CANCEROGENEZA

Oncobiologie Note de curs Conf. univ. dr. Mihai G. Man

NOTIUNI INTRODUCTIVE

Definitie: oncobiologia este stiinta de granita care se ocupa cu studiul aspectelor biologice ale bolii canceroase. Este clar ca aparitia tumorilor maligne (cancerului), evolutia si istoria sa naturala, tratamentul si prognosticul acestuia este apanajul oncologiei. Studierea mecanismelor intime ale oncogenezei si a modului cum raspunde organismul, sub aspect morfologic si functional, la agresiunea acestei boli sistemice, precum si la tratamentul specific, intr-un cuvant comportamentul biologic al tumorilor maligne, este de domeniul oncobiologiei.

CADRU GENERAL DESPRE BOALA CANCEROASA

In SUA in fiecare an , peste cca 1 milion de persoane afla ca au o forma de cancer. Din fericire multe din aceste tumori pot fi tratate si unele chiar vindecate. Totusi, conform cu prevederile SOCIETATII AMERICANE de CERCETARE a CANCERULUI, se estimeaza ca aceasta boala determina peste 500.000 decese anual in SUA, adica cca. 23% din totalitatea deceselor. Numai bolile cardio - -vasculare depasesc cancerul din punct de vedere al mortalitatii. Discutiile care urmeaza se refera la tumorile maligne prin comparatie cu cele benigne pentru a avea un tablou complet si a defini mai correct aspectele oncobiologiei.

Aplecandu-ne asupra caracteristicilor morfologice si de comportament al tumorilor canceroase, ne vom concentra asupra bazelor moleculare ale carcinogenezei. De asemenea vom discuta interactiile dintre boala si gazda, precum si raspunsul gazdei in prezenta tumorii si a tratamentului acesteia.

Desi discutia despre terapie in boala canceroasa , poate parea ca depaseste scopul modulului de master asupra oncobiologiei, totusi anumite aspecte, care sunt legate de supravietuirea peste 5 ani a bolnavilor tratati, ne indeamna sa ne aplecam si asupra terapiei tumorilor maligne.

DEFINITII:

Neoplazia in sens literal inseamna crestere de novo si orice surplus sau exces de tesut este denumit neoplazie. Termenul tumoare sau tumora a fost initial aplicat maririlor de volum determinate de inflamatii. Neoplasmele pot si ele induce mariri de volum dar folosirea termenului de neoplazie este

ONCOBIOLOGIE-MODUL MASTER ST.BIOMEDICALE-DR. M. MAN

cel mai adecvat pentru boala canceroasa decat altele cum ar fi : proces cariochinetic, proces de neoformatie, etc. Oncologia (de la termenul grecesc oncos=tumora) reprezinta studiul tumorilor, respectiv al neoplaziilor. Cancerul este termenul cel mai folosit pentru tumorile maligne. Desi originea straveche a acestui termen deriva din limba latina (cancer=crab), totusi exista o legatura cu modul de manifestare al acestei boli prin aceea ca un cancer adera la orice parte pe care o apuca si se tine de ea precum crabul care prinde cu clestii prada si nu o mai lasa.

Desi toti medicii stiu la ce se refera cand folosesc termenul neoplasm , totusi este dificil in mod surprinzator de a realiza o definitie foarte clara a acestuia. Eminentul oncolog britanic Sir RUPERT WILLIS a definit neoplazia cel mai corect: un neoplasm este o masa anormala de tesut a carui crestere este excedentara si necoordonata cu cea a tesuturilor normala si persista in aceeasi maniera excesiva dupa indepartarea stimulilor care au determinat initial modificarea. La aceasta caracterizare se poate adauga faptul ca aceasta masa anormala se dezvolta fara sens, se repercuta negativ asupra gazdei si este virtual autonoma. Prejudiciul adus gazdei este proportional cu masura in care tesutul neoplazic intra in competitie cu celulele si tesuturile normale, relativ la aportul energetic si substratul nutritiv. Pe masura ce aceste mase tumorale infloresc, la un pacient care deja era tarat, ele capata un grad din ce in ce mai mare de autonomie. Mai tarziu devine evident ca aceasta autonomie nu este completa. Toate aceste neoplazii depind in ultima instanta de gazda, in ceea ce priveste nutritia lor si aportul vascular; multe forme de neoplasme necesita in plus aport endocrin .

NOMENCLATURA:

Toate tumorile benigne si maligne au doua componente de baza:

1. Proliferarea celulelor neoplazice (parenchimul);

2. Stroma conjunctiva de suport formata din tesut conjunctiv si vase de sange (mezenchimul).

Desi celulele parenchimului reprezinta stratul proliferativ al neoplasmelor, determinandu-le natura, cresterea si evolutia neoplasmelor sunt fundamental dependente de stroma lor. O cantitate suficienta de sange adus prin intermediul stromei este necesar pentru cresterea tumorala, iar tesutul conjunctiv stromal asigura scheletul care sustine parenchimul. La anumite tumori, acest suport stromal este redus cantitativ, si astfel

tumora este moale si carnoasa. Adesea celulele parenchimatoase stimuleaza formarea unei strome abundente colagenoase, numite desmoplazie (tumori desmoplastice). Anumite tumori, cum ar fi anumite cancere mamare , sunt dure ca piatra sau schiroase. Nomenclatura tumorii se bazeaza totusi pe aspectul componentei sale parenchimatoase.

TUMORI BENIGNE:

In general acestea sunt denumite prin atasarea sufixului om la denumirea celulei de origine. Tumorile derivate din celulele mezenchimului sunt denumite de obicei dupa aceasta regula. De exemplu o tumora benigna derivata din celule fibroblastice se numeste fibrom. O tumora cartilaginoasa se numeste condrom, iar o tumora din osteoblaste este denumita osteom. In contrast nomenclatura tumorilor epiteliale benigne este mai complexa. Ele sunt clasificate ca denumire in mod variat, unele pornind de la numele de baza al celulei din care deriva, altele se denumesc dupa aspectul arhitecturii microscopice, iar altele dupa aspectul macroscopic.

Adenomul este termenul aplicat tumorilor benigne epiteliale, care formeaza modele glandulare, ca si tumorilor derivate din glande, dar care nu reproduc in mod obligatoriu un model glandular. Pe aceasta baza, o tumora benigna epiteliala care deriva din celulele tubilor renali formand numeroase glande mici impachetate in cuiburi se numeste adenom, la fel ca si masele eterogene din celule ale medulosuprarenalei ale, caror cresteri nu prezinta un model distinct. Tumorile benigne epiteliale care prezinta, macroscopic sau microscopic, aspecte asemanatoare unor prelungiri digitiforme de pe suprafetele epiteliale, se denumesc papiloame. Acelea care formeaza mase mari chistice, ca de exemplu la nivelul ovarului, sunt numite chistadenoame. Anumite tumori prezinta aspecte papilare care patrund in spatiile chistice si se denumesc chistadenoame papilare. Cand o tumora, benigna sau maligna, produce o proiectie vizibila macroscopic dincolo de suprafata mucoasei (de exemplu in lumenul gastric sau al colonului) se denumeste polip. Termenul de polip ar trebui sa se restranga numai la tumorile benigne.Polipii maligni sunt mai bine descrisi ca polipi cancerosi.TUMORILE MALIGNE:

Nomenclatura tumorilor maligne urmeaza de obicei aceiasi schema folosita pentru cele benigne, cu anumite adaugiri. Tumorile maligne derivate

din tesutul mezenchimal sunt de obicei denumite sarcoame (din limba greaca in care sar inseamna carnos) din cauza ca au putin tesut conjunctiv stromal si, deci, sunt carnoase (fibrosarcom, liposarcom, lieomiosarcom, rabdomiosarcom,etc). Cancerele derivate din celule epiteliale, din oricare strat al celulelor germinale (endoderm, ectoderm, mezoderm) sunt numite carcinoame. Cancerele care deriva din epiderm, deci au origine ectodermica, se numesc carcinoame, cele care deriva din mezoderm (ex.: din celulele tubilor renali si cele din tractul gastrointestinal) sunt tot carcinoame. Carcinoamele pot fi descrise mai pe larg . Astfel cele care prezinta aspect microscopic de crestere glandulara sunt denumite adenocarcinoame iar cele care deriva din epiteliile scoamoase de acoperire se denumesc carcinoame epidermoide. Este larg utilizata practica de a specifica in denumire, cand este posibil, tesutul de origine sau organul de origine (ex.: adenocarcinom cu celule renale hipernefrom sau carcinom cu celule scoamoase din epiteliu bronsic). Adesea totusi cancerul poate fi format din celule nediferentiate si se denumeste slab diferentiat sau nediferentiat.

In majoritatea cancerelor tumorile parenchimatoase seamana mai mult sau mai putin intre ele sau cu celulele de origine , in cazul cand deriva dintr-o singura linie celulara, acesta fiind cazul majoritatii tumorilor (tumori monoclonale). Mai rar diferentierea divergenta a unei linii singulare de celule parenchimatoase creaza asa numitele tumori mixte. Cel mai bun exemplu este tumora mixta de glanda salivara (adenomul pleomorf). Aceste tumori contin componente epiteliale imprastiate intr-o masa de stroma mixoida, care contine uneori insule de cartilaj sau chiar de os . Toate aceste elemente se considera ca deriva din celulele epiteliale si mioepiteliale de origine ale glandelor salivare. Totusi denumirea preferata a acestor tumori este aceea de adenoame pleomorfe. Morfologia bogata a acestora reflecta expresia variabila a unor programe de diferentiere celulara simultane a celulelor, reprezentand fiecare cate o linie celulara proliferativa distincta (tumori policlonale). Marea majoritate a tumorilor, inclusiv cele mixte, sunt alcatuite dintr-o populatie celulara dominanta. In schimb, teratoamele sunt alcatuite dintr-o varietate de tipuri celulare parenchimatoase, reprezentand mai mult de o linie celulara ce prolifereaza (ectoderm, mezoderm, endoderm) de obicei pe toate trei. Ele deriva din celulele stem-multipotente, si sunt in principal intalnite la nivelul gonadelor, rareori in alte localizari, sub forma unor resturi sechestrate de celule (ex.: camera posterioara a ochiului). Aceste celule stem multipotente se diferentiaza pe diferite linii clonale, producand de ex., tesuturi care pot fi identificate ca: tegument,

muschi, grasime, epiteliu, tub digestiv, structuri dentare, si intr-adevar orice tesut din organism. Un model particular frecvent este observat in teratoamele ovariene , chistice (chiste dermoide), care se diferentiaza in principal pe linii ectodermice, creand tumori chistice delimitate de structuri tegumentare, umplute cu par, glande sebacee, dinti, etc.Nomenclatura majoritatii formelor de tumori este reprezentata in tabelul nr.1.Este evident ca exista denumiri ale tumorilor care nu respecta nici o regula, dar se pastreaza deoarece sunt de mult intrate in uz. De mult timp carcinoamele derivate din celulele melanocitare din tegument se numesc melanoame, desi denumirea corecta ar fi melanocarcinoame. In mod analog, sarcoamele derivate din testiculi sunt denumite seminoame. Alte cazuri vor fi intalnite cand denumiri banale ascund comportamente tumorale grave. Este valabila si situatia inversa, cand denumiri care te fac sa crezi intr-un comportament tumoral agresiv, sunt atribuite unor tumori benigne. Un rest ectopic de tesut normal este adesea denumit coristom- de exemplu resturile din medulosuprarenale, aflate sub capsula renala. Ocazional un rest pancreatic nodular in mucoasa intestinului subtire poate mima un neoplasm. Diferentierile aberante pot si ele produce o masa dezorganizata din punct de vedere structural, dar formata din celule de aspect matur, sau tesuturi indigene (hamartoame). Deci un hamartom situat in plaman poate contine insule de cartilaj, vase de sange, structuri de tip bronsic si tesut limfoid. Uneori leziunea este pur cartilaginoasa sau pur angiomatoasa. Desi pot fi constituite ca tumori benigne, asemanarea completa cu cartilajul normal sau cu vasele de sange si amestecul ocazional de alte elemente indica o origine hamartoasa. In orice caz, hamartomul este in totalitate benign.

