Фактор роста эндотелия сосудов. Лечение с помощью факторов роста. Более года страдал воспалением ахила

В 2013м, катаясь на роликах, получила перелом малоберцовой кости. Не зная, как быть, обратилась в БСПМ, где мне наложили гипс. Через неделю поняла, что что-то идет не так, и друзья посоветовали обратиться к Олегу Аркадьевичу Юхимчуку.
Через несколько дней приехала на консультацию, где узнала, что кости срастаются неправильно, и мне требуется операция с установкой пластины.
Обслуживание и отношение к пациенту у Олега Аркадьевича и его команды - навысоте! Все быстро, четко, профессионально и с юмором. После операции - полноценная «сервисная» поддержка. Голеностоп восстановился, функционирует как прежде, никаких болей или признаков перелома, кроме тончайшего шрама. В 2018 была травма колена, и я без сомнений, снова обратилась к Олегу Аркадьевичу. Стоит ли говорить, что снова починили, помогли и успокоили! В общем, великолепный врач, прекрасный человек! Искренне рекомендую!

Ирина Животко

Год назад получила серьезную травму

Год назад получила серьезную травму голеностопного сустава, сложный перелом 2х костей со смещением,разрыв связок и частичное повреждение мышц.
Живу в Европе. Обращалась во многие клиники… После многочисленных консультаций и диагностик, к сожалению, не получила однозначного заключения врачей. Озвученный мне вывод был: «Вы уже вряд ли будете ходить,как прежде».
По рекомендации своих друзей обратилась за профессиональной помощью в Украинскую клинику, к одному из лучших хирургов/травматологов, а конкретно Юхимчук Олег Аркадиевич.
Результат:
1. Чёткое, быстрое профессиональное обследование и я приняла решение об операции.
2. Операция прошла отлично. Были установлены имплантанты.
3. Я получила высокого уровня послеоперационную консультацию по реабилитации.
4. ПОЛНОСТЬЮ восстановилась без малейшего намёка на травму!
БРАВО НАШИМ ДОКТОРАМ!!!

Знаємо лікаря давно, лікував неодноразово

Знаємо лікаря давно, лікував неодноразово всіх членів родини, але Мама після ДТП 2006р. з переломами майже всіх кісток (плече, гомілка, ребра) була вдало прооперована, працює досьогодні, няньчить онуків, вирощує городину на дачі . Здоров’я Вам, Лікарю, і усій Вашій родині! Завжди знаємо, якщо послизнемось- де підсилять соломку!

Квіточка

Вже більше 10 років вся

Вже більше 10 років вся моя родина звертається до Олега Аркадійовича. Завжди отримуємо кваліфіковану і ефективну допомогу. 21 грудня 2017 року зломала ногу, перелом двох кісток голені, ще й кістки потрощилися в місці переломів «розочкою». Одразу поїхали до Олега Аркадійовича, була зроблена важка операція, поставлено дві пластини…якихось півроку і я вже ходила без милиць, а зараз то взагалі ходжу як і до перелому. Дуже Дякую цьому Лікарю.

Антоніна

Более года страдал воспалением ахила,

Периодически пользуюсь услугами Олега Аркадьевича и друзьям рекомендую.
Более года страдал воспалением ахила, уже ходил по утрам как Чарли Чаплин 🙁
Олег Аркадьевич за месяц поставил меня на паркет. Колоссальный опыт, Золотые руки, Светлая голова, и просто хороший человек. Спасибо Вам Огромное!!!

P.S. Для тех кто активно занимается спортом и как следствие получает травмы, настоятельно рекомендую Олега Аркадьевича.

Александр

Олег Аркадиевич, спасибо Вам огромное!!!

Олег Аркадиевич, спасибо Вам огромное!!! В 2015 году оперировали моего отца, он сам врач, на ногах проводит 99% время на работе, и благодаря Вам продолжает в том же духе, но уже на протезированом тазобедренном суставе. Я и сам хирург, и помню все как проходило, могу сказать что и до- и послеоперационный период прошел очень «гладко». Папа через 1.5 месяца уже стоял в операционной (акушер- гинеколог), хотя я помню вы говорили это рано:)) но он не выдержал. Уже в этом году 3-й раз покорил Говерлу) Вас вспоминаем каждое 14 февраля- день операции. СПАСИБО!!!

№ 5 - 2015 г. 14.00.00 Медицинские науки (14.01.00 Клиническая медицина)

УДК 611-018.74

ФАКТОР РОСТА ЭНДОТЕЛИЯ СОСУДОВ:

БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ (ОБЗОР

ЛИТЕРАТУРЫ)

Н. Л. Светозарский1, А. А. Артифексова2, С. Н. Светозарский3

1ГБУЗ «Нижегородская областная клиническая больница им. Н.А. Семашко» (г. Нижний

Новгород)

2ГБУЗ НО «Медицинский информационно-аналитический центр» (г. Нижний Новгород) 3ФБУЗ «Приволжский окружной медицинский центр» Федерального медико-биологического агентства (г. Нижний Новгород)

В обзоре литературы представлены основные сведения о факторе роста эндотелия сосудов (vascular endothelial growth factor, VEGF) и сферах его клинического применения. Рассмотрены физиологические и патологические пути образования сосудов и факторы регуляции ангиогенеза. Описаны основные свойства VEGF и его рецепторов, их роль в регуляции сосудистого роста в норме и при развитии злокачественных новообразований и заболеваний сетчатки. Обобщены сведения о препаратах, ингибирующих VEGF-опосредованный ангиогенез. Указано несколько направлений дальнейшего развития антиангиогенной терапии.

Ключевые слова: ангиогенез, фактор роста эндотелия сосудов, антиангиогенная терапия, лечение рака, возрастная макулярная дегенерация.

Светозарский Николай Львович - кандидат медицинских наук, врач-уролог ГБУЗ «Нижегородская областная клиническая больница им. Н.А. Семашко», e-mail: [email protected]

Артифексова Анна Алексеевна - доктор медицинских наук, профессор, врач-методист ГБУЗ НО «Медицинский информационно-аналитический центр», e-mail: [email protected]

Светозарский Сергей Николаевич - врач-офтальмолог офтальмологического отделения ФБУЗ «Приволжский окружной медицинский центр», e-mail: [email protected]

Введение. Рост новых кровеносных сосудов, обеспечивающих транспорт питательных веществ и кислорода, представляет собой основу многих физиологических

и патологических процессов. Активный рост сосудов сопровождает, с одной стороны, нормальный рост и развитие организма в пре- и постнатальном периоде, заживление ран, развитие плаценты и желтого тела, и, с другой стороны, развитие раковых опухолей, ревматоидный артрит, ожирение, псориаз, бронхиальную астму, возрастную макулярную дегенерацию сетчатки (ВМД). Пониженная активность ангиогенеза отмечается в старости и при таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера, инсульт, атеросклероз периферических сосудов и др. . Попытки фармакологически активировать рост сосудов пока не принесли успеха. В то же время изучение механизмов регуляции ангиогенеза позволило за последнее десятилетие создать целый ряд лекарств, направленно блокирующих рост новообразованных сосудов . Многие из них вошли в состав первой и второй линий лечения почечно-клеточного рака, рака молочной железы и других локализаций, а также возрастных и сосудистых поражений сетчатки.

Механизмы роста сосудов. Существует несколько путей образования сосудов :

Васкулогенез - рост сосудов у эмбриона с дифференцировкой ангиобластов в эндотелиоциты (после рождения также имеется небольшое количество циркулирующих прогениторных клеток);

Ангиогенез - прорастание новых сосудов из уже имеющейся сети сосудов;

Инвагинация с разделением сосудистой стенки и образованием дочерних сосудов;

Сосудистое кооптирование - присвоение опухолью имеющихся сосудов;

Сосудистая или «васкулогенная» мимикрия - выстилка просвета сосуда клетками опухоли;

Дифференцировка опухолевых клеток в эндотелиоциты.

Отметим, что физиологичными являются первые три пути, последние специфичны для канцерогенеза. Ангиогенез - основной путь роста сосудов у человека после рождения. Он проходит в несколько стадий: активация эндотелиоцитов, синтез протеаз и растворение базальной мембраны, миграция эндотелиальных клеток к ангиогенному стимулу, пролиферация эндотелиоцитов и образование первичной сосудистой стенки, ремоделирование сосуда, формирование полноценной структуры сосудистой стенки .

В регуляции ангиогенеза принимают участие как активирующие, так и ингибирующие ангиогенные факторы , некоторые из которых приведены в табл. 1.

Таблица 1

Активирующие и ингибирующие факторы ангиогенеза

Факторы активации ангиогенеза

Ингибиторы ангиогенеза

Факторы роста: фактор

роста эндотелия сосудов

(vascular endothelial

growth factor, VEGF),

эпидермальный фактор

роста (EGF),

трансформирующие

факторы роста (TGF-a,

-ß), фактор роста

фибробластов (FGF), Растворимые рецепторы VEGF (sVEGFR)

тромбоцитарный фактор Ангиопоэтин-2

роста (PDGF), Вазостатин

инсулиноподобный Ангиостатин (фрагмент плазминогена)

фактор роста-1 (IGF-1), Эндостатин

плацентарный фактор Интерферон-a, -ß, -у

роста PlGF Интерлейкин-4, -12, -18

Ангиогенин Индуцибельный протеин-10

Ангиопоэтин-1 Тромбоспондин

Гормоны (лептин, Тромбоцитарный фактор-4

эритропоэтин) Ретиноиды

Колониестимулирующие Ингибиторы матриксных

факторы (G-CSF, металлопротеаз (TIMP-1, -2)

GM-CSF) Гормоны (пролактин)

Активаторы

плазминогена

Интерлейкин-8

Белки базальной

мембраны (интегрины,

кадгерины и др.)

Матриксные

металлопротеиназы

Большое значение в регуляции ангиогенеза играет фактор роста эндотелия сосудов VEGF (Vascular endothelial growth factor) и его рецепторы. Семейство молекул VEGF включает несколько факторов: VEGF-A, -B, -C, -D, -E, обнаруженный у Орф-вируса, и плацентарный фактор роста PlGF . VEGF-A, -B и PlGF - основные регуляторы роста кровеносных сосудов, VEGF-C и -D необходимы для формирования лимфатических сосудов .

VEGF-A, также называемый VEGF, является одним из наиболее хорошо изученных факторов ангиогенеза, который рассматривается в качестве точки приложения ряда новых лекарственных средств для лечения рака и заболеваний сетчатки . В этой связи особый интерес для практического врача представляет знакомство с основными биологическими свойствами VEGF и их клиническим применением.

Биологические свойства VEGF-A. Впервые выделил и дал соответствующее название молекуле VEGF Наполеон Феррара в 1989 году VEGF-A - гликопротеид с молекулярной массой около 45 кД. Идентифицирован ряд изоформ VEGF-А, в частности VEGF-121, -145, -162, -165, -165b, -183, -189, -206. Кроме аминокислотного состава они отличаются по способности связывать гепарин и проникать через биологические мембраны .

VEGF стимулирует пролиферацию клеток эндотелия сосудов, изолированных из артерий, вен и лимфатических сосудов in vitro . На многих моделях показано активирующее действие VEGF на ангиогенез in vivo . VEGF-A жизненно необходим для развития организма в эмбриональном и раннем постнатальном периодах. Инактивация одного аллеля VEGF-A приводит к гибели эмбриона при сроке 11-12 дней . Введение мышам ингибиторов VEGF в возрасте от 1-го до 8-ми дней приводит к остановке роста и летальному исходу . VEGF-A важен для эндохондрального роста кости, его

ингибирование вызывает обратимую остановку роста костного скелета . VEGF-A участвует в регуляции ангиогенеза в ходе менструального цикла . VEGF-A способствует выживанию клеток эндотелия in vitro и in vivo. Известно, что VEGF-A индуцирует выработку белков-ингибиторов апоптоза Bcl-2, A1 и сурвивина клетками эндотелия. Ингибирование VEGF в неонатальном периоде у мышей приводит к апоптозу и регрессу васкуляризации, в то время как у взрослых особей такого эффекта не обнаружено, что указывает на изменение функции VEGF в ходе онтогенеза. Введение VEGF приводит к быстрому кратковременному повышению проницаемости сосудов. Основной точкой приложения VEGF являются клетки эндотелия, но митогенные и другие его эффекты были изучены и на других клетках, в том числе нейронах, VEGF вызывает хемотаксис моноцитов . VEGF активирует экспрессию оксида азота, простациклина и других цитокинов, способствующих вазодилатации.

Рецепторы VEGF-А. Изучено 2 вида тирозинкиназных рецепторов к VEGF-А - VEGFR-1 и -2. Функционирование и сигнальные пути VEGFR-1 неодинаковы у эндотелиальных и других видов клеток, изменяются они и в процессе онтогенеза. VEGFR-1 связывает молекулы VEGF-А, -B и PIGF. VEGFR-1 опосредует такие немитогенные функции в клетках эндотелия, как высвобождение факторов роста, активацию матриксных металлопротеиназ (MMP-9). Кроме того, он участвует в регуляции гемопоэза и хемотаксисе моноцитов .

VEGFR-2 связывает VEGF-А с высокой афинностью, имеет сродство к VEGF-C и -D. Этот рецептор опосредует основные свойства VEGF-А - активацию ангиогенеза и повышение проницаемости эндотелия. При связывании с лигандом происходит димеризация и фосфорилирование рецептора, что активирует сигнальный путь митоза, хемотаксиса и повышения выживаемости . Интересно, что эффект от активации мембранного рецептора отличен от активации внутриклеточного рецептора. Так, артериальный морфогенез индуцируется лишь по сигнальному пути внутриклеточного VEGFR-2 .

