Immuunipuolustuksen solut rintasyövässä

(1)

IMMUUNIPUOLUSTUKSEN SOLUT RINTASYÖVÄSSÄ Immune cells in breast cancer

Simo Mölsä Tutkielma

Lääketieteen koulutusohjelma Itä-Suomen yliopisto

Terveystieteiden tiedekunta

Lääketieteen laitos, biolääketieteen yksikkö Huhtikuu 2016

(2)

ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO

Terveystieteiden tiedekunta, lääketieteen laitos, biolääketieteen yksikkö Lääketieteen koulutusohjelma

MÖLSÄ, SIMO K.: Immuunipuolustuksen solut rintasyövässä Opinnäytetutkielma, 52 sivua

Opinnäytetyön ohjaajat: Päivi Auvinen LT, ayl., erl., Satu Tiainen LL, erl.

Huhtikuu 2016

_________________________________________________________________________

Avainsanat: rintasyöpä, makrofagi, T-solu, B-solu, MMP

Tämän kirjallisuuskatsauksen tarkoituksena on tiivistää suomeksi havaintoja maailmalla tehdyistä tutkimuksista immuunisolujen ja niiden erittämien molekyylien merkityksestä rintasyövässä. Suomenkielisiä tekstejä aiheesta on niukasti. Lähteenä on käytetty pääasias- sa kansainvälisissä lehdissä julkaistuja aiheeseen liittyviä tieteellisiä artikkeleja.

Rintasyöpä oli 1990-luvun loppupuolelta vuoteen 2006 saakka työikäisten suomalaisten naisten yleisin kuolinsyy. Alkoholiperäiset syyt ovat nykyään yleisempiä, mutta rinta- syöpäkuolemien määrä ei ole merkittävästi laskenut. Vuosittaisten uusien rintasyöpäta- pausten määrä on kasvanut tasaisesti jo vuosikymmenien ajan, mikä johtunee osittain väes- tön ikääntymisestä.

Jo pitkään on tiedetty, että rintasyövässä on läsnä tulehdussoluja. Olisi intuitiivista ajatella, että nämä johtuvat immuunijärjestelmän yrityksestä tuhota solusyklin säätelyn piiristä er- kaantumaan päässeet, hallitsemattomat syöpäsolut. Näin onkin perinteisesti ajateltu, eikä intuitio ole täysin väärä. Nykytutkimuksen valossa näyttää kuitenkin vahvasti siltä, että vaikka alkuvaiheen maligniteeteissa tulehdusreaktio ja immuunisolujen värväys voi hidastaa kasvaimen etenemistä, käy tilanteessa lopulta päinvastoin – tulehdusreaktiosta tulee syövän kasvua edistävä.

Syövässä vallitseva krooninen tulehdusympäristö rekrytoi kudokseen maligniteetin kasvua edistäviä molekyylejä erittäviä immuunisoluja. Lisäksi tällainen ympäristö näyttäisi muut- tavan kudoksessa jo olevien immuunisolujen erittämää molekyylikirjoa kasvainta suosi- vammaksi. Kroonisessa tulehdusympäristössä sekä syöpäsolut itse, että sinne rekrytoidut immuunisolut erittävät mm. angiogeneesiä edistäviä kasvutekijöitä, MMP:a (matriksin metalloproteinaaseja), sekä perinteistä, syöpäsoluille haitallista immuunireaktiota estäviä molekyylejä. Immuunisoluista tärkeässä roolissa näyttävät olevan etenkin makrofagit, T- solut ja B-solut.

Tulehdussoluihin ja niiden välittämiin mekanismeihin kohdistuvien syöpähoitojen määrä on vielä varsin pieni, mutta kasvaa jatkuvasti ja tutkimus tällä kentällä onkin erittäin vil- kasta

(3)

UNIVERSITY OF EASTERN FINLAND

Faculty of Health Sciences, School of Medicine, Institute of Biomedicine Medicine

MÖLSÄ, SIMO K.: Immune cells in breast cancer Thesis, 50 pages

Tutors: Päivi Auvinen, Satu Tiainen April 2016

_________________________________________________________________________

Keywords: breast cancer, macrophage, T-cell, B-cell, MMP

The aim of this literature review is to collect information and summarize findings related to immune cells and their role in breast cancer and translate them to Finnish. There are few publications on the subject in Finnish elsewhere. The reference material consists mostly of scientific articles related to the subject published in international journals.

From the end of the 1990s until 2006 breast cancer was the most common cause of death among working-aged Finnish women. Since then alcohol has taken the leading position, but the amount of deaths caused by breast cancer has not markedly decreased. The amount of new breast cancer occurrences has grown steadily for decades, probably in part due to the aging population of Finland.

It has been known for a long time that breast cancer tissue has inflammatory cells in it. It would be intuitive to think that this is because the immune system is trying to destroy cancer cells. The intuition is not completely wrong. However, in light of recent research it seems that even though in early stage malignancies inflammation and immune cell re- cruitment can decelerate the progression of cancer, the situation will eventually reverse and inflammation can actually end up supporting the growth and progression of cancer.

The chronic inflammatory environment that prevails in cancer tissue recruits immune cells that secrete malignancy growth enhancing molecules. In addition this kind of environment seems to transform the molecular expression of immune cells already inside the cancer tissue into a more cancer-favorable type. Inside the chronic inflammatory environment cancer cells themselves and recruited immune cells secrete angiogenesis promoting growth factors, matrix metalloproteinases, molecules that inhibit the traditional-type inflammatory reaction that would be detrimental to cancer cells and many other types of molecules.

Among immune cells, especially macrophages, T-cells and B-cells seem to play a pivotal role.

The number of treatments targeting immune cells and mechanisms mediated by them is still small, but it's growing continuously and research in this field is very rapid.

(4)

Sisältö

1. Johdanto ... 5

1.1 Taustatietoa ... 5

1.2 Termit ... 6

2. Yleistä rintasyövästä ... 9

2.1 Luokittelu ja ennusteelliset tekijät ... 9

2.2 Eteneminen ... 14

3. Tulehdus ... 17

3.1 Yleistä ... 17

3.2 Akuutti tulehdus ... 17

3.3 Krooninen tulehdus ... 18

4. Makrofagit syövässä... 19

4.1 Erilaistuminen ... 19

4.2 Kasvainkudoksessa tavattavat makrofagit ... 20

4.3 Kasvainkudoksessa tavattavat makrofagit ja kasvainsolukon kasvu ... 21

4.4 Esimerkkejä suorista vaikutuskeinoista ... 21

4.5 Esimerkkejä epäsuorista vaikutuskeinoista ... 22

4.5.1 Angiogeneesi ... 22

4.5.2 Soluväliaineen muokkaus ... 24

4.5.3 Syövänvastaisen immuunireaktion hiljentäminen ... 25

4.6 Kasvainkudoksessa tavattavat makrofagit rintasyövässä ... 26

5. Adaptiivisen immuniteetin solut rintasyövässä ... 29

5.1 B-solut ... 29

5.2 T-solut ... 30

5.2.1 Treg-solut ... 32

5.2.2 PD-L1/PD-1 -reitti ... 35

6. Matriksin metalloproteinaasit rintasyövässä ... 38

7. Pohdinta ja yhteenveto ... 41

8. Lähteet ... 43

(5)

1. Johdanto

1.1 Taustatietoa

Rintasyöpä oli Suomessa 1990-luvun alkupuolelta lähtien työikäisten (15–64-vuotiaiden) naisten yleisin kuolinsyy, kunnes vuonna 2006 alkoholiperäiset syyt nousivat sen ohitse (Tilastokeskus 2008). Tämä johtuu pääasiassa alkoholikuolemien määrän noususta, sillä vuosina 1990–2009 vuosittaisten rintasyöpäkuolemien lukumäärä ikäluokassa ei ole mer- kittävästi muuttunut (kuvio 1) (Tilastokeskus 2009). Vuonna 2012 rintasyöpään kuoli 325 työikäistä naista, alkoholisyihin 329 (Tilastokeskus 2012).

KUVIO 1 Työikäisten naisten kuolinsyyt 1988 – 2008. (Tilastokeskus 2009)

Uusien rintasyöpätapausten lukumäärä on kasvanut tasaisesti jo vuosikymmenten ajan ja 2000-luvun alkupuolella ylitettiinkin 4000 vuosittaisen tapauksen raja. Tämän katsotaan johtuvan lähinnä väestön ikääntymisestä. (Terveyden ja hyvinvoinnin laitos 2009.) Ikä- vakioitu kuolleisuus on kuitenkin vähitellen pienentynyt vuodesta 1990 alkaen (Joensuu 2015). Suomessa todettiin vuonna 2013 uusia rintasyöpätapauksia naisilla 4831 ja miehillä 34 (Suomen Syöpärekisteri 2015).