Nomenclatura tumorilor este importanta din cauza ca denumiri specifice corespund unor comportamente clinice specifice. Termenul consacrat de seminom are o conotatie de neoplasm care tinde sa se raspandeasca (metastazeze) catre limfoganglioni de-a lungul arterelor iliace si aortei. Mai mult, aceste tumori sunt extrem de radiosensibile si pot fi eradicate prin radioterapie, foarte putini pacienti cu seminoame mor din cauza acestora. In contrast, carcinomul embrionar testicular nu este radiosensibil, si are tendinta de a invada local, dincolo de capsula testiculara si sa disemineze in tot organismul. Exista si alte varietati de neoplasme testiculare si astfel, denumirea de cancer testicular ne spune putine lucruri despre semnificatia clinica.CARACTERISTICLE TUMORILOR BENIGNE SI MALIGNE

In marea majoritate a cazurilor diferentierea intre benign si malign poate fi facuta pe baza criteriilor morfologice (de structura), cu un grad inalt de specificitate; uneori o anumita tumora desfide orice incadrare. S-a spus: O tumora poate sa nu fie in mod necesar benigna sau maligna. Anumite aspecte anatomice pot sugera comportamentul benign, in timp ce altele ne indeamna sa consideram tumora agresiva. In ultima instanta toate diagnosticele morfopatologice sunt subiective si constituie modalitati de predictie relative asupra evolutiei unei tumori. Ocazional aceasta predictie este rasturnata de discrepanta intre aspectul morfopatologic si comportamentul tumorii. Aceasta deceptie, respectiv ambiguitate, nu este totusi regula, ci exceptia. In general, tumorile pot fi diferentiate si se comporta ca atare. Aceste diferente pot fi discutate sub urmatoarele aspecte: 1.) diferentiere si anaplazie; 2.) rata de crestere; 3.) invazivitatea locala; 4.) metastazarea.

1. Diferentierea si anaplazia: acesti termeni se aplica la celulele

parenchimatoase ale tumorilor. Gradul de diferentiere se refera la masura in care celulele parenchimatoase sunt, sau nu, asemanatoare cu cele normale, atat morfologic, cat si functional. Tumorile bine diferentiate sunt deci formate din celule asemanatoare celulelor mature normale, ale tesutului din care deriva (de origine). Tumorile slab diferentiate sau nediferentiate au celule de aspect primitiv, nespecializate. In general tumorile benigne sunt bine diferentiate. Celulele tumorale in tumora benigna a muschiului neted leiomiom - se aseamana atat de mult cu cele normale, incat fac practic imposibila diferentierea la microscop, la obiectivul cu marire mica (x10). Numai aglomerarea si numarul lor excesiv, intr-un nodul, transeaza caracterul lor tumoral. Sa fim atenti, caci putem sa nu mai distingem padurea de copaci, in acest caz! Neoplasmele (tumorile maligne), prin contrast cu cele benigne, se prezinta cu aspecte de la bine-diferentiate la nediferentiate.

Tumorile maligne formate din celule nediferentiate sunt denumite anaplazice. Intr-adevar, lipsa diferentierii (anaplazia), este considerata un criteriu esential al transformarii maligne. In sens literal, anaplazia inseamna a forma inapoi, implicand reversia de la un anumit nivel de diferentiere-dezvoltare celulara catre unul inferior (conceptie depasita, dar termenul, foarte incetatenit se pastreaza). Exista dovezi solide ca neoplasmele deriva

din celulele stem-multipotente, prezente in stare de latenta in cvasi-totalitatea tesuturilor adulte. Cancerele bine diferentiate evolueaza din celule relativ maturizate sau specializate, in timp ce cele nediferentiate deriva din profliferarea fara maturare a celulelor transforamate. Lipsa diferentierii nu este deci o consecinta a dediferentierii.

Lipsa diferntierii (anaplazia) este marcata de numeroase modificari morfopatologice si functionale. Atat celula in ansamblu, cat si nucleul (nucleii), prezinta in mod caracteristic pleomorfism- variatie de dimensiuni si forma. Celulele pot aparea adesea mai mari decat vecinele lor, in timp ce altele pot fi foarte mici si de aspect primitiv. Caracteristic, nucleii contin ADN abundent, si sunt extrem de intens colorati (tahi- sau hipercromatici - intunecati). Talia nucleului este disproportionat de mare raportata la cea a celulei (egalizarea sau chiar inversarea raportului N/C, care normal este 1 / 4 sau 1 / 6). Forma nucleului este de obicei extrem de variabila, iar cromatona este adesea in forma de gramezi si distribuita de a lungul membranei nucleare. Nucleoli mari sunt prezenti de obicei in acesti nuclei.

In comparatie cu tumorile benigne si cu anumite tumori maligne bine diferentiate, neoplasmele nediferentiate prezinta un numar mare de mitoze , reflectand activitatea proliferativa inalta a celulelor parenchimatoase. Trebuie remarcat, totusi, ca prezenta mitozelor nu inseamna obligator ca tumora etse maligna, sau ca tesutul este neoplazic. Multe tesuturi normale care prezinta o rata de regenerare (turnover) rapid , cum ar fi maduva osoasa, tegumentul sau epiteliul tubului digestiv, au numeroase mitoze , precum si mitozele intalnite in anumite hiperplazii nu le confera acestora calitatea de maligne, desi sunt numeroase. Mai important ca aspect morfologic al tumorilor maligne, sunt mitozele atipice bizare, uneori producand aspecte spinoase (tripolare, quadripolare, sau multipolare).

Alt aspect al anaplaziei este formarea de culele gigante tumorale, unele posedand un singur nucleu enorm, polimorf in timp ce altele au doi sau mai multi nuclei. Aceste celule gigante nu trebuie confundate cu alte varietati de celule gigante (celule Langhans din TBC, celulele gigante de corp strain, etc.) care poseda multi nuclei mici, de aspect normal. In cazul celulelor gigante canceroase, nucleul este hipercrom si foarte mare in raport cu dimensiunea celulei. In plus fata de aspectele citologice anormale descrise, orientarea celuleor anaplazice tumorale este profund alterata. Straturi sau mase mari de celule tumorale cresc de o maniera anarhica, dezorganizata. Cum am mentionat mai sus, tumorile maligne difera larg din

punct de vedere al extinderii, dupa cum aspectul lor morfologic deviaza mai mult sau mai putin de la normal. La capatul spectrului acestor modificari tumorale se afla tumorile extrem de nediferentiate, anaplazice iar la celalalt capat sunt neoplasmele care prezinta un aspect aproape identic cu cele de origine (tumori bine diferentiate). Anumite adenocarcinoame bine diferentiate (tiroidiene de ex.) pot forma foliculi de aspect normal, si anumite celule carcinomatoase, scuamoase nu difera citologic de celulele epiteliale scuamoase normale. Deci diagnosticul morfopatologic al neoplaziilor, in cazul tumorilor bine diferentiate, poate fi uneori extrem de dificil. Intre aceste doua extreme se afla majoritatea tumorilor maligne, moderat diferentiate.

Inainte de a inchide subiectul privind diferentierea, respectiv anaplazia, trebuie discutat aspectul displaziei, un termen folosit pentru dezordinea celulara din punctul de vedere al proliferarii neoplazice. Displazia este intalnita in special in cazul epiteliilor. Ea reprezinta o pierdere a uniformitatii celulelor individuale, cat si o pierdere a orientarii arhitecturii tesutului. Celulele displazice prezinta un pleomorfism considerabil (variatii de dimensiuni si forme) si poseda adesea nuclei inchisi la culoare (hipercromi) care sunt anormali de mari raportat la dimensiunea celulei. Figurile mitotice sunt mai frecvente decat normal, desi majoritatea prezinta aspecte normale. In mod frecvent mitozele sunt anormal localizate in interiorul epiteliului. Deci in cazul epiteliului scuamos displazic stratificat, mitozele nu raman la nivelul stratului bazal ci pot apare la orice nivel, chiar la celulele de suprafata. Exista o anarhie arhitecturala considerabila. De ex., maturatia progresiva obisnuita a celulelor inalte din straturile bazale, catre celulele plate scuamoase ale suprafetei, se poate pierde si poate fi inlocuita de aparitia unor celule intunecate, de aspect bazal, in straturile superficiale. Cand modificarile displazice sunt marcate si implica intreaga grosime a epiteliului, leziunea este considerata precanceroasa si se denumeste carcinom in situ. Desi modificari displazice sunt adesea prezente in focare ale carcinoamele invazive, si , in studiile pe termen lung la fumatori, displazia epiteliala premerge obligatoriu aparitiei cancerului, totusi nu toate displaziile sunt urmate de malignizare. Modificarile moderate sau usoare care nu implica intreaga grosime a epiteliului pot fi reversibile, si indepartarea lor chirurgicala , sau indepartarea cauzei care le-a determinat , duce la normalizarea situatiei.

Intorcandu-ne la diferentierea functionala a celulelor neoplazice, cu cat este mai bine diferentiata celula , cu atat mai bine functioneaza. Deci,

tumorile benigne si carcinoamele bine diferentiate ale glandelor endocrine elaboreaza frecvent hormoni cu actiune comparabila cu cei secretati de tesutul normal. Celulele carcinomatoase scuamoase bine diferentiate din epiderm secreta keratina, asa cum si celulele hepatice din carcinoamele bine diferentiate secreta bila. Exista putine diferente intre profilurile enzimatice ale celulelor tumorale bine diferentiate si cele ale celulelor normale. Pe masura ce coboram pe scara diferentierii enzimele si reactiile metabolice normale se pierd iar celulele sufera simplificari ale functiei. Celulele inalt anaplazice si nediferentiate, indiferent de tesutul de origine, seamana mai mult intre ele decat cu celulele de origine. In anumite cazuri, totusi, pot sa aiba functii disproportionate. Anumite tumori pot secreta proteine fetale (antigeni) neprodusi de celulele normale omoloage adulte. Dimpotriva, carcinoamele de origine alta decat endocrina pot sintetiza hormoni, asa numiti ectopici. De ex. carcinoamele bronsice pot produce ACTH, hormon paratiroidian, insulina si glucagon printre altele. Vom discuta mai tarziu pe larg acest fenomen. In ciuda exceptiilor, cu cat este mai mare rata de crestere, cu atat tumora este mai anaplazica, si cu atat va prezenta mai putine activitati functionale specializate.

Celulele tumorilor benigne sunt aproape intotdeauna bine diferentiate si asemanatoare celulelor normale de origine; celulele canceroase sunt mai mult sau mai putin diferentiate, dar pierderea diferentierii este totdeauna prezenta.

