Эндометриоз определяется как наличие внематочной ткани эндометрия за пределами полости матки, чаще всего в яичниках и брюшине. Эндометриоз считается потенциальным преинвазивным состоянием и, согласно гистологической классификации опухолей яичников Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), классифицируется как опухолеподобное поражение. Хотя эндометриоз считается доброкачественным заболеванием, он имеет много признаков, характерных для рака: инвазия эпителиальной ткани эндометрия в удаленные органы, неконтролируемый рост, сниженный апоптоз, активация ангиогенеза [1, 2]. Более того, в экспериментах с мышами были получены убедительные доказательства способности эндометриоидной ткани к метастазированию путем миграции и приживления на многих органах брюшной полости [3].
Молекулярные и патогенетические исследования показали, что эндометриоз может потенцировать развитие злокачественных образований в пораженных участках ткани, особенно на яичниках [4]. В нескольких независимых эпидемиологических исследованиях было показано, что у пациентов с эндометриозом, особенно с глубоким инфильтративным эндометриозом (ГИЭ), риск возникновения рака яичников составил 0,3–0,8% и был в 2–4 раза выше, чем в контрольной группе [5, 6,]. В результате эндометриоза могут возникать чистые клеточные яичниковые или эндометриоидные карциномы и другие новообразования в яичниках, такие как серомуцинозный рак, серозные карциномы, аденосаркомы и стромальные саркомы эндометрия [4, 7].
Светлоклеточный и эндометриоидный рак яичников на сегодняшний день – единственные подтипы, для которых достоверно установлена прямая клональная связь между эндометриозом как прямым предшественником и раком [8–10]. Инфильтративный эндометриоз и эндометриоз-ассоциированные раки роднят также общие генетические и эпигенетические нарушения в геноме. С применением новых молекулярно-генетических технологий было показано, что в тканях эктопического эндометрия возникают соматические мутации и эпигенетическая инактивация в онкогенах р53, c-myc, ARID1A, PIK3CA, KRAS, PPP2R1A [10–12]. Микросателлитная нестабильность генома, как соматическая мутация, возникающая в результате нарушений системы репарации ДНК и характерная для многих раковых клеток, значительно чаще выявляется в тканях эктопического, чем эутопического эпителия [13, 14].
Как и при раке, воспаление играет важную роль в возникновении и прогрессировании эндометриоза. Воспалительные каскады приводят к активации металлопротеиназ, простагландинов, хемокинов и цитокинов, повышению уровней различных медиаторов воспаления в эндометрии, сыворотке крови, перитонеальной жидкости [15, 16,]. Интерлейкин-1β (IL-1β) усиливает пролиферацию клеток эктопического эндометрия, и этот пролиферативный эффект не проявляется в здоровых клетках эндометрия [17]. IL-1β запускает выработку IL-6 и IL-8, что приводит к усилению пролиферации и снижению апоптоза. Более того, перитонеальные мезотелиальные клетки способны высвобождать молекулы межклеточной адгезии-1 (ICAM-1), которые при участии IL-1 активируют ангиогенез в эктопическом эндометрии. Повышенная экспрессия металлопротеиназы, ядерного фактора NF-kB и IL-8 приводит к усилению адгезии стромы эндометрия к белкам внеклеточного матрикса, подавляя апоптоз и стимулируя рост эндометриальных клеток в строму пораженного органа [18]. Оксидативный стресс, обязательный фактор малигнизации опухолей, также играет важную роль в патогенезе эндометриоза. Он активирует сигнальную систему MAPK/ERK, чем усиливает пролиферативный процесс в эндометриоидной ткани в области поражения.
Herreros-Villanueva et al. в своем систематическом обзоре [1] предложили следующую схему развития эндометриоз-ассоциированного рака:
- в результате ретроградной менструации эндометриальные клетки сорбируются на поверхности внутрибрюшинных органов, в частности яичников;
- в результате воздействия изменившихся окружающих факторов, активации воспалительного процесса разрушается структура эктопического эндометрия и формируется атипичный эндометриоз;
- накопления генетических и эпигенетических мутаций и активация ангиогенеза включают процессы инвазии и активного роста эктопического эндометрия в толщу пораженного органа, а продолжающееся накопление мутаций, подавляющих апоптоз и усиливающих клеточную пролиферацию, приводит к трансформации атипичного эндометриоза в эндометриоз-ассоциированный рак.
Наличие общих характеристик развития эндометриоза, особенно ГИЭ, и рака позволяет предполагать не только одинаковый механизм патогенеза, но и общие подходы к терапии. Поэтому нельзя исключить, что многие факторы, используемые сегодня в качестве мишени для терапии рака, могут проявить себя аналогично и при эндометриозе. В этом отношении особый интерес представляют рецепторы эфринов (Eph), принадлежащие к крупнейшему семейству рецепторных тирозинкиназ, экспрессирующихся на поверхности эпителиальных клеток и являющихся ключевыми медиаторами как процессов эмбрионального развития, так и правильного функционирования организма взрослого человека [19].
