Guzy neuroendokrynne
Patofizjologia i mechanizm
Guzy neuroendokrynne (NETs) to heterogeniczna grupa nowotworów wywodzących się z komórek neuroendokrynnych, najczęściej lokalizujących się w przewodzie pokarmowym, trzustce i płucach, stanowiąca około 2% wszystkich nowotworów złośliwych w USA. Klasyfikacja WHO z 2022 roku rozróżnia dobrze zróżnicowane NETs od słabo zróżnicowanych raków neuroendokrynnych (NECs) na podstawie liczby mitoz (na 2 mm²) oraz indeksu Ki-67, co ma istotne znaczenie prognostyczne i terapeutyczne. Patogeneza NETs obejmuje kluczowe szlaki sygnałowe, takie jak PI3K/AKT/mTOR, angiogenezę zależną od VEGF oraz szlaki Notch, Hedgehog i Wnt. W trzustkowych NETs (PNETs) dominują mutacje genów MEN1, ATRX, DAXX, TSC2, PTEN i PIK3CA, a epigenetyczne modyfikacje odgrywają istotną rolę w regulacji wzrostu i progresji guza. Mikrośrodowisko guza, w tym fibroblasty związane z rakiem (CAFs) i makrofagi związane z guzem (TAMs), wpływa na rozwój zwłóknienia i immunosupresję, co ma znaczenie dla odpowiedzi na terapię.
Wprowadzenie do guzów neuroendokrynnych
Guzy neuroendokrynne (NETs) stanowią heterogeniczną grupę nowotworów wywodzących się z komórek układu endokrynnego (hormonalnego) i nerwowego. Mogą one występować w różnych narządach, najczęściej w przewodzie pokarmowym, gdzie często nazywane są rakowikami, ale spotykane są również w trzustce, płucach i innych częściach ciała. Stanowią one około 2% wszystkich nowotworów złośliwych w Stanach Zjednoczonych.12
Komórki tych nowotworów charakteryzują się podobnym wyglądem histologicznym, posiadają specjalne ziarnistości wydzielnicze i często produkują aminy biogenne oraz hormony polipeptydowe. NETs powstają z różnych komórek neuroendokrynnych, których normalną funkcją jest działanie na styku neuroendokrynnym. Komórki neuroendokrynne są obecne nie tylko w gruczołach endokrynnych, które produkują hormony, ale znajdują się we wszystkich tkankach organizmu.3
Znaczna część pacjentów z guzami neuroendokrynnymi doświadcza zaburzeń endokrynnych będących następstwem zwiększonego wydzielania amin lub hormonów peptydowych, co wpływa na ich jakość życia i rokowanie. W ostatniej dekadzie kategoryzacja patologiczna, techniki diagnostyczne i opcje terapeutyczne dla NETs, zarówno dobrze zróżnicowanych guzów neuroendokrynnych, jak i słabo zróżnicowanych raków neuroendokrynnych (NECs), znacząco ewoluowały.4
Klasyfikacja guzów neuroendokrynnych
Klasyfikacja guzów neuroendokrynnych była wielokrotnie aktualizowana w ostatnich latach, a najnowsza wersja pochodzi z klasyfikacji WHO nowotworów endokrynnych i neuroendokrynnych z 2022 roku. Kryteria diagnostyczne dla klasyfikacji NETs opierają się głównie na dwóch komponentach cyklu komórkowego:56
- Liczba mitoz – określana przez liczbę dzielących się komórek obserwowanych na określonym obszarze pod mikroskopem (2 mm²)7
- Indeks Ki-67 – gdzie Ki-67 jest białkiem, którego ilość wzrasta wraz z przygotowaniem komórek do podziału8
Zasadniczo komórki nowotworowe, które zachowują molekularne i morfologiczne cechy komórek neuroendokrynnych, są dobrze zróżnicowane i nazywane są nowotworami neuroendokrynnymi (NETs). Agresywny nowotwór, który łączy zarówno rozpoznawalną część neuroendokrynną, jak i nieneuroendokrynną, określa się jako mieszany nowotwór neuroendokrynno-nieneuroendokrynny (MiNENs).9