2. Rata de crestere: Se poate generaliza ca majoritatea tumorilor

benigne cresc incet, pe o perioada de ani de zile, in timp ce majoritatea cancerelor cresc rapid, cu accelerari si incetiniri si eventual disemineaza si omoara gazda. O astfel de simplificare, totusi, nu este in totalitate valabila. Anumite tumori benigne au o rata marita de crestere, uneori depasind rata de crestere a unor cancere. Mai mult, rata de crestere a tumorilor, atat benigne cat si maligne, poate sa nu fie constanta de a lungul timpul. Factori cum ar fi : hormono dependenta, adecvarea aportului de sange si influente variate pot afecta cresterea tumorala. De ex., leiomioamele (tumori benigne ale muschiului neted) al uterului sunt frecvente. Mai putin frecvente, la examinarea clinica repetata a femeilor cu leiomioame, de a lungul a zeci de ani, arata o crestere nesemnificativa in dimensiuni. Dupa menopauza, aceste tumori se pot atrofia, si mai tarziu pot fi inlocuite de tesut colagen sau calcificat. Leiomioamele intra frecvent intr-o crestere accelerata , daca exista o sarcina (graviditate) concomitenta. Aceste tumori depind in cresterea lor

de nivelele de sange circulant, sau de hormoni steroidieni, in particular estrogeni.

In general, rata de crestere tumorala se coreleaza cu nivelul de diferentiere si, deci, majoritatea tumorilor maligne cresc mai rapid decat cele benigne. Exista totusi o mare varietate de comportamente lezionale. Anumite tumori cresc incet ani de zile, pentru ca deodata sa creasca practic vazand cu ochii, determinand exploziv decesul bolnavului in cateva luni. Se crede ca un astfel de comportament rezulta din aparitia unei subclone celulare agresive de celule transformate malign. La cealalta extrema se afla tumorile care cresc mai incet decat cele benigne si pot intra in perioade de repaus, pe durata a mai multor ani. Ocazional, tumorile maligne pot sa scada in dimensiuni si chiar sa dispara spontan, dar aceste miracole sunt extrem de rare. Pentru a examina comportamentul variabil, de o maniera cat mai corecta, trebuie sa apreciem toate cunostintele despre istoria naturala a cancerelor, inclusiv cinetica celulara a cancerelor si influentele care modifica cresterea tumorilor maligne , asa cum se va vedea intr-o expunere ulterioara.

3. Invazia locala: Aproximativ toate tumorile benigne cresc sub forma

unor mase expansive compacte , care raman localizate la nivelul de origine si nu au capacitatea de a infiltra, invada, sau metastaza la localizari situate la distanta, asa cum o fac tumorile maligne. Din cauza cresterii si expansiunii lente, tumorile benigne dezvolta o margine de tesut conjunctiv comprimat, adeseori denumita capsula fibroasa, care le separa de restul tesutului. Aceasta capsula este derivata din stroma tesutului de origine, pe masura ce celulele parenchimatoase se atrofiaza sub presiunea tumorii aflata in expansiune. Aceasta incapsulare tinde sa includa tumorile benigne sub forma unei mase discrete, usor palpabile si mobile, care poate fi indepartata in intregime chirurgical, cu usurinta. Desi un clivaj bine definit, sub forma unui plan de delimitare intre tumora si tesutul normal, exista in jurul majoritatii tumorilor benigne, el poate lipsi in anumite cazuri. De ex. hemangioamele (tumori formate din vase de sange ectaziate) sunt adesea neincapsulate si pot parea ca patrund in grosimea tesutului de origine (de obicei dermul din piele).

Cresterea tumorilor maligne se insoteste de infiltrare progresiva, invazie si distrugerea tesutului inconjurator. In general exista o slaba delimitare fata de tesutul normal si o lipsa a unui plan de clivaj bine definit.

Tumorile maligne care cresc incet pot dezvolta totusi o capsula fibroasa de

invelis si se pot intinde sub forma unui front de delimitare fata de structurile normale adiacente. La examinarea microscopica a unor astfel de mase incapsulate, aproape totdeauna apar prelungiri subtiri, sub forma unor clesti de crab, care penetreaza marginile infiltrative ale structurilor adiacente.

Majoritatea tumori;lor maligne sunt net invazive si penetreaza peretele organelor (colon, stomac, vezica, etc.) sau se raspandesc pe suprafata tegumentului. Nu respecta limitele anatomice dintre tesuturi sau organe. Un astfel de model de invazivitate face dificila rezectia lor chirurgicala, si chiar daca turmora pare bine circumscrisa, este necesara indepartarea unei margini considerabile de tesut aparent sanatos (margine de siguranta limite oncologice de excizie chirurgicala - chirurgie radicala).TABELUL NR. 1TESUT DE ORIGINEBENIGNMALIGN

I. Formate din celule tip parenchimatos

1. Tumori mezenchimale

A. Tesut conjunctiv si derivate

B. Tesut endotelial

vase de sange

vase limfatice

C . Celule sanguine

D. Muschi striat

Muschi neted

2. Tumori epiteliale

a. Stratificat scuamos

b. Bazal si anexe

c. Epiteliu de delimitare

Glande si ducte

d. Tract respirator

e. Neuroectoderm

f. Epiteliu renal

g. Celule hepatice

h. Uroteliu (tranzitional)

i. Epiteliu placentar

j. Epiteliu testicularFibrom

Lipom

Condrom

Hemangiom

Limfangiom

-

Rabdomiom

Leiomiom

Papilom scuamos

Adenom

Papilom

Chistadenom

-

Nev

Adenom tubular

Adenom hepatic

Papilom tranzitional

Mola

-

Fibrosarcom

Liposarcom

Condrosarcom

Angiosarcom

Limfangiosarcom

Rabdomiosarcom

Leiomiosarcom

Carcinom spino-

celular

Adenocarcinom

Carcinom papilar

Chistadenocarcinom

Carcinom bronsic

Melanom malign

Adenocarcinom ren.

Adenocarcinom hep

Carcinom

Tranzitional

Coriocarcinom

Seminom, carcinom

embrionar

II. Tumori mixte

a. Glande salivare

b. San

c. Cel. Renale embrionareAdenom pleomorf

Fibroadenom

-T. mixt maign saliv.

T. phyllodes

T. Wilms

III. Mai mult de un singur

tip celular malign-teratogen

-cel. Stem gonadaleTeratom matur,

Chist dermoidTeratom imatur,

Teratocarcinom

EPIDEMIOLOGIE

Din cauza ca neoplasmele reprezinta o disturbare a dezvoltarii normale celulare si al comportamentului celular, cauzele sale finale trebuie cautate la nivel celular si subcelular. Studii asupra modelelor de aparirtie a cancerului, la nivelul populatiilor, pot totusi contribui substantial la intelegerea originii sale. De exemplu conceptul implicarii carcinogenilor chimici, derivat din cercetarile lui Sir Percival Pott (care a legat aparitia cancerului scrotal de expunerile cronice la agenti chimici) a fost dedus din numeroase studii epidemiologice. Studiind populatiile sub aspectul mediului, obiceiurilor si ereditatii se poate obtine o imagine glaobala asupra aspectelor epidemiologice ale bolii canceroase. In plus anumite boli asociate cu riscul crescut de dezvoltare de neoplasme, poate lega aspectele epidemiologice de cele etio-patogenice ale bolii.

INCIDENTA CANCERULUI

Intr-o anumita masura predispozitia individuala de a face cancer este reflectata de incidenta nationala si ratele de mortalitate prin aceasta boala. Dintre rezidentii SUA, aproape 1/5 au predispozitie la cancer. In Romania acest procet poate ajunge la 1/3. In SUA se inregistreaza cca. 538.000 decese anual prin cancer (rata mortalitatii) reprezentand 23% din totalul deceselor. Distributia procentuala in ordine descrescatoare a sediilor cancerelor este data in Tabelul Nr. 2

Ratele ajustate pe varste (nr. decese la 100.000) pt. multe forme de cancere a suferit modificari frecvente pe anumite perioade. Multe din comparatiile pe perioade diferite sunt, de aceea, nesemnificative. La barbati, a crescut rata globala a deceselor datorate cancerului, in timp ce la femei s-a inregistrat o scadere usoara. Aceata diferenta se datoreaza unui declin semnificativ al deceselor prin cancere mamare, uterin, gastrice si hepatice. Alarmanta este cresterea moratlitatii prin cancer pulmonar, la ambele sexe! Desi decesele datorate canceruli pulmonar par a fi mai atenuate, in dinamica, comparativ cu ale femeilor, totusi este un semnal ca fumatul trebuie combatut mai eficient, mai ales la femei. La sexul feminin, cancerele mamare sunt de 3 ori mai frecvente decat cele pulmonare. In schimb, din cauza diferentelor de raspuns la tratament ( in favoarea cancerului mamar), cancerul bronho-pulmonar a devenit, in SUA, principala cauza de deces prin cancer la femei.

FACTORI GEOGRAFICI SI DE MEDIU

Diferente remarcabile pot apare intre ratele de deces (mortalitate specifica) intre diferitele regiuni ale globului. De exemplu ratele de deces prin cancer gastric la ambele sexe este de 7 ori mai mare in Japonia decat in alte regiuni geografice. In contrast, decesele prin cancer bronho-pulmonar este de 2 ori mai mai mare in SUA decat in Japonia. Decesele prin cancere cutanate (mai ales cele datorate melanomului malign) sunt de 5x mai frecvente in Noua Zeelanda decat in Islanda, datorita expunerii la soare. Desi predispozitiile legate de rasa nu urmeaza o regula anume, ele exista, in corelatie cu diferentele de mediu (diferite rase, in diferite arii geografice, culturi si obiceiuri diferite, etc.). Aceste aspecte se pun cel mai bine in evidenta prin compararea ratelor de mortalitate intre emigrantii japonezi din SUA si cei ramasi in tara de origine. Pe masura ce trec generatiile, caracteristicile legate de influenta rasei asupra mortalitatii se estompeaza, in favoarea celor legate de mediul geografic si aderarea la alte culturi si obiceiuri.

Potentialul oncogen al razelor ultraviolete (UV) si al unor medicamente vor fi discutate ulterior. Derivat chimici tip vinil-clorid, sau 2-naftil amina pot servi ca exemple de factori profesionali carcinogeni (si ei vor fi discutati ulterior). Riscurile pot fi determinate si de stilul de viata si expunerile individuale (dieta,etc.). In concluzie, indicatorii mortalitatii arata ca supraponderalitataea (peste 25% din greutatea normala) determina cresterea riscului de aparitie a cancerului. Abuzul de alcool, creste incidenta cancerelor sferelor: oro-faringiene (mai putin buzele) larigiene si esofagiene, si prin intermediul cirozei hepatice, al sferei ficatului. Fumatul este implicat in determinismul cancerelor gurii, faringelui, laringelui, esofagului, pancreasului si vezicii urinare, dar mai ales este raspunzator de peste 77% din cazurile de cancer bronho-pulmonar la barbati si 43% la femei. Intr-adevar, reprezinta un factor esential, singur sau asociat, in cresterea morbiditatii si mortalitatii prin numeroase forme de cancer. Impreuna cu alcoolul creste exponential riscul aparitiei cancerelor tractului digestiv superior. Riscul cancerelor de col uterin este determinat d varsta primului contact sexual si de numarul partenerilor sexuali. Asocierea aceasta duce la banuirea unui rol al factorilor microieni cu transmitere sexuala (mai ales virali) in dterminismul cancerului de col. Ceea ce este placut in viata (imoral, ilegal sau ingrasa) are, din pacate, potential carcinogen!VARSTA

Are influenta asupra momentului aparitiei cancerului. Majoritatea tumorilor maligne apar la varsta de 55 si peste. Fiecare grup de varsta are propria predispozitie pt. un anumit tip de cancer. Exista o crestere a frecventei intre 55-74 de ani. Dupa 75 de ani apare o descrestere falsa, datorita faptului ca mor multi de alte cauze. Nici copii < 15 ani nu sunt scutiti de riscul aparitiei cancerului. In SUA 10% din totalul deceselor prin cancer apartine grupei de varsta < 15 ani. La copii leucemia si tumorile SNC sunt mai frecvente (60-75%). Cele mai frecvente tumori ale copilariei sunt: neuroblastomul, t. WILMS, retinoblastomul, leucemiile acute, rabdomiosarcoamele, etc.