Значение VEGF-А для роста опухоли. В отличие от нормального сосудистого русла сосуды опухоли обычно представляют собой неупорядоченную сеть взаимосвязанных, извилистых трубчатых структур с высокой проницаемостью. В этой сети трудно выделить артериолы и венулы, в структуре стенки не всегда определяются перициты и гладкомышечные клетки . Быстрый рост опухолевой ткани определяет ряд факторов развития гипоксии: несоответствие роста клеток опухоли и эндотелия, неупорядоченная сеть сосудов с низкой скоростью кровотока, высокое давление тканевой жидкости . При гипоксии повышается уровень гипоксия-индуцибельного фактора-1-альфа (HIF-1a), который активирует экспрессию VEGF. VEGF повышает проницаемость сосудов, ведет к дезорганизации сосудистой стенки, что усугубляет гипоксию и способствует распространению клеток опухоли и росту метастазов. Клетки эндотелия в опухолевом окружении меняют свои свойства и нередко приобретают устойчивость к ингибиторам ангиогенеза . VEGF может стимулировать васкулогенез в опухоли путем привлечения из костного мозга гемопоэтических и эндотелиальных клеток-предшественников .

Клетки многих опухолей секретируют VEGF-А in vitro. Высокие уровни VEGF в сыворотке крови были выявлены при раке молочной железы, колоректальном, немелкоклеточном раке легкого, почечно-клеточном раке, глиобластоме и других злокачественных новообразованиях .

Выживаемость пациентов с высоким уровнем VEGF значительно ниже, чем у больных с низкой экспрессией VEGF. Прогностическая ценность уровня VEGF в отношении развития метастазов составила 73 % независимо от поражения лимфатических узлов . Ряд исследований указывают на возможность использования уровня VEGF в качестве

маркера прогноза при раке легкого и предстательной железы (РПЖ) . Необходимо также отметить, что в мета-анализе, включавшем 12 исследований, прогностическая роль VEGF-А при РПЖ не подтвердилась .

Значение VEGF в развитии неоваскуляризации сетчатки глаза. Рост сосудов в сетчатке осуществляется двумя путями: посредством васкулогенеза и ангиогенеза . Экспрессия VEGF в пренатальном и раннем неонатальном периодах во многом определяет активность этих процессов и, как результат, нормальную васкуляризацию сетчатки . Наибольшие уровни VEGF в ткани сетчатки определяются на 1-й неделе постнатального развития. В дальнейшем уровень VEGF плавно снижается и определяется в основном парциальным давлением кислорода в крови . Гипероксия подавляет выработку VEGF, что приводит к апоптозу клеток эндотелия и запустеванию сосудов. В клинической практике гипероксия развивается при кислородной терапии у недоношенных детей. Недостаток VEGF в этой ситуации способствует развитию первой стадии ретинопатии недоношенных . Экспрессия генов VEGF активируется в условиях гипоксии, что объясняет повышенный уровень VEGF-А в ткани сетчатки при моделировании ишемических поражений сетчатки, а также в водянистой влаге и стекловидном теле у пациентов с диабетической пролиферативной ретинопатией . Ряд работ показали ведущую роль VEGF как активатора ангиогенеза при ишемических поражениях сетчатки и возрастной макулярной дегенерации .

VEGF как мишень антиангиогенной терапии и возможные механизмы резистентности. Об антиангиогенной терапии как о стратегия борьбы с ростом опухоли впервые заговорил Фолькман в 1971 году . Изучение ключевого регулятора ангиогенеза - VEGF и его рецепторов позволило начать разработку таргетных препаратов, избирательно воздействующих на те или иные звенья сигнального пути фактора роста эндотелия сосудов.

При блокировании сигнального пути VEGF разворачиваются сразу несколько механизмов торможения ангиогенеза . Во-первых, приостанавливается рост новых сосудов, и частично запустевают имеющиеся. Во-вторых, недостаток VEGF как фактора, способствующего выживанию клеток эндотелия, ведет к апоптозу клеток эндотелия сосудов опухоли. Кроме того, в отсутствие VEGF не происходит хемотаксиса эндотелиальных клеток-предшественников, способствующих васкуляризации опухоли. Введение ингибиторов фактора роста опосредованно приводит к вазоконстрикции.

Разработаны и применяются препараты, ингибирующие VEGF-опосредованный ангиогенез. По механизму действия их можно разделить на 3 группы: взаимодействующие с молекулой VEGF, с рецепторами VEGF и направленные на внутриклеточные сигнальные пути рецепторов VEGF. В табл. 2 суммированы основные сведения о современных анти-VEGF препаратах, применяемых для лечения рака и поражений сетчатки .

Таблица 2

Лекарственные препараты, ингибирующие VEGF-опосредованный ангиогенез

Лекарство Тип действующего вещества Точка приложения Применение

Бевацизумаб (авастин) Моноклональные человеческие антитела VEGF-A Распространенный колоректальный рак, распространенный неплоскоклеточный немелкоклеточный рак легких, распространенный рак молочной железы, рецидивирующая глиобластома, распространенный почечно-клеточный рак

Рамуцирумаб (Cyramza / цирамза) Моноклональные человеческие антитела VEGF-связывающий домен рецептора VEGFR-2 Распространенный немелкоклеточный рак легких, колоректальный рак, рак желудка

Сорафениб (нексавар) Белок-ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR-2 и тромбоцитарного фактора роста Распространенный почечно-и печеночно-клеточный рак

Сунитиниб (сутент) Ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR и тромбоцитарного фактора роста Распространенный почечно-клеточный рак

Пазопаниб (вотриент) Ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR и тромбоцитарного фактора роста Распространенный почечно-клеточный рак, распространенная саркома мягких тканей (кроме гастроинтестинальных стромальных опухолей и липосаркомы) у пациентов, ранее получавших химиотерапию

Вандетаниб (зактима, капрелса) Ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR и тромбоцитарного фактора роста Нерезектабельный местнораспространенный или метастатический медуллярный рак щитовидной железы

Афлиберцепт (Айлия / Eylea - раствор для интравитреальных инъекций;Залтрап) Рекомбинантный белок, внеклеточные домены рецепторов VEGFR-1 и -2 VEGF-A, -B, PlGF-1, -2 Айлия / Еу1еа: неоваскулярная форма ВМД, диабетический макулярный отек, макулярный отек вследствие окклюзий вен сетчатки. Залтрап: колоректальный рак

Регорафениб (Stivarga) Ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR Колоректальный рак; гастроинтестинальные стромальные опухоли

Акситиниб (Inlyta) Ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR-2 Распространенный почечно-клеточный рак

Пегаптаниб (макуген - раствор для интравитреальных инъекций) Пегилированный аптамер (олигонуклеотид) VEGF-165 Неоваскулярная форма ВМД

Ранибизумаб (луцентис) Моноклональные антитела к VEGF-A VEGF Неоваскулярная форма ВМД, диабетический макулярный отек, макулярный отек вследствие окклюзий вен сетчатки, миопическая хориоидальная неоваскуляризация

Рекомбинантный

Конберцепт внеклеточные VEGF-A, -B, -C, PlGF Неоваскулярная форма ВМД

домены рецепторов

Необходимо отметить, что при системном применении для этой группы лекарств характерны малое терапевтическое окно и высокая частота побочных эффектов. К последним относят артериальную гипертензию, сердечную недостаточность, протеинурию вследствие поражения почек, угнетение костного мозга, сыпь и сенсорную невропатию .

В лечении поражений сетчатки ингибиторы ангиогенеза показали высокую эффективность, заключающуюся в регрессе новообразованных сосудов и повышении остроты зрения . Применение данной группы препаратов в лечении рака позволяет добиться снижения темпов прогрессирования болезни, но приводит к увеличению выживаемости больных . Отчасти это связано с развитием механизмов резистентности в ткани опухоли. К ним относят гиперэкспрессию других факторов активации ангиогенеза в условиях гипоксии, усугубляемой введением ингибиторов VEGF. Некоторые клетки опухоли приобретают мутации, обусловливающие толерантность к гипоксии. Активируются другие типы роста сосудов, менее чувствительные к действию ингибиторов VEGF, - васкулогенез (из циркулирующих прогениторных клеток), инвагинация, сосудистое кооптирование, «васкулогенная» мимикрия, дифференцировка опухолевых клеток в эндотелиоциты .

Заключение. Изучение механизмов сосудистого роста позволили установить целый ряд активирующих и ингибирующих цитокинов, среди которых ведущую роль играет фактор роста эндотелия сосудов. Знание структуры его изоформ, рецепторов и сигнальных путей определило точки приложения для новой группы таргетных лекарственных средств - блокаторов ангиогенеза. Эти препараты рекомендованы к применению в онкологии, но их эффективность не всегда превосходит эффективность традиционных схем полихимиотерапии. В лечении поражений сетчатки ингибиторы ангиогенеза показали более значительный эффект, заключающийся в регрессе новообразованных сосудов и повышении остроты зрения. Предполагают несколько направлений дальнейшего развития антиангиогенной терапии. В ближайшее время это - оптимизация схем лечения - доз и длительности приема препаратов, выявление различий в механизме действия и клиническом эффекте ингибиторов тирозинкиназ и анти-VEGF антител. В долгосрочной перспективе - создание препаратов, направленных сразу на несколько ключевых регуляторов ангиогенеза, поиск механизмов, ограничивающих специфичные для онкогенеза пути роста сосудов - сосудистое кооптирование, «васкулогенную» мимикрию и дифференцировку опухолевых клеток в эндотелиоциты .

Список литературы

4. Carmeliet P. Molecular mechanisms and clinical applications of angiogenesis / Р. Carmeliet, R. K. Jain // Nature. - 2011. - Vol. 473 (7347). - P. 298-307.

5. Folkman J. Angiogenesis: an organizing principle for drug discovery? / J. Folkman //

6. Ferrara N. Vascular endothelial growth factor: basic science and clinical progress / N. Ferrara // Endocr. Rev. - 2004. - Vol. 25. - P. 581-611.

7. Роль VEGF в развитии неопластического ангиогенеза / В. П. Чехонин [и др.] // Вестн. РАМН. - 2012. - № 2. - С. 23-34.

8. Герштейн Е. С. Современные представления о механизмах передачи сигналов факторов роста как основа эффективной молекулярно-направленной противоопухолевой терапии / Е. С. Герштейн, Н. Е. Кушлинский // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. - 2007. - Т. 5, № 1. - С. 4-9.

9. Ferrara N. Pituitary follicular cells secrete a novel heparin-binding growth factor specific for vascular endothelial cells / N. Ferrara, W. J. Henzel // Biochem. Biophys. Res. Commun.

10. Structure-function analysis of VEGF receptor activation and the role of coreceptors

in angiogenic signaling / F. S. Grunewald // Biochimica et Biophysica Acta. - 2010.

11. Vascular endothelial growth factor is a secreted angiogenic mitogen / D. W. Leung // Science. - 1989. - Vol. 246 (4935). - P. 1306-9.

12. Heterozygous embryonic lethality induced by targeted inactivation of the VEGF gene / N. Ferrara // Nature. - 1996. - Vol. 380 (6573). - P. 439-42.

13. Redundant roles of VEGF-B and PlGF during selective VEGF-A blockade in mice / A. K. Malik // Blood. - 2006. - Vol. 107. - P. 550-7.

14. VEGF couples hypertrophic cartilage remodeling, ossification and angiogenesis during endochondral bone formation / H. P. Gerber // Nat. Med. - 1999. - N 5. - P. 623-8.

15. Ferrara N. VEGF-A: a critical regulator of blood vessel growth / N. Ferrara // Eur. Cytokine Netw. - 2009. - Vol. 20 (4). - P. 158-63.

16. Ferrara N. The biology of VEGF and its receptors / N. Ferrara, H. P. Gerber, J. LeCouter // Nat. Med. - 2003. - Vol. 9 (6). - P. 669-76.

17. Carmeliet P. VEGF receptor 2 endocytic trafficking regulates arterial morphogenesis / Р. Carmeliet, M. Simons // Dev. Cell. - 2010. - Vol. 18 (5). - P. 713-24.

18. Anti-Vascular Endothelial Growth Factor Therapy in Breast Cancer / А. А. Lanahan

19. Niu G. Vascular Endothelial Growth Factor as an Anti-angiogenic Target for Cancer Therapy / G. Niu, X. Chen // Current drug targets. - 2010. - Vol. 11 (8). - P. 1000-1017.

20. The multifaceted circulating endothelial cell in cancer: towards marker and target identification / F. Bertolini // Nat. Rev. Cancer. - 2006. - Vol. 6 (11). - P. 835-45.

21. Vascular and haematopoietic stem cells: novel targets for anti-angiogenesis therapy? / S. Rafii // Nat. Rev. Cancer. - 2002. - Vol. 2 (11). - P. 826-35.

22. Pivotal role of vascular endothelial growth factor pathway in tumor angiogenesis / S. H. Lee // Annals of Surgical Treatment and Research. - 2015. - Vol. 89 (1). - P. 1-8.

23. Vascular endothelial growth factor 189 mRNA isoform expression specifically correlates with tumor angiogenesis, patient survival, and postoperative relapse in non-small-cell lung cancer / А. Yuan // J. Clin. Oncol. - 2001. - Vol. 19 (2). - P. 432-41.

24. Wang K. Prognostic value of vascular endothelial growth factor expression in patients with prostate cancer: a systematic review with meta-analysis / K. Wang, H. L. Peng, L. K. Li // Asian Pac. J. Cancer Prev. - 2012. - Vol. 13 (11). - P. 5665-9.

25. Prognostic role of vascular endothelial growth factor in prostate cancer: a systematic review and meta-analysis / Z. Q. Liu // Int. J. Clin. Exp. Med. - 2015. - Vol. 8 (2).