(6)

Rintasyöpää hoidetaan pääasiassa leikkauksella, sädehoidolla, solunsalpaajalääkityksellä, hormonihoidolla (hormonireseptoripositiivisten kasvainten tapauksessa) ja uudempana hoitomuotona vasta-aineilla, esimerkkinä trastutsumabi HER2-reseptoripositiivisen syövän hoidossa (Huovinen ja Tanner 2015, Florescu ym. 2011). Vasta-aineiden, kuten trastutsu- mabin, vaikutus välittyy osittain immunologisten mekanismien kautta. Immunologisten tekijöiden merkitys rintasyövässä onkin noussut vilkkaaksi tutkimusalueeksi 2000-luvulla.

1.2 Termit

Käytän tutkielmassa paljon erilaisia, usein vierasperäisiä alan ilmaisuja ja lyhenteitä. Tässä alaluvussa kokoan lyhenteet ja termit yhteen, avaan ne ja annan jokaiselle lyhyen suomen- kielisen selityksen.

ADAM – a disintegrin and metalloproteinase, entsyymi, joka hajottaa soluseinän proteii- nien ulkoisia osia

ADAMTS - a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs, entsyymi, joka hajottaa tietynlaisia molekyylejä

ADCC - antibody-dependent cell cytotoxicity, vasta-aineesta riippuvainen solutuho ADCP - antibody-dependent cell phagocytosis, vasta-aineesta riippuvainen solunsyönti Angiogeneesi - uudisverisuonten muodostus

Apoptoosi - ohjelmoitu solukuolema

ATP - adenosiinitrifosfaatti, energian siirtäjänä toimiva molekyyli

CCL - CC chemokine ligand, kemokiinejä (ks. kemokiinit), joilla on kaksi vierekkäistä kysteiiniä aminohappopäässään

CD - cluster of differentiation, solujen pinnalla olevia glykoproteiineja, joita käytetään eri solutyyppien tunnistamisessa

CSC - cancer stem cell, syöpäsolu, jolla on kantasolumaisia piirteitä

CSF-1 = M-CSF - colony stimulating factor 1, viestinvälittäjämolekyyli, joka rekrytoi makrofageja kudokseen ja aiheuttaa hematopoieettisten kantasolujen erilaistumista makrofageiksi

CXCL - CXC chemokine ligand, kuten CCL, mutta kysteiinien välissä on jokin muu ami- nohappo

CXCR - CXC chemokine receptor, CXCL:aa sitova reseptori

(7)

DCIS - ductal carcinoma in situ, paikallinen rintarauhasputken syövän esiaste ECM - extracellular matrix, soluvälitila

FGF - fibroblast growth factor, fibroblastien kasvutekijä FoxP3 - forkhead box P3, transkriptiotekijä Treg-soluissa

HIF - hypoxia-inducible factor, transkriptiotekijä, joka aktivoituu matalahappisissa olosuh- teissa

HMBG1 - high-mobility group protein B1, DNA:ta sitova proteiini HRG - histidine-rich glycoprotein, fibrinolyysin estäjä

IBC - inflammatory breast cancer, tulehduksellinen rintasyöpä

IFN - interferoni, viestinvälittäjämolekyyli, joka erittyy yleensä vasteena taudinaiheuttajal- le

Ig - immunoglobuliini, vasta-aine

In vitro/in vivo/ex vivo - koeympäristöjä: maljalla/eläimen elimistössä/kudoksessa elimis- tön ulkopuolella

Inflammaatio - tulehdus

Integriini - soluseinämän reseptori, joka on tärkeä soluvälitteisessä sekä solun ja soluväli- aineen välisessä viestinnässä

Interleukiinit - viestinvälittäjämolekyylejä Kemokiinit - viestinvälittäjämolekyylejä

Kemotaksia - solun tai muun organismin liikettä kemiallisesta vaikutuksesta Ki-67 - proteiini, jota esiintyy solun tumassa vain solujakaantumisen aikana LCIS - lobular carcinoma in situ, rintarauhasen lobuluksessa sijaitseva kasvain Metastasointi - etäpesäkkeiden muodostuminen

MDSC - myeloid-derived supressor cell, immunosupressiivinen immuunipuolustuksen solu MHC - major histocompability complex, solun pinnalla antigeeniä esitteleviä molekyylejä Migraatio - siirtyminen

MMP - matriksin metalloproteinaasi, solunulkoista materiaalia hajottava entsyymi NF-kB - nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells, DNA:n transkrip- tioon vaikuttava tekijä, immuunivasteen säätelijä

NK-solu - natural killer -solu, valkosolu, joka kehittyy samoista esiasteista kuin B- ja T- solut

P53 - tuumoriproteiini 53, solusykliä säätelevä proteiini

PCNA - proliferating cell nuclear antigen, proliferoivan solun tuma-antigeeni, DNA:n syn-

(8)

teesissä ja korjauksessa toimiva molekyyli

PDGF – platelet-derived growth factor, verihiutaleperäinen kasvutekijä

PGE - prostaglandiini E, hormonintapainen lipidi, säätelytekijänä monissa toiminnoissa PLGF - placental growth factor, istukkakasvutekijä, verisuonikasvutekijä

Plasmiini - veriplasman proteiineja ja muuta solunulkoista materiaalia hajottava entsyymi Proliferaatio - kasvu

ROI - reactive oxygen intermediate, reaktiivinen happiradikaali, hapesta muodostunut hyvin reaktiivinen yhdiste

STAT3 - signal transducer and activator of transcription 3, transkriptiotekijä, mm. solujen kasvun ja apoptoosin säätelijä

Sytokiinit - viestinvälittäjämolekyylejä Sytotoksinen - solutuhoa aiheuttava

TAM - tumor associated macrophage, kasvainkudoksessa tavattava makrofagi

TGF - transforming growth factor, transformoiva kasvutekijä, esimerkiksi syövissä tavattava kasvutekijämolekyyli

TIMP - tissue inhibitor of metalloproteinases, metalloproteinaaseja inhiboiva molekyyli TNF - tumor necrosis factor, tuumorinekroositekijä, viestinvälittäjämolekyylejä

Treg - regulatory T-cell, T-solun alatyyppi, säätelijä-T-solu Urokinaasi - plasmiinia plasminogeenistä aktivoiva entsyymi

VEGF - vascular endothelial growth factor, verisuonen endoteelin kasvutekijä

(9)

2 Yleistä rintasyövästä

2.1 Luokittelu ja ennusteelliset tekijät

Rintasyövällä tarkoitetaan tässä tekstissä rintarauhasen kudoksesta alkunsa saavaa syöpää.

Rintasyöpää luokitellaan monella eri tavalla, esim.histologisen tyypin ja erilaistumisasteen (gradus) perusteella tai levinneisyyden mukaan TNM- ja levinneisyysaste/stage- luokituksin (taulukot 1 ja 2). Potilaan sairaudelle annettavasta ICD-10-diagnoosinumerosta (esim. C50.41) ilmenee kasvaimen sijainti ja histologinen alatyyppi (WHO 2016). TNM- luokituksessa otetaan huomioon kasvaimen koko, imusolmukelöydökset (mahdolliset etä- pesäkkeet tai yksittäiset syöpäsolut kasvaimen alueelta imunestettä vastaanottavissa imusolmukkeissa) ja etäpesäkkeet eli metastaasit. Näitä seikkoja arvioidaan kuvantamis- ja koepalatutkimuksin, mutta viitettä kasvaimen laadusta ja levinneisyydestä voidaan saada myös kliinisten havaintojen perusteella (esim. appelsiini-iho, haavauma, tulehdus, imusol- mukelöydös ja kasvaimen koko palpaatiossa). Esimerkiksi läpimitaltaan yli 5 cm:n kasvain, jolla on 1–3 etäpesäkettä kainalon imusolmukkeissa ja jonka solut ovat huonosti eri- laistuneita, saisi luokituksen T3N1M0. Tällaisen kasvaimen levinneisyysaste olisi IIIA ja histologinen gradus 3. (Heikkilä ja Kärjä 2015, Kumar ym. 2010.)

(10)

TAULUKKO 1. pTNM-luokitus rintasyövässä. Luokituksen edessä oleva p-kirjain tarkoittaa patologisesti varmistettua diagnoosia eli primaarituumorin (T), imusolmukkeiden (N) ja metastaasin (M) mikroskooppista tarkastelua. (Joensuu ja Huovinen 2013)

(11)

TAULUKKO 2. Stage-luokitus rintasyövässä verrattuna TNM-luokitukseen. Lyhenne is tarkoittaa in situ kasvainta ja mi mikrometastaasia. (Edge ym. 2009)

Luokitusten perusteella voidaan arvioida potilaan ennustetta. Levinneisyysaste vaihtelee välillä 0–IV. IV tarkoittaa etäpesäkkeellistä syöpää ja huonompaa ennustetta, kun taas 0 tarkoittaa preinvasiivista karsinoomaa (intraduktaalinen tai lobulaarinen karsinooma in situ) ja erityisen hyvää ennustetta. Vastaavasti gradukset ovat välillä 1–3, jossa 1 tarkoittaa hyvin ja 3 huonosti erilaistunutta solukkoa. Parempaan ennusteeseen viittaa hyvä erilaistu- neisuus eli pieni gradus. Ennustetta arvioidessa puhutaan yleensä 5 vuoden tai pidemmän ajan selviämis- tai uusiutumistodennäköisyyksistä.

