Guzy nerwu słuchowego (schwannoma przedsionkowa)
Patofizjologia i mechanizm
Nerwiak słuchowy (schwannoma przedsionkowe) to łagodny nowotwór wywodzący się z komórek Schwanna nerwu przedsionkowo-ślimakowego (VIII nerw czaszkowy), najczęściej z części przedsionkowej nerwu. Guzy lokalizują się zwykle w kącie mostowo-móżdżkowym i rosną powoli, średnio 1-2 mm rocznie, choć tempo wzrostu może się różnić. Patogeneza wiąże się głównie z mutacjami genu supresorowego NF2 na chromosomie 22q12.2, prowadzącymi do inaktywacji białka merliny, co skutkuje deregulacją szlaków sygnałowych Rac1, Ras, PAK1 i mTORC1. Klinicznie nerwiaki powodują utratę słuchu (najczęstszy objaw) i zaburzenia równowagi, wynikające z ucisku nerwu ślimakowego, przedsionkowego lub tętnicy błędnikowej, a także mogą prowadzić do ucisku pnia mózgu i wodogłowia przy większych rozmiarach (>2 cm). Histologicznie charakteryzują się dwufazową architekturą Antoni A i B oraz pozytywnym barwieniem na białko S-100 i SOX10.
- Patofizjologia i mechanizmy rozwoju nerwiaka słuchowego
- Patologia i histologia
- Mechanizmy uszkodzenia i objawy kliniczne
- Mechanizmy uszkodzenia struktur okolicznych
- Mechanizmy utraty słuchu
- Mechanizmy zaburzeń równowagi
- Powikłania przy dużych guzach
- Molekularne mechanizmy rozwoju guza
- Nowe kierunki badawcze i leczenia
Patofizjologia i mechanizmy rozwoju nerwiaka słuchowego
Nerwiak słuchowy (schwannoma przedsionkowe) to łagodny nowotwór wywodzący się z komórek Schwanna, które tworzą osłonkę mielinową nerwu przedsionkowo-ślimakowego (VIII nerw czaszkowy)12. Guzy te zwykle zajmują kąt mostowo-móżdżkowy i najczęściej rozwijają się na części przedsionkowej nerwu, rzadziej na części ślimakowej, odpowiadającej za słuch34. Chociaż nazwa „nerwiak słuchowy” jest powszechnie używana, termin „schwannoma przedsionkowe” jest bardziej precyzyjny, ponieważ guz zwykle rozwija się z części przedsionkowej nerwu, a nie słuchowej, i wywodzi się z komórek Schwanna, a nie z neuronów5.
Pochodzenie guza
Nerwiaki słuchowe rozwijają się z komórek Schwanna, które w warunkach prawidłowych wytwarzają osłonkę mielinową wokół włókien nerwowych, zapewniając izolację i wsparcie dla nerwów oraz umożliwiając szybkie przewodzenie impulsów nerwowych67. Guzy te mogą powstawać w dowolnym miejscu wzdłuż przebiegu nerwu przedsionkowego, od przewodu słuchowego wewnętrznego do mostu i móżdżku8. Klasycznie opisywano ich pochodzenie jako bliskie strefie przejściowej między komórkami glejowymi a komórkami Schwanna, znanej jako strefa Obersteiner-Redlich, jednak współczesne dane sugerują, że mogą one powstawać w dowolnym punkcie wzdłuż nerwu910.
Ponad 90% nerwiaków słuchowych wywodzi się z dolnej części nerwu przedsionkowego, a mniej niż 5% przypadków powstaje z komponentu ślimakowego nerwu przedsionkowo-ślimakowego11. Zdecydowana większość tych nowotworów rośnie powoli, z przeciętną szybkością wzrostu wynoszącą 1-2 mm rocznie, chociaż niektóre mogą wykazywać okresy szybszego wzrostu lub pozostawać stabilne przez lata1213.
Podłoże genetyczne
Mechanizm rozwoju nerwiaków słuchowych wiąże się głównie z mutacjami genu NF2, który jest genem supresorowym nowotworu zlokalizowanym na chromosomie 22q12.21415. Gen ten koduje białko zwane merliną (schwannominą), które w warunkach prawidłowych kontroluje wzrost komórek Schwanna1617. Inaktywacja tego białka prowadzi do deregulacji różnych wewnątrzkomórkowych szlaków sygnałowych, takich jak Rac1, Ras, PAK1 i mTORC1, co skutkuje niekontrolowanym wzrostem komórek Schwanna i formowaniem się guza1819.