Kluczową cechą nowej klasyfikacji jest rozróżnienie między zróżnicowanymi guzami neuroendokrynnymi (NETs), nazywanymi w niektórych systemach guzami rakowiakowymi, a słabo zróżnicowanymi rakami neuroendokrynnymi (NECs), ponieważ oba te typy wykazują wspólną ekspresję markerów neuroendokrynnych. Ten dychotomiczny podział morfologiczny na NETs i NECs jest poparty dowodami genetycznymi w specyficznych miejscach anatomicznych, a także różnicami klinicznymi, epidemiologicznymi, histologicznymi i prognostycznymi.10
Różnice między NETs i NECs
Termin nowotwory neuroendokrynne (NENs) obejmuje zarówno dobrze zróżnicowane NETs, jak i słabo zróżnicowane NECs, ponieważ oba typy wykazują wspólne cechy histologiczne, immunofenotypowe i ultrastrukturalne. Jednak dowody genetyczne w określonych miejscach anatomicznych potwierdzają podwójny podział morfologiczny, który odróżnia słabo zróżnicowane NECs od dobrze zróżnicowanych NETs.11
Chociaż mogą mieć nakładające się cechy histologiczne, ich włączenie do jednej klasyfikacji może błędnie sugerować, że dobrze zróżnicowane NETs i słabo zróżnicowane NECs są blisko spokrewnionymi nowotworami. W większości narządów, w których badano te rodziny nowotworów, dane sugerują, że nie są one biologicznie blisko spokrewnione. Poza różnymi stopniami agresywności biologicznej i różnymi odpowiedziami na terapię medyczną, NETs i NECs mają różne czynniki ryzyka, predyspozycje dziedziczne, związki z nowotworami nie-neuroendokrynnymi i odmienne genetyczne podłoże.12
Z genetycznego punktu widzenia, NECs mają inaktywację RB1 i TP53, które natomiast rzadko występują w NETs. Dziedziczne zespoły NET występują w podobnych wzorcach, gdzie głównie dwie ścieżki są zaangażowane: regulacja cyklu komórkowego zależnego od cyklin (szczególnie w MEN1 i MEN4) oraz zaangażowanie ścieżki PI3K/mTOR.13
Patogeneza guzów neuroendokrynnych
Patogeneza guzów neuroendokrynnych jest złożona i nie została jeszcze w pełni wyjaśniona. Badania genomowe NETs sugerują, że ścieżki regulujące remodelowanie chromatyny i modyfikacje epigenetyczne mogą odgrywać kluczową rolę w regulacji wzrostu NET. Obserwacje te oferują potencjał dla nowych postępów terapeutycznych i diagnostycznych dla pacjentów z NETs.1415
Szlaki sygnałowe w patogenezie NETs
W patogenezie NETs zaangażowanych jest kilka kluczowych szlaków sygnałowych:16
- Szlak PI3K/AKT/mTOR – odgrywa centralną rolę w patogenezie i progresji NETs, a badania kliniczne wykazały bezpieczeństwo i skuteczność inhibitorów mTOR u pacjentów z NET. Trzy najczęściej upośledzone szlaki sygnałowe w trzustkowych NETs obejmują szlak PI3K/AKT/mTOR, szlak T53/Rb oraz szlak remodelowania chromatyny.1718
- Angiogeneza – mikrośrodowisko guza neuroendokrynnego jest napędzane częściowo przez VEGF i naczynia krwionośne. Te nowotwory neuroendokrynne wymagają odżywienia przez naczynia krwionośne, aby rosnąć i rozprzestrzeniać się. W ostatniej dekadzie nastąpił silny nacisk na stosowanie inhibitorów VEGF w celu zahamowania angiogenezy i zapobiegania wzrostowi i rozprzestrzenianiu się nowotworów.1920
- Szlak Notch, Hedgehog i Wnt – wszystkie te szlaki są zaangażowane zarówno w chorobach zwłóknieniowych, jak i nowotworowych, i mają znaczenie w patogenezie NETs, choć dokładna rola szlaku Hedgehog w rozwoju zwłóknienia krezkowego pozostaje nieustalona. Badania nad szlakiem Notch w SI-NETs in vivo są sprzeczne, a wyniki sugerują niewielką rolę szlaku Wnt/β-kateniny w rozwoju SI-NET i zwłóknieniu.21
Genetyczne podłoże NETs
Większość guzów neuroendokrynnych trzustki (PNETs) występuje sporadycznie (90%). Jednak mogą one być częścią zespołów dziedzicznych:22