Vol. 41 (5). - P. 1217-28.

Vol. 132 (8). - P. 1855-62.

// International J. of Molecular Sciences. - 2014. - Vol. 15 (12). - P. 23024-23041.

GROWTH PROMOTING FACTOR OF ENDOTHELIUM OF VESSELS: BIOLOGICAL PROPERTIES AND PRACTICAL VALUE (LITERATURE

N. L. SvetozarskiyL. A. A. Artifeksova2. S. N. Svetozarskiy3

1SBHE «Nizhny Novgorod regional hospital n. a. N. A. Semashko» (Nizhny Novgorod) 2SBHE NR «Medical information and analysis center» (Nizhny Novgorod) 3FBHE «Privolzhsky regional medical center» Federal Medical Biological Agency (Nizhny

The main data on growth promoting factor of endothelium of vessels are presented in the literature review (vascular endothelial growth factor, VEGF) and spheres of its clinical application. Physiological and pathological methods of vessels formation and factors of angiogenesis regulation are considered in the article. The main VEGF properties and its receptors, their role in regulation of vascular growth in norm are described and at development of malignant neoplasms and retina diseases. Data on the preparations inhibiting the VEGF-mediated angiogenesis are generalized. Some directions of further development of anti-angiogenic therapy are specified.

Keywords: angiogenesis, growth promoting factor of endothelium of vessels, anti-angiogenic therapy, cancer therapy, age macular degeneration.

Svetozarskiy Nikolay Lvovich - candidate of medical science, urologist at SBHE «Nizhny Novgorod regional hospital n. a. N. A. Semashko», e-mail: [email protected]

Artifeksova Anna Alekseevna - doctor of medical science, professor, doctor methodologist at SBHE NR «Medical information and analysis center», e-mail: [email protected]

Svetozarskiy Sergey Nikolaevich - ophthalmologist of ophthalmologic unit at FBHE «Privolzhsky regional medical center» Federal Medical Biological Agency, e-mail: [email protected]

List of the Literature:

1. Carmeliet P. Angiogenesis in health and disease / Р. Carmeliet // Nat. Med. - 2003. - N 9.

2. Ferrara N. Angiogenesis as a therapeutic target / N. Ferrara, R. S. Kerbel // Nature.

2005. - Vol. 438. - P. 967-974.

3. De Falco S. Antiangiogenesis therapy: an update after the first decade / S. De Falco // The Korean J. of Internal Medicine. - 2014. - N 29 (1). - P. 1-11.

4. Carmeliet P. Molecular mechanisms and clinical applications of angiogenesis / Р. Carmeliet,

R. K. Jain // Nature. - 2011. - Vol. 473 (7347). - P. 298-307.

Folkman J. Angiogenesis: an organizing principle for drug discovery? / J. Folkman //

Nature Reviews Drug Discovery. - 2007. - Vol. 6, N 4. - P. 273-286.

Ferrara N. Vascular endothelial growth factor: basic science and clinical progress / N.

Ferrara // Endocr. Rev. - 2004. - Vol. 25. - P. 581-611.

VEGF role in development of neoplastic angiogenesis / V. P. Chekhonin // Bulletin of the RAMS. - 2012. - N 2. - P. 23-34.

Gerstein E. S. Modern ideas of mechanisms of signaling of increase factors as a basis of the effective molecular targeted antitumoral therapy / E. S. Gerstein, N. E. Kushlinsky // Issues of biological, medical and pharmaceutical chemistry. - 2007. - Vol. 5, N 1. - P 4-9. Ferrara N. Pituitary follicular cells secrete a novel heparin-binding growth factor specific for vascular endothelial cells / N. Ferrara, W. J. Henzel // Biochem. Biophys. Res. Commun.

1989. - Vol. 161 (2). - P. 851-8.

Structure-function analysis of VEGF receptor activation and the role of coreceptors in angiogenic signaling / F. S. Grunewald // Biochimica et Biophysica Acta. - 2010.

Vol. 1804 (3). - P. 567-580.

Vascular endothelial growth factor is a secreted angiogenic mitogen / D. W. Leung // Science. - 1989. - Vol. 246 (4935). - P. 1306-9.

Heterozygous embryonic lethality induced by targeted inactivation of the VEGF gene / N. Ferrara // Nature. - 1996. - Vol. 380 (6573). - P. 439-42. Redundant roles of VEGF-B and PlGF during selective VEGF-A blockade in mice / A. K. Malik // Blood. - 2006. - Vol. 107. - P. 550-7.

VEGF couples hypertrophic cartilage remodeling, ossification and angiogenesis during endochondral bone formation / H. P. Gerber // Nat. Med. - 1999. - N 5. - P. 623-8.

Ferrara N. VEGF-A: a critical regulator of blood vessel growth / N. Ferrara // Eur. Cytokine Netw. - 2009. - Vol. 20 (4). - P. 158-63.

Ferrara N. The biology of VEGF and its receptors / N. Ferrara, H. P. Gerber, J. LeCouter // Nat. Med. - 2003. - Vol. 9 (6). - P. 669-76.

Carmeliet P. VEGF receptor 2 endocytic trafficking regulates arterial morphogenesis / P.

Carmeliet, M. Simons // Dev. Cell. - 2010. - Vol. 18 (5). - P. 713-24.

Anti-Vascular Endothelial Growth Factor Therapy in Breast Cancer / A. A. Lanahan

// International J. of Molecular Sciences. - 2014. - Vol. 15 (12). - P. 23024-23041.

Niu G. Vascular Endothelial Growth Factor as an Anti-angiogenic Target for Cancer

Therapy / G. Niu, X. Chen // Current drug targets. - 2010. - Vol. 11 (8). - P. 1000-1017.

The multifaceted circulating endothelial cell in cancer: towards marker and target

identification / F. Bertolini // Nat. Rev. Cancer. - 2006. - Vol. 6 (11). - P. 835-45.

Vascular and haematopoietic stem cells: novel targets for anti-angiogenesis therapy? / S.

Rafii // Nat. Rev. Cancer. - 2002. - Vol. 2 (11). - P. 826-35.

Pivotal role of vascular endothelial growth factor pathway in tumor angiogenesis / S. H.

Lee // Annals of Surgical Treatment and Research. - 2015. - Vol. 89 (1). - P. 1-8.

Vascular endothelial growth factor 189 mRNA isoform expression specifically correlates

with tumor angiogenesis, patient survival, and postoperative relapse in non-small-cell lung

cancer / A. Yuan // J. Clin. Oncol. - 2001. - Vol. 19 (2). - P. 432-41.

Wang K. Prognostic value of vascular endothelial growth factor expression in patients with

prostate cancer: a systematic review with meta-analysis / K. Wang, H. L. Peng, L. K. Li //

Asian Pac. J. Cancer Prev. - 2012. - Vol. 13 (11). - P. 5665-9.

Prognostic role of vascular endothelial growth factor in prostate cancer: a systematic

review and meta-analysis / Z. Q. Liu // Int. J. Clin. Exp. Med. - 2015. - Vol. 8 (2).

26. Hughes S. Vascularization of the human fetal retina: roles of vasculogenesis and angiogenesis / S. Hughes, H. Yang, T. Chan-Ling // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2000.

Vol. 41 (5). - P. 1217-28.

27. Gariano R. F. Expression of angiogenesis-related genes during retinal development / R. F. Gariano, D. Hu, J. Helms // Gene Expr Patterns. - 2006. - Vol. 6 (2). - P. 187-92.

28. Vascular Endothelial Growth Factor in Eye Disease / J. S. Penn // Progress in retinal and eye research. - 2008. - Vol. 27 (4). - P. 331-371.

29. West H. Stabilization of the retinal vascular network by reciprocal feedback between blood vessels and astrocytes / Н. West, W. D. Richardson, M. Fruttiger // Development. - 2005.

Vol. 132 (8). - P. 1855-62.

30. Diabetic Retinopathy: Vascular and Inflammatory Disease / F. Semeraro // J. of Diabetes Research. - 2015. - Vol. 2015. - P. 582060.

31. Chong V. Biological, preclinical and clinical characteristics of inhibitors of vascular endothelial growth factors / V. Chong // Ophthalmologica. - 2012. - Vol. 227. Suppl. 1.

32. Folkman J. Tumor angiogenesis: therapeutic implications / J. Folkman // N. Engl. J. Med.

1971. - Vol. 285 (21). - P. 1182-6.

33. Anti-VEGF treatment for myopic choroid neovascularization: from molecular characterization to update on clinical application / Y. Zhang // Drug Design, Development and Therapy. - 2015. - N 9. - P. 3413-3421.

34. Lu X. Profile of conbercept in the treatment of neovascular age-related macular degeneration / X. Lu, X. Sun // Drug Design, Development and Therapy. - 2015. - N 9.

35. Multicenter phase II study of Apatinib in non-triple-negative metastatic breast cancer / X. Hu // BMC Cancer. - 2014. - Vol. 14. - P. 820.

36. Ciombor K. K. Aflibercept / K. K. Ciombor, J. Berlin, E. Chan // Clinical cancer research: an official journal of the American Association for Cancer Research. - 2013. - Vol. 19 (8).

37. Anti-Vascular Endothelial Growth Factor Therapy in Breast Cancer / Т. В. Kristensen

// International J. of Molecular Sciences. - 2014. - Vol. 15 (12). - P. 23024-23041.

38. Guidelines for the management of neovascular age-related macular degeneration by the European Society of Retina Specialists (EURETINA) / U. Schmidt-Erfurth // The British J. of Ophthalmology. - 2014. - Vol. 98 (9). - P. 1144-1167.

В течение 30 лет предполагалось, что ангиогенез - процесс образования новых кровеносных сосудов - может стать важной мишенью противоопухолевой терапии. И лишь недавно эта возможность была реализована. Клинические данные продемонстрировали, что гуманизированные моноклональные антитела - препарат бевацизумаб - прицельно действующие на важнейшую молекулу с проангиогенными свойствами, а именно - сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF), могут увеличить продолжительность жизни больных метастатическим колоректальным раком при назначении в качестве терапии первой линии в комбинации с химиопрепаратами. Здесь мы обсудим функции и значение VECF, чтобы показать, что VEGF является обоснованной точкой приложения действия противоопухолевой терапии.

Что такое VEGF?

VEGF - один из членов семейства структурно близких между собой белков, которые являются лигандами для семейства рецепторов VEGF. VEGF влияет на развитие новых кровеносных сосудов (ангиогенез) и выживание незрелых кровеносных сосудов (сосудистая поддержка), связываясь с двумя близкими по строению мембранными тирозинкиназными рецепторами (рецептором-1 VEGF и рецептором-2 VEGF) и активируя их. Эти рецепторы экспрессируются клетками эндотелия стенки кровеносных сосудов (таблица 1). Связывание VEGF с этими рецепторами запускает сигнальный каскад, который в конечном итоге стимулирует рост эндотелиальных клеток сосуда, их выживание и пролиферацию. Эндотелиальные клетки участвуют в таких разнообразных процессах, как вазоконстрикция и вазодилатация, презентация антигенов, а также служат очень важными элементами всех кровеносных сосудов - как капилляров, так и вен или артерий. Таким образом, стимулируя эндотелиальные клетки, VEGF играет центральную роль в процессе ангиогенеза.

Почему важно делать Сосудисто-эндотелиального фактора роста (VEGF human)?

VEGF чрезвычайно важен для формирования адекватной функционирующей сосудистой системы в ходе эмбриогенеза и в раннем постнатальном периоде, однако у взрослых его физиологическая активность ограничена. Эксперименты на мышах показали следующее:

• Целенаправленное повреждение одной или двух аллелей гена VEGF приводит к гибели эмбриона
• Инактивация VEGF в период раннего постнатального развития также ведет к летальному исходу
• Повреждение VEGF у взрослых мышей не сопровождается какими-либо явными аномалиями, поскольку его роль ограничена развитием фолликулов, заживлением ран и репродуктивном циклом у самок.

Ограниченное значение ангиогенеза у взрослых означает, что подавление активности VEGF представляет собой выполнимую терапевтическую задачу.

1 ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России», Саратов

На основе анализа отечественной и зарубежной литературы, посвященной изучению фактора роста эндотелия сосудов (ФРЭС), показана его ведущая роль в процессах регуляции ангиогенеза, изменении баланса ангиогенных и антиангиогенных факторов гипоксии и «включении» ангиогенеза при различных заболеваниях. Экспрессия ФРЭС имеет место при злокачественных новообразованиях и участвует в биологии опухоль-трансформированных тканей. Увеличение экспрессии ФРЭС в опухолевой ткани сопровождается подъемом уровня белка в сыворотке крови у больных с раком почки и с немышечно-инвазивным раком мочевого пузыря, что может быть рекомендовано в качестве прогностического маркера в выявлении рецидива заболевания.

фактор роста эндотелия сосудов

ангиогенез

злокачественные новообразования

рак почки

немышечно-инвазивный рак мочевого пузыря

1. Алексеев Б.Я., Калпинский А.С. Новые возможности таргетной терапии метастатического рака почки // Онкоурология. – 2009. – №3. – С. 8–12.

2. Андреева Ю.Ю. Морфологические и молекулярно-биологические факторы прогноза рака мочевого пузыря: автореф. дис. … д-ра. мед. наук. – М., 2009. – 45 c.

3. Данильченко Д.И. Клиническая оценка и внедрение новых малоинвазивных методов диагностики рака мочевого пузыря: автореф. дис. … д-ра мед. наук: 14.00.40. – СПб, 2008. – 38 с.

4. Кадагидзе З.Г., Шелепова В.М. Опухолевые маркеры в современной клинической практике // Вест. Моск. Онкол. Общ. – 2007. – №1. – С. 56–9.