Eph-рецепторы (Ephs) делятся на два класса, A и B, на основании гомологии их аминокислотной последовательности и аффинности связывания с их восемью лигандами (эфринами): девять представителей Eph класса A (EphA1–EphA8, EphA10) преимущественно связываются с пятью эфринами класса A (ephrin-A1–ephrin-A5) и пять Ephs класса B (EphB1–EphB4, EphB6) – с тремя эфринами класса B (ephrin-B1–ephrin-B3) соответственно [20]. И лиганды, и рецепторы являются мембраносвязанными белками, поэтому активация происходит при их межклеточном контакте – лиганд-связывающий домен рецептора взаимодействует с соответствующим доменом лиганда, экспрессируемого на поверхности другой клетки. Регуляторные процессы, осуществляемые посредством активации эфриновых рецепторов эфринами, экспрессируемыми в другой клетке, считаются каноническими сигнальными путями. При этом распространение сигналов идет двунаправленно: как в клетку, содержащую рецептор, так и в клетку, содержащую лиганд [21].
Система Eph/ephrin участвует в регуляции пролиферации как нормальных, так и опухолевых клеток. В норме благодаря взаимодействию рецептора и лиганда обеспечиваются направленный рост и торможение в процессе морфогенеза тканей и органов [22]. Но при опухолях происходит аберрантная повышенная экспрессия эфринов и их рецепторов, что радикально влияет на формирование злокачественности как посредством двунаправленной передачи сигналов, так и взаимодействуя с другими сигнальными системами в клетке [23]. В соответствии с их способностью либо подавлять, либо стимулировать онкогенность сигнальный ответ комплекса Eph/ephrin может или подавляться, или усиливаться до суперэкспрессии соответственно. При этом экспрессия рецептора и лиганда часто идет комплементарно: в клетках рака молочной железы, например, EphA2 сверхэкспрессирован по сравнению с нормальными клетками, тогда как содержание ephrin-А1, наоборот, снижено в тех же раковых клетках [24, 25].
Из эфриновых рецепторов класса А лучше исследованы EphА1 и EphА2, и они имеют наибольшую гомологию по аминокислотной последовательности. В присутствии лиганда ephrin-A1 оба рецептора активируются путем фосфорилирования подмембранного домена и дефосфорилирования серы в глубинном домене с разрушением S-S связи [26]. Далее сигнал распространяется на дефосфорилирование серин/треонинкиназы А1 (Akt), которая является ключевым фактором для ингибирования сигнальных путей Ras/Erk и PI3K/AKT/mTOR, что сопровождается активацией функции апоптоза и подавлением пролиферации и клеточной миграции и инвазии [27]. Такой путь развития сигнальной системы называется лиганд-зависимым. При раке это приводит к подавлению роста опухолевой ткани. В отсутствие лиганда (лиганд-независимый путь) активация рецептора способствует пролиферации опухоли, инвазии и метастазированию через перекрестные контакты с другими поверхностными рецепторами и стимулированию сигнальной системы Abl/Crk.
EphA1 и EphA2 могут действовать как промотор и как супрессор опухоли, в зависимости от их «статуса фосфорилирования». В частности, в клеточных линиях глиобластомы и рака предстательной железы было показано, что EphA2 стимулирует онкогенные сигналы, когда он избыточно экспрессируется и в отсутствие лиганда становится ключевым активатором сигнального пути Akt-mTORC1 [28]. И наоборот, фосфорилированный после стимуляции эфрином-A1 EphA2 блокирует активацию Akt. Открытие этой реципрокной петли между EphA2 и Akt помогло прояснить, по крайней мере частично, роль EphA2 в глиобластоме, и в настоящее время разрабатываются подходы к медикаментозному фосфорилированию рецептора с помощью специфических гаптенов для лечения глиобластомы [29]. Прямое подавление синтеза EphA1 с помощью системы геномного редактирования CRISPR/CAS9 приводило к подавлению в культивируемых клетках рака яичника пролиферации, инвазии и миграции, а также улучшало их прикрепление к внеклеточному матриксу [30].