- Zespół mnogiej gruczolakowatości wewnątrzwydzielniczej typu 1 (MEN1)
- Choroba von Hippla-Lindaua (VHL)
- Choroba von Recklinghausena lub neurofibromatoza typu 1 (NF-1)
- Stwardnienie guzowate (TSC)
W tych przypadkach podstawowe nieprawidłowości genetyczne odgrywają znaczącą rolę w rozwoju PETs, które często są wieloogniskowe. Cechy patologiczne rodzinnych/dziedzicznych PETs są generalnie podobne do postaci sporadycznej, chociaż PETs występujące u pacjentów z zespołem VHL mogą mieć cechy komórek jasnych.23
Mutacja germinalna MEN-1 z utratą funkcji prowadzi do powstania licznych mikrogruczolaków, głównie skutkujących niefunkcjonalnymi PETs i insulinoma. Mutacje NF-1 lub TSC1/2 prowadzą do utraty funkcji ich produktów białkowych – odpowiednio neurofibrominy i tuberyny. Co istotne, nienaruszone białka hamują funkcję wspólnego celu, mianowicie mTOR (mammalian target of rapamycin).24
Ponadto, aktywacja mTOR zależna od czynnika indukowanego hipoksją (HIF) łączy zaburzone sygnalizowanie mTOR z chorobą VHL. mTOR jest kluczowym regulatorem wzrostu komórek i integruje szeroką gamę bodźców komórkowych, takich jak czynniki wzrostu, składniki odżywcze, stan energetyczny i stres wywołany hipoksją, co czyni go dobrym celem terapeutycznym dla PETs.25
Zróżnicowanie podtypów NETs
Guzy neuroendokrynne przewodu pokarmowego (GEP-NETs) klasyfikowane są według statusu zróżnicowania guza i stopnia guza. Terminologia GEP-NENs ewoluowała, aby odzwierciedlić podział na dobrze zróżnicowane guzy neuroendokrynne (NETs) i słabo zróżnicowane raki neuroendokrynne (NECs). Chociaż NETs żołądkowo-jelitowe i NETs trzustki mogą mieć podobne cechy w rutynowej ocenie histologicznej, mają one różną patogenezę i biologię.26
Zróżnicowanie NETs może wpływać także na ich odpowiedź na immunoterapię. Agresywne nowotwory neuroendokrynne wydają się reagować na inhibitory punktów kontrolnych, co sugeruje, że ich środowisko nie jest szczególnie immunosupresyjne. Istotnym pytaniem jest, czy można zmienić to środowisko i potencjalnie sprawić, by niskograde’owe nowotwory neuroendokrynne reagowały na immunoterapię.27
Mikrobiom guza w NETs
Mikrośrodowisko guza (TME) odgrywa kluczową rolę w patogenezie NETs i stanowi interesujący obszar badań. Mikrośrodowisko guza w NETs różni się od innych nowotworów, z charakterystyczną reakcją desmoplastyczną i ograniczoną infiltracją leukocytową.28
Komponenty mikrobiologiczne w patogenezie NETs
Główne komponenty mikrobiologiczne w patogenezie NETs obejmują:2930
- Fibroblasty związane z rakiem (CAFs) – identyfikowane przez ekspresję α-aktyny mięśni gładkich (SMA). W NETs jelita cienkiego, CAFs są ważnymi regulatorami programów stromalnych zwłóknienia.31
- Makrofagi związane z guzem (TAMs) – główny składnik infiltratu leukocytowego w mikrośrodowisku guza. TAMs generalnie mają rolę sprzyjającą rozwojowi guza, tłumią układ odpornościowy adaptacyjny i stymulują zwłóknienie poprzez wydzielanie czynników prozwłóknieniowych, takich jak TGF.32
- Macierz zewnątrzkomórkowa (ECM) – komórki EC i komórki BON1 (linia komórkowa trzustkowego NET) są mechanowrażliwe, a stres mechaniczny wpływa na uwalnianie cząsteczek sygnałowych, takich jak serotonina. Zmiany w składzie ECM mogą wpływać na funkcjonalność guza w SI-NETs poprzez sygnały biochemiczne i biomechaniczne.33
Czynniki wzrostu w patogenezie NETs
W patogenezie NETs istotną rolę odgrywają również czynniki wzrostu o znanym działaniu prozwłóknieniowym:343536