5. Карякин О.Б., Попов А.М. Эффективность сунитиниба у больных диссеминированным почечно-клеточным раком // Онкоурология. – 2008. – №1. – С. 25–28.

6. Кушлинский Н.Е., Герштейн Е. С. Биологические маркеры опухолей в клинике – достижения, проблемы, перспективы // Молекулярная медицина. – 2008. – №3. – С. 48–55.

7. Кушлинский Н.Е., Герштейн Е.С., Любимова Н.В. Биологические маркеры опухолей: методические аспекты и клиническое применение // Вестник Московского онкологического общества. – 2007. – №1. – С. 5–7.

8. Молекулярно-генетические нарушения в гене VHL и метилирование некоторых генов – супрессоров в спорадических светлоклеточных карциномах почки / Д.С. Михайленко, М.В. Григорьева, В.В. Землякова и др. // Онкоурология. – 2010. – №2. – С. 32–36.

9. Михайленко Д.С. Немцова М.В. Молекулярно-генетические маркеры рака почки // Российский онкологический журнал. – 2007. – №4. – С. 48–51.

10. Регуляция ангиогенеза при злокачественных новобразованиях почки и мочевого пузыря / Л.В. Спирина, И.В. Кондакова, Е.А. Усынин и др. // Сибирский онкологический журнал. – 2008. – №4. – С. 65–70.

11. Степанова Е.В., Барышников А.Ю., Личиницер М.Р. Оценка ангиогенеза опухолей человека // Успехи современной биологии. – 2000. – Т. 120(6). – C. 599–604.

12. Трапезникова М.Ф., Глыбин П.А., Морозов А.П. Ангиогенные факторы при почечно-клеточном раке // Онкоурология. – 2008. – №5. – С. 82–87.

13. Фактор роста эндотелия сосудов и его рецептор 2-го типа в сыворотке крови, опухоли и паренхиме почки больных почечно-клеточным раком / М.Ф. Трапезникова, П.В. Глыбин, В.Г. Туманян и др. // Урология. – 2010. – №4. – С. 3–7.

14. Фильченков А.А. Терапевтический потенциал ингибиторов ангиогенеза // Онкология. – 2007. – №9. – С. 321–328.

15. Шахпазян Н.К. Значение онкомаркеров, факторов роста, ангиогенеза и апоптоза в диагностике поверхностного рака мочевого пузыря: автореф. дис. … канд. мед. наук. – Саратов, 2010. – 20 с.

16. Angiogenesis and other markers for prediction of survival in metastatic renal cell carcinoma / F.I. Alamdari, T. Rasmuson, K. Grankvist et al. // Scand J Urol Nephrol. – 2007. – Vol. 41(1). – P. 5–9.

17. Molecular mechanism of tumor vascularization / P. Auguste, S. Lemire, F. Larrieu-Lahargue et al. // Crit. Rev. Oncol. Hematol. – 2005. – Vol. 54(1). – P. 53–61.

18. High-grade clear cell renal cell carcinoma has a higher angiogenic activity than low-grade renal cell carcinoma based on histomorphological quantification and qRT-PCR mRNA expression profile / M.M. Baldewijns, V.L. Thijssen, G.G. Van den Eynden et al. // Br J Cancer – 2007. – Vol. 96(12). – P. 1888–95.

19. Present strategies in the treatment of metastatic renal cell carcinoma: an update on molecular targeting agents /J. Bellmunt, C. Montagut, S. Albiol et al. // BJU Int. – 2007. – Vol. 99. – P. 274–280.

20. Serum levels of vascular endothelial growth factor as a prognostic factor in bladder cancer / S. Bernardini, S. Fauconnet, E. Chabannes et al. // J. Urol. – 2001. – Vol. 166. – P. 1275–1279.

21. Bicknell R., Harris A.L. Novel angiogenic signaling pathways and vascular targets // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. – 2004. – Vol. 44. – P. 219–238.

22. Predicting Recurrence and Progression of Noninvasive Papillary Bladder Cancer at Initial Presentation Based on Quantitative Gene Expression Profiles / M. Birkhahn, A.P. Mitra, A.J. Williams et al. // Eur Urol. – 2010. – Vol. 57. – P. 12–20.

23. Cao Y. Tumor angiogenesis and therapy // Biomed. Pharmacother. – 2005. – Vol. 59. – P. 340–343.

24. Carmeliet P. Angiogenesis in life, disease and medicine // Nature. – 2005. – Vol. 438. – P. 932–936.

25. Carmeliet P. Mechanisms of angiogenesis and arteriogenesis // Nature medicine. – 2000. – Vol. 6. – P. 389–395.

26. Carmeliet P., Jain R.K. Angiogenesis in cancer and other diseases. // Nature. – 2000. – Vol. 407. – P. 249–257.

27. Clinical factors associated with outcome in patients with metastatic clearcell renal cell carcinoma treated with vascular endothelial growth factor-targeted therapy / T.K. Choueiri, J.A. Garcia, P. Elson et al. // Cancer. – 2007. – Vol. 110. – P. 543–50.

28. Role of cytokeratins, nuclear matrix proteins, Lewis antigen and epidermal growth factor receptor in human bladder tumors / A. Di Carlo, D. Terracciano, A. Mariano et al. // Int. J. Oncol. – 2003. – Vol. 23(3). – P. 757–762.

29. Prognostic significance of vascular endothelial growth factor expression in clear cell renal cell carcinoma / G. Djordjevic, V. Mozetic, D.V. Mozetic et al. // Pathol Res Pract. – 2007. – Vol. 203(2). – P. 99–106.

30. Dhanabal M., Sethuraman N. Endogenous angiogenesis inhibitors as therapeutic agents: historical perspectives and future direction // Recent Patients Anticancer Drug Discov. – 2006. – Vol. 1(2). – P. 223–236.

31. Dor Y., Porat R., Keshet E. Vascular endothelial growth factor and vascular adjustments to perturbations in oxygen homeostasis // Am J Physiol Cell Physiol. – 2001. – Vol. 280(6). – P. 1367–74.

32. Dvorak H.F. Tumors: wounds that do not heal. Similarities between tumor stroma generation and wound healing // N Engl J Med 1986. Vol. 315. P. 1650-9.

33. Dvorak H.F. Vascular permeability factor/vascular endothelial growth factor: a critical cytokine in tumor angiogenesis and a potential target for diagnosis and therapy // J. Clin. Oncol. – 2002. – Vol. 20. – P. 4368–80.

34. Angiogenesis in cancer: molecular mechanism, clinical impact / M.E. Einchorn, A. Kleespies, M.K. Angele et al. // Langenbecks Arch. Surg. – 2007. – Vol. 392 (2). – P. 371–379.

35. Phase III trial of bevacizumab plus interferon alfa–2a in patients with metastatic renal cell carcinoma (AVOREN): Final analysis of overall survival / В. Escudier, J. Bellmunt, S. Negrie et al. // J Clin Oncol. – 2010. – Vol. 28. – P. 2144–50.

36. Rapamycin inhibits in vitro growth and release of angiogenetic factors in human bladder cancer / G. Fechner, K. Classen, D. Schmidt et al. // Urology. – 2009. – Vol. 73(3). – P. 665–668.

37. Ferrara N. Role of vascular endothelial growth factor in regulation of physiological angiogenesis // Am. J. Physiol. Cell Physiol. – 2001. – Vol. 280. – P. 1358–1366.

38. Ferrara N., Gerber H.P., Le Couter J. The biology of VEGF and its receptors // Nat Med. – 2003. – Vol. 9. − P. 669–76.

39. Ferrara N., Keyt B. Vascular endothelial growth factor: basic biology and clinical implications // EXS. – 1997. – Vol. 79. – P. 209–32.

40. Figg W.D., Folкman J.E. Angiogenesis: An Integrative Approach From Science To Medicine. Edited by New York, «Random House». – 2008. – P. 601.

41. Folkman J. A new link in ovarian cancer angiogenesis: lysophosphatidic acid and vascular endothelial growth factor expression // J Natl Cancer Inst. – 2001. – Vol. 93(10). – P. 734–735.

42. Folkman J. Angiogenesis in cancer, vascular, rheumatoid and other disease // Nat Med. – 1995. – Vol. 1(1). – P. 27–31.

43. Folkman J. Anti-angiogenesis: new concept for therapy of solid tumors // Ann. Surg. – 1972. – Vol. 175 (3). – P. 409–416.

44. Folkman J. Clinical applications of research on angiogenesis // New England Journal of Medicine. – 1995. – Vol. 333(26). – P. 1757–1763.

45. Folkman J. Role of angiogenesis in tumor growth and metastasis // Semin. Oncol. – 2002. – Vol. 29. – P. 15–18.

46. Folkman J. Tumor angiogenesis: therapeutic implications // N. Engl. J. Med. – 1971. – Vol. 285. – P. 1182–1186.

47. Folkman J. What is the evidence that tumors are angiogenesis dependent? Edited by © «Oxford University Press». – 1990. – P. 4–7.

48. Folkman J., Klagsburn M. Angiogenic factors // Science. – 1987. – Vol. 235. – P. 442–7.

49. Furcht L.T. Critical factors controlling angiogenesis: cell products, cell matrix, and growth factors // Lab Invest. – 1986. – Vol. 55(5). – P. 505–9.

50. Grosjean J., Kiriakidis S., Reilly K. et al. Vascular endothelial growth factor signalling in endothelial cell survival: a role for NFkappaB // Biochem Biophys Res Commun. – 2006. – Vol. 340. – P. 984–994.

51. Hanna S.C., Heathcote S.A., Kim W.Y. mTOR pathway in renal cell carcinoma // Expert Rev Anticancer Ther. – 2008. – Vol. 8. – P. 283–92.

52. Harper J., Moses M.A. Molecular regulation of tumor angiogenesis: mechanism and therapeutic implication // EXS. – 2006. – Vol. 96. – P. 223–268.

53. Vessel cooption, regression, and growth in tumors mediated by angiopoietins and VEGF / J. Holash, P.C. Maisonpierre, D. Compton et al. // Science. – 1999. – Vol. 284. – P. 1994–8.

54. Concentration of vascular endothelial growth factor(VEGF) in the serum of patients with malignant bone tumors / G. Holzer, A. Obermair, M. Koschat et al. // Med Pediatr Oncol. – 2001. – Р. 601–4.

55. The prognostic value of angiogenesis factor expression for predicting recurrence and metastasis оf bladder cancer after neoadjuvant chemotherapy and radical cystectomy / K. Inoue, J.W. Slaton, T. Karashima et al. // Clin. Cancer. Res. – 2000. – Vol. 6. – P. 4866–4873.

56. Izzi L., Attisano L. Ubiquitin-dependent regulation of TGF-β signaling in cancer // Neopalasia. – 2006. – Vol. 8. – P. 677–688.

57. Different isoform patterns for vascular endothelial growth factor between clear cell and papillary renal cell carcinoma / J. Jacobsen, K. Grankvist, T. Rasmuson et. al. //Br. J. Urol. Int. – 2006. – Vol. 97(5). – P. 1102–1108.

58. Activations of HIF-α ubiquitination by a reconstituted von Hippel-Lindau (VHL) tumor supressor complex / T. Kamura, S. Sato, K. Iwai et al. // Proc. Natl. Acad. Sci USA. – 2000. – Vol. 97. – P. 10430–10435.

59. Kaya M., Wada Т., Akatsuka Т. et al. Vascular endothelial growth factor expression in untreated osteosarcoma is predictive of pulmonary metastasis and poor prognosis // Clin Cancer Res. – 2000. – Vol. 6. – P. 572–577.

60. Kerbel R, Folkman J. Clinical translation of angiogenesis inhibitors // Nat Rev Cancer. – 2002. – Vol. 2. – P. 727–739.

61. Using tumor markers to predict the survival of patients with metastatic renal cell carcinoma / H.L. Kim, D. Seligson, X. Liu et al. // J. Urol. – 2005. – Vol. 173. – P. 1496–1501.

62. Kirstein M.N., Moore M.M., Dudek A.Z. Review of selected patients for cancer therapy targerting tumor angiogenesis // Recent Patients Anticancer Drug Discov. – 2006. – Vol. 1(2). – P. 153–161.

63. Renal cell carcinoma: new frontiers in staging, prognostication and targeted molecular therapy / J.S. Lam, O. Shvarts, J.T. Leppert et al. // J Urol. – 2005. – Vol. 173. – P. 1853–62.

64. Regulation of Notch 1 and Dll4 by vascular endothelial growth factor in arterial endothelial cells: implications for modulating arteriogenesis and angiogenesis / Z.L. Liu, T. Shirakawa, Y. Li et al. // Mol. Cell. Biol. – 2003. – Vol. 23. – P. 14–25.

65. Maxwell P.H., Pugh C.W., Ratcliffe P.J. Activation of the HIF pathway in cancer // Curr Opin Genet Dev. – 2001. – Vol. 11. – P. 293–9.

66. McMahon G. VEGF receptor signaling in tumor angiogenesis // The Oncologist. – 2000. – Vol. 5(11). – P. 3–10.

67. Prognostic role of Fuhrman grade and vascular endothelial growth factor in pT1a clear cell carcinoma in partial nephrectomy specimens / D. Minardi, G. Lucarini, R. Mazzucchelli et al. // J Urology. – 2005. – Vol. 174(4). – P. 1208–12.

68. Expression of cyclooxogenase -2 in renal cell carcinoma: correlation with tumor cell proliferation, apoptosis, angiogenesis, expression of matrix metalloproteinase-2, and survival / Y. Miyta, S. Koga, S. Kanda et al. // Clin. Cancer Res. – 2003. – Vol. 9. – P. 1741–1749.