Około 60% sporadycznych jednostronnych nerwiaków słuchowych ma mutacje w genie NF220. W przypadku obustronnych nerwiaków słuchowych zwykle występuje dziedziczne zaburzenie genetyczne zwane neurofibromatozą typu 2 (NF2), które jest spowodowane mutacją germinalną w genie NF22122. Pacjenci z NF2 często rozwijają obustronne nerwiaki słuchowe oraz inne nowotwory ośrodkowego układu nerwowego23.
Inaktywacja innych genów supresorowych nowotworów, w tym LZTR1, SMARCB1 i COQ6, również jest związana z rozwojem schwannoma24. Badania sekwencjonowania genomu wykazały, że nerwiaki słuchowe związane z NF2 mogą mieć inny, poliklonalny wzór mutacji w porównaniu do guzów sporadycznych, co może tłumaczyć różnice w wynikach leczenia25.
Czynniki środowiskowe
Dokładna przyczyna większości nerwiaków słuchowych pozostaje nieznana, szczególnie w przypadkach sporadycznych2627. Jedynym definitywnie powiązanym czynnikiem środowiskowym jest ekspozycja na promieniowanie terapeutyczne w obrębie głowy i szyi, zwłaszcza w młodym wieku2829.
Istnieją kontrowersje dotyczące potencjalnej roli promieniowania mikrofalowego z telefonów komórkowych w powstawaniu nerwiaków słuchowych30. Niektóre badania sugerowały związek między długotrwałym używaniem telefonów komórkowych a zwiększonym ryzykiem wystąpienia nerwiaków słuchowych, zwłaszcza przy długim okresie latencji i rozpoczęciu użytkowania przed 20. rokiem życia. Jednak dowody są niejednoznaczne, a bezpośredni związek przyczynowy nie został definitywnie ustalony3132.
Niektóre badania sugerowały również związek między ekspozycją na głośny hałas a rozwojem nerwiaków słuchowych, ale inne nie wykazały zwiększonego ryzyka lub wyniki były nierozstrzygające3334.
Patologia i histologia
Pod względem histologicznym, nerwiaki słuchowe wykazują charakterystyczne cechy, które pomagają w ich identyfikacji i diagnozie35.
Cechy mikroskopowe
Nerwiaki słuchowe posiadają typową dwufazową architekturę, składającą się z wzorów Antoni A i Antoni B3637:
- Obszary Antoni A są gęsto komórkowe i przeplatające się, z palisadowym układem jąder komórkowych (ciałka Verocay)38.
- Obszary Antoni B są mniej komórkowe, mniej ustrukturyzowane i często zawierają obszary mikrocyst i krwotoku39.
Histologicznie guzy te są zbudowane z przeplatających się wiązek komórek wrzecionowatych z jądrami o kształcie cygara40. Występowanie obszarów Antoni B w nerwiakach słuchowych wiąże się również ze zmniejszoną komórkowością, degeneracją i tworzeniem się cyst w obrębie guza41.
W badaniach immunohistochemicznych nerwiaki słuchowe zwykle wykazują pozytywne barwienie na białko S-1004243. SOX10, czynnik transkrypcyjny zaangażowany w rozwój i utrzymanie komórek Schwanna, również odgrywa rolę w patogenezie tych guzów44.
Zmiany strukturalne i wzorzec wzrostu
Nerwiaki słuchowe są zazwyczaj otoczone torebką włóknistą z przemieszczonym nerwem macierzystym i mogą wykazywać oznaki zwyrodnienia, takie jak zhialinizowane naczynia, pleomorfizm jądrowy i złogi hemosyderyny45. Z czasem może dochodzić do mikroskopowych zmian „starczych” (ancient change), gdzie guz staje się bardziej włóknisty i mniej komórkowy46.