EREDITATEA

Mama si tata au (au avut) cancer, asta inseamna obligatoriu ca si eu voi avea? Trebuie raspuns cu mult discernamant la astfel de intrebari. Un nr. mare de cancere apar nu numai sub influenta factorilor de mediu, ci mai ales genetica. De ex. cancerul pulmonar este legat clar de fumat (factor de mediu), dar s-a dovedit ca apare de 4x mai frecvent la rudele care au facut cancer pulmonar ale unor persoane. Exista 3 categorii de forme de cancere ereditare:

1. Sdr. autosomal-dominante (AD) ale cancerului mostenit:

- Retinoblastomul familial, polipii adenomatosi familiali, sdr. neoplazice multiple endocrine, neurofibromatoza tip 1,2; Sdr. Von HIPPEL-LANDAU

2. Cancere familiale:

- Cancerul mamar, cancerul ovarian, cancere de colon (altele decat polipii adenomatosi familiali);

3. Sdr. autosomal recesive (AR) cu defect de reparatie al ADN:

-Xeroderma pigmnetosum, sdr. ataxie-telangiectazie, sdr. BLOOM, anemia FANCONI.

SDR. CANCERLUI MOSTENIT:

Include cateva cancere bine-definite, in care mostenirea unei singure gene mutante creste riscul pt. dezvoltarea tumorii. Predispozitia acestora arata un model AD. Retinoblastomul juvenil este cel mai bun ex. din aceasta categorie. Cca. 40% sunt familiale. Cei purtatori ai genei au un risc de 104 mai mare de a face boala, decat restul populatiei, de obicei cu

afectare bilaterala. Au si riscul unei a 2-a neoplazii (osteosarcom). Asa cum vom vedea, o gena supresoare a cancerului a fost implicata in patogenia (macanismul) acestei tumori. Polipoza adenomatoasa familiala este o alta boala ereditara, marcata de un risc cresut de aparitie a cancerului. Persoanele care mostenesc mutatia AD au, la nastere (sau imediat dupa), numerosi polipi adenomatosi (glandulari) ai colonului si 100% din cazuri dezvolta cancere ale colonului pe la 50 ani.

Exista mai multe aspecte caracteristice sdr. canceroase:

1. In fiecare sdr. neoplazic tumoarea afecteaza tesuturi si localizari

specifice. De ex. in sdr. neoplasmelor endocrine multiple tip 2 sunt implicate glandele: tiroida, paratiroide si suprarenale.

2. Tumorile din acest grup sunt frecvent asociate cu un anumit fenotip

-marker. De ex. pot exista multiple tumori benigne in tesutul afectat, asa cum apare in polipoza familiala a colonului si in neoplazia endocrina multipla. Cateodata exista anomalii in tesuturi care nu sunt tinta transformarilor maligne (petele cafenii LISCH din neurofibromatoza tip 1).

3. Ca si in alte boli AD se observa atat incompleta penetranta si

expresivitatea variabila .

CANCERELE FAMILIALE

Aproximativ toate cancerele care apar sporadic s-au dovedit cu agregare familiala. De ex. cancerele de colon, san, ovar si creier. Aspectele caracteristice ale cancerelor familiale includ: varsta mica, tumori care apar la una sau mai multe rude apropiate si, cateodata, tumori multiple sau bilaterale. Cancerele familiale nu se asociaza cu markeri fenotipici specifici. De ex., in contrast cu sdr. polipozei colonice familiale, cancerele familiale de colon nu deriva din polipi benigni preexistenti. Transmisia modelului cancerelor familale este neclara. In general rudele bolnavilor au un risc de 2-3 ori mai mare de a face cancerul, fata de restul poulatiei. Analize pe familii numeroase arata ca predispozitia la tumori este de tip dominant, dar plurifactorial si, deci, greu de stabilit in canoane fixe.

SDR. A-R DE DEFECT REPARATOR AL ADN:

In ciuda faptului ca exista boli precanceroase dominant mostenite, un mic grup de boli AR este denumit defect de reparare al ADN. Un exemplu bine studiat este cel al xeroderm-ei pigmentosum, in care un defect de reparare al ADN-ului este prezent.

Este important de estimat contributia ereditatii la aparitia cancerului. Se pare ca 5-10% din totalitatea cancerelor sunt exclusiv mostenite. La celelalte predispozitia se conjuga cu factorii de mediu, in proportii relative. Asta nu inseamna ca nu exista predispozitie in lipsa istoricului antecedentelor heredo-colaterale (legate de rude care au facut boala). De ex., daca o gena dominanta, ce predispune la cancer are penetranta redusa, vor fi rare cazurile de cancer la rude. Mai mult, genotipul poate influenta semnificativ modul in care factorii de mediu concura la aparitia cancerelor. Polimorfismul enzimelor metabolizeaza pro-oncogenii (inactivi) catre fomele carcinogene (active).

BOLILE NEOPLAZICE DOBANDITE

Singurul mod de a evita riscul cancerului este sa nu te nasti! Riscul este peste medie in mai multe circumstante (predispozitii discutate anterior). Anumite aspecte au importanta d.p.d.v. clinic. Din cauza replicarii celulare in aparitia cancerelor, proliferarile regenerative, hiperplazice (si mai ales displazice) sunt mediu fertil de origine a neoplasmelor. Exista, de ex., o asociere bine definita intre anumite forme de hiperplazie endometriala si carcinomul de corp uterin. Metaplazia mucoasei bronsice si displazia data de fumat, precum si antecedentele, dau stare precanceroasa pentru carcinomul bronho-pulmonar. Alte exemple includ boli ne-displazice: gastrita cronica atrofica, anemia pernicioasa, keratoza solara, colita cronica ulcerativa, leucoplakia cavitatii bucale, a vulvei sau penisului. Anumite forme benigne se pot maligniza. Adenomul (polipul) vilos al colonului, pe masura ce creste in dimensiuni, se malignizeaza in 50% din cazuri. Totusi, majoritatea tumorilor benigne nu malignizeaza!

CANCERUL BOALA GENETICA ?!

La nivelul celulelor cancerul poate fi considerat boala genetica, sau cu implicare genetica. Un mare numar de factori sunt consdierati cancerigeni:

1. Factori intrinseci (genetici, imunologici, hormonali, substante chimice

din organism:-grasimi, vitamine, etc.)

2. Factori externi (fizici: radiatii UV, ionizante; chimici: poluanti,

insecticide, pesticide, tutun; biologici: virusuri ADN sau ARN, etc.).

Carcinogenii chimici dupa efectele lor pot fi considerati: initiatori (pro-oncogeni= substante mutagene) sau promotori tumorali (nemutagene, care stimuleaza cresterea si dezvoltarea celulelor precanceroase, cat si expresia alterata a genelor).

FACTORI CO-CARCINOGENI

Factori de mediu si genetici care executa actiuni sinergice cu un anumit virus tumoral pentru a determina conversia maligna a unei celule. Apar modificari in celulele stem ale organismului. Evenimentul genetic primdeclansator il reprezinta mutatia somatica (categorie de mutatii punctiforme, deletii, inversiuni, amplificari, etc.). Asemenea mutatii pot apare intr-o gena normala, transformand-o intr-o gena oncogena. Prin acumularea unor evenimente epigenetice (legate de genom, dar nu direct) se ajunge la alterarea structurii si functiei genelor, fara modificarea secventei primare a nucleotidelor. Modificarile epigenetice nu pot fi detectate. Impreuna cele doua tipuri de modificari (genetice si epigenetice) duc la sinteza unor proteine oncogene, diferite cantitativ si calitativ de cele normale, implicate in transformarea celulelor normale in celule cu fenotip malign (proces in mai multe etape).

In organism, celulele normale au o durata limitata de viata (numar limitat de diviziuni) datorita inhibitiei de contact. Aceasta apare prin intermediul unor molecule numite integrine (proteine de membrana, care transmit semnale catre mediul intracelular), determinand un comportament celular normal.

Celulele maligne au urmatoarele caracteristici:

1. Ajung la malignizare in etape, caracterizate prin transformari

fenotipice;

2. Durata lor de viata este nelimitata;

3. Au crestere anarhica, prin pierderea inhibitiei de contact (au ritm

propriu de dezvoltare, invaziv, migreaza), ducand la cresterea densitatii celulare de 5 10 ori mai mare decat in cazul celulelor normale , rezultand straturi suprapuse de celule;

4. Aportul de glucoza, aminoacizi si alte substante chimice, la nivelul

celulelor canceroase este de 5 10 ori mai mare decat la celulele normale;

5. Pierderea fibronectinei duce la acumulari de mucopolizaharide (MPZ)

ducand la aparitia unei retele pericelulare de antigene tumorale: TSTA, TSA, TATA, antigene oncofetale;

6. Creste sinteza de ADN de 10 ori, o data cu rata metabolismului si cu

rata de difuziune;

7. Creste metabolismul anaerob al glucozei, creste cantitatea de acid

lactic , scade sinteza citocromilor, scade activitatea ciclului KREBS (pana la inhibitia sa completa) ;

8. Rezulta o mare instabilitate genetica , caracterizata prin aparitia de

mutatii, modificari cromozomiale, translocatii, etc.

GENE ONCOGENE, PROTOONCOGENE

STRYER (1991) a aratat ca toate oncogenele sunt forme alterate ale

genelor normale. Ele influentaeza circuitele moleculare care controleaza cresterea si dezvoltarea. Protooncogenele determina sinteza unor categorii de gene celulare normale capabile (sub actiunea factorilor de mediu) sa determine modificari ulterioare care duc la malignizare (protooncogena se tranforma in oncogena). Protooncogenele determina sinteza unor proteine cu localizari:

in membrane = integrine pt. receptionarea semnalelor de mediu,

asigura integrarea celulelor in tesuturi;

in nucleu exista proteine cu rol in sinteza ADN, transcriere generala

diferentierea celulara, controlul cresterii si diviziunii.

Protooncogele sunt esentiale pentru supravietuire (peste 50 la nr.). Protooncogenele devin oncogene prin mutatii punctiforme, amplificare, modulare, translocatie, deletie. Unele protooncogene sunt inrudite cu genele oncogene ale unor virusuri, sub influenta carora se transforma in oncogene. Oncogenele au fost evidentiate in celulele tumorale normale.

1. Protooncogene fara corespondent viral: bcl, bcr, met, N-myc, N-ras;

2. Cu corespondent viral: cu echivalente in genele retrovirusurilor: abl,

erb B, fos, jun, Ha-ras, sis, src (secventa de exoni asemanatoare). Integrarea provirusilor oncogene in genomul gazdei cu activarea protooncogenelor gazdei = oncogeneza.

VIRUSURI ONCOGENE

Sunt 150 de tipuri in 2 clase: ARN si ADN virusuri.

a.) ARN virusuri (retrovirusuri) sunt oncogene prin

patrunderea in organismul gazdei si prin intermediul revers-transcripatzei sintetizeaza un lant de ADN care se integreaza in genomul gazdei, se replica sincron rezultand un ARN asemanator virusului (multiplicare virala in gazda). Nu omoara gazda ci se transmite la descendenti. Determina sinteza proteica rapida a unor factori de crestere alterati.

b.) ADN virusuri oncogene poseda gene oncogene fara

corespondenta printre celulele normale. Relatiile cu gazda sunt permisive sau nepermisiva, unele find inalt oncogene, slab oncogene si neoncogene.