Graduksen määrittelyssä tarkastellaan kasvaimesta otettua paksuneulanäytettä tai leikkaus- resekaattia mikroskoopilla. Solukko pisteytetään esimerkiksi Scarff-Bloom-Richardsonin asteikon mukaisesti kolmen ominaisuuden suhteen: erilaistumisaste, tumien koko ja muoto sekä jakautumisaktiivisuus. Kustakin ominaisuudesta annetaan 1–3 pistettä. 3–5 pistettä tarkoittaa gradusta 1, 6–7 gradusta 2 ja 8–9 gradusta 3. Erilaistumisastetta arvioidessa tarkastellaan, kuinka suuri osa kasvainkudoksesta pyrkii muodostamaan normaaleja rintarauhasen tubulusrakenteita. Vähäinen tubulusmuodostus johtaa korkeisiin pisteisiin. Pieni ja

(12)

normaalia tumaa muistuttava tumarakenne tarkoittaa matalaa pistearvoa, suuri ja epäsään- nöllinen korkeaa. Suuri solunjakautumisaktiivisuus johtaa korkeisiin pisteisiin. (Bloom ja Richardson 1957.)

Gradeerauksen lisäksi rintasyöpä jaotellaan erilaisiin histologisiin alatyyppeihin lähtöku- doksen ja ulkoasun mukaan. Rinnan in situ -kasvaimissa voivat esiintyä samanlaiset histo- logiset alatyypit kuin varsinaisissa rintasyövissä eli invasiivisissa karsinoomissa. (Kumar ym. 2010.) Yleisin rintasyövän esiaste on DCIS eli duktaalinen karsinooma in situ. Se tarkoittaa rinnan tiehyen sisälle kertynyttä syöpäsolukkoa, jota ei itsessään pidetä vaarallise- na, mutta joka voi kehittyä invasiiviseksi rintasyöväksi (noin 1 %/vuosi kehittyy invasiiviseksi). LCIS eli lobulaarinen karsinooma in situ tarkoittaa tiehyeen päässä olevassa lobuluksessa sijaitsevaa in situ -muutosta. LCIS ei ole varsinainen syövän esiaste, vaan suurentunutta rintasyöpäriskiä ennustava muutos (rintasyöpäriski noin 4–10-kertainen muuhun väestöön verrattuna). Kasvain luokitellaan in situ -muutokseksi niin pitkään, kun solukko ei ole läpäissyt tyvikalvoa, joskin alle 0,1 cm:n syvyydelle kalvon läpäisevää kasvainta kutsutaan mikroinvasiiviseksi. Voidaan siis katsoa, että in situ -kasvaimen solukolla ei ole kykyä läpäistä tyvikalvoa. Kaikki DCIS-muutokset eivät koskaan kehitä läpäisyky- kyä, mutta mikäli kyky kehittyy, tapahtuu herkästi invaasio tiehyen ulkoiseen kudokseen.

(Kumar ym. 2010.)

Invasiivisen rintasyövän alatyyppejä ovat duktaalinen invasiivinen karsinooma (70–80 %, lähtöisin tiehyistä), lobulaarinen karsinooma (10–15 %, lähtöisin lobuluksista), tubulaari- nen karsinooma (noin 6 %, lähtöisin tiehyistä, muodostaa tubulusrakenteita), musinootti- nen karsinooma (noin 2 %, lähtöisin tiehyistä, solujen ympärillä musiinia), medullaarinen karsinooma (noin 2 %, lähtöisin tiehyistä, tarkkarajainen ja pehmeä), papillaarinen karsinooma (noin 1 %, papillamuodostusta) ja metaplastinen karsinooma (alle 1 %, lähtökudok- sesta erilaiseksi muuttunutta solukkoa). Muita rinnasta löytyviä pahanlaatuisia kasvaimia ovat tukikudoksista peräisin olevat sarkoomat, imukudosperäiset lymfoomat ja ihon malig- niteetit. (Kumar ym. 2010, Heikkilä ja Kärjä 2015.)

Edellä mainittujen yleisten luokituksien lisäksi rintasyöpää, kuten muitakin syöpiä, luokitellaan immunohistokemiallisten, sytogeneettisten ja molekyylipatologisten tutkimusten avulla. Nämä menetelmät antavat paljon lisätietoa mm. kasvainkudoksen sisältämistä mo-

(13)

lekyyleistä ja reseptoreista. Menetelmien avulla saatu tieto auttaa tarkemmin arvioimaan ennustetta ja voi paljastaa mahdollisia kohteita lääkitykselle. (Ristimäki ym. 2013.)

Käytännössä kliinisessä käytössä ovat histologisen alatyypin, gradeerauksen ja TNM- luokituksen lisäksi luokittelu estrogeeni- ja progesteronireseptoripositiivisuuden (ER ja PR), HER2-ekspression ja jakautuvien solujen osuuden (Ki-67) mukaan. Ki-67-, ER/PR- ja HER2-luokitukset ovat ensiarvoisen tärkeitä hoidon ja ennusteen kannalta. Hormoniresep- toripositiivisissa syövissä edellä mainittuja reseptoreita aktivoivat hormonit edistävät syö- vän kasvua, ja vahva positiivisuus merkitsee yleensä parempaa ennustetta. HER2:a ylieks- pressoivien syöpien kasvu edistyy HER2-reseptorin aktivaatiosta, ja ennen HER2-lääkkeitä näiden syöpien ennuste oli huono. ER/PR- ja HER2-negatiivista rintasyöpää kutsutaan kolmoisnegatiiviseksi ja näillä kasvaimilla on erityisen huono ennuste. (Heikkilä ja Kärjä 2015.)

Ki-67 on proteiini, jota esiintyy solun tumassa vain solusyklin aktiivisissa vaiheissa eli solujakaantumisen aikana. Lepotilassa olevissa soluissa Ki-67:ää ei esiinny, joten se on hyvä merkkiaine näyttämään, kuinka suuri osa solukosta on parhaillaan jakaantumassa. Ki- 67-proteiinit värjätään spesifin vasta-aineen avulla ja kudospalasta tarkastellaan mikroskoopilla, kuinka suuri osuus soluista on parhaillaan jakaantumassa. Korkea Ki-67-osuus viittaa aktiiviseen jakautumiseen, nopeaan kasvuun ja aggressiivisempaan syöpään.

(Scholzen ja Gerdes 2000.) Ki-67-vastaus annetaan prosenttiarvona 1–100 %. Alle 10 %:n arvoilla voidaan laskemisessa käyttää apuna digitaalisia kuvankäsittelyohjelmia. (Heikkilä ja Kärjä 2015.)

Mikäli kasvain on hormonireseptoripositiivinen, liitetään hoitoon hormonaalinen hoito, jonka tarkoituksena on estää hormonireseptorien aktivaatiota. Liitännäishoidossa hormonaalinen hoito alkaa solunsalpaajahoidon jälkeen, mahdollisen sädehoidon yhteydessä.

Käytettäviä lääkeaineita ovat mm. tamoksifeeni, joka estää estrogeenireseptoreja, tai aro- mataasinestäjät (letrotsoli, anastrotsoli, eksemestaani), jotka estävät estrogeenisynteesiä.

Hormonaalisen hoidon valintaan vaikuttaa mm. se, onko potilas käynyt läpi vaihdevuodet.

(Huovinen ja Tanner 2015.)

HER2-positiivisuus tarkoittaa HER2-reseptorin yliekspressiota syöpäsoluissa, jolloin HER2-reseptorin aktivaatio kiihdyttää syöpäsolun jakautumista ja syövän etenemistä.

HER2-positiivisten kasvainten ennuste on huono ilman HER2-estohoitoa ja HER2-

(14)

positiivisten rintasyöpien hoitoon liitetäänkin lähes aina HER2-estäjä. Nykyään käytettä- vissä on useita HER2-estäjiä, kuten trastutsumabi, pertutsumabi, lapatinibi ja trastutsumabi-emtansiini. Liitännäishoidossa HER2-estäjä aloitetaan samanaikaisesti solunsalpaa- jahoitojen kanssa ja hoidon kokonaiskesto on nykysuosituksen mukaan 1 vuosi. (Huovinen ja Tanner 2015.) Jos syöpä on neoadjuvanttihoidettava eli lääkehoito aloitetaan ennen leikkausta, liitetään HER2-esto solunsalpaajiin jo tässä vaiheessa (Auvinen 2015). HER2- signalointireitin eston lisäksi trastutsumabi kuten muutkin syöpäantigeeniin sitoutuvat mo- noklonaaliset vasta-aineet vaikuttavat myös vasta-aineesta riippuvaisen soluvälitteisen sy- totoksisuuden (ADCC, antibody-dependent cell cytotoxicity) ja vasta-aineesta riippuvaisen solunsyönnin (ADCP, antibody-dependent cell phagocytosis) kautta. Trastutsumabi sitou- tuneena HER2-reseptoriin solun pinnalla saa siis aikaan immunologisen reaktion, jossa NK-solut (natural killer-solut) tuhoavat syöpäsolun ADCC-mekanismin välityksellä tai monosyytit syövät sen ADCP-mekanismin välityksellä. (Michaud ym. 2014.)

