ buněk v homogenátech nádorové tkáně jsme zjišťovali průtokovou cytometrií za použití protilátky anti CD133/2 PE (Miltenyi Biotec GmbH, Bergisch Gladbach, SRN). Vyšetřili jsme 40 nádorů (neuroblastom 9, mozkové nádory 8, sarkomy měkkých tkání 7, osteosarkom 3, nefroblastom 2, hepatoblastom 2, po jednom mesoblastickém nefromu, Burkitově lymfomu, Ewingovu sarkomu, nazofaryngeálním karcinomu, histiocytoze z Langerhansových buněk, teratom s maligní složkou, maligním rhabdoidním nádoru srdce, cystickém a papilárním nádoru pankreatu a karcinom nadledviny).

Výsledky a diskuze

Průměrná hodnota zastoupení CD133+ buněk byla 7,78 s.d. 18,82 rozmezí 0,2-97, po vyloučení čtyř extrémně vysokých hodnot nad 20% byl průměr 2,73 a s.d. 3,7. Vyšší podíl CD133+ buněk obsahovaly mozkové nádory (průměr 8,48, s.d. 13,47), sarkomy měkkých tkání (průměr 3,99, s.d. 6,27) a neuroblastomy (průměr 3,67, s.d. 6,65). Extrémní zastoupení CD133+ buněk bylo v embryonálním paratestikulárním rabdomyosarkomu – 19%, anaplastickém ependymomu – 43%, maligním rahbdoidním nádoru srdce – 51% a solidním papilárním nádoru pankreatu – 97%. Rhabdoidní nádory mají velmi špatnou prognózu. V literatuře je popsaný vysoký výskyt CD133+ buněk v rhabdoidních nádorech CNS. CD133+ buňky izolované z těchto nádorů jsou schopné vyvolat tvorbu nádorů po transplantaci SCID myším [ 6 ]. Solidní papilární nádor pankreatu je nízce maligní nádor, který metastazuje zřídka, proto je velké zastoupení CD133+ buněk překvapivé. Je otázkou, zda tyto CD133+ buňky byly skutečně kmenové. Vyšší zastoupení bylo u dvou z ependymomů: recidiva ependymomu grade 2 po operaci bez chemoterapie 10,4% a anaplastický ependymom 43% CD133+ buněk, další dva anaplastické ependymomy však obsahovaly pouze 1,04% a 2,7%. Vysvětlením může být to, že ependymomy pocházejí pravděpodobně z embryonální radiální glie, které exprimují CD133.

Nenalezli jsme signifikantní vztah k předchozí chemo a/nebo radioterapii. Protože nádory u dětí léčených předchozí chemoterapií neměly vyšší zastoupení CSC, nelze spekulovat o tom, že CSC ‘vždy více přežívají chemoterapii’. Menší bylo zastoupení u recidiv po chemoterapii, rozdíl byl na hranici statistické významnosti (p< 0,075). Vyšší zastoupení CD133+ buněk bylo v primárních nádorech pacientů s hematogenními metastázami (průměr 11,37, s.d. 19,86), ale rozdíl nebyl statisticky významný.

Souhrn

Naše první výsledky ukazují, že zastoupení CD133+ buněk v nádorech významně kolísá a liší se u jednotlivých histologických typů, ale kolísá i v rámci jednotlivých nádorůu rhabdomyosarkomu 0,4%-97%. Zatím se nepodařilo nalézt statisticky významný vztah k diagnóze, metastázám, recidivě, ani k věku. U některých nádorů bylo jejich zastoupení extrémně vysoké. Předmětem dalšího studia budou zvláště neuroblastomy, ependymomy a embryonální rabdomyosarkomy a srovnání primárního záchytu a recidivy. Informace o zastoupení CD133+ buněk může být významným prognostickým nebo prediktovním znakem, protože experimentální studie prokazují jejich chemorezistenci [3,4].

Literatura:

1. Kell SE et al: PLoS ONE 2010; 5: e10035
2. Mizrak D et al: J Pathol 2008; 214: 3
3. Vangipuram SD et al: Pediatr Blood Cancer. 2010;54:361
4. Jiang X et al: BMC Cancer. 2010 Mar 26;10:116
5. Neuzil J et al: Biochem Biophys Res Commun 2007; 355:85
6. Chiou S-H et al.: PLOSOne 2009; 3. doi:10.10371

Tato práce vznikla za finanční podpory MSMT (VZ č. MSM0021620813) a GAČR (č.projektu P301/10/0356).