Oncovirusurile contin informatie genetica transformanta, se integreaza in nucleul gazdei, se multiplica si altereaza genomul (mutatii oncogenetice).

VARSTA

Varsta reprezinta un important factor de influenta in determinismul cancerului. Dupa cum se stie, majoritatea cancerelor apar la varste inaintate (55 de ani si peste). Fiecare grup de varsta are propria predilectie spre o anumita categorie de neoplasme, asa cum se poate vedea in tabelul 3. Exista o crestere simtitoare a mortalitatii datorate cancerului la grupa de varsta 55-74 ani. Declinul dupa 75 de ani se datoreaza scaderii proportiei acestei categorii de varsta, din totalul populatiei (declin fals). Nu sunt scutiti de aparitia neoplasmelor, nici macar copii sub 15 ani. Aceasta grupa de varsta reprezinta cca. 15%.

BIOLOGIA CRESTERII TUMORALE:

Istoria naturala a majoritatii tumorilor maligne parcurge 2 faze:

modificarea maligna a celulelor tinta (faza de transformare);

cresterea celulelor transformate;

invazia locala ;

metastazarea la distanta.

In aceasta secventa, bazele moleculare ale transformarii maligne

parcurg etape biochimice specifice. Formarea unei mase tumorale, prin intermediul descendentilor clonati ai celulelor transformate, este un proces complex, influentat de mai multi factori. Unii, cum ar fi timpul de dublare a masei tumorale, sunt caracteristici fiecarei tumori in parte, in timp ce altii, cu ar fi angiogeneza, reprezinta raspunsul gazdei la agresiunea tumorala. Factorii multiplii ce influenteaza cresterea tumorala sunt descrisi sub 3 aspecte: 1. cinetica cresterii celulelor tumorale; 2. angiogeneza tumorala si 3. progresia tumorala si heterogenitatea.

CINETICA CRESTERII TUMORALE:

Se poate incepe analiza cineticii cresterii celulelor tumorale cu intrebarea: Cat dureaza pentru ca o tumora sa fie detectabila clinic?. Poate fi calculat timpul parcurs de celulele initiale transformate (de 10 microni diametru), care sufera cel putin 30 de dublari populationale, pentru a produce 10 9 celule (cantarind cca. 1gr). Aceasta este cea mai mica masa detectabila clinic. Prin contrast, numai 10 cicluri celulare sunt necesare pentru a produce, in continuare, inca 1012 celule (cantarind cca. 1 kg) care este de obiecei masa tumorala maxima, compatibila cu viata. Acestea sunt estimarile minimale, bazate pe presupunerea ca toti descendentii celulari retin capacitatea de a se divide si ca nu exista pierderi celulare la nivelul populatiei aflate in diviziune. Acest concept tumoral este denumit dinamica patologica, concept aflat in discutie. Aceste calcule prezinta importanta deosebita, privitor la cresterea tumorala, astfel, pe masura ce o tumoare ajunge detectabila clinic, ea si-a indeplinit majoritatea ciclului de viata. Acesta este un impediment major in tratamentul cancerului. Dar mai intai sa examinam adevarul presupunerii ca o tumora reprezinta o dinamica patologica adica o masa de celule aflate in diviziune rapida! Pentru a rezolva aceasta problema, trebuie raspuns la urmatoarele chestiuni legate de cinetica tumorala:

Care este timpul de dublare a celulelor tumorale?

Care este fractiunea de tumori celulare aflate in stare de replicare

(diviziune)?

Care este rata in care celulele apar, respectiv mor, pe masura ce

leziunea creste?

Ciclul celular tumoral, ca si cel al altor celule, are aceleasi 5 faze observate la celula normala (G0,G1, S, G2, M). Desi se poate intui ca celulele tumorale se divid mai rapid decat cele normale, acest lucru trebuie dovedit, prin masuratori morfometrice. In realitate, timpul total al unui ciclu celular, pentru celulele multor tumori, este egal, sau paradoxal chiar mai lung decat la corespondentele lor normale. De aceea trebuie formulata o concluzie, cu cel mai mare discernamant, cum ca rata de crestere tumorala, nu este cel mai frecvent direct proportionala cu scurtarea ciclului celular.

Proportia celulelor din interiorul tumorii, care se afla in populatia proliferativa, se numeste fractia de crestere. Studii clinice si experimentale sugereaza ca faza submicroscopica a cresterii tumorale, este caracterizata prin cresterea numarului celulelor din populatia proliferativa (a fractiei de crestere). Pe masura ce tumoarea continua sa creasca, celulele parasesc populatia proliferativa, devenind generalizate, prin cresterea aportului nutritiv, prin diferentierea si revenirea la stadiul G0. Intr-adevar, majoritatea celulelor canceroase raman in faza G0 sau G1. De aceea, pe masura ce tumoarea devine clinic detectabila, majoritatea celulelor tumorale a parasit populatia proliferativa. Chiar in tumorile cu crestere rapida, fractia de crestere nu depaseste 20%.

In ultima faza cresterea progresiva tumorala si rata de diviziune sunt determinate de excesul de productie celulara fata de moartea celulara. In anumite tumori, mai ales in cele cu o fractie de crestere ridicata, dezechilibrul mentionat este mare, determinand o crestere mai rapida fata de cele in care dezechilibrul este mic.

Exista cateva lectii importante conceptuale si practice, care trebuie invatate din studiul cineticii celulare tumorale:1. Rata cresterii tumorale depinde de fractia de crestere si de

dezechilibrul dintre producerea si pierderea de celule. Anumite leucemii si limfoame, precum si anumite cancere pulmonare (carcinoame cu celule mici) au o fractie de crestere relativ inalta si evolutia lor clinica este rapida. Prin comparatie, multe tumori frecvente (cum ar fi cancerele de colon si de san) au fractii de crestere scazuta si productia lor celulara depaseste numai cu 10% pierderea de celule (au tendinta la o crestere lenta);2. Fractia de crestere a celulelor tumorale, are un efect profund asupra

raspunsului lor la chimioterapie. Din cauza ca majoritatea agentilor anticancerigeni actioneaza pe celule care sintetizeaza activ ADN, nu este dificil de imaginat ca o tumoare (continand 5% din toate celulele populatiei de diviziune) va creste incet , dar va fi refractara la tratamentul cu substante care omoara celulele in diviziune. Paradoxal tumori agresive, (de ex. limfoame) care contin o populatie bogata de celule in diviziune, scad vazand cu ochii la chimioterapie, si chiar se vindeca.

3. Frecventa mitozelor intr-un neoplasm este reflectarea cea mai buna a

ratei de crestere celulara. Daca timpul ciclului celular este prelungit, ca in multe tumori, multe mitoze atipice pot fi oricand vazute la microscop, indiferent daca tumoarea creste rapid sau nu (indiferent de pierderea celulara apoptoza).

Ne putem intoarce la intrebarea dinainte: Cat timp dureaza ca o celula transformata sa produca o tumoare clinic detectabila , continand 109 celule? Daca fiecare dintre celulele fiica raman in ciclul celular, si nici una nu se divide sau se pierde, putem anticipa ca raspunsul este 90 de zile (30 de cicluri de dublare celulara, cu un timp / ciclu de 3 zile). In realitate, perioada latenta (inainte ca o tumoare sa fie clinic detectabila) nu se poate prezice, fiind probabil de ordinul anilor, demonstrand inca o data ca, tumorile maligne umane sunt diagnosticate numai dupa ce au evoluat mult timp, pe drumul ciclurilor celulare. Dupa ce au devenit clinic detectabile, este constatat un timp de dublare a volumului celular-pentru cancerul de colon sau plaman-de 2-3 luni. Cum se poate anticipa din discutia legata de factorii ce influenteaza rata cresterii tumorale, nivelul timpului de dublare variaza larg (de la o luna, pentru anumite cancere ale copilariei , la mai mult de 1 an pentru cancere ale glandelor salivare). Cancerul este intr-adevar o afectiune imprevizibila.

ANGIOGENEZA TUMORALA

Alti factori, in afara cineticii celulare, pot modifica rata cresterii tumorale. Cel mai important dintre acestia este aportul de sange. S-a demonstrat ca celulele tumorale, pe culturi, pot creste in absenta vascularizatiei, sub forma de noduli de maxim 1 2 mm diametru. Cand acesti noduli sunt implantati in tesut si dezvolta un aport sangvin din tesuturile inconjuratoare, cresterea tumorala devine mult mai importanta. Ideea ca marirea tumorii este absolut dependenta de vascularizatie deriva si din observatii asupra comportamentului tumoral in vivo . Necroza apare frecvent in tumorile solide. O examinare atenta arata adesea ca regiunea necrozata este datorata unui aport de sange redus, fata de restul tumorii. De obicei o zona de 1- 2 mm in jurul vaselor de neoformatie, reprezinta distanta maxima pe care oxigenul si alti agenti nutritivi o pot strabate prin difuziune catre celulele tumorale. In plus, pentru a dovedi rolul nutritiei in cresterea celulelor tumorale, aflate la distanta de vase de sange sau limfatice, este lipsa metastazelor tumorale la acestea. Fara acces la factori vasculari tumoarea nu poate supravietui. Prin contrast, anumite tumori, cu bogata vascularizatie (melanomul malign, cancerul mamar invaziv, cancerul pulmonar, etc.) metastazeaza si cresc foarte rapid.

Cum isi asigura tesutul tumoral aportul de sange? Cateva studii arata ca tumorile contin factori capabili de a genera o serie de evenimente implicate in formarea de capilare (angiogeneza de novo). Factorii antigenici asociati tumorilor, produsi de celulele tumorale, sau derivati din celulele inflamatorii aflati in mare numar, cum ar fi FGFs, poseda urmatoarele functii: sunt chemotactice si mitogene pentru celulele endoteliale si induc sinteza unor enzime proteolitice, permitand patrunderea stromei de catre mugurii endoteliali. Alti factori angiogenici derivati din tumori include TGF , TGF - , EGF, PDGF si VEGF . Nu toti factorii angiogenici derivati din tumori actioneaza direct pe celulele endoteliale. De ex. TGF inhiba cresterea celulelor endoteliale in vitro , dar stimuleaza angiogeneza in vivo . Se pare ca TGF atrage macrofage, care elibereaza apoi numerosi factori engiogenetici , cum ar fi FGFs si TNF .

Din cauza ca angiogeneza este esentiala pentru cresterea si raspandirea tumorilor, multa atentie se da modului prin care isi realizeaza tumorile aportul de sange si cum putem sa-l intarziem sau sa-l diminuam. Trebuie reamintit ca anumite molecule angiogenetice, cum ar fi FGFs sunt produse de proto oncogene, activate prin mutatii. Alti factori angiogenetici (VEGF) sunt glicoproteine secretoare, care induc vascularizatia in jurul celulelor tumorale aflate in crestere activa. Angiogeneza tumorala poate implica si pierderea unor factori inhibitori ai angiogenezei, codificati de gene care genereaza tumori. De aceea, se pare ca autonomia cresterii tumorale si angiogeneza pot fi consecinta unor evenimente genetice de tipul celor mai de sus. Poate fi exploatata cunoasterea acestor factori angiogenetici in terapia antitumorala? In principiu, inhibarea factorilor de producere a vaselor de sange poate duce la infometarea celulelor tumorale si de aceea multe eforturi se fac in aceasta directie a terapiei antitumorale.