Wzorzec wzrostu nerwiaków słuchowych jest zazwyczaj sferyczny w przeciwieństwie do sesyjnego wzrostu obserowanego w oponiakih kąta mostowo-móżdżkowego47. Można wyróżnić trzy osobne wzorce wzrostu w obrębie tych guzów:
- Brak wzrostu lub bardzo powolny wzrost
- Powolny wzrost (około 2 mm/rok)
- Szybki wzrost (około 1 cm/rok w badaniach obrazowych)48
Chociaż niektóre guzy utrzymują jeden wzorzec wzrostu, inne mogą wykazywać okresy naprzemiennego powolnego i szybkiego wzrostu49. Guzy, które uległy zwyrodnieniu torbielowatemu (prawdopodobnie z powodu przekroczenia wydolności ukrwienia) są czasami zdolne do stosunkowo szybkiej ekspansji z powodu powiększania się komponentu torbielowatego5051.
Mechanizmy uszkodzenia i objawy kliniczne
Nerwiaki słuchowe prowadzą do objawów klinicznych poprzez kilka mechanizmów patofizjologicznych52.
Mechanizmy uszkodzenia struktur okolicznych
Nerwiaki słuchowe, podobnie jak inne zmiany zajmujące przestrzeń, wywołują objawy poprzez cztery rozpoznawalne mechanizmy:
- Kompresję lub zniekształcenie przestrzeni płynu mózgowo-rdzeniowego
- Przemieszczenie pnia mózgu
- Ucisk naczyń powodujący niedokrwienie lub zawał
- Ucisk i/lub osłabienie nerwów53
Ponieważ kąt mostowo-móżdżkowy jest stosunkowo pusty, guzy mogą nadal rosnąć, osiągając 2 cm, zanim dotkną ważnych struktur, takich jak inne nerwy czaszkowe lub pień mózgu54. Wzrost jest często na tyle powolny, że nerw twarzowy może dostosować się do rozciągania narzuconego przez wzrost guza bez klinicznie widocznego pogorszenia funkcji55.
Guzy, które powstają w przewodzie słuchowym wewnętrznym, mogą wcześnie wywoływać objawy w postaci utraty słuchu lub zaburzeń przedsionkowych poprzez ucisk nerwu ślimakowego, nerwu przedsionkowego lub tętnicy błędnikowej na kostne ściany przewodu słuchowego wewnętrznego56.
Mechanizmy utraty słuchu
Utrata słuchu, będąca najczęstszym objawem nerwiaka słuchowego, może wynikać z kilku mechanizmów57:
- Bezpośredni ucisk mechaniczny guza na nerw słuchowy lub tętnicę błędnikową, powodujący uszkodzenie mechaniczne58
- Demielinizacja komórek Schwanna, co prowadzi do zwiększenia pojemności błony neuronalnej, zmniejszając zdolność neuronu do inicjowania i propagowania potencjałów czynnościowych w odpowiedzi na bodźce elektryczne i prowadząc do opóźnionej pobudliwości nerwu59
- Utrata wsparcia neurotroficznego dla neuronów zwoju spiralnego, ponieważ komórki Schwanna otaczające te neurony są źródłem czynników neurotroficznych, takich jak BDNF (czynnik neurotroficzny pochodzenia mózgowego) lub NT-3 (neurotrofina-3)60
- Zaburzenia przepływu płynu okołochłonkowego, zaburzenia naczyniowo-nerwowe lub zmieniona przepuszczalność bariery krew-błędnik61
Proces patologiczny prowadzący do utraty słuchu odbiorczego obejmuje szybką i rozległą utratę bezmielinowych wypustek aksonalnych w obrębie narządu Cortiego, a następnie stopniowe zwyrodnienie mielinowanej części aksonów obwodowych (w obrębie blaszki spiralnej kostnej) i ciała neuronów zwoju spiralnego wewnątrz kanału Rosenthala62.
Mechanizmy zaburzeń równowagi
Zaburzenia równowagi związane z nerwiakami słuchowymi wynikają z kompresji nerwu przedsionkowego lub jego zniszczenia przez guz63. Niszczenie włókien przedsionkowych jest powolne; w rezultacie wielu pacjentów doświadcza niewielkiego lub żadnego zaburzenia równowagi lub zawrotów głowy64.