Oma harvinainen rintasyövän alatyyppinsä on tulehduksellinen rintasyöpä (IBC, inflammatory breast cancer, 1–6 % kaikista rintasyövistä). Se on yleensä lähtöisin rinnan tiehyeestä ja on huonosti erilaistunut. Tyypillisiä oireita tulehdukselliselle rintasyövälle ovat ihon punoitus, paksuuntuminen ja turvotus (ns. appelsiini-ihottuma). Perinteisempää, selkeästi tunnusteltavissa olevaa massaa tulehduksellisessa rintasyövässä ei yleensä ole, mistä johtu- en tulehduksellista rintasyöpää voi alkuun olla hankala tunnistaa. Lisäksi se on tyypillisesti luonteeltaan aggressiivinen. (Morris 2010, Robertson ym. 2010.) Ennen nykyisten hoito- käytäntöjen kehittymistä, pelkällä leikkauksella ja sädehoidolla hoidettaessa IBC on ollut erittäin tappava (alle 15 kuukauden mediaani elinajanodote) (Zucali ym. 1976). Nykyään neoadjuvanttikemoterapian (ennen leikkausta tai sädehoitoa annettava kemoterapia) ja uusien lääkkeiden johdosta selviytymisennusteet ovat parantuneet, mutta IBC on edelleen vaarallinen rintasyöpätyyppi ja hoidonjälkeinen elinajanodote on lyhempi kuin muun tyyp- pisissä rintasyövissä (Robertson ym. 2010).

2.2 Eteneminen

Kasvainsolukon rajoittamattoman kasvun edellytyksenä ovat riittävät rakennusaineet, normaalin solukon jakaantumista rajoittavien tekijöiden vähentyminen ja invaasiokyky eli kyky tunkeutua viereisiin kudoksiin. Solussa täytyykin tapahtua useampi mutaatio ennen

(15)

kuin siitä voi tulla syöpäsolu. Pitkälle edenneissä syövissä tapahtuu usein myös etäpesäk- keiden lähetystä eli metastasointia, jolloin kasvainkudoksesta irtoaa imuneste- tai verenkiertoon syöpäsoluja, jotka kiinnittyvät ja alkavat kasvaa uusissa kudoksissa joko läheisis- sä imusolmukkeissa tai aivan eri osassa kehoa. (Kumar ym. 2010.)

In situ -karsinoomat ovat siis paikallisia kasvaimia, joilla on potentiaalia kasvaa ja edetä invasoivaksi syöväksi. Todennäköinen kulkureitti hormonireseptoripositiivisen in situ - karsinooman kehittymiselle tiehyessä alkaa normaalin tiehytsolukon lisääntymisen, ohjel- moidun solukuoleman säätelyn ja muiden kasvua estävien mekanismien pettämisellä. Hal- litsemattomasti jakautuvassa solukossa tapahtuu mutaatioita, jotka johtavat atyyppiseen kasvuun ja mahdollisesti kykyyn muodostaa uudisverisuonitusta (angiogeneesi). Syöpäso- lukon morfologia ja reseptoriprofiili kehittyvät yleensä in situ -vaiheessa, sillä useimmiten ne ovat levinneessä syövässä samanlaiset kuin in situ -muutoksessa. Hormonireseptorine- gatiivisten DCIS:n kehittymisestä tiedetään vähemmän, niiden on arveltu olevan peräisin joko hormonireseptorinegatiivisista myoepiteelisoluista tai aiemmin positiivisista, negatii- viseksi muuttuneista kasvainsoluista (kuva 1). (Kumar ym. 2010.)

KUVA 1 DCIS:n kehittyminen normaalista tiehytsolukosta (Kumar ym. 2010, suomennettu)

(16)

Invaasioon johtavat muutokset ovat heikosti tunnettuja. Tiedetään, että kyetäkseen etene- mään in situ -muutoksesta invasiiviseksi karsinoomaksi kasvainsolukon tulee pystyä rik- komaan soluvälisiltoja ja muokkaamaan soluväliainetta siten, että kasvu tyvikalvon läpi ja muun kudoksen sekaan on mahdollista. E-kadheriini on glykoproteiini, joka muodostaa soluvälisiltoja. Useissa syövissä (ml. rintasyöpä) on havaittu E-kadheriinin ekspression vähentyneen. Tyvikalvon läpäisyssä ja soluväliaineen muokkaamisessa matriksin metalloproteinaasit ovat avainroolissa. Invasiiviset syöpäsolut pystyvät myös liikkumaan kemo- taktisten molekyylien ohjailemana tarttumalla ja irroittautumalla soluväliaineesta. Näiden keinojen avulla syöpäsolut voivat levittäytyä myös veri- ja imunestekiertoon. (Kumar ym.

2010.) Matriksin metalloproteinaasien ja tulehdussolukon osuutta invasiivisuuteen pohdi- taan jatkossa.

Kyky lähettää etäpesäkkeitä veri- tai imunestekierron kautta on monitekijäinen prosessi.

Verenkierrossa olevat syöpäsolut kerääntyvät yleensä rykelmiksi, usein verihiutaleiden ympärille. Verenkierrossa olevien solujen täytyy metastasoidakseen kyetä kiinnittymään vieraaseen paikkaan, lisääntyä siellä, vältellä syövänvastaista immuunireaktiota, luoda uudisverisuonitusta ja tunkeutua soluvälitilaan. Koska rinnan alueen imutiehyet johtavat kainalon alueen imusolmukkeisiin, on se yleisin paikka rintasyövän imusolmukemetastaaseil- le. Verenkierron kautta metastasoinnissa läheisin "seuraava" anatominen sijainti ei kuitenkaan aina ole todennäköisin paikka metastaasin syntymiselle. Verenkierrossa olevat syö- päsolut metastasoivat eniten sijaintiin, jossa endoteelin kiinnittymismolekyylit ja kudoksessa olevat kemokiinit (viestinvälittäjämolekyylit) ovat sopivat, yleensä samankaltaiset kuin lähtökudoksessa. Metastaasien muodostumisessa on siis syöpäsolukolle useita haas- teita. Pienissäkin kasvaimissa havaitaan usein syöpäsoluja verenkierrossa potilailla, joille ei koskaan kehity metastaaseja. (Kumar ym. 2010.) Rintasyövän yleisimmät metastasointi- paikat ovat ylävartalon imusolmukkeet, luusto, keuhkot, iho, maksa ja aivot (Huovinen 2015).

(17)

3 Tulehdus

3.1 Yleistä

Tulehdus eli inflammaatio on immuunisolujen välityksellä tapahtuva, monimutkainen reaktio, jonka aiheuttaa kudosvaurio. Sen päämääränä on päästä eroon vahingoittuneesta kudoksesta sekä mahdollisesta vaurion aiheuttajasta (vierasesineet, myrkyt, mikrobit) ja päättyä, kun vahingoittunut kudos palautuu normaaliksi. (Kumar ym. 2010.) Vaikka tulehdus onkin pääasiassa suojeleva ja korjaava reaktio, voi se joissain tapauksissa olla myös turha ja vahingollinen (allergiset reaktiot, autoimmuunitaudit) (Kumar ym. 2010, Coussens ja Werb 2002).

3.2 Akuutti tulehdus

Tulehdusreaktion aikaansaava kudosvaurio voi saada alkunsa monella tapaa, esimerkkeinä infektio (bakteerit, virukset, sienet, loiset), vierasesineet (lika, puunsäleet, lasinsirut) tai nekroosi (palovamma, kylmettymä, säteilyvammat). Myös kudoksen hapenpuute edistää tulehdusta sekä solujen nekroosin kautta että sellaisenaan. Nekroottisista soluista vapautuu useita tulehdusta edistäviä molekyylejä, kuten virtsahappoa, adenosiinitrifosfaattia (ATP, solujen normaali energiavarasto), HMBG-1:tä (DNA:ta sitova proteiini) sekä itse DNA:ta, joka aiheuttaa tulehdusta ollessaan vapaana solulimassa. (Kumar ym. 2010, Rock ja Kono 2008.)

Ennen nekroosia jo pelkkä hapenpuute aiheuttaa soluissa tulehdusta edistäviä muutoksia.

Solut alkavat tuottaa HIF-1-α-proteiinia (hypoxia-induced-factor-1-α), joka aktivoi monien tulehdukseen liittyvien geenien, kuten VEGF (vascular endothelial growth factor, lisää verisuonten läpäisevyyttä), hemioksygenaasi-1 ja COX-2 (syklo-oksygenaasi-2), transkriptiota. (Kumar ym. 2010, Hellwig-Burgel ym. 2005.)