69. Alteration of the vascular endothelial growth factor and angiopoietins-1 and -2 pathways in transitional cell carcinomas of the urinary bladder associated with tumor progression / T. Quentin, T. Schlott, M. Korabiowska et al. // Anticancer Res. – 2004. – Vol. 24(5A). – P. 2745–56.

70. Papetti M., Herman I.M. Mechanisms of normal and tumor-derived angiogenesis / Am J Physiol Cell Physiol. – 2002. – Vol. 282(5). – P. 947–70.

71. Expression of vascular endothelial growth factor in renal cell carcinomas / V. Paradis, N.B. Lagha, L. Zeimoura et.al. //Virchows Arch. – 2000. – Vol. 436(4). мP. 351–6.

72. Parton M., Gore M., Eisen T. Role of cytokine therapy in 2006 and beyond for metastatic renal cell cancer // J Clin Oncol. – 2006. – Vol. 24. – P. 5584–92.

73. Patel P.H., Chadalavada R.S.V., Chaganti R.S.K. et al. Targeting von Hippel-Lindau pathway in renal cell carcinoma // Clin. Cancer Res. – 2006. – Vol. 12(24). – P. 7215–7220.

74. VEGF and VEGFR-1 are coexpressed by epithelial and stromal cells of renal cell carcinoma / J. Rivet, S. Mourah, H. Murata et al. // Cancer. – 2008. – Vol. 112(2). P. 433–42.

75. Tumor-specific urinary matrix metalloproteinase fingerprinting: identification of high molecular weight urinary matrix metalloproteinase species / R. Roy, G. Louis, K.R. Loughlin et al. // Clinical Cancer Research. – 2008. – Vol. 14(20). – P. 6610–6617.

76. Increased serum levels of vascular endothelial growth factor in patients with renal cell carcinoma / K. Sato, N. Tsuchiya, R. Sasaki et al. // Jpn J. Cancer Res. – 1999. – Vol. 90 (8). – P. 874–879.

77. Serum levels of vascular endothelial growth factor (VEGF) and endostatin in renal cell carcinoma patients compared to a control group / L. Schips, O. Dalpiaz, K. Lipsky et al. // Eur. Urol. – 2007. – Vol. 51 (1). – P. 168–173.

78. Tung-Ping Poon R., Sheung- Tat F., Wong J. Clinical implications of circulating angiogenic factors in cancer patients // J Clin One. – 2001. – Vol. 4. – P. 1207–1225.

78. Angiogenesis in renal cell carcinoma: Evaluation of microvessel density, vascular endothelial growth factor and matrix metalloproteinases / X. Zhang, M. Yamashita, H. Uetsuki et al. // Int J Urol. – 2002. – Vol. 9(9). – P. 509–14.

За последние годы в литературе появились многочисленные исследования, посвященные изучению фактора роста эндотелия сосудов (ФРЭС) при диагностике различных заболеваний . ФРЭС -
димер, гепарин-связывающий белок, с молекулярной массой 34-42 кДа. ФРЭС выделил в 1989 году Наполеон Феррара и в настоящее время установлен ген, отвечающий за синтез данного белка . ФРЭС, взаимодействуя с двумя близкими по строению мембранными тирозинкиназными рецепторами (рецепторы ФРЭС-1 и ФРЭС-2), активирует их и запускает сигнальный каскад процессов, стимулирующих рост и пролиферацию клеток эндотелия .

За последние 10 лет начато активное изучение роли ангиогенеза в развитии целого ряда заболеваний. Ангиогенез отнесен к типовым процессам, приводящим к образованию новых кровеносных сосудов от существующей сосудистой сети . Он необходим для нормального роста эмбриональных и постнатальных тканей, пролиферации эндометрия, созревания в яичнике фолликула и желтого тела, заживления ран, образования коллатеральных сосудов, стимулированных ишемией . Образование кровеносных сосудов определяется двумя процессами: васкулогенезом и ангиогенезом. Васкулогенез означает дифференцировку ангиобластов (предшественников эндотелиальных клеток) у эмбрионов в кровяных островках, которые после слияния формируют сердечно-сосудистую систему или васкуляризируют эндодермальные органы . Ангиогенез включает в себя пролиферацию и миграцию эндотелиальных клеток в первичных васкулярных структурах и способствует васкуляризации эктодермальных и мезенхимных органов, реконструкции капиллярной сети . В процессе ангиогенеза эндотелиальные клетки начинают делиться (скорость удвоения их популяции возрастает почти в 100 раз), образуя эндотелиальную почку, которая прорывает базальную мембрану и внедряется в соединительную ткань. Активацию эндотелиальных клеток обеспечивают факторы роста, которые образуются в самих эндотелиальных клетках, а также компоненты внеклеточного матрикса . Прекращение действия этих факторов возвращает эндотелиальные клетки в состояние покоя .

Основным стимулом активации ангиогенеза при физиологических и патологических состояниях является недостаток кислорода . Известно, что гипоксия способствует накоплению индуцируемых гипоксией факторов - HIF (HIF-1α и HIF-1β) . Эти факторы проникают в ядро клетки, связываются с соответствующим HIF-ответственным участком и изменяют транскрипцию многих генов, в том числе генов фактора роста эндотелия сосудов . В результате возникает увеличение экспрессии проангиогенных факторов, включая ФРЭС и факторы роста фибробластов . Существует ряд клеток, способных повышать уровень ФРЭС «in vitro» во время гипоксии. К ним относятся фибробласты, миоциты гладкой и поперечнополосатой мускулатуры, пигментный эпителий сетчатки, астроциты и эндотелиальные клетки, а также некоторые опухолевые клетки . В тот момент, когда действие проангиогенных факторов превышает действие антиангиогенных, эндотелиальные клетки переходят из обычного дремлющего состояния в активное и происходит «включение ангиогенеза» .

В настоящее время выявлены и активаторы, и ингибиторы ангиогенеза, которые прямо или опосредованно активируют и подавляют пролиферацию эндотелиальных клеток и рост сосудов . Регуляция ангиогенеза представляет собой динамический процесс взаимодействия ингибиторов и активаторов.

Важное значение после «включения ангиогенеза» имеет разрыв базальных мембран и внеклеточного матрикса, главным образом, в результате повышения активности матричных металлопротеиназ (ММП) .

ММП играют важную роль в процессе ангиогенеза. Они относятся к семейству Zn 2 +- и Са 2 +-зависимых эндопептидаз, участвующих в ремоделировании соединительной ткани посредством разрушения ее органических компонентов при физиологических значениях рН. Свое название ММП получили за способность специфически гидролизовать основные белки межклеточного матрикса .

Эти изменения матрикса способствуют миграции эндотелиальных клеток во внесосудистое пространство и активному протеолизу межклеточного матрикса . В результате происходит организация эндотелиальных клеток в трубочки с просветом и образуется новая капиллярная сеть. Процесс роста капилляров продолжается, пока не будет достигнута достаточная близость с клеткой. Затем ангиогенез вступает в фазу покоя (за исключением ангиогенных циклов в женской репродуктивной системе). Каждое увеличение тканевой массы сопровождается неоваскуляризацией, что поддерживает адекватную сосудистую плотность .

В процессе развития злокачественных новообразований после достижении опухолевого образования диаметра 2-4 мм ее дальнейший рост требует образования сети капилляров из эндотелиальных клеток, выстилающих мелкие венулы При наличии устойчивого баланса между ангиогенными и антиангиогенными факторами опухолевые клетки могут оставаться на длительный промежуток времени в неактивном состоянии. Опухолевый рост начинается в результате преобладания активности факторов ангиогенеза . Формирующаяся в процессе опухолевого роста капиллярная сеть заметно отличается от нормальной по морфологическому строению. Формирование сосудов в опухолях происходит на фоне извращенной митогенной стимуляции и измененного экстрацеллюлярного матрикса. Это приводит к развитию неполноценных сосудов преимущественно капиллярного типа, имеющих нередко прерывистую базальную мембрану и нарушенную эндотелиальную выстилку. Эндотелий может замещаться опухолевыми клетками, а иногда и вовсе отсутствовать . Первоначально сосудистая сеть возникает в прилежащих к опухоли тканях, что впоследствии обеспечивает замещение их клетками опухоли .

В серии экспериментальных и клинических исследований установлено, что при активации опухолевого роста усиливается экспрессия ФРЭС и остальных факторов роста (фактор роста фибробластов, эпидермальный фактор роста, трансформирующий фактор роста-α). Это обеспечивает развитие и формирование сосудистого русла опухоли, что способствует ее метастазированию .

В настоящее время начато исследование концентрации факторов роста в сыворотке крови при различных заболеваниях. В последнее десятилетие установлено, что активация ангиогенеза сопровождает целый ряд заболеваний: ревматоидный артрит, атеросклеротическое поражение сосудистого русла и др. . Наибольший интерес представляет оценка количественного содержания основного из них, ФРЭС, в сыворотке крови при злокачественных новообразованиях. Считается, что определение в сыворотке крови ФРЭС у онкологических больных может быть применено для оценки эффективности проводимой терапии, прежде всего таргетной, в динамике лечения, предоставлять прогностическую информацию, в качестве дополнительного исследования, использованного в дифференциальной диагностике .

Так, за последние годы проведен целый ряд исследований по изучению экспрессии ФРЭС в клетках опухолевой ткани и в сыворотке крови у больных раком молочной железы, легкого, простаты, остеосар-
комы .

Важной ступенью в понимании путей развития рака почки (РП) стало признание ФРЭС как главного регулятора опухолевого ангиогенеза . Опухоли почки неоднородны по своему составу и представлены несколькими видами наследственных форм почечно-клеточных карцином . К ним относятся светлоклеточная почечно-клеточная карцинома (von Hippel-Lindau syndrome), наследственная папиллярная карцинома почки, хромофобная почечно-клеточная карцинома (Birt-Hogg-Dube syndrome) . В канцерогенезе светлоклеточных карцином наиболее характерным событием является инактивация гена VHL (von Hippel-Lindau syndrome), в результате чего происходит аномальная продукция многих факторов роста, в том числе молекул, способствующих увеличенному ангиогенезу. Белок VHL входит в состав E3-убиквитинлигазы, которая в условиях нормальной оксигенации способствует присоединению убиквитина к транскриптомным факторам (hipoxia-inducible factor -
HIF-1α, HIF-2α, HIF-3α) . В условиях гипоксии VHL-комплекс в составе E3-убиквитинлигазы не связывается с транскриптомными факторами. Соответственно факторы HIF-1α и HIF-1β накапливаются в клетках. И этот комплекс проникает в ядро, связывается с соответствующим HIF-ответственным участком и изменяет транскрипцию многих генов, в том числе гена, ответственного за экспрессию ФРЭС-A и других факторов ангиогенеза. Таким образом, мутация в гене VHL приводит к накоплению факторов, стимулирующих ангиогенез .

Известно, что ФРЭС не выявлен в здоровой ткани почки, однако увеличенная экспрессия белка имеет место при всех разновидностях опухолей почек. Плотность микрососудов, совместно с уровнем экспрессии матриксной металлопротеиназы-2, указывают на опухоли больших размеров более 7 см .

Установлено, что у больных РП имеет место достоверное увеличение содержания ФРЭС в сыворотке крови по сравнению с практически здоровыми лицами. Уровень ФРЭС сыворотки, полученной из вен почек, пораженных опухолью, достоверно отличался от уровня ФРЭС сыворотки, полученной из контралатеральных почек. Кроме того, уровень ФРЭС в сыворотке достоверно менялся после нефрэктомии . Уровень ФРЭС в сыворотке был связан с объемом опухоли почки и наличием метастазов. Также установлено, что при уровне сывороточного ФРЭС выше 100 пг/мл чувствительность этого теста при РП составляет 80 %, а специфичность ‒ 72,7 %, поэтому определение сывороточного ФРЭС может рассматриваться в качестве возможного маркера РП . В ряде исследований показано, что изменение уровня ФРЭС не может быть использовано в качестве независимого прогностического маркера при РП. Также установлено, что определение уровня ФРЭС в сыворотке крови может иметь диагностическое значение при выявлении больных с быстрым прогрессированием заболевания . В работах М.Ф. Трапезниковой, П.В. Глыбина, Н.Е. Кушлинского и др. (2009) отмечено, что в опухолевой ткани при РП имеют место более высокие уровни ФРЭС по сравнению с неизменённой тканью почки. При этом уровень ФРЭС в опухоли достоверно повышался при снижении степени дифференцировки рака и увеличении стадии заболевания .

Исследования клинико-диагностического значения изменения уровня ФРЭС в сыворотке крови у больных РП продолжаются в связи появлением новых методов таргетной терапии.

В ходе молекулярно-генетических исследований выделены потенциальные мишени для противоопухолевого воздействия, ассоциированные с инактивацией гена VHL, гиперпродукцией HIF или активацией сигнального пути P3IK-АКТ-mТOR, которые регулируют процессы неоангиогенеза в опухолевой ткани: ФРЭС, фактор роста тромбоцитов (ТФР), тирозинкиназные рецепторы к ростовым факторам (ФРЭСR, ТФРR), а также сигнальный белок mTOR . Доказана эффективность при почечно-клеточных опухолях 6 таргетных агентов, воздействующих на данные мишени: моноклональных антител к ФРЭС (бевацизумаб), ингибиторов ФРЭСR (сунитиниб, сорафениб, пазопаниб), ингибиторов mTOR (темсиролимус, эверолимус). Каждому препарату приписывается своя лечебная
ниша .