Powikłania przy dużych guzach
Gdy guz rośnie powyżej 2 cm, może zacząć uciskać boczną powierzchnię pnia mózgu65. Dalszy wzrost może nastąpić poprzez ucisk lub przemieszczenie pnia mózgu, co może prowadzić do wodogłowia poprzez ucisk czwartej komory66. Rosnący guz może również rozciągać się wystarczająco daleko do przodu, aby uciskać nerw trójdzielny i powodować niedoczulicę twarzy67.
W przypadku bardzo dużych guzów może dojść do ucisku pnia mózgu i móżdżku, obrzęku i wodogłowia68. W skrajnych przypadkach, nieleczony nerwiak słuchowy może prowadzić do stanu zagrażającego życiu69.
Molekularne mechanizmy rozwoju guza
Badania nad biologią molekularną nerwiaków słuchowych przyczyniły się do lepszego zrozumienia mechanizmów prowadzących do rozwoju tych guzów70.
Rola białka merliny
Kluczowym czynnikiem w patogenezie nerwiaków słuchowych jest inaktywacja białka merliny, produktu genu NF271. Merlina działa jako negatywny regulator kompleksu 1 ssaczego celu rapamycyny (mTORC1), a w nowotworach NF2 obserwuje się podwyższoną sygnalizację mTORC172.
Białko to istnieje zarówno w formie rozwiniętej, jak i złożonej, przy czym ta druga pośredniczy w aktywności supresorowej nowotworu73. Kinaza PAK fosforyluje merlinę w pozycji S518, zakłócając utrzymanie stanu złożonego i funkcję supresorową nowotworu74. Produkt genu NF2 hamuje bezpośrednio kinazę PAK1, która jest niezbędna do transformacji ras i może być celem terapii w NF275.
Szlaki sygnałowe
Inaktywacja merliny prowadzi do deregulacji różnych wewnątrzkomórkowych szlaków sygnałowych76:
- Szlak Rac1, który jest zaangażowany w reorganizację cytoszkieletu i proliferację komórek
- Szlak Ras, który reguluje wzrost i przeżycie komórek
- Szlak PAK1, który kontroluje organizację cytoszkieletu i cykl komórkowy
- Szlak mTORC1, który reguluje syntezę białek i wzrost komórek77
Mutacje genu NF2 prowadzą również do deregulacji ważnych szlaków, które regulują wzrost guza, takich jak szlak RAS i mTORC178.
Rola angiogenezy
Ważnym obszarem badań w biologii molekularnej jest badanie sposobów zatrzymania tworzenia (angiogenezy) nowych naczyń krwionośnych, które są potrzebne do wsparcia wzrostu guza poprzez dostarczanie składników odżywczych i tlenu79. W 1998 roku odkryto glikoproteinę o nazwie VEGF (czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego), która inicjuje proliferację80.
Opracowano lek anty-VEGF o nazwie bewacyzumab (Avastin), który wykazywał obiecujące wyniki w zatrzymaniu tej proliferacji naczyniowej. Niestety, gdy testowano go w przypadku guzów NF2, terapia wymagała długotrwałego leczenia, co skutkowało nadciśnieniem i upośledzonym gojeniem ran81. Mimo to, w niektórych małych badaniach wykazano, że lek ten poprawia słuch, zmniejsza rozmiar guza i opóźnia czas do potrzeby operacji otwartej u niektórych pacjentów82.
Dodatkowe mechanizmy molekularne
Badania nad biologią molekularną nerwiaków słuchowych wskazują na kilka dodatkowych mechanizmów zaangażowanych w rozwój tych guzów:
- Rola mikroRNA (miRNA) w rozwoju schwannoma jest również badana83
- Komórki Schwanna modyfikują swój stan fizjologiczny w odpowiedzi na czynniki wzrostu, w tym czynnik wzrostu fibroblastów (FGF)84
- Częściowa transformacja nabłonkowo-mezenchymalna (EMT) może być zaangażowana w rozwój niektórych rodzajów guzów pochodzących z komórek Schwanna85
- Zaproponowano dodatkowy mechanizm mediowany immunologicznie jako główny czynnik przyczyniający się do różnic w tempie wzrostu obserwowanych w różnych guzach86
Porażka zdolności komórek Schwanna do odróżnicowania się do stadium naprawczego/mielinizującego jest prawdopodobnie spowodowana heterozygotyczną mutacją NF2 w przedziale neuronalnym lub w przedziale komórek Schwanna, co z kolei prowadzi do rozwoju schwannoma przedsionkowego87.
