eISSN: 1897-4309
ISSN: 1428-2526
Contemporary Oncology/Współczesna Onkologia
Current issue Archive Manuscripts accepted About the journal Supplements Addendum Special Issues Abstracting and indexing Subscription Contact Instructions for authors
SCImago Journal & Country Rank
3/2004
vol. 8
 
Share:
Share:
more
 
 

Activity of cancer procoagulant and cathepsin D in breast cancer

Sławomir Dariusz Szajda, Michał Jankowski, Beata Zalewska, Bożena Kożuszko, Wojciech Gabrylewski, Zdzisław Skrzydlewski

Współcz Onkol (2004) vol. 8; 3 (132–135)
Online publish date: 2004/04/22
Article file
- Aktywność.pdf  [0.16 MB]
Get citation
ENW
EndNote
BIB
JabRef, Mendeley
RIS
Papers, Reference Manager, RefWorks, Zotero
AMA
APA
Chicago
Harvard
MLA
Vancouver
 
 
WSTĘP
Tkanki nowotworowe wytwarzają immunogenne substancje wydzielane do krwi lub innych płynów ustrojowych, nazwane biochemicznymi markerami nowotworowymi [1]. Oznaczanie tych markerów wykorzystywane jest do wykrywania, rozpoznawania nowotworu oraz monitorowania leczenia chorych [2]. Rolę markerów nowotworowych mogą pełnić enzymy: prokoagulant nowotworowy (cancer procoagulant CP) i katepsyna D.
Prokoagulant nowotworowy (CP) jest proteinazą cysteinową, która występuje w surowicy krwi i w tkankach rakowych osób chorych na nowotwory, a nie występuje u ludzi zdrowych [3]. Wysoką aktywność CP stwierdzono w surowicy krwi chorych z rakiem szyjki macicy i trzonu macicy [4], rakiem jajnika [4, 5] oraz rakiem piersi [6, 7].
Katepsyna D jest proteinazą aspartylową, która wchodzi w skład kaskady proteolitycznej, biorącej udział w inwazji nowotworowej i tworzeniu przerzutów [8]. Wysoką aktywność tego enzymu zaobserwowano u chorych z rakiem endometrium i rakiem szyjki macicy [9] oraz u chorych z rakiem jajnika [10].

Celem pracy było określenie aktywności prokoagulanta nowotworowego (CP) i katepsyny D w surowicy krwi i w tkankach nowotworowych pobranych od kobiet z rakiem sutka oraz w odpowiednim materiale kontrolnym, jak również próba oceny przydatności tego badania w diagnostyce onkologicznej sutka.

MATERIAŁ I METODY
Materiał badany – krew i tkanki, pobrano od kobiet z rozpoznanym histopatologicznie rakiem sutka, przed wdrożeniem chemioterapii oraz radioterapii. Krew pobierano z żyły łokciowej w sposób typowy, przed zabiegiem operacyjnym. Tkanki raka sutka i fragmenty zdrowych tkanek sąsiadujących z nowotworem pobrano w czasie zabiegu operacyjnego. Badaniem objęto 8 pacjentek w wieku od 38 do 82 lat oraz 10 kobiet zdrowych (wolontariuszek) w wieku od 21 do 33 lat, które stanowiły grupę kontrolną.
Aktywność CP w surowicy krwi oznaczano metodą Gordona i Bensona [11] i wyrażono ją czasem krzepnięcia w sekundach (s). Aktywność CP w 10-proc. homogenatach tkankowych oznaczano specyficzną dla tego enzymu metodą spektrofotometryczną wg Colucci i wsp. [12] i wyrażano ją ilością uwolnionej p-nitroaniliny w nmol pNa/ml. Aktywność katepsyny D oznaczano metodą Folina-Ciocalteau w modyfikacji miedziowej [13], wyrażając ją ilością uwolnionej tyrozyny w nM Tyr/ml/24 godz. w surowicy krwi i w nM Tyr/ml/2 godz. w przypadku badania aktywności katepsyny D w tkankach. Wyniki opracowano statystycznie przy użyciu testu Manna-Whitneya. Za poziom istotności statystycznej różnic przyjęto p<0,05.

