Polipy jelita grubego
Patofizjologia i mechanizm
Polipy jelita grubego stanowią istotny czynnik ryzyka rozwoju raka jelita grubego, z ponad 95% przypadków raka wywodzących się z tych zmian. Patogeneza polipów jest zróżnicowana i zależy od typu histologicznego, z kluczową rolą mutacji genów supresorowych nowotworów, takich jak APC, oraz genów naprawy DNA (MMR, np. MLH1). Polipy gruczolakowate, stanowiące około 10% wszystkich polipów, wykazują progresję od dysplazji niskiego do wysokiego stopnia, a ryzyko złośliwości wzrasta wraz z rozmiarem (≥10 mm), typem histologicznym (kosmkowy) i stopniem dysplazji. Mutacje w genach K-RAS, p53 i DCC są kluczowe w transformacji złośliwej. Polipy hiperplastyczne, choć stanowią 90% polipów i są zwykle łagodne (<0,5 cm), mogą mieć potencjał złośliwy w kontekście zespołu polipowatości hiperplastycznej, z mutacjami BRAF obecnymi w 29-100% przypadków. Polipy zapalne powstają w wyniku przewlekłego stanu zapalnego i mogą być związane z nadekspresją cytokin prozapalnych (IL-8, IL-17A) i dysregulacją receptorów toll-podobnych.
- Patogeneza polipów jelita grubego
- Mutacje genetyczne w patogenezie polipów
- Profil mutatorowy polipów
- Patogeneza różnych typów polipów
- Czynniki środowiskowe w patogenezie polipów
- Rola mikrobioty jelitowej
- Mechanizmy związane z dietą
- Patogeneza zespołów polipowatości
- Szlaki molekularne w rozwoju polipów
- Podsumowanie procesu transformacji polipów w raka
Patogeneza polipów jelita grubego
Polipy jelita grubego to uwypuklenia występujące w świetle jelita grubego, które mogą mieć różne pochodzenie i potencjał złośliwości. Patogeneza polipów jelita grubego jest złożona i zależy od ich typu histologicznego. Zrozumienie mechanizmów powstawania polipów jest kluczowe, ponieważ ponad 95% raków jelita grubego wywodzi się właśnie z polipów.1
Mutacje genetyczne w patogenezie polipów
Główną przyczyną powstawania polipów jelita grubego są mutacje genetyczne. Stanowią one błędy w kodzie genetycznym, którego komórki używają do reprodukcji. Komórki wyściełające jelito grube odnawiają się często, co zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia błędów podczas podziałów komórkowych. Gdy kod genetyczny ulega zmianie, komórki rosną i zachowują się inaczej niż prawidłowe komórki.12
W procesie nowotworzenia polipów kluczową rolę odgrywają mutacje genów supresorowych nowotworów, takich jak gen APC (adenomatous polyposis coli), oraz genów odpowiedzialnych za naprawę błędnie sparowanych zasad DNA (geny MMR – mismatch repair, np. MLH1). Gen APC uczestniczy w wielu funkcjach, w tym w hamowaniu nieprawidłowej proliferacji komórek. Inaktywacja tego genu prowadzi do zaburzenia funkcjonowania szlaku sygnałowego Wnt, który jest krytycznym ewolucyjnie konserwatywnym szlakiem regulującym komunikację, podział i różnicowanie komórek oraz transkrypcję genów.11
Badania pokazały, że w przypadku polipów gruczolakowatych inicjująca mutacja zwykle występuje w genie APC. Naukowcy zidentyfikowali mutacje w trzech konkretnych genach (APC, CTNNB1 i BRAF) jako prawdopodobne inicjatory progresji w kierunku złośliwości. Geny te odgrywają istotną rolę w komórce, szczególnie w podziale komórkowym, adhezji do innych komórek oraz w różnych wewnątrzkomórkowych szlakach sygnałowych.1
Profil mutatorowy polipów
Badania wykazały, że zmiany przedrakowe mają specyficzny profil zwany „mutatorowym”, który wiąże się ze zwiększoną częstością nabywania pewnych mutacji. We wczesnym etapie rozwoju polipa tempo mutacji w komórkach jest normalne, jednak z czasem ulega przyspieszeniu.11