Однако до настоящего времени оптимальный режим таргетной терапии распространенного РП не определен. Более того первые результаты применения в клинической практике указанной принципиально отличающейся группы препаратов при лечении больных РП привели к появлению новых прикладных проблем. Так, не установлены особенности таргетной терапии больных с таргет-рефрактерными опухолями и «неподходящих» пациентов, которые не были включены в клинические испытания. Не определены показания к паллиативной нефрэктомии и таргетному лечению, основные маркеры эффективности проводимого лечения .

Развитие рака мочевого пузыря (РМП) также связывают с выявлением у больных целого ряда генетических факторов риска. Установлено, что для начала развития раковой опухоли мочевого пузыря необходимо наличие генетической мутации, определяющей возможность неконтролируемого деления клеток уротелия. Специфичными для РМП мутациями являются: активация онкогена HRAS1, инактивация супрессорного гена RB1, повреждения генов, регулирующих пролиферацию (CDKN2A и INK4B), повреждение антионкогена р53, инактивация гена «mismatch» репарации ДНК , делеция гена р16, микросателлитная нестабильность локуса 9р, делеция гена ТР53, мутация в 7-м экзоне гена FGFR3 . Подтверждением распространенного мнения о том, что РМП ‒ это болезнь всей слизистой, является высокая частота встречаемости многих из вышеперечисленных мутаций у одного и того же пациента не только в опухолевой ткани, но и в нормальном уротелии .

В настоящее время выделены наиболее значимые факторы ангиогенеза при РМП, для которых выявлены корреляции с клинико-морфологическими признаками заболевания и его исходом . К ним относятся плотность микрососудов, факторы, индуцируемые гипоксией (ФРЭС и другие) . Основным фактором активации опухолевого ангиогенеза при РМП также считается ФРЭС . В исследовании Шахпазян Н.К. (2010) установлено, что у больных немышечно-инвазивным РМП (НМИРМП) повышение уровня ФРЭС в сыворотке крови связано с активацией процесса опухолевого роста . Исследование уровня ФРЭС у больных РМП является целесообразным, так как его уровень коррелирует с плотностью микрососудов в опухолевой ткани . ФРЭС относят к прогностическим факторам при РМП . По мере увеличения проницаемости сосудов, а следственно, и увеличении инвазивности и способности к метастазированию опухоли, уровень ФРЭС значительно повышается и в сыворотке крови больных инвазиным РМП . Определение его уровня в сыворотке крови на дооперационном этапе может быть прогностическим маркером для оценки риска развития рецидива при инвазивном РМП после цистэктомии . Количественное определение уровня ФРЭС также помогает диагностировать метастазы опухоли (при концентрации в крови > 400 пг/мл) .

Несмотря на большое чисто исследований, клинико-диагностическое значение исследования ФРЭС в сыворотке крови у больных с опухолевыми заболеваниями почек и мочевого пузыря не определено .

В проводимых с 2009 года исследованиях содержания ФРЭС в сыворотке крови в лаборатории ЦНИЛ ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России» показано, что исследования содержания ФРЭС в сыворотке крови могут быть предложены в качестве лабораторных предикторов и критериев прогноза начальных этапов формирования атеросклеротического поражения сосудистого русла, а также у пациентов с онкоурологическими заболеваниями (РП и НМИРМП) для оценки активности опухолевого роста и в диагностике рецидива.

Представленный анализ отечественной и зарубежной литературы, собственные результаты исследования являются основанием для широкого применения количественного определения ФРЭС в сыворотке крови в практике работы клинико-диагностических лабораторий. Данный показатель можно отнести к основным биомаркерам, характеризующим процессы включения «ангиогенеза» при различных заболеваниях. У больных РП и НМИРМП подъем содержания ФРЭС в сыворотке крови можно считать подтверждающим показателем рецидива заболевания.

Рецензенты:

Карякина Е.В., д.м.н., профессор, в.н.с. отдела лабораторной и функциональной диагностики ФГУ «СарНИИТО» Минздравсоцразвития России, г. Саратов;

Конопацкова О.М., д.м.н., профессор кафедры факультетской хирургии и онкологии им. С.Р. Миртворцева ГОУ ВПО Саратовского ГМУ им. В.И. Разумовского Минздравразвития России, г. Саратов.

Работа поступила в редакцию 26.08.2011.

Библиографическая ссылка

Оглавление

1. Регуляция неоангиогенеза

2. Опухолевый ангиогенез

Васкулоэндотелиальный фактор роста

. Васкулоэндотелиальный фактор роста С

. Васкулоэндотелиальный фактор роста D

. Рецепторы VEGF

. Фактор роста фибробластов

. Эпидермальный фактор роста

. Tрансформирующий фактор роста α

. Tрансформирующий фактор роста β

. Tромбоцитарный фактор роста

. Плацентарный фактор роста

. Фактор роста гепатоцитов

. Ангиогенин

. Ангиопоэтины-1 и -2

. Пигментный фактор эпителиального происхождения

. Оксид азота

. Матриксные металлопротеиназы

. Эндостатин

. Фактор стволовых клеток

. Фактор, ингибирующий лейкозные клетки

. Нейротропный фактор головного мозга

Сокращения раздела

EGF - эпидермальный фактор роста

FGF - фактор роста фибробластов

HGF - фактор роста гепатоцитов

IGF - инсулиноподобные факторы роста

ММРS - матриксные металлопротеиназы

PDGF - тромбоцитарный фактор роста

PLGF - плацентарный фактор роста

TGF - трансформирующие факторы роста

TIMP - ингибиторы

ММР SCF - фактор стволовых клеток

VEGF - васкулоэндотелиальный фактор роста

Факторы роста - полипептиды с молекулярной массой 5-50 кДа, объединенные в группу трофических регуляторных субстанций. Подобно гормонам, эти факторы обладают широким спектром биологического действия на многие клетки - стимулируют или ингибируют митогенез, хемотаксис, дифференцировку. В отличие от гормонов, факторы роста, как правило, продуцируются неспециализированными клетками, находящимися во всех тканях, и обладают эндокринным, паракринным и аутокринным действием. Эндокринные факторы вырабатываются и транспортируются к удаленным клеткам-мишеням через кровоток. Достигая своей «цели», они взаимодействуют со специализированными высокоаффинными рецепторами клеток-мишеней. Паракринные факторы отличаются тем, что распространяются путем диффузии. Рецепторы клеток-мишеней обычно расположены вблизи клеток-продуцентов. Аутокринные факторы оказывают воздействие на клетки, являющиеся непосредственным источником этих факторов. Большинство полипептидных факторов роста действует по паракринному или аутокринному типу. Однако отдельные факторы, такие как инсулиноподобный фактор роста (IGF) способны оказывать эндокринное действие.

Регуляция неоангиогенеза

Нормальное функционирование тканей зависит от регулярной доставки кислорода кровеносными сосудами. На понимании того, как формируются кровеносные сосуды, сфокусирована большая часть исследовательских усилий в последнее десятилетие. Васкулогенез у эмбрионов - это процесс, в результате которого кровеносные сосуды образуются de novo из предшественников эндотелиальных клеток. Ангиогенез - это процесс образования новых кровеносных сосудов из уже существующей сосудистой системы. Он играет важную роль в развитии, нормальном росте ткани, заживлении ран, репродуктивном цикле у женщин (развитие плаценты и желтого тела, овуляция) и также играет основную роль в различных заболеваниях. Особый интерес сфокусирован на росте опухолей. Именно формирование новой системы кровоснабжения позволяет опухоли расти. Этот процесс, описанный как опухолевый ангиогенез, также является неотъемлемой частью при распространении опухолевых клеток и росте метастазов. Процесс неоангиогенеза является необходимым для длительной адаптации тканей в условиях повреждения. При этом происходит частичное поступление факторов роста в кровь, что имеет диагностическое значение.

Выделяют следующие стадии неоангиогенеза:

1. увеличение проницаемости эндотелия и разрушение базальной мембраны;

2. миграция эндотелиальных клеток;

3. пролиферация эндотелиальных клеток;

4. «созревание» эндотелиальных клеток и ремоделирование сосудов.

Главным механизмом регуляции процессов неоангиогенеза является высвобождение ангиогенных факторов, источниками которых могут быть эндотелиальные и тучные клетки, макрофаги и др. Под действием ангиогенных факторов происходит активация эндотелиоцитов (преимущественно в посткапиллярных венулах) и миграция их за пределы базальной мембраны с формированием ответвлений основных сосудов. Предполагается, что в механизме миграции эндотелиоцитов большое значение играет активация экспрессии эндотелиальных молекул адгезии, например, Е-селектина. В стабильном состоянии эндотелиоциты не пролиферируют и лишь изредка (1 раз в 7-10 лет) делятся. Под действием ангиогенных факторов роста и цитокинов происходит активация пролиферации эндотелиоцитов, которая завершается ремоделированием сосуда, после чего вновь сформированный сосуд приобретает стабильное состояние.

Рост новых сосудов детерминирован балансом между его стимуляторами и ингибиторами. При низком значении соотношения стимуляторов к ингибиторам образования сосудов неоангиогенез блокируется или малоинтенсивен, напротив, при высоких значениях соотношения происходит активный запуск неоангиогенеза.

Стимуляторы неоангиогенеза: васкулоэндотелиальный фактор роста (VEGF), фактор роста фибробластов (FGF), ангиогенин, эпидермальный фактор роста (EGF), тромбоцитарный фактор роста (PDGF), трансформирующие факторы роста α (TGF-α) и β (TGF-β), инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1), NO, интерлейкин-8 и неспецифические факторы, такие, как матриксные металлопротеиназы (ММРs).

Ингибиторы неоангиогенеза: эндостатин, растворимые рецепторы VEGF (sVEGFR), тромбоспондин, ангиостатин (фрагмент плазминогена), вазостатин, рестин, ингибиторы ММР (TIMP-1, TIMP-2).

Опухолевый ангиогенез

В отличие от обычной, нормальной сосудистой сети, которая быстро созревает и стабилизируется, кровеносные сосуды опухоли имеют структурные и функциональные аномалии. В них нет перицитов - клеток, функционально связанных с сосудистым эндотелием и крайне важных для стабилизации и созревания сосудистых структур. Кроме того, сосудис1. 2. 3. 4. тая сеть опухоли имеет хаотическую организацию, с извитостью и повышенной проницаемостью сосудов, а ее выживание и пролиферация зависят от ростовых факторов. Эти сосудистые аномалии, которые в большей степени обусловлены избыточной продукцией ростовых факторов, формируют условия, благоприятные для роста опухоли.

Для раковых клеток характерно увеличение уровня стимуляторов неоангиогенеза. В отсутствие кровоснабжения опухоли получают кислород и питательные вещества путем диффузии и обычно не вырастают более 1-2 мм в диаметре. Начало ангиогенеза ведет к формированию нового кровоснабжения и облегчает быстрый рост и метастазирование опухоли, ставшей благодаря этому активной. Хотя в опухолевом ангиогенезе участвуют много ростовых факторов, установлено, что VEGF является самым мощным и доминирующим из них. Нарушение кровоснабжения опухоли может подавить ее последующий рост. Предполагается, что блокирование опухолевого роста возможно путем подавления образования и активности ростовых факторов ангиогенеза или непосредственным воздействием на вновь образованные, незрелые кровеносные сосуды. Такой способ воздействия на опухоль не вызывает ее эррадикации, а всего лишь ограничивает ее рост, переводя заболевание в вяло текущий хронический процесс. Анти-VEGF терапия подавляет рост новых опухолевых сосудов и вызывает обратное развитие недавно сформировавшегося сосудистого русла.

Васкулоэндотелиальный фактор роста (VEGF, VEGF A)

VEGF - гетеродимерный гликопротеиновый ростовой фактор, продуцируемый различными типами клеток. Идентифицированы, по крайней мере, 5 вариантов VEGF-А: VEGF 121 , VEGF 165 , VEGF 183 , VEGF 189 , VEGF 206 . Другие варианты VEGF обозначаются как VEGF-В, -С, -D. VEGF 165 является преобладающей формой для большинства тканей. Саркома Капоши экспрессирует VEGF 121 и VEGF 165. VEGF 121 и VEGF 165 являются растворимыми формами, тогда как VEGF 189 и VEGF 206 находятся в связанной форме с гепарин-содержащими протеогликанами мембраны. В отличие от других митогенов эндотелиальных клеток, таких как bFGF (основная форма) и PDGF, VEGF синтезируется как предшественник, содержащий 226 аминокислот.

VEGF - потенциальный митоген для эпителиальных клеток сосудов. Он оказывает сильное влияние на проницаемость сосудов, является мощным ангиогенным белком в различных экспериментальных системах, принимает участие в процессах неоваскуляризации в патологических ситуациях. Наблюдается синергизм действия между VEGF и bFGF на индукцию ангиогенеза. Из способности VEGF воздействовать на проницаемость сосудов следует возможность вовлечения этого ростового фактора в изменение функций гематоэнцефалического барьера в субнормальных и патологических условиях. VEGF-A также является причиной вазодиляции через NO-синтетазный путь в эндотелиальных клетках и может активировать миграцию моноцитов.