- Serotonina – jest aminą biogenną, która może działać jako neuroprzekaźnik, hormon lub czynnik wzrostu. Możliwość wywoływania przez serotoninę szerokiego spektrum efektów przypisuje się jej zróżnicowanemu systemowi receptorowemu. Związek przyczynowy między serotoniną a zwłóknieniem sugeruje dodatkowo związek powikłań zwłóknieniowych z lekami celującymi w receptor 5-HT2B, takimi jak metyzergid, lek przeciwmigrenowy.37
- Rodzina cytokin TGF – kluczowy regulator procesów proliferacyjnych i prozwłóknieniowych. Sygnalizacja TGF ma podwójną rolę: z jednej strony przeciwnowotworową i antyproliferacyjną w warunkach fizjologicznych i wczesnych stanach nowotworowych, a z drugiej – pronowotworowe efekty, takie jak proliferacja i inwazja w późniejszych stadiach choroby złośliwej. Ze względu na swoje działanie prozwłóknieniowe i pronowotworowe, TGF jest jednym z najbardziej intensywnie badanych czynników wzrostu w SI-NETs.38
- PDGF – ma silny efekt proliferacyjny na fibroblasty i może indukować proliferację komórek nabłonkowych raka. Jego efekty prozwłóknieniowe są pośredniczone przez wiązanie z receptorami PDGF α i β.39
- FGF2 – jest ważnym regulatorem gojenia ran i ma silne działanie mitogenne na fibroblasty.40
- TGF i naskórkowy czynnik wzrostu (EGF) – są ligandami EGFR, receptora kinazy tyrozynowej.41
- CTGF – członek rodziny czynników wzrostu CCN, które są indukowane przez cytokiny, takie jak TGF, a także przez serotoninę.42
Szczegółowe mechanizmy molekularne w NETs
Badania molekularne ujawniły szereg mechanizmów zaangażowanych w patogenezę NETs, co może prowadzić do opracowania nowych strategii terapeutycznych.43
Mutacje genetyczne w NETs trzustki
Analiza somatycznych mutacji DNA w dobrze zróżnicowanych guzach neuroendokrynnych trzustki zidentyfikowała cztery ważne odkrycia:44
- Geny zmutowane w NETs, MEN1, ATRX, DAXX, TSC2, PTEN i PIK3CA, różnią się od zmutowanych genów wcześniej znalezionych w gruczolakoraku trzustki
- Mutacje wpływające na nowy szlak nowotworowy obejmujący geny ATRX i DAXX znaleziono w około 40% trzustkowych NETs
- Mutacje ATRX/DAXX i MEN1 były związane z lepszym rokowaniem
Sporady NETs endokrynologicznych trzustki charakteryzują się także specyficznymi zmianami genetycznymi. Analizy genomowe metodą porównawczej hybrydyzacji genomowej (CGH) wskazują, że utraty chromosomów występują nieco częściej niż zyski, podczas gdy amplifikacje są rzadkie. Utraty chromosomu 1 i 11q, a także zyski 9q wydają się być wczesnymi wydarzeniami w rozwoju guzów trzustki.45
Te odkrycia wskazują na szlak supresji nowotworów i niestabilność chromosomową jako ważne mechanizmy związane ze złośliwością guzów endokrynnych trzustki. Niedawne badania z wykorzystaniem analizy polimorfizmu pojedynczych nukleotydów (SNP) w całym genomie wykazały, że około 30-40% guzów endokrynnych trzustki ma wysokie zaburzenia genetyczne określone przez aberracje chromosomowe.46
Rola epigenetyki w patogenezie NETs
Epigenetyczne modyfikacje odgrywają kluczową rolę w kształtowaniu złożonego krajobrazu sygnalizacji w NETs trzustki (PNET). Modyfikacje epigenetyczne mogą prowadzić do nieprawidłowych wzorców ekspresji genów, przyczyniając się do niekontrolowanego wzrostu komórek, unikania śmierci komórkowej i zwiększonego potencjału przerzutowego – charakterystycznych cech raka.47