Akuutin tulehduksen seurauksena ideaalitapauksessa kudos parantuu täysin ja toiminta palautuu normaaliksi. Joissain tapauksissa, esimerkiksi jos vaurioitunut kudos ei kykene korjautumaan normaaliksi, muodostuu fibroosia, jossa vahingoittunut alue korvautuu tuki- kudoksella. Fibroosin myötä voi kudoksen sisään syntyä myös abskessi eli sidekudoskap- selin ympäröimä märkää täynnä oleva onkalo. Mikäli tulehduksen aiheuttajasta ei päästä

(18)

eroon tai jokin estää normaalin korjausreaktion, voi akuuttia tulehdusta seurata siirtyminen kroonisen tulehduksen tilaan. Krooninen tulehdus luo otollisen ympäristön mm. syövän kehittymiselle jatkuvan kudoksen tuhoamisen ja korjaamisen johdosta. (Kumar ym. 2010.)

3.3 Krooninen tulehdus

Uuden ärsykkeen aikaansaaman akuutin tulehduksen pitkittyessä krooniseksi tulehdukseksi immuunireaktioon tulevat mukaan suuremmissa määrin adaptiivisen eli hankitun immuniteetin solut. Tulehdus alkaa kun jokin ärsyke saa aikaan valmiiksi kudoksessa olevien immuunipuolustuksen solujen aktivoitumisen ja säätelytekijöiden erityksen (esim. makrofagien erittämät sytokiinit), jolloin paikalle alkaa siirtyä verenkierrosta lisää epäspesifin eli luontaisen immuunipuolustuksen soluja. Kun epäspesifin immuunipuolustuksen solut tuhoavat vahingontekijää, dendriittisolut (antigeenin esittelyyn erikoistuneita soluja) siirtyvät imukudokseen esittelemään reaktion aiheuttajan antigeenejä (immuunivasteen aiheuttava molekyyli) adaptiivisen immuniteetin soluille. Kun adaptiivisen immuniteetin solut tunnis- tavat antigeenin, syntyy jatkossa saman antigeenin tullessa ilmi tarkempi ja tehokkaampi adaptiivinen immuunireaktio. (Kumar ym. 2010.)

Kroonistuneen tulehduksen tapauksessa alkuperäistä aiheuttajaa ei saada poistettua ja immuunireaktio venyy kuukausien, jopa vuosien pituiseksi. Reaktiossa on mukana sekä adaptiivisen että epäspesifin immuniteetin soluja ja erittäin monia sytokiineja, kasvutekijöitä ja entsyymejä, joista osan on huomattu myötävaikuttavan syövän kehittymiseen. (Kumar 2010.)

On tiedetty jo pitkään, että rintasyövän kehityksessä aina DCIS-muutoksista invasiivisiin karsinoomiin on läsnä tulehdussoluja. Näiden on perinteisesti ajateltu liittyvän immuunijär- jestelmän yritykseen tuhota kasvainsoluja, mikä kasvun alkuvaiheessa lieneekin totta. Ny- kytutkimus on kuitenkin osoittanut, että kasvainkudoksessa vallitsevat molekyylitasolla kroonista tulehdusta muistuttavat olosuhteet. Tämä johtaa tulehdussoluissa lopulta muu- toksiin, jotka itse asiassa edesauttavat syövän kasvua luomalla sille suotuisan ympäristön sekä vaikuttamalla kasvuun suoraan erilaisten kasvutekijöiden kautta. (Laoui ym. 2011.)

(19)

4 Makrofagit syövässä

4.1 Erilaistuminen

Synnynnäisen immuniteetin makrofagit ovat perinteisesti biologiassa tunnettuja lähinnä tehokkuudestaan patogeenien tuhoajina. Nykyään ymmärretään, etteivät niiden ominaisuudet suinkaan rajoitu immuunipuolustukseen. Makrofagit voivat toimia mm. kasvua edistä- västi monissa kehitykseen liittyvissä prosesseissa. Esimerkiksi syntymänjälkeisessä rintarauhasen kehityksessä makrofageja rekrytoidaan kasvavien rauhasputkien päihin (terminal end bud, TEB). Näiden putkien kasvu häiriintyy hiirillä, mikäli makrofagien muodostumista heikennetään hiljentämällä CSF-1-geeni (colony-stimulating factor, tärkeä makrofagien kasvutekijä). (Gouon-Evans ym. 2000.) Kasvua edistävän roolin olemassaolo suuntaa mie- lenkiinnon kasvaimiin. On havaittu, että joissakin syövissä jopa 50 % kasvaimen massasta voi koostua makrofageista. Ottaen huomioon makrofagien perinteisen roolin olisi intuitiivista ajatella, että kyseessä olisi immuunijärjestelmän yritys tuhota viallista syöpäsolukkoa.

Nykytutkimus on kuitenkin osoittanut intuition suurelta osin virheelliseksi ja vallitseva käsitys on päinvastainen: tietynlaiset kasvainkudoksessa tavattavat makrofagit (tumor associated macrophage, TAM) pystyvät edistämään kasvainsolukon kasvua. (Solinas ym.

2009.)

Veren monosyytit erilaistuvat kudoksessa karkeasti jaoteltuna joko M1- tai M2-tyypin makrofageiksi. M1-tyyppiset makrofagit ovat ”perinteisesti” aktivoituneita, ne fagosytoivat tehokkaasti mikrobeja, esittelevät runsaasti antigeenejä ja aktivoivat muita valkosoluja (mm. CD4+ eli auttaja-T-soluja) sekä tulehdusreaktiota erittämällä erilaisia yhdisteitä, kuten sytokiineja, lymfokiineja, IL-12:ta ja IL-23:a (interleukiini 12 ja 23, viestimolekyyleinä ja sytokiineinä toimivia proteiineja). M1-makrofagit ovat sytotoksisia kasvainsoluja kohtaan. Ne myös tuottavat yhdisteitä, jotka tuhoavat tai auttavat tuhoamaan muilla tavoin vaurioituneita soluja (esim. viruksen infektoimat solut). Näihin yhdisteisiin lukeutuvat typ- pioksidi (NO), reaktiiviset happiradikaalit (ROI, reactive oxygen intermediates) ja TNF (tumor necrosis factor). (Mantovani ym. 2005.) M2-tyypin makrofagit taas ovat muulla tavoin aktivoituneita ja ne voivat olla hyödyllisiä syövän kasvulle. Ne tuottavat mm. ke- mokiineja CCL17 ja CCL22, korkeita määriä IL-10:tä ja vähäisesti IL-12:ta. Jotkin M2- tyypin makrofagit lisäävät angiogeneesiä ja vahingoittuneen kudoksen korjausta sekä inhi- boivat M1-makrofagien toimintoja. (Solinas ym. 2009.)

(20)

M1- ja M2-luokitukset eivät ole absoluuttisen tarkkoja. M2 tarkoittaa käytännössä makro- fagia, joka on aktivoitunut millä tahansa muulla tavoin kuin M1-makrofagi. Monosyyttien erilaistumisen M1-makrofageiksi aiheuttavat IFN-γ (interferoni-gamma) yksin tai mikrobi- aalisten vaikuttimien kanssa sekä eräät sytokiinit, kuten TNF. Kaikki muiden vaikuttimien kautta aktivoituneet monosyytit kehittyvät M2-makrofageiksi. (Allavena ym. 2008.) M2- makrofageja on siis olemassa laaja kirjo erilaisin molekyyliekspressioin, ja M2-makrofagit luokitellaan nykyään karkeasti M2a–c-alaluokkiin, missä M2c on kaikkein immunosupres- siivisin makrofagityyppi (Sousa ym. 2015). Syövän kannalta erityisen mielenkiintoisia ovat kasvainkudoksessa tavattavat makrofagit eli TAM-solut.

4.2 Kasvainkudoksessa tavattavat makrofagit

TAM eli tumor associated macrophage on nimitys, joka on annettu kasvainkudoksessa esiintyville makrofageille. Nämä kasvainkudoksessa esiintyvät makrofagit ovat yleensä M2-tyyppisiä ja niiden erityisiin ominaisuuksiin kuuluu kasvainsolujen jakaantumisen, selviytymisen ja leviämisen promootio. TAM:t tuottavat hyvin vähäisiä määriä tulehdusta edistäviä tekijöitä, kuten IL-12, IL-1β, TNF- α, NO ja ROI. Matalat IL-12, MHC (major histocompability complex, toimii solun pinnalla antigeenien esittelyssä) ja korkeat IL-10- tasot kielivät TAM:en heikosta antigeenin esittelykyvystä. (Sica ym. 2006.) Onkin todettu, että TAM:t eivät pääasiassa ole sytotoksisia kasvainsoluja kohtaan (Mantovani ym. 2002).

TAM:t, kuten muutkin makrofagit, erilaistuvat siis verenkierron kautta saapuvista esiasteista eli monosyyteistä. Monosyyttejä kasvainkudokseen houkuttelee pääasiassa kemokiini CCL2, jonka tuotantoa tapahtuu myös TAM:ssa. Tästä aiheutuu vahvistuva kierre; mitä enemmän kudoksessa on makrofageja, sitä tehokkaammin uusia monosyyttejä houkutel- laan paikalle. (Balkwill 2004.) Myös mm. VEGF (vascular endothelial growth factor), PDGF (platelet derived growth factor), TGF-β (transforming growth factor beta) ja CSF-1 (colony stimulating factor 1, macrophage colony stimulating factor) ovat kemotaktisia eli vetävät monosyyttejä sekä makrofageja kyseisen molekyylin korkeampaa pitoisuutta kohti ja lisäävät makrofagien selviytymistä ja erilaistumista TAM-tyyppisiksi. Erilaistumista lisäävät pääasiassa TGF-β, CSF-1, PGE2 (prostaglandiini E2), IL-6 ja IL-10. Monenlaiset syöpäsolut ja TAM:t itse erittävätkin TGF-β:a ja IL-10:tä. IL-10 lisää siis monosyyttien erilaistumista TAM:ksi, mutta estää lisäksi monosyyttien erilaistumista dendriittisoluiksi.