VEGF-A может определяться в плазме и сыворотке пациентов, но его уровень в сыворотке значительно выше. Чрезвычайно высокие уровни можно обнаружить в содержимом кист, образующихся у пациентов с опухолями головного мозга или в асцитной жидкости. Тромбоциты высвобождают VEGFA при агрегации и могут быть другим основным источником его для опухолевых клеток. Различные исследования показали, что ассоциация высокого уровня VEGF-A в сыворотке с плохим прогнозом у пациентов со злокачественными опухолями может коррелировать с повышенным содержанием тромбоцитов. Опухоли могут секретировать цитокины и факторы роста, которые стимулируют продукцию мегакариоцитов в костном мозге и повышают содержание тромбоцитов. Это, в свою очередь, может приводить к другому, непрямому усилению доставки VEGF-A к опухоли. Более того, VEGF-A вовлечен во множество других патологических процессов, ассоциированных с усилением ангиогенеза или увеличением проницаемости сосудов. Примерами, где VEGF-A играет важную роль, могут служить псориаз и ревматоидный артрит, а также синдром гиперстимуляции яичников. Диабетическая ретинопатия также ассоциирована с высокими внутриглазными уровнями VEGF-A, а ингибирование функции VEGFA может привести к бесплодию из-за блокировки функции желтого тела. Важность VEGF-A для роста опухоли была наглядно продемонстрирована с помощью VEGF рецепторов для блокировки пролиферации in vivo, а также блокирующих антител к VEGF или к одному из VEGF рецепторов. Вследствие этого интерференция с функцией VEGF-A стала основным интересом для разработки лекарственных препаратов, направленных на блокаду ангиогенеза и метастазирования. В настоящий момент более 110 фармацевтических компаний во всем мире вовлечены в разработку таких антагонистов. Их подходы включают антагонисты VEGF-A или его рецепторов, селективные ингибиторы тирозинкиназ. Адресность передачи сигналов VEGF может иметь очень важное терапевтическое значение для многих заболеваний и служить основой для разработки будущих (анти)ангиогенных методов лечения.

Васкулоэндотелиальный фактор роста С (VEGF-C)

VEGF-C принадлежит семейству VEGF. Показано, что он обладает ангиогенными и лимфангиогенными свойствами. Семейство VEGF и их рецепторов участвует в развитии и росте эндотелия сосудов. Два белка этого семейства, VEGF-C и -D, оказывают регуляторное влияние на эндотелиальные клетки лимфатических сосудов через рецептор VEGFR3, действуя как митогены.

Экспрессия VEGF-C ассоциирована с онкогематологическими заболеваниями. Экспрессия VEGF-C совместно со рецепторами способствует выживаемости и пролиферации опухолевых клеток. Повышенная экспрессия VEGF-C показана при злокачественных опухолях ЖКТ, где она коррелирует с инвазией, метастазами в лимфоузлы и снижением выживаемости.

Васкулоэндотелиальный фактор роста D (VEGF-D)

VEGF-D (также известен как c-fos-индуцируемый фактор, или FIGF) очень близок к VEGF-С. Он обладает структурной гомологией и рецепторной специфичностью сходной с VEGF-С, поэтому считается, что VEGF-D и VEGF-С можно выделить в подсемейство VEGF. VEGF-D изначально синтезируется в виде белка-предшественника, содержащего уникальные Nи С-терминальные пропептиды в дополнение к центральному рецептор-связывающему VEGF гомологичному домену (VHD). Nи С-терминальные пропептиды не были обнаружены у других членов семейства VEGF. Эти пропептиды протеолитически расщепляются во время биосинтеза, что приводит к формированию зрелой, секретируемой формы, состоящей из моновалентных димеров VHD.

Подобно VEGF-С, VEGF-D связывается на поверхности клеток с тирозинкиназным VEGF рецептором 2 (VEGF R2/Flk-1/KDR) и VEGFR3. Эти рецепторы локализованы на васкулярных и лимфатических эндотелиальных клетках и отвечают за ангиои лимфогенез. Зрелая форма VEGFD связывается с этими рецепторами с большей аффинностью, чем изначальная проформа VEGF-D. Показана экспрессия гена VEGF-D у развивающихся эмбрионов, особенно в легочной мезенхиме. VEGF-D также локализован в опухолевых клетках. В тканях взрослых людей мРНК VEGF-D экспрессируется в сердце, легких, скелетной мускулатуре и тонком кишечнике.

Рецепторы VEGF (sVEGFR-1, sVEGFR-2)

Многие рецепторы цитокинов существуют в растворимой форме, возникающей после их протеолитического расщепления и отделения от клеточной поверхности. Эти растворимые рецепторы способны связывать и нейтрализовывать цитокины в циркуляции. Существуют три рецептора для VEGF-A: VEGFR-1 (Flt-1), -2 (KDR) и -3 (Flt-4). Все они содержат семь Ig-подобных повторов во внеклеточных доменах. VEGFR1-R3 в основном экспрессируются в пролиферирующем эндотелии выстилки сосудов и/ или проникающих солидных опухолях. VEGFR2, однако, более широко представлен по сравнению с VEGFR1 и экспрессируется во всех эндотелиальных клетках сосудис того происхождения. VEGFR2 также присутствует в эндотелиальных и периваскулярных клетках капилляров в тонкой пластине семенных канальцев, клетках Лейдига и клетках Сертоли. VEGFR2 связывает VEGF-A, -C и -D. В отличие от VEGFR1, который связывает как PlGF, так и VEGF, с высокой афинностью, VEGFR2 связывает с высокой аффинностью только VEGF, но не PlGF.

Эти рецепторы играют важную роль в ангиогенезе. sVEGFR-1 является ингибитором этого процесса. Связываясь с VEGF, он препятствует взаимодействию VEGF с клетками-мишенями. Функциональная инактивация VEGFR2 антителами может нарушить процесс ангиогенеза и предотвратить инвазию опухолевых клеток. В эндотелиальных клетках сосудов ангиогенез, индуцированный белком HIV-1 Tat, опосредован VEGFR2. Tat специфически связывает и активирует VEGFR2. Tat-индуцированный ангиогенез ингибируется агентами, способными блокировать VEGFR2.

Фактор роста фибробластов (FGF)

В настоящее время семейство FGF включает 19 различных белков. Первоначально были охарактеризованы две формы: кислая (aFGF) и основная (bFGF).

a и bFGF являются продуктами различных генов и имеют до 53% гомологии. Молекула aFGF представлена простой полипептидной цепью с м.м. 16,8 кДа. М.м. различных форм bFGF колеблется от 16,8 до 25 кДа. Функциональных различий между формами bFGF не найдено.

Биологическая активность FGF разнообразна. Они являются митогенами для различных клеток нейроэктодермального и мезенхимального происхождения, потенциальными митогенами и стимуляторами ангиогенеза, поддерживают и стимулируют дифференцировку клеток различных нейрональных типов in vivo и in vitro. Помимо a и bFGF, семейство включает онкобелки int-2 (FGF-3) и hst (FGF-4), FGF-5, фактор роста кератиноцитов и фактор роста эндотелия сосудов. FGF-3 и -4 тесно взаимосвязаны с bFGF, который сам, вероятно, может быть потенциальным онкогеном. Клинические данные подтверждают роль bFGF в опухолевом неоангиогенезе. Так, повышение уровня этого фактора коррелирует со степенью агрессивности процесса при многих солидных опухолях, лейкозах, лимфомах у детей и у взрослых и может служить прогностическим фактором агрессивности опухолевого процесса. bFGF необходим для развития и поддержания сосудистой системы в течении эмбриогенеза, он также является основным ангиогенным фактором при раннем восстановлении, сердечно-сосудистых заболеваниях.

Эпидермальный фактор роста (EGF)

EGF - глобулярный белок с м.м. 6,4 кДа, состоящий из 53 аминокислотных остатков, который действует как сильный митоген на различные клетки эндодермального, эктодермального и мезодермального происхождения. EGF найден в крови, цереброспинальной жидкости, молоке, слюне, желудочном и панкреатическом соках. Фактор роста в моче, известный как урогастрон, также идентичен EGF. Основным местом синтеза EGF являются слюнные железы. EGF контролирует и стимулирует пролиферацию эпидермальных и эпителиальных клеток, включая фибробласты, почечный эпителий, глиальные клетки, клетки гранулезы яичников и тиреоидные клетки in vitro. EGF также стимулирует пролиферацию эмбриональных клеток и увеличение высвобождения кальция из костной ткани. Он способствует резорбции кости и является сильным хемоаттрактантом для фибробластов и эпителиальных клеток. EGF сам и в комбинации с другими цитокинами является важнейшим фактором, опосредующим процессы заживления ран и ангиогенеза. Он также действует как ингибитор секреции кислоты желудочного сока. В некоторых биологических жидкостях, таких как слюна, моча, желудочный сок, семенная жидкость и молоко, присутствуют высокие уровни EGF.

EGF играет важную роль в канцерогенезе. В определенных условиях он может вызывать малигнизацию клеток. EGF индуцирует протоонкогены c-fos и c-myc. Биологические эффекты иммунореактивного EGF близки к таковым у TGF-α. Важно отметить, что оба фактора связываются с одними и теми же рецепторами. Однако эффективность действия EGF на 50% выше, чем TGF-α.

Tрансформирующий фактор роста α (TGF-α)

Основным источником TGF-α являются карциномы. Макрофаги и кератиноциты (возможно, другие эпителиальные клетки) также секретируют TGF-α. TGF-α стимулирует фибробласты, развитие эндотелия. Является ангиогенным фактором. Как и EGF, TGF-α участвует в регуляции пролиферации клеток, а также в регуляции роста опухолевых клеток.

Tрансформирующий фактор роста β (TGF-β)

Семейство TGF-β включает группу гомологичных гетеродимерных белков TGFβ-1, -2, -3 и -4. Основной изоформой, секретируемой клетками иммунной системы, является TGF-β1. Все TGF-β состоят из 112 аминокислотных остатков. Структура TGF-β2 имеет 50% гомологию с TGF-β1 на протяжении первых 20 аминокислотных остатков и 85% - для фрагмента 21-36. Различий в функциональной активности между TGF-β1 и -β2 не обнаружено. TGF-β продуцируется многими типами клеток и тканей: активированными Т-лимфоцитами и макрофагами, тромбоцитами, почками, плацентой.

Фактор продуцируется в неактивной форме, содержащей наряду с основным димером фрагменты дополнительных цепей молекулы-предшественницы. Активация происходит в форме отщепления этих фрагментов с помощью протеиназ (плазмина, катепсина и др.). Мишенями TGF-β служат также разнообразные клетки, поскольку экспрессия его высокоаффинного рецептора широко распространена. При действии TGFβ на иммунную систему преобладают ингибирующие эффекты. Фактор подавляет гемопоэз, синтез воспалительных цитокинов, ответ лимфоцитов на IL-2, -4 и -7, формирование цитотоксических NKи Т-клеток. В то же время он усиливает синтез белков межклеточного матрикса, способствует заживлению ран, оказывает анаболическое действие.

В отношении полиморфоядерных лейкоцитов TGF-β выступает как антагонист воспалительных цитокинов. Выключение гена TGF-β приводит к развитию фатальной генерализованной воспалительной патологии, в основе которой лежит аутоиммунный процесс. Таким образом, он является элементом обратной регуляции иммунного ответа и, прежде всего, воспалительной реакции. В то же время TGF-β важен и для развития гуморального ответа: он переключает биосинтез иммуноглобулинов на IgA-изотип. Стимулирует ангиогенез. Уровень TGF-β в плазме крови положительно коррелирует с васкуляризацией опухоли.

Tромбоцитарный фактор роста (PDGF)

PDGF - один из потенциальных митогенных полипептидов, содержащихся в крови человека. Состоит из двух цепей: А и В, связанных в АА-, ВВ- и АВ-изоформы. Эти три изоформы отличаются как по функциональным свойствам, так и по способу секреции. Если АА- и АВ-формы быстро секретируются из клетки продуцента, то ВВ-форма остается в основном ассоциированной с продуцирующей клеткой. Только димерные формы PDGF могут связываться с рецепторами. Выделены два различных типа рецепторов. α-рецептор связывает или А- или B-полипептид, тогда как β-рецептор связывает только B-полипептид. Весь спектр биологических эффектов обусловлен этими тремя молекулами PDGF и двумя рецепторами, их различной экспрессией и сложными внутриклеточными механизмами регуляции их активности. Источником PDGF в сыворотке крови являются α-гранулы тромбоцитов, хотя макрофаги и клетки эндотелия также могут продуцировать этот фактор. На определенных стадиях клетки плаценты и клетки гладких мышц аорты новорожденного тоже служат источником PDGF.

Изоформа AA предпочтительно секретируется фибробластами, гладкомышечными клетками сосудов, остеобластами, астроцитами, клетками линий COLO (карциномы толстой кишки) и WLM (опухоли Вилма Wilm’s tumor). Синтез BB ассоциирован с макрофагами, клетками островков Лангерганса, не ангиогенным эпителием и SW (тироидная карцинома) клеточной линией. Среди клеток, продуцирующих обе цепи (A и B) известны нейроны, мезангиальные клетки почки, клеточные линии глиомы и мезотелиомы и тромбоциты. Начальные данные предполагали, что в тромбоцитах человека содержится примерно 70% PDGF-AB и 30% -BB. Однако в более поздних исследованиях было показано, что возможно содержание до 70% PDGF-AA, а полученные ранее данные являются артефактом. Тип секретируемого(ых) PDGF димера(ов) зависит от продуцируемой мРНК, а также на него могут влиять эффективность трансляции, секреция и внутриклеточная деградация.