Częstość mutacji obserwowana w polipach była czasami 200 razy większa niż w normalnych komórkach, co znacznie zwiększa ich progresję w kierunku stadium nowotworowego. Według badaczy, polipy te stają się złośliwe w ciągu pięciu do dziesięciu lat.1
Transformacja z początkowego łagodnego rozrostu kolonocytów w zmiany o coraz większym zaburzeniu wzrostu wymaga sekwencyjnego nabycia dodatkowych nieprawidłowości genetycznych. Ta akumulacja seryjnych zmian molekularnych prowadzi do uzyskania przez komórki coraz bardziej nieprawidłowych cech, co ostatecznie skutkuje transformacją w inwazyjnego raka.1
Patogeneza różnych typów polipów
Polipy gruczolakowate (adenomatous)
Polipy gruczolakowate (adenoma) stanowią około 10% wszystkich polipów jelita grubego. Charakteryzują się hiperplazją i dysplazją komórek nabłonka gruczołowego, która może być niskiego lub wysokiego stopnia. Jeśli komórki z dysplazją wysokiego stopnia przekraczają warstwę mięśniową błony śluzowej i infiltrują błonę podśluzową, stan kwalifikuje się jako rak inwazyjny (polip złośliwy).11
Wszystkie gruczolaki mają potencjał do transformacji złośliwej. Ryzyko złośliwości wzrasta wraz z rozmiarem (≥10 mm), kształtem (siedzący), typem histologicznym (kosmkowy) oraz stopniem dysplazji (wysoki). Na przykład, gruczolaki cewkowe ≥10 mm mają 5% częstość występowania raka, podczas gdy gruczolaki kosmkowe ≥20 mm mają 50% częstość zawierania raka.11
W przypadku polipów gruczolakowatych, w miarę wzrostu pojawiają się zmiany dysplastyczne, co odróżnia je od polipów rozrostowych. Badania pokazały, że polipy gruczolakowate stopniowo nabywają mutacje w genie K-RAS, co prowadzi do niekontrolowanego podziału komórek i wzrostu polipa. Następnie mutacje w genach supresorowych nowotworów, takich jak p53 i DCC (Deleted in Colon Cancer), przyczyniają się do złośliwej transformacji polipów w raka jelita grubego.11
Polipy hiperplastyczne (hyperplastic)
Polipy hiperplastyczne stanowią około 90% wszystkich polipów i są łagodnymi uwypukleniami. Zwykle mają mniej niż 0,5 cm średnicy i najczęściej występują w regionie odbytniczo-esicowym w wieku dorosłym. Wcześniej uważano je za całkowicie nieistotne klinicznie, jednak obecnie rozpoznaje się ich potencjał złośliwy w kontekście zespołu polipowatości hiperplastycznej.1
Polipy hiperplastyczne mikropęcherzykowe i zmiany ząbkowane siedzące wykazują podobne sygnatury molekularne. Oba typy zawierają mutacje BRAF, co zostało wykazane w badaniach za pomocą immunohistochemii (np. ekspresja zmutowanego BRAF: polip hiperplastyczny mikropęcherzykowy 71%; zmiana ząbkowana siedząca 100%) i analizy mutacji (np. mutacja BRAF: polip hiperplastyczny mikropęcherzykowy 29-70%, zmiana ząbkowana siedząca 90%).1
Polipy zapalne (inflammatory)
Patogeneza polipów zapalnych związana jest z procesem zapalnym w błonie śluzowej jelita. Badania wykazały, że owrzodzenie podminowujące błonę mięśniową śluzówki jest głównym prekursorem polipów zapalnych.111
Wyróżniono dwie główne grupy polipów zapalnych: (1) polipoidalne wyrostki śluzówki powstałe w wyniku podminowującego owrzodzenia oraz (2) dojrzałe polipy zapalne składające się z błony śluzowej, błony mięśniowej śluzówki i rdzenia podśluzówkowego. Dojrzałe polipy zapalne wywodzą się z polipoidalnych wyrostków śluzówki po regeneracji, a sąsiednia błona śluzowa wykazuje zmiany regeneracyjne i bliznowacenie podśluzówkowe.11