PROGRESIA TUMORALA SI HETEROGENITATEA:

Este bine stabilit ca, dupa mai mult timp, multe tumori devin agresive si isi cresc potentialul malign. In anumite cazuri exista chiar o progresie pe etape de la leziuni preneoplazice catre tumori benigne si apoi la cancere invazive. Acest fenomen poarta numele de progresie tumorala. Studii clinice si experimentale arata ca cresterea agresivitatii (rata accelerata de dublare , invazivitate si metastazare) este adesea dobandita de tumoare intr-o maniera crescatoare. Acest fenomen biologic este legat de aparitia secventiala a unor subpopulatii celulare, diferite sub aspectul fenotipic de populatia normala (invazivitate, rata de crestere, cariotip, capacitate de metastazare, raspunsul la actiunea hormonala si sesnibilitatea la tratamentul antitumoral). La nivel molecular, progresia tumorala si heterogenitatea asociata rezulta, mai ales, din mutatii multiple, care se acumuleaza independent in diferite celule si genereaza, in consecinta, subclone populationale, cu caracteristici diferite.

Nu este clar factorul (factorii) care determina predispozitia celulei (initiale transformate) la afectare genetica. Multi savanti cred ca celulele transformate sunt instabile genetic. Aceasta le face susceptibile la mutatii eratice, spontane, pe durata expansiunii clonale. In plus, mutatiile la nivelul unor gene, patente pentru acest fenomen, apar de ex. in gena cancerului familial al colonului (FCC) discutat anterior si pot predispune la raspandirea acestei instabilitati genetice la alte celule si la descendenti. Anumite mutatii de acest tip sunt incompatibile cu supravietuirea. Altele pot afecta cresterea celulara prin intermediul proto-oncogenelor sau a genelor supresoare ale tumorilor. Mutatiile la nivelul genei p53 (supresoare a cancerului) permit celulelor cu ADN afectat sa se divida si sa acumuleze mutatii potentiale. Toate aceste mecanisme duc la generarea de subclone populationale, aflate sub presiunea selectiei imune sau non-imune. De ex., celulele care sunt inalt-antigenice sunt distruse de mecanismele de aparare ale gazdei, in timp ce cele cu un factor de crestere redus, sunt pastrate. Deci, o tumoare aflata in crestere tinde sa se imbogateasca cu acele subclone populationale supravietuitoare, care cresc, invadeaza si metastazeaza. Desi progresia este mai evidenta dupa ce tumoarea a fost diagnosticata, trebuie reamintit ca dublarea numarului de celule apare adesea in timpul perioadei de latenta si, deci, heterogenitatea generatiilor incepe cu mult inainte ca tumoarea sa fie decelabila clinic.

Rata la care subclonele populationale mutante sunt generate este foarte variabila. In anumite tumori, cum ar fi osteosarcoamele, subclonele populationale metastatice sunt deja prezente cand pacientul se prezinta la consult. In altele, de ex. anumite cancere de glanda salivara, subclonele agresive se dezvolta tardiv si rareori. Cunoasterea unor astfel de diferente de comportament biologic are importanta evidenta la determinarea potentialului de malignitate si la abordarea diferentiata a cazurilor de cancer.

MECANISMELE DE INVAZIE SI METASTAZARE

Invazia si metastazarea sunt markerii biologici ai malignitatii tumorilor. Ele reprezinta cauza majora a morbiditatii si mortalitatii prin cancer si deci, sunt intens studiate. Pentru ca celulele maligne sa se desprinda din masa tumorala initiala, sa patrunda in curentul sanguin sau limfatic si sa produca o a doua tumoare (la distanta) ele trebuie sa parcurga o serie de etape (statii) intermediare. Fiecare pas din aceasta secventa se afla sub influente multiple si deci la orice moment celulele maligne pot sa nu mai supravietuiasca. Studii pe soareci arata ca desi milioane de celule maligne sunt eliberate in circulatie zilnic, de la nivelul tumorii primare, se produc numai cateva metastaze. Care este deci baza aparentei ineficiente a acestui proces? Pentru a intelege aceasta, trebuie sa reamintim ca celulele tumorale sunt foarte heterogene sub aspectul potentialului de metastazare. Numai anumite clone celulare poseda combinatia potrivita de gene pentru a parcurge toate etapele procesului de metastazare. Pentru lamurire, se poate imparti cascada evenimentelor metastazarii in 2 faze:

invazia matricei extracelulare;

diseminarea vasculara si fixarea celulelor tumorale.

INVAZIA MATRICEI EXTRACELULARE:

Dupa cum se stie , tesuturile umane sunt organizate pe compartimente, separate intre ele prin 2 tipuri de matrice extracelulara (ECM): membranele bazale si tesutul conjungtiv interstitial. Desi organizate diferit, fiecare dintre compartimentele ECM este format din colagen, glicoproteine si proteoglicani. Celulele tumorale interactioneaza cu componentele ECM la diferite etape ale cascadei metastatice. Un cancer trebuie sa rupa mai intai membrana bazala, apoi sa traverseze tesutul conjunctiv interstitial si abia apoi sa penetreze vasele de sange sau limfatice. Acest ciclu se repeta cand

embolii tumorali extravazeaza la distanta. Invazia ECM este un proces activ, care se desfasoara in unul sau mai multi timpi:

Detasarea celuleleor tumorale de restul tesutului;

Atasarea lor la componentele matricei;

Degradarea ECM;

Migratia celulelor tumorale.

Celulele normale sunt strans lipite, intre ele si de mediul inconjurator,

printr-o mare varietate de molecule de adeviziune. Dintre acestea sunt frecvente glicoproteinele transmembranare din familia caderina. Caderinele epiteliale (E) mediaza adeziunea homotipica la tesutul epitelial, servind astfel la mentinerea solidaritatii celulare. In anumite tumori epiteliale, inclusiv adenocarcinoame de colon si san, exista o deregulare a producerii de Ecaderina. Se presupune ca acest fenomen reduce capacitatea celulelor de a adera intre ele, facilitandu-le detasarea din masa tumorala primara si diseminarea in tesuturile din jur.

Pentru a penetra in ECM din jur, celulele tumorale trebuie mai intai sa adere la componentele matricei. Exista dovezi ca atasarea celulelor tumorale, prin intermediul receptorilor, la fibronectina si laminina este importanta pentru metastazare si invazie. Celulele epiteliale normale au receptori de inalta afinitate pentru laminina din membrana bazala, receptori care sunt polarizati la nivelul suprafetei bazale. In contrast, celulele canceroase au mult mai multi receptori, distribuiti in jurul membranei bazale. Mai importanta pare a fi corelatia intre gradul de invazivitate si densitatea receptorilor de laminina, in cancerele de colon si mamare. In plus fata de receptorii lamininici, celulele tumorale mai secreta integrine, care servesc ca receptori pentru multe componente ale ECM, inclusiv fibronectina, laminina, colagenul si vitronectina. Ca si in cazul receptorilor de laminina, pare sa existe o corelatie intre integrina 41 (VLA4) din celulele melanocitare si capacitatea lor de a metastaza . O astfel de relatie nu este totusi regula si, deci, celulele tumorale pot folosi si alte mecanisme pentru a adera la ECM.

Dupa atasarea la componentele membranei bazale sau la ECM interstitial, celulele tumorale trebuie sa-si creeze pasaje pentru migratie. Invazia matricei nu se datoreaza numai presiunii de crestere ci necesita si o degradare enzimatica activa a componentelor ECM. Celulele tumorale secreta enzime proteolitice, sau determina secretia acestora de catre celulele gazdei (fibroblasti stromali si macrofage). Trei clase de proteaze au fost identificate: serina, cisteina, si metaloproteinazele. Colagenazele tip IV reprezinta enzime care rup colagenul tip IV din membranele bazale epiteliale

sau vasculare. S-a dovedit ca tipul IV de colagenaze sunt direct implicate in invazia tumorala .

Catepsina D (o proteinaza cu cisteina) si activatorul plasminogenului tip urokinaza (o proteinaza serica) sunt si ele importante in degradarea ECM. Aceste enzime actioneaza pe mai multe substraturi, inclusiv fibronectina, laminina si miezurile proteice ale proteoglicanilor. Nivelurile acestor enzime sunt crescute in tumori maligne. Nivelul catepsinei D serice reprezinta factor de prognostic pentru pacientele cu cancer mamar. Cele care prezinta nivele crescute de catepsina D, au probabil mai multe tumori invazive.

Locomotia este pasul urmator al invaziei, ducand la distribuirea celulelor tumorale, de-a lungul membranei bazale degradate si catre zonele de matrice lizate. Migrarea pare a fi mediata de citokine derivate din celulele tumorale, cum ar fi factorul autocrin de mobilitate. Aceasta proteina este secretata de multe celule tumorale, carora le confera mobilitate prin legarea sa la un receptor specific. In plus, produsii de descompunere ai matricei (colagen, laminina, etc.) si anumiti factori de crestere (somatomedinele I si II) au activitate chemotactica pentru celulele tumorale. Somatomedinele joaca si un rol in grefarea celulelor tumorale.

Cel mai evident efect al distrugerii matricei este crearea de pasaje pentru invazie de catre celulele tumorale. In plus, produsii de clivaj ai componentei matriceale, derivati din colagen si proteoglicani, au activitati de promovare a cresterii celulare, activitati angiogenetice si chemotactice. Activitatile chemotactice amorseaza migrarea celulelor tumorale in ECM-ul distrus.

DISEMINAREA VASCULARA SI GREFAREA CELULELOR TUMORALE:

O data ajunse in circulatie, celulele tumorale sunt vulnerabile la distrugere, prin intermediul mecanismelor de aparare naturale si adaptative. Detaliile asupra imunitatii antitumorale le vom vedea mai tarziu. Acum e suficient de spus ca celulele natural killer (NK) par sa fie cele mai importante in controlul diseminarii hematogene a celulelor tumorale.

In circulatie, celulele tumorale tind sa se asocieze in grupuri. Acest aspect este favorizat de adeziunea homotipica a tumorilor cat si de adeziunea heterotipica intre celulele tumorale si cele sangvine (mai ales trombocite). Formarea agregatelor celulare mixte tip trombocit celula tumorala, pare sa creasca durata supravietuirii si implantarea celulelor tumorale. Oprirea si

extravazarea trombilor tumorali, la sedii aflate la distanta, implica adeziunea la endoteliu, urmata de trecerea prin membrana bazala. Moleculele de adeziune implicate in acest proces (receptori pentru integrine si laminina ) si enzimele proteolitice au fost discutate anterior. De interes particular este adeziunea la molecula numita CD 44, care e prezenta pe suprafata limfocitelor T normale si folosita de acestea pentru a migra la diferite sedii pe suprafata tesutului limfatic. Aceasta migratie se realizeaza prin legarea CD 44 la venule endoteliale mari. Studii recente arata ca anumite tumori secreta forme variate de CD 44 si aceste molecule se implanteaza probabil ele insele in ganglionii limfatici. Deci, se pare ca celulele tumorale cu nivele crescute de CD 44 sunt pregatite sa disemineze extravascular. Aceasta notiune deriva din studii pe tumori la animale.