WYNIKI
Z przeprowadzonych badań wynika, że aktywność prokoagulanta nowotworowego (CP) mierzona czasem krzepnięcia w surowicy krwi chorych na raka sutka wynosi 144±17,0 s, natomiast aktywność tego enzymu w surowicy krwi zdrowych kobiet wynosi 279,3±31,7 s. Procentowy wzrost aktywności CP w raku sutka wynosi 94 proc. (tabela). Aktywność katepsyny D mierzona przyrostem tyrozyny kwasorozpuszczalnej w surowicy krwi chorych z rakiem sutka wynosi 175,6±35,9 nM Tyr/ml/24 godz., a kobiet zdrowych 76,8±17,9 nM Tyr/ml/24 godz., co świadczy o wzroście aktywności o 129 proc. w porównaniu z grupą kontrolną. Aktywność CP w homogenatach tkanek raka sutka ma wartość 50,2±13,5 nmol pNa/ml, a w homogenatach tkanki prawidłowej 20±2,1 nmol pNa/ml. Wzrost aktywności CP wynosi w tym przypadku 151 proc. wartości uzyskanych w grupie kontrolnej. Aktywność katepsyny D w homogenatach tkanki raka sutka wynosi 299,1±28,3 nM Tyr/ml/2 godz., a w homogenatach tkanki zdrowej sutka 61,4±9,0 nM Tyr/ml/2 godz. Wzrost aktywności katepsyny D wynosi 387 proc. w porównaniu do aktywności stwierdzonej w grupie kontrolnej. We wszystkich badanych przypadkach różnice między aktywnością CP i aktywnością katepsyny D w materiale badanym i kontrolnym są istotne statystycznie (p<0,001).

OMÓWIENIE WYNIKÓW
Badane enzymy: prokoagulant nowotworowy (CP) i katepsyna D biorą udział w rozwoju choroby nowotworowej. Oznaczanie ich aktywności może mieć w onkologii dużą wartość diagnostyczno-prognostyczną.
Aktywność prokoagulacyjną wykazuje badana surowica krwi i tkanki raka sutka. Stwierdzono, że aktywność CP w surowicy krwi chorych z rakiem sutka rośnie prawie 2-krotnie, a w tkankach zmienionych nowotworowo ponaddwukrotnie w porównaniu do materiału kontrolnego. Tkanki nowotworowe wytwarzają substancje o charakterze prokoagulantów [14]. Obserwowane znaczne skrócenie czasu krzepnięcia osocza bez czynnika VII sugeruje, że badany prokoagulant nowotworowy bezpośrednio aktywuje czynnik X bez udziału czynnika VII [11]. Prokoagulant niezależny od czynnika VII i bezpośrednio aktywujący czynnik X występuje również w doświadczalnym raku płuca Lewisa, w czerniaku B16, mięsaku J.W., włókniakomięsaku mF56 [15] i raku Walkera [16]. Mielicki i wsp. [17] badali CP w nowotworze Guerin epithelioma i zaobserwowali związek między poziomem prokoagulanta nowotworowego a masą guza. Wykazano wzrost aktywności CP w okresie intensywnego wzrostu guza i spadek w fazie terminalnej.
Donatii i wsp. [18] stwierdzili w białaczkach zależność pomiędzy przebiegiem choroby a aktywnością CP. Prokoagulant nowotworowy nie był obecny w komórkach szpiku w okresie remisji, natomiast jego obecność ujawniła się w przypadku nawrotu choroby, w okresie jeszcze przed wystąpieniem objawów, co może sugerować możliwość wykorzystania badania CP do monitorowania przebiegu choroby i wczesnego ujawnienia wznowy [18, 19]. Kożuszko i wsp. [2] stwierdzili, że aktywność CP u chorych na raka przełyku, raka żołądka i raka jelita grubego po radykalnym zabiegu operacyjnym wyraźnie obniżała się, natomiast w przypadku zabiegu nieradykalnego lub stwierdzenia przerzutów nie ulegała zmianie.
Z uzyskanych danych eksperymentalnych wynika, że aktywność katepsyny D w surowicy krwi pacjentek z rakiem sutka jest przeszło 2-krotnie wyższa w porównaniu do aktywności tego enzymu w surowicy krwi zdrowych kobiet. Natomiast aktywność katepsyny D w homogenatach tkanki raka sutka jest prawie 5-krotnie wyższa od aktywności tego enzymu w homogenatach tkanki zdrowej sutka. Wyniki badania wskazują na wyraźny związek między poziomem aktywności tego enzymu a występowaniem choroby nowotworowej. Istnieje wiele danych literaturowych potwierdzających udział enzymów proteolitycznych w rozroście tkanek nowotworowych [1, 8]. Katepsyna D jest jednym z enzymów kaskady proteolitycznej, zaangażowanej w proces inwazji nowotworowej i tworzenie przerzutów [8]. Duża aktywność proteolityczna katepsyny D powoduje degradację białek substancji międzykomórkowej i błony podstawnej, a także aktywację, przez ograniczoną proteolizę, proenzymów katepsyny B i L [8]. Katepsyna D bierze udział w uwalnianiu czynników wzrostu, np. b FGF (czynnik wzrostu fibroblastów) [20]. Procesy te odgrywają istotną rolę w kancerogenezie dzięki stymulacji neoangiogenezy. Na aktywność proteolityczną katepsyny D może wpływać wiele czynników, takich jak wewnątrzkomórkowe pH, produkty metabolizmu, hormony, czynniki wzrostu, inhibitory [21]. Nie można wykluczyć, że większa aktywność katepsyny D w homogenatach tkanek raka sutka jest spowodowana przez niekontrolowane działanie jednego z tych czynników, który w procesie nowotworzenia wpływa na aktywność enzymu.