W przypadku polipów zapalnych jelita grubego u psów, badania sugerują, że kaskada kwasu arachidonowego, zwiększona produkcja IL-8 w makrofagach, dysregulacja receptorów toll-podobnych i cytokin prozapalnych oraz nadekspresja IL-17A w komórkach T są związane z tworzeniem się zmian. Przewlekły stan zapalny i produkcja cytokin prozapalnych mogą indukować mutacje w onkogenach i genach supresorowych nowotworów.11
Czynniki środowiskowe w patogenezie polipów
Badacze uważają, że sporadyczne polipy jelita grubego mogą być częściowo dziedziczone, a częściowo wywoływane przez środowiskowe czynniki ryzyka. Do czynników środowiskowych, które mogą przyczyniać się do powstawania polipów jelita grubego, należą:1
- Starzenie się
- Palenie tytoniu
- Nadmierne spożywanie alkoholu
- Dieta bogata w tłuszcze i uboga w błonnik
- Brak aktywności fizycznej
- Otyłość
- Cukrzyca
- Zapalne choroby jelit
Czynniki środowiskowe są znanymi promotorami niestabilności genetycznej i mogą wpływać na strukturę i funkcję genów. Czynniki te mogą działać jako bezpośrednie mutageny lub wywierać niekorzystny wpływ na ekspresję genów.1
Rola mikrobioty jelitowej
Mikrobiom okrężnicy może odgrywać rolę w patogenezie raka jelita grubego, ponieważ skład bakteryjny wykazuje zarówno gradient proksymalno-dystalny, jak i gradient światło-śluzówka. Dysbioza, spowodowana takimi czynnikami jak stres, dieta, leki i choroby współistniejące, jest zaangażowana w różnorodne choroby przewlekłe, w tym zapalne choroby jelit i nowotwory.11
Chociaż rola mikrobiomu w rozwoju raka jelita grubego nie jest w pełni zrozumiała, istnieje kilka bakterii, które są istotnie zaangażowane w ten proces. Niedawne badanie na myszach wykazało, że obecność Fusobacterium nucleatum jest związana z przerzutami z pierwotnego guza jelita grubego.1
Obserwacje te skłoniły naukowców do badania roli mikrobiomu w karcynogenezie i niesie to ze sobą implikacje dla przyszłych opcji terapeutycznych w raku jelita grubego, w tym antybiotyków, probiotyków i przeszczepu kału.1
Mechanizmy związane z dietą
Dieta może odgrywać znaczącą rolę w patogenezie polipów i raka jelita grubego. Żywność zawierająca syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy, przetworzone mięso i czerwone mięso wykazały związek ze zwiększoną częstością występowania raka jelita grubego. Te produkty spożywcze mogą powodować zaburzenia zdrowego mikrobiomu, prowadząc do dysbiozy, która może mieć efekty w postaci tworzenia się raka jelita grubego.1
Mechanistycznie, większość wchłaniania glukozy odbywa się w enterocytach jelita cienkiego poprzez współtransporter sodowo-glukozowy i mechanizm transportera glukozy typu 2 (GLUT2). Szlak fruktozy jest jednak mediowany przez pasywny transporter przez GLUT5, również obecny w enterocytach nabłonkowych. Wiele badań zaczęło wykazywać, że tkanki nowotworowe mają wyższą ekspresję transporterów GLUT5, w tym tkanki raka jelita grubego.1
Możliwe mechanizmy biologiczne, dzięki którym czerwone mięso prowadzi do raka, to aminy heterocykliczne (HCA), związki hemowe i związki N-nitrozowe (NOC). Produkty hemowe w mięsie powodują uszkodzenie nabłonka w okrężnicy myszy, co prowadzi do hiperproliferacji komórek nabłonkowych w kryptach jelitowych.1
Patogeneza zespołów polipowatości
Zespoły polipowatości są dziedzicznymi schorzeniami, które obejmują rodzinną polipowatość gruczolakowatą (FAP), dziedzicznego niezwiązanego z polipowatością raka jelita grubego (HNPCC)/zespół Lyncha, zespół Gardnera, zespół Turcota, polipowatość MUTYH, zespół Peutza-Jeghersa, chorobę Cowdena, rodzinną polipowatość młodzieńczą i polipowatość hiperplastyczną.1