(21)

Erilaistuminen olisikin kasvainsolukon kannalta epäedullista, sillä dendriittisolut toimivat lähinnä antigeenien esittelijöinä eivätkä osallistu kasvun säätelyyn ainakaan samoissa mää- rin kuin makrofagit. (Allavena ym. 2008.) Vuonna 1999 Bell ym. havaitsivatkin, että dendriittisolut olivat alikehittyneitä rintasyöpäkasvaimen keskustassa ja normaaleja kasvaimen periferiassa.

Tiettyyn alatyyppiin erilaistuminen ei ole makrofageissa pysyvä muutos. M2-tyyppisiksi erilaistuneissa makrofageissa saadaan IFN-γ-stimulaatiolla esiin kasvainsoluille sytotoksisia piirteitä. Ilman ulkoisia vaikutteita TAM:t ovat kuitenkin käytännössä aina kasvainso- lukolle hyödyllisiä. (Mantovani ym. 2002.)

4.3 Kasvainkudoksessa tavattavat makrofagit ja kasvainsolukon kasvu

Korkeat TAM-tasot ovat huonon ennusteen merkki monissa syövissä (Bingle ym. 2002).

TAM:t voivat vaikuttaa kasvainsolukon kasvuun suoraan ja epäsuorasti. Suoria vaikutus- keinoja ovat migraation ja metastasoinnin edistäminen erittämällä mm. kasvutekijöitä (EGF, epidermal growth factor), sytokiinejä (IL-6) ja kemokiinejä (CCL18). Epäsuoriin vaikutuskeinoihin taas lukeutuvat angiogeneesin promootio, soluväliaineen uudelleenjär- jestely ja muutokset sekä kasvainsolukon vastaisen immuunireaktion hiljentäminen. Nämä muutokset tukevat kasvainkudoksen hapensaantia ja esteetöntä kasvua. (Allavena ym.

2008.)

4.4 Esimerkkejä suorista vaikutuskeinoista

NF-κB-transkriptiotekijän (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B-cells) aktivaation on havaittu hiirimalleissa paksusuolentulehdukseen liittyvää syöpää tutkiessa lisäävän IL-6:n tuotantoa. NF-κB:n inhibitio johti syövän kasvun heikkenemiseen, minkä ajatellaan johtuvan IL-6:n tuotannon vähenemisestä. (Greten ym. 2004, Grivennikov ym.

2009.) IL-6 aktivoi solussa STAT3-transkriptiotekijää (signal transducer and activator of transcription 3), joka on tärkeä syövän kasvun säätelijä. STAT3 indusoi syöpäsoluissa pro- liferatiivista solusykliä edistävien (mm. sykliini D ja PCNA (proliferating cell nuclear antigen)) ja apoptoosia estävien (Bcl-XL (B-cell lymphoma), Bcl-2 ja Mcl-1 (myeloid cell leukemia)) geenien transkriptiota. (Li ym. 2011, Lamb ym. 2003, Liu ym. 2010.) Lesina

(22)

ym. osoittivat 2011, että IL-6 tuotannon tai STAT3-aktivaation esto johti vähentyneeseen duktaalisen haimasyövän muodostumiseen hiirimalleissa, minkä taustalla on ajateltu olevan sama mekanismi. Muissa syövissä on siis todettu, että IL-6, jota TAM:t myös erittävät, vaikuttaa makrofagien M2-tyyppisen erilaistumisen promootion lisäksi samalla suoraan syöpäsolujen kasvuun STAT3-tien aktivaation kautta.

IL-6/STAT3-tien on ehdotettu myös rintasyövässä lisäävän ainakin kemoterapian jälkeistä syövän uusimista syövän kantasolujen (CSC, cancer stem cell, syöpäsolu, jolla on kantasolumaisia piirteitä) aktivaation kautta. Kemoterapiassa apoptoituneet syöpäsolut saavat makrofagit erittämään IL-6:a, joka johtaa STAT3-tien aktivaation kautta syövän kantasolujen aktivaatioon. IL-6/STAT3-tien inhibitio saattaisi siis johtaa kemoterapioiden parempaan tehoon ja uusimistodennäköisyyden pienenemiseen. (Zhou ym. 2015.)

Toisena esimerkkinä suorasta vaikutuskeinosta Chen ym. huomasivat vuonna 2011, että TAM:n erittämä CCL18 edistää konkreettisesti rintasyöpäsolujen invaasiota aiheuttamalla integriinirykelmien muodostumista (integrin clustering). Rykelmät lisäävät syöpäsolujen kiinnittymistä soluväliaineeseen.

4.5 Esimerkkejä epäsuorista vaikutuskeinoista 4.5.1 Angiogeneesi

Angiogeneesi eli uusien verisuonten muodostus on elintärkeä osa kasvainsolukon kasvua.

Hyvin pienet, suonettomat kasvaimet saavat ravintoa vain diffuusiolla läheisistä kudoksis- ta. Kokonaan ilman angiogeneesiä kasvain ei kykene kehittymään yli 1–2 kuutiomillimet- rin kokoiseksi. (McDougall ym. 2006.) Kasvaimen angiogeneesiä säätelevien mekanismien ja molekyylien tunnistaminen on siis tärkeää, sillä niistä voi löytyä potentiaalisia terapia- kohteita. Kasvainsolut pystyvät itse säätelemään suoraan angiogeneesiä mm. erittämällä VEGF:a (vascular endothelial growth factor) (Senger ym. 1993). On osoitettu, että myös TAM:t ovat tärkeässä roolissa angiogeneesin säätelijöinä (Allavena ym. 2008). Niitä esiintyy kasvaimessa eniten alueilla, joissa verisuonitiheys on pienin eli happivaje suurin (Murdoch ym. 2004). Ne erittävät monia angiogeneesiä edistäviä kasvutekijöitä, kuten TGF- β, VEGF, PDGF (platelet derived growth factor) sekä joitakin fibroblastikasvuteki- jöitä (FGF, fibroblast growth factor) (Allavena ym. 2008, Bingle ym. 2006). Myös angio-

(23)

geneettiset kemokiinit, kuten CXCL1, CXCL2 ja CXCL8 (chemokine ligand, toistuva C- X-C-muoto), kuuluvat tähän valikoimaan (Lazennec ja Richmond 2010). TAM:t muodos- tavat tymidiinifosforylaasia, joka lisää endoteelisolujen migraatiota in vitro ja jonka korkean ekspression on havaittu vaikuttavan syövässä lisääntyneeseen verisuonten muodostuk- seen (Hotchkiss ym. 2003). TAM:t ovat myös prokoagulatiivisia eli ne edistävät veren hyytymistä. Lisäksi ne lisäävät epäsuorasti angiogeneesiä fibriinin välityksellä. (Allavena ym. 2008, Allavena ja Mantovani 2012.)

Angiogeneesin tarpeen muodostaa siis hypoksia. Se aiheuttaa solussa energiatalouden muutoksen aerobisesta anaerobiseksi HIF-1 ja -2 (hypoxia inducible factor) transkrip- tiotekijöiden kautta. Normaalioloissa HIF hajotetaan proteasomissa hapesta riippuvaisen reaktion seurauksena. Hypoksisissa oloissa reaktio ei toimi ja HIF pääsee säätelemään transkriptiota. (Maxwell ym. 1999.) Sama pohjamekanismi pätee sekä kasvainsoluissa että TAM:ssa, jotka vahvistavat kasvaimen reaktiota hypoksiaan. TAM:ssa HIF saa aikaan mm. VEGF, FGF ja CXCL8 -tuotantoa. Kuten aiemmin on todettu, kaikki näistä edistävät angiogeneesiä. VEGF, jota tuottavat TAM:n lisäksi kasvainsolut itse, näyttäisi myös kemo- taktisesti ohjaavan TAM:a huonosti verisuonitetuille alueille kasvaimissa. (Semenza 2003, Lewis ym. 2000.) Cramer ym. havaitsivat vuonna 2003, että HIF-1-α:n poistosta hiiriltä seurannut solunsisäisen ATP:n määrän tippuminen, vähensi merkittävästi makrofagien liikkumiskykyä, invasiivisuutta, kiinnittymiskykyä ja sytotoksisuutta vähähappisissa oloissa. HIF-1-α näyttäisi vaikuttavan myös kemokiinin CXCL12 aktivaatioon, joka toimii syö- päsolujen migraatiossa ja on kemotaktinen makrofageille. Hypoksia taas lisää CXCR4:n (reseptori mm. CXCL12:lle) ekspressiota syöpäsoluissa, TAM:ssa ja muissakin kas- vainstrooman soluissa. (Allavena ym. 2008.) Welford ym. huomasivat vuonna 2011, että hoidettaessa rintasyöpää hiirillä kokeellisella CA4P:llä (combretastatiini A-4-fosfaatti, verisuoniin vaikuttava lääkeaine, joka aiheuttaa mm. kasvaimen verisuonien ohenemista ja nekroosia), CXCL12-tasot nousivat ja makrofagien infiltraatio kudokseen tehostui.