Структурная идентичность В-цепи и протоонкогена с-sis свидетельствует о том, что PDGF может играть определенную роль в вирусиндуцированной злокачественной трансформации инфицированных клеток. PDGF участвует в регуляции процессов острого воспаления, заживления ран и образования рубца. PDGF, выделяющийся из альвеолярных макрофагов, участвует в развитии легочного фиброза. Установлено также, что с PDGF связано развитие атеросклероза, гломерулонефрита, миелофиброза и образование келоида. Как и EGF, PDGF индуцирует экспрессию протоонкогенов, таких как fos, myc и jun. PDGF также повсеместно присутствует в нейронах ЦНС, где, как предполагают, он играет важную роль в выживании и регенерации клеток, в опосредовании пролиферации и дифференцировки глиальных клеток

Плацентарный фактор роста (PlGF)

PlGF - гликопротеин c м.м. 46-50 кДа, относящийся к семейству VEGF (42% гомологии с VEGF). PlGF также гомологичен, хотя и более отдаленно, семейству факторов роста PDGF. Существуют две изоформы PlGF: -1 и -2, различающиеся наличием у PlGF-2 гепаринсвязывающегося домена. PlGF обеспечивает пролиферацию вневорсинчатого трофобласта. Как ясно из названия, PlGF был впервые идентифицирован при нормальных условиях в человеческой плаценте. Он экспрессируется и в других тканях, таких как капилляры и эндотелий пупочной вены, костный мозг, матка, NK-клетки и кератиноциты. PlGF также повышается при различных патологических состояниях, включая заживление ран и образование опухоли. По сравнению с VEGF, роль PlGF в образовании новых сосудов менее понятна. Он может увеличивать продолжительность жизни, рост и миграцию эндотелиальных клеток in vitro, и содействовать образованию сосудов на некоторых моделях in vivo . Активность PlGF может проявляться при прямом взаимодействии фактора с VEGFR1. Было сделано предположение, что VEGFR1 действует как резервуар для VEGF, и что PlGF, связываясь с рецептором, замещает VEGF, высвобождая его для активации VEGFR2. PlGF может синергично усиливать VEGF-индуцированный ангиогенез и проницаемость сосудов. Концентрация PlGF возрастает в 4 раза от конца первого к концу второго триместра физиологически протекающей беременности.

Фактор роста гепатоцитов (HGF)

HGF, также называемый рассеивающим фактором (SF), состоит из двух субьединиц, связанных дисульфидной связью: α (69 кДа) и β (34 кДа). HGF - мультифункциональный цитокин, действующий как митоген, что связано с его функцией в органогенезе и тканевой репарации. Он обладает способностью стимулировать формирование сосудов крови и клеточную пролиферацию, что предполагает его вовлеченность в злокачественный рост и метастазирование в легких, груди, поджелудочной железе, аденокарциномы, множественной миеломы и гепатоцеллюлярной карциномы. В опухолевых клетках рака груди HGF сильно индуцирует экспрессию bcl-x и, таким образом, ингибирует апоптоз. HGF постоянно продуцируется стромальными клетками костного мозга и стимулирует гемопоэз.

Ангиогенин (ANG)

ANG - это одноцепочечный негликозилированный полипептид с м.м. 14 кДа, который принадлежит семейству рибонуклеаз RISBASE (рибонуклеазы со специальными биологическими функциями). Молекулы этого семейства проявляют не только рибонуклеазную активность, но и оказывают специальные биологические воздействия. Последовательность ANG на 35% идентична с панкреатической рибонуклеазой. Показано, что на аминокислотном уровне ангиогенин человека на 75% идентичен ANG мыши и «работает» в мышиных системах. ANG экспрессируется эндотелиальными, гладкомышечными клетками, фибробластами, цилиндрическим эпителием кишечника, лимфоцитами, клетками первичной аденокарциномы, некоторыми линиями опухолевых клеток. Рецептор ангиогенина неизвестен. Предполагают, что актин, в качестве рецептора или связывающей молекулы, необходим для проявления действий ангиогенина.

Функционально, ANG чаще всего связан с процессом ангиогенеза. Считается, что первоначально он связывается с актином, а затем происходит диссоциация комплекса актин-ANG с последующей активацией тканевого активатора плазминогена. В результате образуется плазмин, способствующий деградации компонентов базальной мембраны, таких как ламинин и фибронектин. Деструкция базальной мембраны является необходимым предварительным условием для миграции эндотелиальных клеток в процессе неоваскуляризации. Хотя представляется, что ANG действует преимущественно вне сосудов или периваскулярно, циркулирующий ANG был выявлен в нормальной сыворотке в концентрациях порядка нг/мл. При патологических процессах повышенные уровни ANG выявлены у больных, страдающих раком поджелудочной железы и окклюзией артерии.

Ангиопоэтины-1 и -2 (Ang)

Ang-1 и -2 - гликопротеины, относящиеся к семейству факторов роста, регулируют развитие сосудистой ткани. Ang-1 состоит из 498 аминокислотных остатков, Ang-2 - из 467. АК последовательности Ang-1 и -2 на 60% идентичны. Оба Ang взаимодействуют с рецептором тирозинкиназы-2 (Tie-2), который предс тавлен преимущественно на эндотелиальных клетках. Однако существует, как минимум, три варианта альтернативного сплайсинга Ang-1, причем две альтернативные формы не способны активировать Tie-2. Таким образом, они выступают в качестве эндогенных супрессоров основной активной формы Ang-1. Кроме того, Ang-1 и -2 выступают как конкуренты по взаимодействию с рецептором Tie-2, поэтому Ang-2 в зависимости от типа клеток выступает либо супрессором, либо активатором Tie-2 рецептора.

Ang-1 и -2 активно экспрессируются у эмбриона, при быстром развитии сосудистой ткани. Делеция гена Ang-1 приводит к летальным последствиям у эмбриона из-за серьезных пороков в развитии сердца и сосудов. Хотя Ang-2 не играет столь значительную роль, как Ang-1, в формировании сосудистой системы эмбриона, но в его отсутствие тоже нарушается васкуляризация, что становится причиной ранней смерти. У взрослого организма Ang-1 синтезируется преимущественно эндотелиальными клетками, мегакариоцитами и тромбоцитами, а Ang-2 экспрессируется локально: яичниками, маткой, плацентой. Ang-1 регулирует развитие и ремоделирование кровеносных сосудов, повышает выживаемость эндотелиальных клеток. Выживаемос ть эндотелиальных клеток при взаимодействии Ang-1 с Tie-2 включает PI3K/AKT-механизм, а миграция клеток при том же взаимодействии (лиганд/рецептор) происходит при участии нескольких киназ (PI3K, PAK, FAK). Напротив, Ang-2, действуя в одиночку, инициирует гибель эндотелиальных клеток и регрессию сосуда, хотя синергично с VEGF он может способствовать формированию новых сосудов. Если Ang-1 действует синергично VEGF, его гиперпродукция приводит к повышенной васкуляризации тканей. Таким образом, Ang-1 и -2, как правило, выступают в качестве антагонистов, совместно регулирующих рос т сосудов.

Действие ангиопоэтинов не ограничено сосудистым эндотелием кровеносного русла - они могут принимать участие в формировании сосудов лимфоидной системы. Ang-1 обладает другими биологическими эффектами, например, усиливает адгезию и миграцию нейтрофилов и эозинофилов, регулирует проницаемость сосудистой стенки. Также Ang-1 может вызывать рост и выживаемость нервных клеток, регулирует организацию дендритных клеток. Повышенные уровни Ang-1 и -2 усиливают ангиогенез злокачественных образований. Высокие концентрации циркулирующего Ang-1 ассоциированы с гипертензией и онкологическими патологиями.

Пигментный фактор эпителиального происхождения (PEDF)

PEDF (м.м. 50 кДа, принадлежит семейству серпинов) впервые был идентифицирован как фактор, секретируемый клетками эпителия сетчатки и способствующий выживаемости нейронов in vitro и in vivo . С другой стороны, было показано, что PEDF обладает свойством индуцировать апоптоз клеток эндотелия капилляров, поддерживая тем самым бессосудистую природу сетчатки. При многих офтальмологических заболеваниях, характеризующихся нарушениями регуляции иннервации и микроциркуляторного русла сетчатки, PEDF является важным регулятором при глазных заболеваниях. Кроме того, показано, что PEDF обладает многофункциональной противоопухолевой активностью при экспериментальной нейробластоме, так как PEDF, продуцируемый шванновскими клетками, индуцирует дифференцированный, менее злокачественный фенотип в клетках нейробластомы, способствует дальнейшему росту и выживаемости шванновских клеток и ингибирует ангиогенез.

Оксид азота (NO)

Биологическое действие NO было общепризнано после идетификации его в качестве эндотелий-зависимого релаксирующего фактора (EDRF), ответственного за мощные вазодилатирующие свойства. С тех пор NO был определен как плейотропный биологический медиатор, регулирующий различные функции: от нервной деятельности до регуляции иммунной системы. Он является свободным радикалом с коротким временем полужизни in vivo около нескольких секунд. В связи с этим, уровень более стабильных NO-метаболитов, нитритов (NO 2-) и нитратов (NO 3-) используется для непрямого определения NO в биологических жидкостях. Примеры включают измененные уровни, ассоциированные с сепсисом, репродукцией, инфекциями, гипертензией, физическими нагрузками, диабетом 2 типа, гипоксией и раком.

NO образуется при окислении L-аргинина с участием NADPH. Окисление происходит при участии одной из трех изоформ ферментов семейства NO-синтазы (NOS) с образованием цитруллина. Члены семейства NOS включают нейрональную (nNOS/NOS1), эндотелиальную (eNOS/NOS3) и индуцибельную (iNOS/NOS2) NOсинтазы. Как это следует из названия, nNOS в большом количестве экспрессируется нейронами ЦНС и ПНС, а также встречается в клетках других тканей, включая миоциты скелетной мускулатуры, эпителиальные клетки легких и мастоциты кожи; eNOS экспрессируется эндотелием, а также может быть выявлена в нейронах, фибробластах кожи, кератиноцитах, фолликулярных клетках щитовидной железы, гепатоцитах и гладкомышечных клетках. iNOS экспрессируется в различных тканях, включая хондроциты, эпителиальные клетки, гепатоциты, глиальную ткань, и в различных типах клеток иммунной системы. В целом, экспрессия eNOS и nNOS происходит постоянно и регулируется Ca2+-зависимым кальмодулином, тогда как синтез iNOS индуцируется эндотоксином и воспалительными цитокинами, и относительно нечувствителен к действию Ca 2+.

Благодаря тому, что NO растворим в липидах, он не запасается, но синтезируется de novo и свободно диффундирует сквозь мембраны. Эффекты NO в клеткахмишенях опосредуются через различные механизмы. К примеру, NO-опосредованнная активация фермента гуанилил-циклазы (GC) катализирует формирование вторичного мессенджера 3’,5’-циклического гуанозин монофосфата (cGMP). cGMP вовлечен в ряд биологических функций, таких как регуляция сокращения гладкой мускулатуры, время жизни клеток, пролиферация, функция аксонов, пластичность синапсов, воспаление, ангиогенез и активность циклический нуклеотид-зависимых каналов. NO является также антиопухолевым и антимикробным агентом, благодаря механизмам конверсии в пероксинитрит (ONOO-), формированию S-нитрозотиолов и уменьшению запасов аргинина. Другая предполагаемая роль NO - угнетение митохондриального дыхания через ингибирование цитохромоксидазы. NO может также модифицировать активность белка посредством посттрансляционного нитрозилирования через присоединение его через тиоловую группу остатков цистеина.

Матриксные металлопротеиназы (MMPs)

MMPs человека представляют собою семейство матрикс-разрушающих ферментов. MMPs обладают деградирующей способнос тью в отношении почти всех компонентов внеклеточного матрикса, встречающихся в соединительных тканях (коллагена, фибронектина, ламинина, протеогликанов и др.). Помимо сходства на уровне аминокислотной последовательности, все ММР образуются из неактивных предшественников, которые превращаются в активные субстрат-деградирующие протеиназы под воздействием внеклеточных факторов. Источниками образования ММРs являются фибробласты, макрофаги, гладкомышечные клетки сосудистой стенки, нейтрофилы. Любая опухоль является мощным индуктором образования ММРs в клетках стромы. Способствуя инвазии опухолевого роста и метастазированию, ММРs в то же время являются мощными стимуляторами неоангиогенеза. Эндогенные и синтетические ингибиторы ММРs используются в качестве потенциальных противоопухолевых агентов, основное назначение которых - подавление неоангиогенеза.

Эндостатин

Биологически активный С-терминальный фрагмент коллагена VIII c м.м. 20 кДа. Относится к семейству коллагеноподобных белков. Для того, чтобы избежать избыточного роста сосудов в нормальных условиях, процессы образования новых и ремоделирования исходных сосудов находятся под контролем соответствующих факторов роста. В течение опухолевого ангиогенеза наблюдается проникновение сосудов внутрь растущей опухолевой массы. Эндостатин специфически ингибирует пролиферацию эндотелиальных клеток. Соответственно ингибирует ангиогенез и рост опухоли. В настоящее время проведение терапии с помощью эндостатина проходит первую фазу клинических испытаний.

Другие диагностически значимые факторы роста

Фактор стволовых клеток (SCF)

Продуцентами SCF являются костномозговые стромальные клетки, фибробласты, эндотелиальные клетки, клетки Сертоли. Его основные клетки-мишени - стволовые кроветворные клетки, ранние коммитированные предшественники клеток различных кроветворных рядов и тучные клетки. SCF активирует дифференцировку мультипотентных клеток предшественников синергично с IL-3, GM-CSF и IL-7 и эритропоэтином. Он участвует в поддержании пролиферации наиболее юных форм предшественников Т-лимфоцитов в тимусе. В отношении тучных клеток он является основным фактором роста и хемотаксическим агентом.

SCF имеет важное клиническое значение, являясь индуктором дифференцировки предшественников лимфоцитов и эритроцитов. Определение SCF представляет значительный интерес при лечении миелодиспластического синдрома и после трансплантации костного мозга.

Фактор, ингибирующий лейкозные клетки (LIF)

LIF усиливает пролиферацию предшественников гемопоэтических клеток. Было показано, что LIF вызывает развитие синдрома кахексии у раковых больных. Компонент рецептора LIF gp130 (СD130) входит в состав рецепторов для IL-6 и -11.

Нейротропный фактор головного мозга (BDNF)