Rodzinna polipowatość gruczolakowata (FAP) jest autosomalnie dominującą dziedziczoną chorobą, w której liczne polipy gruczolakowate tworzą się głównie w nabłonku jelita grubego. Chociaż te polipy zaczynają się jako łagodne, transformacja złośliwa w raka jelita grubego występuje, gdy pozostają nieleczone.1
Główną przyczyną FAP jest mutacja genetyczna – zmiana w genach supresorowych nowotworów, które zapobiegają rozwojowi guzów. Zmiana ta pozwala licznym komórkom ściany jelita rozwinąć się w potencjalnie nowotworowe polipy, gdy normalnie powinny one osiągnąć koniec swojego życia; nieuchronnie jeden lub więcej z nich ostatecznie będzie się rozwijać i spowoduje raka (7% ryzyko do 21 roku życia, rosnące do 87% do 45 roku życia i 93% do 50 roku życia).1
Wada w genie APC oznacza, że APC nie jest tak skuteczny, jak powinien być, i z czasem prawdopodobne jest, że niektóre komórki, które powinny być kontrolowane przez APC, nie będą, zamiast tego będą nadal rozwijać się i staną się nowotworowe.1
Chociaż polipy są z natury łagodne, pierwszy krok hipotezy dwóch uderzeń już nastąpił: dziedziczona mutacja APC. Często pozostały „normalny” allel jest zmutowany lub usunięty, przyspieszając generowanie polipów. Dalsze mutacje (np. w p53 lub kRAS) w komórkach z mutacją APC są znacznie bardziej prawdopodobne, że doprowadzą do raka, niż w przypadku komórek nabłonkowych bez mutacji.1
Szlaki molekularne w rozwoju polipów
W patogenezie polipów jelita grubego i ich transformacji w raka jelita grubego uczestniczą różne szlaki molekularne. Najlepiej poznany jest tak zwany „klasyczny” szlak gruczolak-rak, w którym mutacja genu APC jest często inicjującym wydarzeniem.11
Droga do raka w polipach ząbkowanych, znana jako szlak ząbkowany, różni się od drogi konwencjonalnych gruczolaków. Mutacje w genie BRAF są powszechne zarówno dla gruczolaka ząbkowanego siedzącego (SSA/SSP/SSL), jak i tradycyjnego gruczolaka ząbkowanego (TSA), a zmiany te uważane są za wysokie ryzyko rozwoju raka jelita grubego.1
Stopniowe nabywanie zmian epigenetycznych, takich jak zwiększona ekspresja miRNA-31, dostarcza dalszego poparcia dla hipotezy, że polipy hiperplastyczne i zmiany ząbkowane siedzące mogą stanowić biologiczne kontinuum. Niektóre zmiany posiadające te cechy morfologiczne i zmiany molekularne mogą później rozwijać dysplazję. Najczęściej występowałoby to w tych o wielkości co najmniej 10 mm.1
Wpływ kształtu i rozmiaru polipa na potencjał złośliwości
Kształt lub struktura makroskopowa polipa ma również istotne znaczenie kliniczne. Te polipy, które mają szypułę, nazywane są uszypułowanymi. Te polipy bez szypuły nazywane są siedzącymi.1
Polipy siedzące budzą większe obawy niż duże polipy uszypułowane z dwóch powodów. Po pierwsze, droga migracji komórek inwazyjnych z guza do struktur podśluzówkowych jest krótsza. Po drugie, kompletne endoskopowe usunięcie jest bardziej wymagające i trudniejsze do stwierdzenia.1
Na podstawie rozmiaru losy polipa można zinterpretować na podstawie kilku badań: polipy o rozmiarze mniejszym niż 5 mm – brak ryzyka złośliwości; 1-2 cm – 5% ryzyko złośliwości; powyżej 2 cm – 50% ryzyko zawierania złośliwości.1
Na podstawie obecności lub braku szypuły istnieją dwa typy polipów: a. Brak szypuły – siedzący, b. Obecność szypuły – uszypułowany. Polipy siedzące są narażone na wyższe ryzyko złośliwości (50%) niż polipy uszypułowane. W przypadku, gdy polip uszypułowany staje się złośliwy, inwazja ściany okrężnicy przez raka jest rzadka, jeśli rozmiar szypuły przekracza 2 cm.1