Wkład tych modyfikacji epigenetycznych w patologię PNET nie został jeszcze w pełni zbadany. Unikalną cechą PNETs jest również powolny wzrost, co stanowi praktyczne wyzwanie dla prac badawczych w laboratoriach. Mimo wyzwań osiągnięto pewne obiecujące postępy, w tym rozpoznanie ograniczonej skuteczności leków przeciwnowotworowych działających epigenetycznie, co skłoniło do badań nad łączeniem tych terapii z istniejącymi lub nowymi ukierunkowanymi terapiami dla synergistycznego i kombinacyjnego podejścia.48
Mikrobiom guza w NETs trzustki
Mikrośrodowisko guza trzustkowego neuroendokrynnego to środowisko sprzyjające rozwojowi guza, składające się z komórek nowotworowych, komórek odpornościowych/immunosupresyjnych i macierzy zewnątrzkomórkowej, charakteryzujące się wyraźną cechą immunosupresji. Może prowadzić do ucieczki immunologicznej, inwazji i przerzutów komórek nowotworowych poprzez hamowanie odpowiedzi immunologicznej przeciwnowotworowej i promowanie angiogenezy, a także jest główną przyczyną oporności na leki w leczeniu przeciwnowotworowym.49
Analiza RNA-Seq wykazała, że pierwotne guzy przerzutowych PNET wykazywały znaczną aktywację ścieżek związanych z zapaleniem i układem odpornościowym. Określono, że przerzutowe PNET charakteryzowały się zwiększoną liczbą limfocytów T infiltrujących guzy w porównaniu z guzami zlokalizowanymi. Limfocyty T izolowane zarówno z zlokalizowanych, jak i przerzutowych PNET wykazywały dowody rekrutacji i aktywacji zależnej od antygenu, co sugeruje środowisko przepuszczalne dla układu odpornościowego.50
Analiza obliczeniowa sugerowała, że worinostat, inhibitor deacetylazy histonowej, może zaburzać sygnaturę transkryptomiczną przerzutowych PNET. Leczenie worinostatem tkanek przerzutowych PNET pochodzących od pacjentów zwiększało rekrutację autologicznych limfocytów T, co zostało potwierdzone w mysim modelu PNET. Farmakologiczna indukcja ekspresji chemokin może stanowić obiecujące podejście do zwiększenia immunogenności przerzutowych środowisk PNET.51
Zwłóknienie w patogenezie NETs
Guzy neuroendokrynne jelita cienkiego (SI-NETs) charakteryzują się zdolnością do wydzielania amin biogennych i peptydów, które powodują wyraźną patologię kliniczną, w tym zespół rakowiaka, charakteryzujący się biegunką i napadami zaczerwienienia, a także zwłóknieniem, zwłaszcza zwłóknieniem krezkowym.52
Mechanizmy zwłóknienia w NETs
Kolejną cechą charakterystyczną SI-NETs jest zdolność do indukcji zwłóknienia. Zwłóknienie może występować wokół guza lub w odległych miejscach. Zwłóknienie krezkowe (MF) jest najbardziej godne uwagi i występuje u do 50% pacjentów z SI-NET. Ponieważ przeżywalność pacjentów poprawiła się od czasu opracowania ukierunkowanych i bardziej skutecznych terapii zespołu rakowiaka i kontroli wzrostu guza, istnieje zwiększona potrzeba postępu w opcjach leczenia MF.53
Caplin kieruje projektem współpracy między dwoma wiodącymi w Europie Centrami Doskonałości Europejskiego Towarzystwa Guzów Neuroendokrynnych – The Royal Free-UCL London i Erasmus University Medical Center w Rotterdamie – w celu zbadania podstawowej przyczyny molekularnej zwłóknienia krezkowego. Program badawczy ma na celu zbadanie czynników i ścieżek zaangażowanych w rozwój zwłóknienia krezkowego (MF) związanego z guzami neuroendokrynnymi jelita cienkiego (SI-NET).54
Badania będą dotyczyć interakcji między komórkami SI-NET a fibroblastami związanymi z rakiem (komórkami wytwarzającymi czynniki zwłóknieniowe) oraz oceny modulującego wpływu steroidów płciowych na fibrogenezę. Te badania dostarczą wglądu w przyczynę MF i mogą doprowadzić do opracowania biomarkerów (predykcyjnych) dla MF, a także identyfikacji nowych celów terapeutycznych w celu zahamowania wzrostu komórek i rozwoju zwłóknienia.55