Повышенная экспрессия EphA3 выявлялась при широком спектре раковых заболеваний, включая гепатоцеллюлярную карциному, рак желудка, глиобластому [31]. Подавление экспрессии рецептора, наоборот, ингибировало пролиферацию и канцерогенность раковых клеток в экспериментах как in vitro, так и in vivo [32, 33]. Кроме того, при полной блокировке (нокдаун) экспрессии EphA3 в экспериментах in vivo в опухолях снижалась плотность микрососудов и ингибировался ангиогенез через подавление активатора транскрипции сигнального пути эндотелиального фактора роста STAT3/VEGF. В то же время совершенно противоположно проявляется функция EphA3 при мелкоклеточном раке легкого [34]. При повышенной активности рецептора супрессируется рост опухоли, а при сниженной, наоборот, активируется пролиферация и подавляется апоптоз. Высокая экспрессия EphA3 в клетках рака легкого также сопровождалась снижением хеморезистентности опухоли за счет усиления апоптоза и индукции ареста клеток в фазах G0/G1, что было обусловлено снижением фосфорилирования и активацией сигнальных путей PI3K/BMX/STAT3. Наоборот, подавление EphA3 способствовало усилению клеточной хеморезистентности и прогрессированию заболевания [34].
Повышенная экспрессия мРНК и белка EphA4 выявлялась при раке желудка и поджелудочной железы и коррелировала с глубиной инвазии, метастатическими лимфатическими узлами, патологической стадией, отдаленными метастазами или рецидивированием заболевания [35]. Однако в другой работе противоположные результаты были получены при аденокарциноме легкого [36]. Если сверхэкспрессия EphA2 и ephrinA1 также коррелировала с тяжестью рака легкого, то повышенная экспрессия EphA4 ассоциировалась с улучшенным исходом заболевания. Сверхэкспрессия EphA4 снижала миграцию и инвазию клеток и не влияла на клеточный цикл, апоптоз или чувствительность к лекарственным средствам. Такое различие показывает, что EphA4 (возможно, и другие рецепторы) может действовать как опухолевый супрессор в одних тканях и как проонкогенный фактор – в других.
Рецепторы EphA5 и EphA7 также ингибируют пролиферацию, миграцию и инвазию в экспериментах на клеточных линиях рака легкого [37]. Более чем в 70% образцов ткани рака желудка человека иммуногистохимически была выявлена повышенная экспрессия EphA5. EphA7 активно транскрибируется при раке легкого. Подавление этой транскрипции с помощью антисмысловых РНК (siRNA) ингибировало пролиферацию, миграцию и инвазию раковой клеточной линии A549, а также снижало уровень экспрессии белка Bcl-2, являющегося ингибитором апоптоза [38]. Предполагается, что EphA7 может играть важную роль в патогенезе мелкоклеточного рака легкого путем регуляции экспрессии PTEN через PTEN/AKT-сигнальный путь [39].
Эфриновые рецепторы класса В (EphB) и их лиганды ephrin-B также являются промоторами или ингибиторами при многих типах рака [19, 20]. Аномально повышенная экспрессия EphB4 выявлялась во многих типах опухолей, таких как рак молочной железы, предстательной железы, толстой кишки, матки, меланома и рак яичников. Тирозинкиназа EphB4 ассоциируется с ангиогенезом, ростом опухоли и метастазированием, что делает ее ценной и привлекательной мишенью для разработки лекарственных препаратов для терапевтического применения. Однако роль EphB4 в развитии рака остается предметом дискуссий, поскольку было показано, что взаимодействия между EphB4 и лигандом могут как стимулировать, так и ингибировать рост раковых клеток в зависимости от соотношения уровней экспрессии рецептора и лиганда, которое не одинаково при разных типах опухолей [40]. После взаимодействия EphB4 с лигандом активируется антионкогенный путь Abl/Crk, сопровождающийся подавлением экспрессии матриксной металлопротеиназы-2. Интересно, что экспрессия EphB4 была подавлена в большинстве опухолевых клеток карциномы молочной железы человека, и только небольшая часть клеток на периферии опухолевой массы демонстрировала сверхэкспрессию. Это наблюдение может указывать на свойство эфриновых рецепторов к повышенной экспрессии преимущественно в активно делящихся раковых клетках, но не в глубинных слоях опухоли, где тормозятся пролиферативные процессы.
В отличие от других эфриновых рецепторов, EphB6 не имеет киназной активности, но влияет на проонкогенные функции других эфриновых рецепторов. В частности, на фоне суперэкспрессии EphB4 в клетках трижды негативного рака молочной железы EphB6 подавляет агрессивность опухоли путем стимулирования сигналов ERK/DRP1 в раковых клетках, способствуя фрагментации митохондрий и усилению индуцированного DR5 апоптотического ответа [41]. Mateo-Lozano et al. на модели животных показали, что EphB6 не оказывал канцерогенного эффекта в толстой кишке, а при повышенной экспрессии подавлял распространение метастазов в лимфатические узлы [42]. Высокая экспрессия EphB6 в Т-клетках при остром лимфобластном лейкозе детей сопровождается снижением лекарственной устойчивости к доксорубицину [43].