Patogeneza specyficznych typów polipów
Polipy wypadające (prolapsing mucosal polyps)
Polipy wypadające błony śluzowej są wynikiem przewlekłego wypadania błony śluzowej jelita. Zostały opisane u pacjentów poddawanych ocenie kolonoskopowej jako duże nadmiarowe przekrwione fałdy błony śluzowej, które naśladują wygląd masy polipowatej wystającej do światła okrężnicy esowatej.1
Dokładny mechanizm prowadzący do powstania polipa wypadającego błony śluzowej jest niepewny. Jednak u pacjentów z długą historią parcia podczas defekacji, kombinacja przekrwienia żylnego i nadmiaru błony śluzowej wtórnego do powtarzających się skurczów spastycznych okrężnicy jest najbardziej prawdopodobnym mechanizmem.1
Polipoza czapeczkowa (cap polyposis)
Patogeneza polipozy czapeczkowej nie jest dobrze zrozumiana. Infekcja, niedokrwienie błony śluzowej, zapalenie mediowane przez komórki T, stymulacja mechaniczna przez nieprawidłową perystaltykę jelit oraz powtarzające się urazy błony śluzowej okrężnicy spowodowane napinaniem się, były wszystkie zaangażowane w patogenezę.1
Zakłada się, że u pacjentów z polipozą czapeczkową nieprawidłowa perystaltyka okrężnicy może prowadzić do wypadania błony śluzowej na nadmiarowych fałdach poprzecznych, prowadząc do miejscowego niedokrwienia, nawracających urazów błony śluzowej i rozwoju polipów.1
Etiologię zakaźną zaproponowano częściowo na podstawie poprawy objawowej i endoskopowej po leczeniu Helicobacter pylori antybiotykami. Postulowane mechanizmy, przez które żołądkowy H. pylori powoduje pozażołądkową polipozę czapeczkową, obejmują mimikrę molekularną i uwalnianie mediatorów zapalnych.1
Zapalny polip mioglandularny (inflammatory myoglandular polyp)
Zapalny polip mioglandularny został po raz pierwszy opisany przez Nakamurę i wsp. w 1992 roku. Jego patogeneza jest kontrowersyjna, a przewlekły uraz i wypadanie błony śluzowej zostały zaproponowane jako możliwości etiologiczne.1
Nakamura i wsp. uważają, że przewlekły uraz ze strumienia kałowego i z perystaltyki może odgrywać rolę w jego patogenezie. Teoria ta powstała z obserwacji, że IMGP znajdowano tylko w lewej okrężnicy, gdzie kał jest stały i bardziej zdolny do uszkodzenia błony śluzowej okrężnicy.1
Podsumowanie procesu transformacji polipów w raka
Większość przypadków raka jelita grubego rozwija się z polipów gruczolakowatych, które są nieprawidłowymi rozrostami, które mogą stać się nowotworowe, jeśli pozostaną nieleczone. Dokładny mechanizm, w którym polipy przekształcają się w raka jelita grubego, nie jest w pełni zrozumiały, ale uważa się, że obejmuje serię zmian lub mutacji w komórkach tworzących polip.1
Te mutacje mogą powodować niekontrolowany wzrost i podział komórek, prowadząc do powstania guza. Czynniki ryzyka, takie jak wiek, historia rodzinna i pochodzenie etniczne, mogą zwiększać prawdopodobieństwo rozwoju polipów i raka jelita grubego.1
Jeśli pozostaną nieleczone, polipy mogą nadal rosnąć i rozwijać się w guzy nowotworowe, które mogą rozprzestrzeniać się na inne części ciała. Kluczem do zapobiegania rakowi jelita grubego jest wczesne wykrywanie i usuwanie polipów, zanim będą miały szansę stać się nowotworowe.1
Usunięcie polipów neoplastycznych zmniejsza ryzyko rozwoju raka jelita grubego o 80%. Ale gdy już miałeś polipy, prawdopodobnie będziesz mieć je ponownie. Twój lekarz oceni ryzyko przyszłych polipów na podstawie polipów, które miałeś wcześniej.1
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.