Nowe kierunki badawcze i leczenia
Postępy w zrozumieniu molekularnych mechanizmów leżących u podstaw rozwoju nerwiaków słuchowych doprowadziły do nowych strategii terapeutycznych88.
Terapie celowane
Badania kliniczne są w toku dla kilku obiecujących leków, które mogą być skuteczne w leczeniu nerwiaków słuchowych:
- Ewerolimus, który jest inhibitorem mTOR i może wpływać na szlak mTORC1 deregulowany w guzach NF289
- Lapatynib, który jest inhibitorem kinazy tyrozynowej i może wpływać na szlaki wzrostu komórek90
- Mifepryston, który może wpływać na receptory progesteronu, które mogą być zaangażowane w rozwój guza91
- Bewacyzumab, neutralizujące przeciwciało anty-czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego, które może spowolnić wzrost guza92
- Imatynib, który wpływa na receptory czynnika wzrostu pochodzącego z płytek krwi, mając nadzieję, że może spowolnić wzrost guza93
Wspólny aspiryna była badana jako opcja terapeutyczna o niskim ryzyku, ale pojawiające się dowody sugerują, że aspiryna i inne niesteroidowe leki przeciwzapalne mogą nie zapobiegać wzrostowi guza VS94.
Przyszłe kierunki badawcze
Potrzebne są dalsze badania, aby lepiej zrozumieć biologiczne zmiany, które napędzają rozwój guza, w celu lepszego opracowania ukierunkowanych terapii, które będą skutecznie leczyć ten proces chorobowy95.
Precyzyjna analiza genomowa guza może być pomocna w określeniu charakterystyki guza dla każdego pacjenta, prowadząc do lepszej prognozy słuchu96. Mechanizm uszkodzenia neurologicznego nie został jeszcze wyjaśniony, co utrudnia przewidywanie progresji utraty słuchu lub nagłej utraty słuchu spowodowanej przez schwannoma przedsionkowe97.
Pojawiające się terapie dla schwannoma przedsionkowego są głównie skierowane na komórki Schwanna, ograniczając szlaki molekularne poniżej merliny i/lub zmniejszając wzrost guza98. Wiedza na temat biologii molekularnej schwannoma doprowadziła do powstania celowanych leków jako kolejnej opcji leczenia99.
Terapie ukierunkowane mają na celu mechanizmy, za pomocą których dysregulacja merliny oraz szlaki sygnałowe prowadzą do wzrostu guza100. W badaniach na szczurach i myszach sugeruje się rakotwórczy wpływ ekspozycji całego ciała na promieniowanie radiowe101. Kultury komórkowe ludzkich komórek Schwanna eksponowanych na pola elektromagnetyczne wykazywały zmiany w proliferacji, sygnalizacji wewnątrzkomórkowej, szlakach metabolicznych oraz w ekspresji genów związanych z utratą słuchu102.
Rola rehabilitacji
Dla pacjentów z nerwiakiem słuchowym, rehabilitacja przedsionkowa może odgrywać ważną rolę w poprawie jakości życia103:
- Fizjoterapia przedsionkowa może pomóc zmniejszyć objawy zawrotów głowy, poprawić równowagę i zmaksymalizować funkcjonowanie fizyczne104
- Fizjoterapeuta przedsionkowy może zapewnić zindywidualizowany program leczenia w celu poprawy objawów zawrotów głowy, szczególnie zawrotów głowy wywołanych ruchem głowy105
- Leczenie może poprawić stabilność spojrzenia – zdolność do utrzymania skupionego widzenia podczas poruszania się106
- Rehabilitacja po operacji nerwiaka słuchowego może pomóc w przywróceniu funkcji lub nauczeniu mózgu kompensowania trwałego uszkodzenia107
Postępy w sprzęcie chirurgicznym i zrozumieniu molekularnym choroby przyczyniły się do zmian i poprawy leczenia schwannoma przedsionkowego108.
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.