Эфриновые рецепторы и их лиганды также являются важнейшими молекулами на поверхности эндометрия, обеспечивающими прикрепление и дальнейшее развитие эмбриона внутри матки. На моделях мышей и свиней было показано, что эфриновые рецепторы EphA1, -A2, -А3 и -A4 экспрессируются на поверхности эпителиальных клеток эндометрия, тогда как их лиганды – на поверхности бластоцист, что говорит об их участии в прикреплении эмбриона в полости матки [44]. Вне беременности EphA1 одинаково экспрессируется как в секреторной, так и в пролиферативной фазе цикла [45, 46], тогда как Eph A2 интенсивнее экспрессируется в пролиферативной фазе цикла [46, 47].
В отношении участия эфриновых рецепторов в возникновении и развитии эндометриоза в литературе имеются лишь единичные работы. С использованием иммуногистохимической окраски с антителами против рецептора было выявлено, что EphA2 аномально повышенно экспрессируется в клетках эктопического эндометрия при инфильтративном колоректальном эндометриозе [47]. Исследование биопсийного материала из эндометрия методами количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени и дот-блоттинга было показано, что содержание мРНК EphA1 в 4,5 раза ниже у пациенток с эндометриозом по сравнению со здоровыми [48].
C помощью микрочиповой технологии в экспериментальной модели с мышами было установлено, что экспрессия гена EphA3 значительно снижена в эктопическом эндометрии по сравнению с эутопическим, сопровождаясь одновременной активацией сигнального пути mTOR [49]. Усиление экспрессии EphA3 путем трансфекции в клетку рецептор-продуцирующего вектора приводило к ингибированию сигнального пути mTOR, подавляло экспрессию ингибитора апоптоза bcl-2 и активировало аутофагию макрофагов.
Измененная экспрессия эфриновых рецепторов делает их перспективной мишенью для разработки новых технологий терапии не только раковых заболеваний, но и других пролиферативных патологий, в частности, эндометриоза. На сегодняшний день во многих лабораториях в качестве противоопухолевых препаратов испытываются пептиды и рекомбинантные антитела на основе лигандов, низкомолекулярные ингибиторы межбелковых взаимодействий, ингибиторы тирозинкиназ и микроРНК, которые изменяют функцию эфриновых рецепторов [50, 51]. Некоторые из разработок уже находятся на стадии 1-й или 2-й фазы клинических испытаний.
ГИЭ относится к наиболее тяжелой форме и составляет 33% в общей структуре больных эндометриозом. Отличительным признаком данного вида эндометриоза является прорастание эндометриоидных очагов в подлежащие органы и ткани, зачастую сопровождающееся нарушением функции пораженных смежных органов. Прорастание в мочевой пузырь и прямую кишку является угрожающим жизни пациентов осложнением. Такое агрессивное клиническое течение ГИЭ определяет его сходство с раком [2, 10].
Современная терапия направлена в основном на устранение симптомов эндометриоза, что малоэффективно и обладает рядом неблагоприятных побочных эффектов, таких как напряжение молочных желез, прибавка массы тела, возникновение отеков, появление ациклических кровянистых выделений, снижение минеральной плотности костной ткани при длительном использовании агонистов гонадотропин-рилизинг-гормона [52]. Хирургическое лечение с удалением очагов ГИЭ способствует только частичному улучшению качества жизни, сопряжено с тяжелыми осложнениями и имеет высокий процент рецидивов. Частота рецидивов после хирургического лечения колоректального эндометриоза достигает 50% в течение 5 лет [53, 54].
В настоящее время приоритетом является поиск патогенетической терапии эндометриоза, основанной на последних достижениях молекулярной биологии. Одним из направлений таких исследований может быть применение препаратов, подавляющих функцию эфриновых рецепторов. Это могут быть различные белковые и пептидные аналоги эфринов, а также ингибиторы транскрипции типа микроРНК и антисмысловых РНК. В частности, в наших исследованиях впервые показана гиперэкспрессия Eph-А2 в эпителиальных клетках эндометрия при ГИЭ, что позволяет сделать вывод о схожести патогенеза эндометриоза и рака и возможности применения EphА2 в качестве мишени для терапии эндометриоза [47]. Rudzitis-Auth J. et al. экспериментально на мышах показали, что прямое ингибирование функции гена EphВ4 подавляет ангиогенез и рост эндометриоидного поражения [55].
Заключение
Результаты исследований указывают на перспективность использования эфриновых рецепторов в качестве мишени для патогенетической терапии и профилактики рецидивов эндометриоза, в первую очередь тяжелых инфильтративных форм.