Przyszłość badań nad NETs
Terapia dla NETs postępuje ostatnio w oparciu o lepsze zrozumienie molekularne, w tym zaangażowanie mTOR, VEGF i terapii radioizotopowej znakowanymi peptydami (PRRT), co potwierdza dalszą możliwość leczenia poza całkowitą resekcją.5657
Nowe podejścia terapeutyczne
Opracowanie nowszych i ewoluujących opcji leczenia w oparciu o lepsze zrozumienie na poziomie molekularnym, w tym mTOR, VEGF i PRRT, dodaje dowodów potwierdzających dalszą możliwość dogłębnych badań i identyfikacji większej liczby opcji leczenia poza całkowitą resekcją tych guzów.58
Obecna terapia systemowa dla NETs głównie ukierunkowuje proliferację guza i produkcję hormonów. Rozległe badania w tej dziedzinie pozwoliły na identyfikację różnych celów lekowych, które zostały wykorzystane przy użyciu obecnie zatwierdzonych i testowanych cząsteczek.59
Badacze w Memorial Sloan Kettering badają nowe podejścia do leczenia z wykorzystaniem mysiego modelu, który wykazuje guzy neuroendokrynne trzustki. Model ten będzie wykorzystywany do przeprowadzania wczesnych testów nowych terapii lekowych i ukierunkowanych terapii opartych na przeciwciałach. Model guza neuroendokrynnego trzustki będzie również wykorzystywany do testowania nowej klasy leków, które mogą mieć potencjał do blokowania produkcji białka zwanego proteazami katepsyny, które, jak się uważa, promują wzrost guzów neuroendokrynnych trzustki.60
Biomarkery i personalizacja leczenia
Projekt prowadzony w laboratorium Prof. Meyera wykazał po raz pierwszy, że krążące komórki nowotworowe (CTCs) były wykrywalne we krwi pacjentów z różnymi NETs, a ich obecność wskazywała na niekorzystne rokowanie. Postępy w technologii umożliwiają obecnie przeprowadzanie szczegółowej charakterystyki molekularnej na pojedynczych komórkach, a projekt porównuje zmiany genetyczne obserwowane w pierwotnej tkance guza z tymi obserwowanymi w CTCs, a także z cfDNA (fragmentami DNA, które pochodzą z guza i można je znaleźć krążące w krwiobiegu).61
Jeśli można wykazać, że CTCs i cfDNA rzeczywiście dokładnie reprezentują guz, będzie można śledzić, jak guz ewoluuje w czasie i podczas leczenia. Może to pozwolić klinicystom leczącym pacjentów z NETs na wybór odpowiedniej terapii i przewidywanie pojawienia się oporności.62
Zrozumienie heterogeniczności szlaków sygnałowych w różnych NET jest kluczowe dla projektowania odpowiednich badań klinicznych. Istnieją dowody na preferencyjną ekspresję NOTCH1 i jego efektorów downstream, HES1 i HEY1, w rektalnych guzach neuroendokrynnych i podzbiorze trzustkowych guzów neuroendokrynnych. Wyniki potwierdzają heterogeniczność szlaków sygnałowych guzów neuroendokrynnych żołądkowo-jelitowych, podkreślając potrzebę krytycznej oceny szlaków sygnałowych w zależności od umiejscowienia przy projektowaniu badań klinicznych dla guzów neuroendokrynnych żołądkowo-jelitowych.63
Optymalizacja terapii angiogennej w NETs trzustki pozostaje otwartym pytaniem; w szczególności nie zidentyfikowano jasnego klinicznego punktu końcowego dla terapii bewacyzumabem w tym kontekście onkologicznym, podobnie jak pełnego spektrum zdarzeń niepożądanych związanych z jego stosowaniem. Badania podstawowe, mające na celu wyjaśnienie mechanizmów oporności i znalezienie markerów odpowiedzi, są niezbędne w najbliższej przyszłości dla zaprojektowania bardziej odpowiednich i spersonalizowanych badań klinicznych.64
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.