CXCL12–CXCR4-akselin inhibointi paransi CA4P:n vaikutusta merkittävästi. CXCL12:n avulla kasvain kykenee siis ilmeisesti luomaan kiertoreitin angiogeneesin vahvistamiselle rekrytoimalla lisää TAM:a.

CXCL12–CXCR4-vuorovaikutus ei ole ainoa TAM-välitteiselle angiogeneesille tärkeä reitti. Muita kemokiinejä, joilla on angiogeneettisiä vaikutuksia, yhdistää NH2- terminaalinen kolmen aminohapon ketju (glutamaatti-leusiini-arginiini). Näitä kemokiinejä

(24)

kutsutaan ELR+ kemokiineiksi. Kemokiinit, joilla ELR-ketjua ei ole (non-ELR kemokiinit), toimivat angiogeneesiä inhiboivasti. (Strieter ym. 1995, Luster 1998, Keeley ym.

2011.) Angiogeneettisiä kemokiinejä ovat CXCL1, CXCL2, CXCL3, CXCL5, CXCL6, CXCL7 ja CXCL8. Ne pystyvät sitoutumaan CXCR1 ja CXCR2 -reseptoreihin, mutta käy- tännössä angiogeneettiset vaikutukset välittyvät vain CXCR2:n kautta ja endoteelisolut ekspressoivatkin lähinnä sitä. (Heidemann ym. 2003.) Poikkeuksen ELR-positiivisuuteen muodostaa aiemmin mainittu CXCL12–CXCR4-pari. CXCL12:lla ei ole ELR-ketjua NH2- terminaalissaan, mutta sillä ja CXCR4 reseptoriin sitoutumisella tiedetään kuitenkin olevan angiogeneettisiä vaikutuksia. (Hernandez ym. 2011.)

HIF-1-α:n toiminnan inhibointi vaikuttaisi järkevältä vaihtoehdolta angiogeneesin lääk- keellisessä estossa, ja siihen tarkoitukseen onkin kehitetty monia lääkeaineita, joiden vaikutukset kohdistuvat mm. HIF:n sitoutumiseen DNA:ssa, HIF-1-dimerisaatioon tai HIF- 1:n transkriptioaktiivisuuden estoon. Osa näistä on edennyt kliinisiin testeihin asti, mutta tarpeeksi selektiivisen inhibiittorin löytäminen on osoittautunut vaikeaksi. (Xia ym. 2012.) Edellä mainitun CXCR2-reseptorin esto vaikuttaisi myös varteenotettavalta kohteelta angiogeneesin estossa. Ning ym. vuonna 2012 tekemästä prekliinisestä tutkimuksesta käykin ilmi, että CXCR2-antagonisti hidasti paksusuolikasvaimen kasvua ja vähensi pienten verisuonten määrää kasvainkudoksessa. On myös havaittu, että rintasyövän syöpäkantasoluissa CXCR1/2-reseptorien aktivaatio transaktivoi HER2-reseptoreita, joiden tiedetään vaikuttavan heikentyneeseen ennusteeseen ja lisääntyneeseen uusiutumistodennäköisyyteen.

(Singh ym. 2013.)

4.5.2 Soluväliaineen muokkaus

Myöhemmin tässä tutkielmassa käsiteltävät soluväliainetta muokkaavat ja hajottavat ent- syymit ovat avainroolissa syövän leviämisessä tyvikalvon läpi. Makrofagit, jotka siis voivat muodostaa suurenkin osan kasvaimen massasta, pystyvät tuottamaan luonnostaan monia tällaisia entsyymejä, kuten MMP:a, plasmiinia sekä urokinaasia (Egeblad ja Werb 2002). Kaikkien näistä on havaittu lisäävän syövän patogeenisuutta tai kasvua (Allavena ym. 2008).

(25)

4.5.3 Syövänvastaisen immuunireaktion hiljentäminen

Kuten mainittu, TAM:t erittävät paljon immunosupressiivisia sytokiineja (esim. IL-10) ja hyvin vähän immunostimulatorisia sytokiineja (esim. IL-12). Jo tämän perusteella ne siis pääasiassa supressoivat hankittua immuniteettia. Kyseinen suora vaikutus ei kuitenkaan ole ainoa tapa, jolla TAM:t suojelevat kasvainta immuunijärjestelmän sytotoksiselta vasteelta.

TAM:ien erittämä kemokiini CCL18 houkuttelee paikalle pääasiassa aktivoitumattomia T- soluja. (Schutyser ym. 2002, Adema ym. 1997.) Kun otetaan huomioon, että kasvainkudoksesta puuttuvat käytännössä kokonaan antigeeniä esittelevät solut (makrofagit ovat M2- tyyppiä ja IL-10 estää dendriittisolujen kehittymistä), kudokseen tulevat T-solut eivät pää- se kunnolla aktivoitumaan. Kaksi muutakin kemokiiniä CCL17 ja CCL22 näyttäisivät toimivan vastaavalla tavoin. Ne houkuttelevat paikalle CD4+ -T-soluja (auttaja-T-solu) ja Treg-soluja (säätelijä-T-solu), joilla ei juurikaan ole syöpäsoluille haitallisia vaikutuksia.

(Allavena ym. 2008, Balkwill 2004, Mantovani ym. 2002, Bonecchi ym. 1998.) Erilaisissa syövissä on myös havaittu TAM:n kaltainen solu, joka on nimetty myeloid-derived sup- pressor celliksi (MDSC) (Gallina ym. 2006). MDSC:a vaikuttaisi olevan kahta eri alatyyp- piä, monosyyteistä erilaistuva monosyyttinen MDSC ja granulosyyttien esiasteesta erilaistuva granulosyyttinen MDSC. Molempien erilaistumista lisäävät syöpäsolujen erittämät CSF-1, CSF-2 (granulocyte macrophage CSF), CSF-3 (granulocyte CSF), SCF (stem cell factor) ja VEGF. Syöpäkudoksen strooman erittämät IL-1β, IL-4, IL-6, IL-10, IL-13, IFN- γ ja PGE2 aiheuttavat myös tällaista erilaistumista. (Gabrilovich ja Nagaraj 2009.) Kysees- sä ovat siis pitkälti samanlaiset erilaistumistekijät kuin TAM:lla.

MDSC:t erittävät mm. Arginaasi-1-entsyymiä, joka hajottaa T-solujen toiminnalle tarpeel- lista arginiinia. Tästä taas aiheutuu T-solujen toiminnan heikentymistä ja apoptoosia. (Rod- riguez ym. 2004.) Arginiinitasojen palauttamista (mm. arginaasi-1-entsyymiä estämällä) onkin ehdotettu ja tutkittu T-solujen aktiivisuuden palauttamiseksi syövässä ja muissa yh- teyksissä, joissa arginiinin puute aiheuttaa T-solujen toiminnan heikkenemistä (Sippel ym.

2011, Choi ym. 2009). Toisaalta arginiinitasojen vähentämisen on myös havaittu heikentä- vän kasvainkudoksen kasvua ja arginaasientsyymilläkin ajatellaan olevan terapeuttista potentiaalia joissakin syövissä. Joka tapauksessa MDSC:n korkea määrä vaikuttaisi korreloivan syövän kasvuun ja Fletcher ym. ehdottivatkin 2015, että MDSC:iin vaikuttamisen tuli- si olla osa mahdollista arginaasientsyymiterapiaa.

(26)

4.6 Kasvainkudoksessa tavattavat makrofagit rintasyövässä

Kuten monissa muissa syövissä, myös rintasyövässä TAM:lla näyttäisi olevan tärkeä rooli (kuva 2). Lin ym. yhdistivät vuonna 2001 hiiritutkimuksessa aiemmin mainitun makrofagien kasvutekijän, CSF-1:n, ekspression rintarauhasen epiteelissä syövän nopeutuneeseen etenemiseen ja mittavaan kasvuun keuhkometastaasien määrässä. Hiirillä, joilta CSF-1 puuttui, primaarikasvain kehittyi yhtä nopeasti, mutta kehitys invasiiviseksi ja metastaat- tiseksi karsinoomaksi hidastui. Esimerkiksi CSF-1-reseptorin salpaamista ehdotettiin mah- dolliseksi terapeuttiseksi kohteeksi, sitä esiintyi kasvaimessa vain makrofageilla. Kuusi vuotta myöhemmin, vuonna 2007 Lin ym. rajasivat CSF-1:n negatiivisen ennustevaikutuk- sen liittyvän makrofagien erittämään VEGF:iin. He lisäsivät CSF-1-puutteisille, harmitto- massa vaiheessa oleville kasvaimille kyvyn erittää VEGF-A:ta itse, mikä ei johtanut pel- kästään palautuneeseen massiiviseen angiogeneesiin vaan aiheutti suurta makrofagi- infiltraatiota kasvainkudokseen. Makrofagien erittämä VEGF siis säätelee ilmeisen vahvasti angiogeneesin lisäksi uusien makrofagien rekrytointia rintasyöpäkudokseen. Boimel ym.

huomasivat myös 2012, että tuumorisolujen CXCL12-ekspressio rintasyöpämallissa lisäsi makrofagien ja hiussuonten määrää kudoksessa sekä voimisti syövän invasiivisuutta.