Aceasta localizare la care celulele tumorale circulante parasesc capilarele, pentru a forma depozite secundare, este legata de sediul anatomic al tumorii primare. Multe observatii sugereaza, totusi, ca modalitatea de drenaj, nu explica in totalitate distributia metastazelor. De ex., cancerul prostatic metastazeaza cu precadere in oase, in timp ce cancerul bronhopulmonar tinde sa invadeze suprarenalele si creierul, neuroblastoamele avand preferinta pentru ficat si oase. Aceasta afinitate pentru diferite organe poate fi legata de urmatoarele 3 mecanisme:

din cauza ca prima etapa este reprezentata de adeziunea la endoteliul

vascular, celulele tumorale pot secreta pe suprafata molecule de adeziune, ale caror liganzi sunt de obicei legati de celulele endoteliale ale organului tinta;

anumite organe tinta pot elibera compusi chemotactici care recruteaza

celule tumorale la sediul lor de baza. De ex. factorii de crestere tip insulinic (somatomedine I si II);

in anumite cazuri, tesuturile tinta pot reprezenta medii ostile pentru

dezvoltarea tumorilor, astfel incat acestea nu pot metastaza (inhibitorii proteazelor pot preveni fixarea celulelor tumorale, si deci a aparitiei de noi colonii celulare tumorale).

In ciuda celor de mai sus, localizarea precisa a metastazelor nu poate fi prezisa cu exactitate in totate formele de cancer. Evident, multe tumori nu se supun regulilor generale.

IMUNITATEA TUMORALA:

Transformarile neoplazice discutate, deriva dintr-o serie de alterari genetice, ca expresie a antigenilor de suprafata ai celulelor, observati ca fiind molecule straine (non self) si contracarati de mecanismele sistemului imun al organismului. Ideea ca tumorile pot fi considerate, macar partial, ca fiind non self a fost conceputa de savantul EHRLLICH, care a propus ideea recunoasterii mediate imunologic a tumorilor autologe prin mecanisme pozitive, capabile de a elimina celulele transformate. S-a demonstrat acest concept prin incetatenirea termenului supraveghere imuna, care reprezinta recunoasterea si distrugerea celulelor tumorale non self in momentul aparitiei lor. Faptul ca totusi apar tumori maligne, sugereaza ca supravegherea imuna nu este perfecta. Este necesar de raspuns la anumite intrebari privind imunitatea antitumorala: Care este natura antigenilor tumorali ? Care sistem efector al gazdei poate recunoaste celulele tumorale ? Este imunitatea antitumorala eficienta impotriva neoplasmelor spontane ? Pot fi reactiile imune antitumorale exploatate prin imunoterapie ?

ANTIGENII TUMORALI:

Antigenii care exercita un raspuns imun au fost demonstrati experimental pe tumori crescute in laborator, cat si pe tumori in vivo. Ei pot fi clasificati in 2 categorii: antigeni specifici tumorali (TSAs), care sunt prezenti numai in celulele tumorale si nu sunt prezenti in celulele normale, precum si antigeni asociati tumorilor (TAAs), care sunt prezenti in celulele tumorale, dar si in anumite celule normale.

1. Antigenii specifici tumorali: sunt demonstrati in tumorile induse

chimic la rozatoare. Pe modele experimentale, antigenitatea tumorala este reflectata prin:

a) Capacitatea organismului de a rezista la un implant tumoral in

urma imunizarii cu celule tumorale vii sau atenuate;

b) Capacitatea tumorilor de a rezista la atacul imunitar cand sunt

supuse actiunii limfocitelor T, de la un donator imunizat singenetic;

c) Demonstrarea distructiei celulare tumorale in vitro de catre

celulele T citotoxice derivate de la un animal imunizat antitumoral.

Prin aceste metode s-a demonstrat ca multe tumori induse chimic exprima antigeni care nu apar la alte tipuri de tumori.

Natura TSAs in tumori induse experimental si existenta lor la oameni nu este cunoscuta, pana cand nu se demonstreaza bazele stiintifice ale recunoasterii lor de catre celulele T, urmate de recunoasterea si legarea lor sub forma unor complexe antigen anticorp, prin intermediul sistemului major de histocompatibilitate (MHC). Care este natura proteinelor ce dau nastere antigenilor specifici tumorali ? Ea a fost demonstrata pe experimente la soareci , in care s-au pus in evidenta 3 mecanisme de producere a TSAs .

2. Antigenii asociati tumorilor: Majoritatea antigenilor tumorali umani

recunoscuti nu sunt caracteristici tumorilor. Mai degraba ei apar si la anumite celule normale. Asemenea TAAs sunt de 3 feluri: 1) antigeni asociati tumorilor din categoria hidrocarburilor (TACAs), 2) antigeni oncofetali si 3) antigeni specifici diferentierii. Ei au fost investigati in mod intensiv pentru intelegerea bazelor terapiei cu anticorpi. Sunt glicoproteine si glicolipide larg raspandite, de tipul antigenilor de grup sangvin.

Antigenele oncofetale (antigenii embrionari) sunt prezenti, in mod normal pe tesuturile embrionului. Ei lipsesc la organismele adulte. Aparitia lor in anumite forme de cancer, la organismul adult, se datoreaza alterarii programelor genetice ale celulelor. Cele 2 exemple cele mai intalnite sunt: alfa fetoproteina (AFP) si antigenul carcino embrionar (CEA).

Antigenii de diferentiere sunt legati de stadiul de diferentiere in care sunt oprite celulele canceroase. De ex. CD10 este un antigen aflat la suprafata limfocitelor B, prezent in leucemii si limfoame. Antigenul prostatic specific (PSA) este prezent in epiteliul prostatic afectat de cancerul acestui organ. Ambii antigeni servesc ca markeri de diferentiere ai tumorilor respective.

MECANISMELE EFECTOARE ANTITUMORALE:

Imunitatea celulara si umorala este implicata concomitent in activitatea antitumorala. Efectorii celulari care mediaza imunitatea sunt urmatorii:

limfocite T citotoxice: au un rol activ protector, mai ales in cancerele

induse de virusuri (limfomul Burkitt si limofoame induse de virusuri HPV);

celulele NK sunt limfocite apte de a distruge celulele tumorale, fara a

fi sensibilizate in prealabil. Pot reprezenta prima linie de aparare antitumorala. Din cauza ca o mare varietate de tumori nespecifice pot fi contracarate de celulele NK, supresia acestora (ca in cazul SIDA) duce la aparitia de tumori; macrofagele activate prezinta o citotoxicitate selectiva impotriva

celulelor tumorale in vitro. Celulele T si macrofagele colaboreaza in lupta antitumorala din cauza interferonului (o citokina derivata din celule T, cu potential activator al macrofagelor). Aceste celule pot ucide celulele tumorale prin mecanisme asemanatoare celor folosite pentru distrugerea microbilor, sau prin secretarea unui factor de necroza tumorala. In plus aceste citokine sunt litice pentru anumite celule tumorale;

mecanismele umorale pot si ele participa la distrugerea celulelor

tumorale pe 2 cai: activarea complementului si formarea de anticorpi de catre limfocitele B.

IMUNOSUPRAVEGHEREA:

Exista vreo dovada ca mecanismele de protectie antitumorala opereaza in vivo pentru a preveni aparitia tumorilor ? Cel mai important argument pentru existenta imunosupravegherii este cresterea numarului de tumori la gazdele care prezinta imunodeficiente. Intre 5-20% din persoanele cu sindroame de imunodeficienta congenitala, pot dezvolta cancere (de 200 de ori mai frecvent decat restul populatiei). Trebuie notat ca si pacientii cu SIDA fac mai frecvent tumori decat restul populatiei. Majoritatea cancerelor apar la persoane care nu au boli ce afecteaza sistemul imun. De aceea devine evident faptul ca celulele tumorale dezvolta mecanisme de protectie si ocolire a sistemului imunitar al gazdei. Pe durata progresiei tumorale, anumite subclone celulare tumorale sunt eliminate de celulele sistemului imunitar al gazdei, rezultand selectarea unor subclone celulare tumorale rezistente. In anumite cazuri se ajunge la diminuarea secretiei de molecule apartinand sistemului MHC. In plus apar molecule accesorii, de tipul integrinelor, esentiale pentru interactiunea limfocitelor T cu celulele tinta tumorale. Anumite tumori (carcinoame cu celule clare ale rinichiului, etc.) scapa atacului imunitar prin deregularea producerii de antigeni si liganzi pentru integrine. Multi agenti oncogeni (substante chimice, radiatii ionizante) suprima raspunsul imun al gazdei. Tumorile si produsii lor pot fi chiar ele imunosupresoare. De ex. un factor de crestere si transformare (TGF ) este secretat in cantitate mare de tumori, si are un potential imunosupresor demonstrat. Desi tumorile apar mai frecvent la gazdele imunosupresate, existenta imunosupravegherii este demonstrata prin aplicarea la acesti pacienti de substante care le cresc activitatea imuna, inregistrandu-se o diminuare a masei si agresivitatii tumorale.

ASPECTELE CLINICE ALE TUMORILOR:

Cancerele se comporta de maniera parazitara. Majoritatea pot determina mortalitate mai rapida sau mai tardiva. Desi leziunile benigne sunt mai frecvente decat cancerele, diagnosticele fals negative pot duce la rezultate catastrofale, si de aceea este necesar sa supraveghem si sa diagnosticam corect natura unei leziuni tumorale.

EFECTELE TUMORII ASUPRA GAZDEI:

Sunt frecvente probleme determinate de :

1. Localizarea si presiunea tumorii pe structurile adiacente;

2. Activitatea functionala a celulelor tumorale (de tip secretie

hormonala);

3. Sangerare si infectii secundare (tumori infiltrative);

4. Simptome acute datorate rupturii de organe, necrozei si hemoragiei;

5. Metastazarea produce aceleasi consecinte ca si tumora primara.

Efecte locale si hormonale: Cancerele derivate din sistemul endocrin

produc de obicei hormoni in exces. Aceasta activitate functionala este mai tipica pentru tumorile benigne. De ex. adenomul pancreatic de 1 cm. diametru poate produce suficienta insulina pentru a determina hipoglicemie, uneori fatala. Tumorile neuro-endocrine elaboreaza si ele hormoni sau produse asemanatoare. Cresterea distructiva si expansiunea exercitata pe suprafete naturale de catre tumori, pot cauza ulceratii, infectii secundare si sangerari. Melena (sange in intestin) si hematuria (urinare cu sange) sunt caracteristice cancerului de colon, respectiv celui de vezica urinara. Cancerele pot determina boli si pe cai mai neobisnuite. De ex. un organ mobil care e invadat de o tumoare se poate torsiona (rasuci in ax) se poate sectiona, se poate necroza. Aceste complicatii apar in cancere de colon, ovariene, etc.

Casexia canceroasa: Pancientii cu tumori sufera slabiri progresive in greutate insotite de anorexie, slabiciune si anemie. Acest sindrom consumptiv se numeste casexie.

Originile sale sunt obscure. Totusi se pare ca este determinata de cererea nutritiva exceptionala a tumorii, in detrimentul restului celulelor normale. Cancerul creste rareori la fel de rapid ca o sarcina , totusi o mama aflata in lauzie se plange ca a avut dupa nastere o scadere in greutate

comparabila cu casexia. Dovezi indubitabile arata ca sindromul casectic rezulta din actiunea unor factori de tip citokine, produsi fie de tumoare fie de gazda.

Sindroamele paraneoplazice: sunt sindroame de insotire a cancerelor, dovedind ca acestea reprezinta boli de sistem. O clasificare a para neoplaziilor cuprinde: endocrinopatii (tip boala CUSHING), hipercalcemia, sindroame neuromiopatice, achantosis nigricans, osteoartropatii, diateze hemoragice, tromboflebite migratorii, endocardite, etc.

GRADUL SI STADIALIZAREA TUMORILOR:

Gradul unui cancer reprezinta masura in care celulele tumorale sunt diferentiate. Acesta poate varia de la slab diferentiat la mediu diferentiat si bine diferentiat. Se poate nota cu cifre romane de la I la IV (in sensul scaderii gradului de diferentiere).