Katepsyna D jest enzymem lizosomalnym, obecnym w prawidłowych komórkach. Wydzielana jest w nadmiarze przez komórki raka sutka na skutek indukcji estrogenami [22]. Przy użyciu różnych technik (immunohistochemia, hybrydyzacja in situ, ELISA, blotting) wykazano 2-50-krotny wzrost ekspresji katepsyny D w komórkach nowotworowych sutka w porównaniu z komórkami fizjologicznej tkanki sutka lub fibroblastami [22]. Wzrost ekspresji katepsyny D zaobserwowano także w komórkach nowotworowych endometrium i szyjki macicy [10], wątrobiaka, czerniaka [23] i nowotworach innych tkanek [21].
Wyniki przeprowadzonych badań aktywności CP i katepsyny D w przypadkach raka sutka potwierdzają, że enzymy te można uważać za biochemiczne markery nowotworowe, które mogą być przydatne w diagnostyce onkologicznej.

WNIOSKI
1. Aktywność CP i katepsyny D w surowicy krwi kobiet z rakiem sutka oraz w homogenatach tkanek raka sutka jest znacznie wyższa niż w surowicy krwi kobiet zdrowych i w tkankach niezmienionych nowotworowo.
2. Oznaczania aktywności CP i katepsyny D w surowicy krwi kobiet z rakiem sutka mogą być wykorzystane w diagnostyce onkologicznej.
PIŚMIENNICTWO
1. Szymendera J, Góźdź SS. Rola krążących markerów nowotworowych w diagnostyce i monitorowaniu leczenia chorych na nowotwory. Nowotwory 1995; 45: 369-83.
2. Kożuszko B, Skrzydlewska E, Snarska J, et al. Cancer procoagulant as a marker in monitoring the therapy in cases of oesophageal, stomach and colorectal cancer. Folia Histochem Cytobiol 2001, 39, (supl. 2): 104-5.
3. Mielicki W. Biochemistry of cancer procoagulant. Haemostasis 2001; 31 (suppl. 1): 8-10.
4. Szajda SD, Jóźwik M, Wiśniewski R, Skrzydlewski Z. Aktywność prokoagulanta nowotworowego (CP) w surowicy krwi w przypadkach nowotworów narządów płciowych u kobiet. Współcz Onkol 2002; 6: 571-4.
5. Snarska J, Szajda S, Skrzydlewski Z, Kożuszko B. Ocena wartości diagnostycznej prokoagulanta nowotworowego w przypadkach raka trzustki, wątroby i jajnika. Pol Merkuriusz Lek 2003; 15: 123-4.
6. Mielicki WP, Tenderenda M, Rutkowski P, Chojnowski K. Activation of blood coagulation and the activity of cancer procoagulant in breast cancer patients. Cancer Lett 1999; 146: 61-6.
7. Rucińska M, Furman M, Skrzydlewski Z, Zaremba E. Activity of cancer procoagulant (CP) in serum of patients with cancer of lung, breast, oesophagus and colorectum. Acta Biochem Pol 1997; 44: 109-12.
8. Tomaszewski JJ, Tomaszewski T. Enzymy lityczne w proliferacji nowotworowej. Diagn Lab 1991; 27: 56-62.
9. Scambia G, Benedetti Panici P, Ferrandina G, et al. Significance of cathepsin-D expression in uterine tumours. Eur J Cancer 1995; 31: 1449-54.
10. Scambia G, Brnedetti P, Ferrandina G, et al. Cathepsin D assay in ovarian cancer: correlation with pathological features and receptors for oestrogen, progesterone and epidermal growth factor. Br J Cancer 1991; 64: 182-4.