Stadializarea reprezinta aprecierea dimensiunilor leziunii primare, invadarii locale si la distanta (limfatica si hematogena).

Cea mai folosita clasificare a stadializarii tumorilor este sistemul TNM (tumoare primara, nod ganglionar, metastaza). Indicele T variaza de la 1-4 , indicele N de la 0-3, iar indicele M de la 0-2 (in ordinea crescatoare a invazivitatii).

DIAGNOSTICUL DE LABORATOR IN CANCERE:

1. Metode histopatologice si citopatologice: investigheaza microscopic

aspectele tesuturilor, respectiv celulelor tumorale, in urma caruia se stabileste diagnosticul anatomo-patologic;

2. Imunohistochimia: reprezinta metoda de evidentiere a anticorpilor

specifici monoclonali exprimati, sub forma de markeri tumorali, la suprafata celulelor neoplazice;

3. Diagnosticul molecular: este reprezentat de metodele de replicare

proteica (PCR) si de recombinare a ADN, si pune in evidenta modificarile citogenetice care insotesc aparitia tumorilor;

4. Flow citometria: este o masura rapida cantitativa de numarare a

celulelor maligne si a antigenelor membranare, continute de celulele maligne.

5. Markerii tumorali circulanti: antigenul carcinoembrionar (CEA)

si alfafetoproteina (AFP) apar in sange in anumite tumori, continand celule slab diferentiate, asemanatoare celor din viata intra- uterina.

GENETICA I CANCERUL

Scurt istoric al geneticii

Genetica poate fi definita succint drept stiinta ereditatii si variabilitatii organismelor. Notiunea de ereditate isi are originea in latinescu hereditas, care inseamna mostenire. Primele observatii asupra ereditatii au fost efectuate in antichitate, cu multe milenii inainte erei lui Christos, atunci cand oamenii au reusit sa creeze primele soiuri de plante si rase de animale. In mod empiric, ei observasera calea de transmitere la descendenti a caracterelor parintilor. Inca inainte de Christos erau cunoscute soiurile de orez obtinute de catre chinezi, rase de caini reprezentate de sculpturile egiptene, precum si diferite rase de porumbei, cai, oi, etc. In secolul al XIX-lea o data cu aparitia aglomerarilor urbane, care necesitau cantitati mari de alimente, si a dezvoltarii industriei, care avea nevoie de materii prime, se dezvolta substantial cunostintele despre ereditate, mai ales cele privind ameliorarea plantelor si animalelor. Au aparut astfel teoriile corpusculare ale ereditatii, ce reluau conceptia atomista a lui Democrit si sustineau in esenta ca in fiecare organ, tesut sau celula exista niste corpusculi care se acumuleaza in celulele sexuale si asigura transmiterea caracterelor la urmasi. Dintre acestea citam: teoria paragenezei a lui Ch. Darwin, teoria plastidulelor a lui E. Haeckel, teoria micelara a lui K.W. Naegeli, etc. Apogeul teoriilor corpusculare ale ereditatii a fost reprezentat de teoria plasmei germinative a lui August Weismann care considera in esenta ca imediat ce oul sau zigotul incepe sa se divida are loc o separare a germenului sau a plasmei germinative de soma sau de corp. Transmiterea ereditara a caracterelor se realizeaza exclusiv de catre plasma germinativa, care are o structura discontinua, fiind alcatuita din "determinanti". Acestia sunt inzestrati cu capacitatea de a transmite caracterele organismelor de la o generatie la alta. Desi teoriile corpusculare au caracter speculativ, deoarece corpusculii ereditari erau ipotetici, un aspect pozitiv al acestor teorii il constituie incercarea de a gasi un suport material ereditatii. Primele legi ale ereditatii au fost descoperite in a doua jumatate a secolului al XIX-lea de catre Gregor Mendel, considerat a fi unul din fondatorii geneticii ca stiinta. Pe baza unor experiente de hibridare efectuate la plante pe timp de mai multi ani, el isi elaboreaza propria teorie asupra existentei factorilor ereditari, care ulterior au fost numite gene si descopera primele legi ale ereditatii. Acestea sunt Legea puritatii gametilor si Legea segregarii independente a perechilor de caractere.Scurt istoric al geneticii umane

Primele observatii privind ereditatea umana au fost realizate in Antichitate. Astfel, in mitologia hindusa aflam ca unele calitati omenesti ca forta, robustetea si intelepciunea sunt ereditare, iar Platon, in Grecia antica, pornind de la ideea ca anumite caractere si insusiri se transmit la urmasi, recomanda reproducerea selectiva a oamenilor sanatosi, destepti si curajosi, fiind initiatorul eugeniei platonice ce se practica in cetatea Sparta si prin care se urmarea eliminarea din societate a indivizilor cu defecte fizice sau pshihice. Hipocrate considera ca germenii noului individ sunt produsi de catre intregul organism, atat de partile sanatoase, cat si de cele bolnave. Ca urmare, substantele provenite de la organele nesanatoase vor determina la descendenti formarea de organe bolnave. Un merit incontestabil al lui Hipocrates consta in observatia ca indivizii umani sunt foarte deosebiti unul de altul, si ca "medicul trebuie sa trateze bolnavul, nu boala:, care se manifesta extrem de diferit de la individ la individ. Observatii mai sistematice asupra ereditatii umane s-au realizat abia in epoca moderna. In secolul al XVIII-lea Maupertius a semnalat ca polidactilia este o maladie familiala, iar in secolul al XIX-lea Nasse a studiat regulile dupa care se manifesta familial hemofilia, o cunoscuta boala a sangelui. De altfel, la evrei, inca in Antichitate - in Talmud - scrie ca in familiile unor membri la care se observa pierderi de sange dificil de oprit, se interzice circumcizia. In 1865, F. Galton publica lucrarea *Ereditatea talentului si a caracterului*, in care considera ca , de pilda, talentul depinde de numerosi factori necunoscuti si ca numai cercetari statistice ar putea oferi informatii mai exacte. El conchide totusi ca talentul este influentat si de ereditate, dar apreciaza ca ar fi o utopie incercarea de a ameliora calitatile speciei umane prin procedee de selectie. In 1902 apare lucrarea lui A. Garrod intitulata *Incidenta alcaptonuriei, studiu privind individualitatea chimica* in care acesta mentioneaza izolarea acidului homogentisic din urina bolnavilor cu alcaptonurie si remarca frecventa mai mare a maladiei la persoanele consangvine. Deosebit de important este principiul pe care il dezvolta, al individualitatii biochimice a omului. Printr-o alta lucrare a sa, *Erori innascute de metabolism*, A. Garrod pune bazele geneticii biochimice. Landsteiner, in 1900, descopera grupele de sange din sistemul ABO si arata ca tipurile respective sunt ereditare. Mai tarziu, prin lucrarile lui Landsteiner si ale altor cercetatori, s-a descoperit factorul sangvin Rh, precum si faptul ca bolile hemolitice ale nou-nascutului se datoreaza incompatibilitatii imunologice dintre mama si fat. In prima decada a secolului al XX-lea se dezvolta ideea eugeniei in Europa si SUA, prin care se considera ca trebuie incurajate casatoriile intre persoanele cu caractere utile (eugenie pozitiva) si descurajate cele intre persoanele bolnave, intarziate mintal (eugenie negativa). In Germania, teoria a luat denumirea de *Rassenhygienne*, provenind de la cartea cu acest titlu publicata in 1895 de catre Ploetz. Este vorba de o conceptie mistica despre rasa care sustine superioritatea nordicilor, si care a dus la grave manifestari xenofobe si antisemite. S-a demonstrat ca legile mendeliene ale ereditatii sunt valabile si pentru specia umana. Datorita insa particularitatilor fiintei umane, cea mai uzitata metoda in genetica umana este observatia, si nu experimentul, interzis din motive etice. De aceeea, una dintre tehnicile cel mai des folosite este urmarirea unui caracter sau a unei afectiuni genetice de-a lungul a mai multor generatii. Analiza pedigriului este o astfel de tehnica, prin care este prezentata mostenirea unui caracter intr-un sir de generatii succesive. Astefel se poate determina daca un caracter este dominant sau recesiv, daca este determinat de o gena autosomala sau de o gena plasata pe cromozomii sexului. Stabilirea genealogiei se realizeaza prin elaborarea arborilor genealogici in care se marcheaza prezenta caracterului sau a maladiei, frecventa, gradul de expresivitate (penetranta), sexul mai afectat, etc. Aceasta permite descoperirea modului de transmitere a caracterului sau a maladiei respective de=a lungul generatiilor. In Canada, G. Lanberge a demonstrat ca toti bolnavii de tirosinemie (exces de tirosina in sange), maladie care determina tulburari hepatice grave, au ca stramosi un cuplu de normanzi care au emigrat in Canada in secolul al XVII-lea. Pe de alta parte, studiul casatorilor consangvine are importanta pentru stabilirea frecventei maladiei genetice, comparativ cu populatia neconsangvina. In anumite tari, frecventa acestui tip de casatorii este mare. De asemenea, prezinta importanta frecventa maladiilor genetice la cele 2 sexe, ceea ce permite localizarea genelor mutante pe autozomi sau heterozomi (cromozomii sexului). Asa s-a demonstrat ca hemofilia A si B, miopatia Duchenne, daltonismul, etc. sunt maladii genetice ce prezinta sex-linkage, manifestandu-se cu frecventa mare al baieti si foarte mica la fete. O exceptie de la transmisia mendeliana a unei maladii genetice este acondroplastia, maladie responsabila pentru unele tipuri de nanism. O alta caracteristica a unor maladii genetice este penetranta incompleta sau expresivitatea variabila, fenomene care modifica raportul de segregare si manifestarea fenotipica diferita de la un individ la altul. Un exemplu este neurofibromatoza care in unele cazuri se manifesta prin pete "cafea cu lapte" pe piele si tumori ale pielii, iar in alte cazuri numai prin pete ale pielii. De aceea fenomenul este cunoscut si sub denumirea de "expresivitate variabila". Un fapt important pentru genetica umana este studiul maladiilor genetice la nivel statistic, tinand seama ca familiile umane sunt relativ mici si putin numeroase. Aceasta permite stabilirea probabilistica a aparitiei unei maladii in descendenta. Incepand din a doua jumatate a secolului al XIX-lea, a inceput utilizarea metodei gemenilor mono si dizigoti pentru a stabili in ce masura o maladie este determinata genetic si in ce masura este determinata de mediu. S-a demonstrat pe aceasta cale ca, de pilda, hipertensiunea arteriala este partial determinata genetic.De asemenea, unele tipuri de cancere apar cu frecventa mai mare la gemenii monozigoti. Se utilizeaza in acest sens si cunostintele de genetica cantitativa prin care se urmareste sa se descopere cum sunt determinate genetic caracterele cantitative (talia, greutatea, pigmentatia, etc). Studiul corelatiilor intre diversi factori biologici si aparitia unei maladii prezinta de asemenea un interes major. De exemplu se studiaza corelatia intre un anume grup sangvin si aparitia unei maladii. Astfel, s-a demonstrat ca in Anglia, la persoanele care prezinta cancer al stomacului, grupul sangvin A este mai frecvent. Prin utilizarea studiului pedigriului, s-a putut determina modul de mostenire a numeroase caractere normale sau patologice. Un exemplu de caracter autosomal recesiv este modul de atasare a lobului urechii. Astfel, un lob direct atatsat de cap este un caracter recesiv, in timp ce persoanele homozigote pentru gena d