11. Gordon SG, Benson B. Analysis of serum cancer procoagulant activity and its potential as a tumor marker. Thromb Res 1989; 56: 431-40.
12. Colucci M, Curatolo L, Donati MB, Semeraro N. Cancer cell procoagulant activity: evaluation by an amidolytic assay. Thromb Res 1980; 18: 589-95.
13. Barret AJ. Proteinases in mammalian cells in tissues. North-Holland Publishing Company, Amsterdam, New York, Oxford 1977; 46-135.
14. Żurawski P, Grygoruk M, Worowski K. Prokoagulant nabłoniaka Guerin. Acta Hemat Pol 1985; 16: 52-64.
15. Roncaglioni MC, Falanga A. Enzymatic and immunologic characterization of a cysteine proteinase procoagulant in serveray murine metasstasizing tumors. XIth International Congress on Thrombosis and Haemostasis. Thromb Hemost 1978; 58: 234.
16. Gordon SG, Sloane B, Cross B, et al. Purification and characterization of two procoagulants from Walker 256 carcinosarcoma tumors. XIth International Congress on Thrombosis and Haemostasis. Thromb Hemost 1987; 58: 235.
17. Mielicki WP, Wierzbicki R. CP in serum of rats during development of experimental epithelioma. Int J Cancer 1990; 45: 125-6.
18. Donati MB, Falanga A, Consonni R. CP in acute non lymphoid leukemia relationship of enzyme detection to disease activity. Thromb Hemost 1990; 64: 1116-9.
19. Falanga A, Alessio MG, Donati MB, Barbui T. A new procoagulant in acute leukemia. Blood 1988; 71: 870-5.
20. Ensoli B, Markham P, Kao V. Block of AIDS-Kaposi’s sarcoma (KS) cell growth, angiogenesis, and lesion formation in nude mice by antisense oligonucleotide targeting basic FGF. A novel strategy for the therapy of KS. J Clin Invest 1994; 94: 1736-46.
21. Leto G, Gebbia N, Rausa L, Tumminello FM. Cathepsin D in the malignant progression of neoplastic disease. Anticancer Res 1992;
12: 235-48.
22. Cavailles V, Rochefort H. Cathepsin D gene of human MCF 7 cells contains estrogen-responsive sequences in its 5 proximal flanking region. Biochem Biophys Res Commun 1991; 174: 816-24.
23. Maguchi S, Taniguchi N, Makita A. Elevated activity and increased mannose-6-phosphate in the carbohydrate moiety of cathepsin D from human hepatoma. Cancer Res 1988; 48: 362-67.
ADRES DO KORESPONDENCJI
dr n. med. Sławomir Dariusz Szajda
Samodzielna Pracownia Biofarmacji
Akademia Medyczna
ul. Mickiewicza 2c
15-089 Białystok
tel./faks + 48 85 748 56 07
e-mail: spoak@amb.edu.pl

Copyright: © 2004 Termedia Sp. z o. o. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0) License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/), allowing third parties to copy and redistribute the material in any medium or format and to remix, transform, and build upon the material, provided the original work is properly cited and states its license.
Quick links
© 2019 Termedia Sp. z o.o. All rights reserved.
Developed by Bentus.
PayU - płatności internetowe