Suurin osa tähän asti tehdyistä tutkimuksista TAM:n roolista rintasyövässä on hiirimalli- tutkimuksia, mutta myös monia, jopa ennen vuosituhannen vaihdetta tehtyjä potilastutki- muksia aiheesta on olemassa (Laoui ym. 2011). Muun muassa aiemmin mainittua, makrofageja houkuttelevaa CCL2-kemokiiniä on havaittu rintasyöpämalleissa ja ihmisten rinta- syöpänäytteissä, joissa sen ekspressio korreloi huonon ennusteen kanssa. CCL2-ekspressio yhdistyy tässäkin korkeaan VEGF-tuotantoon, mikä taas johtaa angiogeneesin vilkastumi- seen. (Goede ym. 1999, Ueno ym. 2000.) Pelkkä makrofagien määrä kasvainkudoksessa on tunnistettu itsenäiseksi huonoksi ennustetekijäksi jo vuonna 1996. Tuolloin Leek ym.

huomasivat tutkiessaan invasiivisten rintasyöpien sarjaa, että korkea makrofagien määrä korreloi lisääntyneen verisuonituksen kanssa kasvaimessa. Lisäksi vahvat korrelaatiot löy- tyivät korkean makrofagimäärän ja kohonneen uusiutumisriskin sekä heikentyneen selviytymisen kanssa. Varsinaisen kasvainkudoksen TAM:ien lisäksi makrofageihin liittyvien geenien ekspressiot kasvainstroomassa on listattu huonoksi ennustetekijäksi Finak ym.

vuonna 2008 kokoamassa rintasyöpästrooman merkityksellisten ennustetekijägeenien lis- tassa.

(27)

Stockmann ym. osoittivat 2008, ettei makrofagien erittämän VEGF:n aiheuttama angiogeneesin kiihtyminen kuitenkaan ole kaikissa tapauksissa aivan suoraviivaisen negatiivinen tapahtuma. He huomasivat hiirimalleissa, että makrofagien erittämän VEGF-A:n poisto vähentää syntyvän verisuonituksen kaoottisuutta ja normalisoi kasvaimen verisuoniverkos- toa. Makrofagilähtöisen VEGF-A:n poisto näytti jopa kiihdyttävän kasvaimen etenemistä vähentämällä kasvainsolujen kuolemaa ja hypoksiaa. Samalla kasvainkudoksen alttius ke- moterapiahoidolle kuitenkin lisääntyi. Vaikuttaisi siltä, että liian suuria määriä VEGF-A:ta erittävät makrofagit muuttuvat kasvaimen kasvun kannalta epäedullisiksi. Makrofagien toiminta rintasyövässä ei siis ole yksioikoista, vaan vaikuttaisi siltä, että tilanteet ovat ta- pausriippuvaisia ja yksilöllisiä. Todennäköistä kuitenkin on, että mikäli rintasyöpäkasvai- men makrofageista päästäisiin täysin eroon, olisi vaikutus pääasiassa positiivinen, kuten myös Galmbacher ym. 2010 hiirikokeillaan osoittivat.

Rolny ym. huomasivat 2011 tekemässään tutkimuksessa, että heikohkosti tutkittu, perinteisesti lähinnä trombimuodostuksen inhibitiota heikentävänä tunnettu HRG (histidine rich glycoprotein) (Vu ym. 2011) indusoi makrofageja suosimaan erilaistumisessa M1-tyyppiä syöpäkudoksessa, jossa muutoin vallalla olisivat M2-tyypin makrofagit. Muutos välittyy istukkakasvutekijän (PLGF, placental growth factor) kautta. HRG hajoaa normaalisti syö- päkudoksessa nopeasti, mutta pakotettu ekspressio saa aikaan halutun polarisaatiovaiku- tuksen vähentämällä PLGF:n määrää. Syöpäkudoksen makrofagipopulaation muutos M1- tyyppiseksi lisää syövän alttiutta kemoterapialle sekä hidastaa sen kasvua ja metastasointia.

Sousa ym. havaitsivat 2015 julkaistussa tutkimuksessaan, että rintasyöpäsolut (ex vivo) vaikuttavat suoraan makrofagien erilaistumiseen kohti M2-tyyppiä. Lisäksi huomattiin, että aggressiivisempi syöpätyyppi vaikutti ohjaavan M2-makrofagien molekyyliekspressioita entistä immunosupressiivisemman M2c-alatyypin suuntaan.

Tiainen ym. tutkivat vuonna 2014 Kuopion yliopistollisessa sairaalassa rintasyöpäpotilai- den kudosnäytteistä TAM:en ja hyaluronaanin (HA) yhteyttä toisiinsa, rintasyövän ennus- tetekijöihin ja selviytymiseen. HA on yksi soluväliaineen pääkomponentti, jota esiintyy tavanomaista enemmän mm. syöpäkasvaimissa ja korkeat tasot korreloivat huonon ennusteen kanssa useissa syövissä. Tutkimuksessa havaittiin, että korkeat TAM-tasot korreloivat selkeästi korkeiden HA-tasojen, muiden huonojen ennustetekijöiden, korkeamman uusiutumisriskin ja heikomman selviytymisen kanssa. Korkeiden TAM-tasojen havaittiin lisäksi

(28)

korreloivan korkeamman BMI:n kanssa, minkä tiedetään olevan rintasyövän riskitekijä ja lisäävän kuolleisuutta rintasyövässä.

Kuten todettu, M1- ja M2-tyyppeihin erilaistuminen ei ole absoluuttista, yhdessä tietyssä pisteessä tapahtuvaa, vaan mm. angiogeneettisiä ominaisuuksia ilmaantuu tuleville makrofageille useammassa kehitysvaiheessa monosyyttien erilaistuessa hematopoieettisista kan- tasoluista. Syöpäsolujen erittämät kasvutekijät vaikuttavat verenkiertoon päästessään jo kantasolujen kypsymiseen makrofageiksi, eli aivan erilaistumisprosessin alkujuuriin. Mer- kittävää on se, missä suhteissa makrofagien eri ominaisuudet ovat populaatiossa pääasiassa vallalla. (Laurent ym. 2011.)

KUVA 2 Kaaviokuva eri kasvutekijöistä ja niiden interaktiosta syöpäsolun ja TAM:n välil- lä (Th2-solu = tyypin 2 CD4+ auttaja-T-solu) (Laoui ym. 2011)

(29)

5 Adaptiivisen immuniteetin solut rintasyövässä

Syöpää edistävistä tulehdussoluista tutkituimpia lienevät TAM:t, mutta myös adaptiivisen eli hankitun immuniteetin soluilla on havaittu kykyä vaikuttaa erilaisten syöpien, kuten rintasyövän, kasvuun. Historiallisesti yksinomaan syöpää hillitsevinä pidettyjä syöpäsolu- kossa esiintyviä T- ja B-soluja on alettu katsoa uusin silmin: näilläkin soluilla vaikuttaisi vahvasti olevan useampia eri esiintymismuotoja – kasvainkudokselle edullisia tai haitallisia. (DeNardo ja Coussens 2007.)

5.1 B-solut

Jo vuonna 1992 Whitford ym. huomasivat tutkiessaan rintasyöpäpotilaiden vartijaimusol- mukenäytteiden lymfosyyttiskaalaa virtaussytometrialla, että jakautuvien immunoglobuliini G (IgG) -positiivisten B-solujen määrä imusolmukkeissa oli suurentunut normaalitasoon verrattuna. Lisäksi noin 20 %:ssa invasiivisista rintasyövistä myös itse kasvainkudoksen B- solutasot ovat huomattavan korkeat. B-solut sijaitsevat pääasiassa rypäissä T-solujen kanssa verisuonituksen läheisyydessä. Suuri B-solujen määrä ja kypsyysaste imusolmukkeissa vaikuttaisivat korreloivan korkean histologisen graduksen, useiden metastaasien ja näin ollen huonomman ennusteen kanssa. (DeNardo ja Coussens 2007.) Syy-seuraussuhdetta tästä on toki vielä hankala arvioida.

B-solujen pääasiallinen tarkoitus on muodostaa vasta-aineita eli immunoglobuliineja. Au- tovasta-ainemuodostus autoimmuunitaudeissa on verrattaen hyvin tunnettua ja mekanismi kudostuholle on pääpiirteiltään looginen - häiriö immuunijärjestelmän säätelyssä sallii ke- hon omia kudoksia vastaan hyökkäävien valkosolujen kypsymisen. Autovasta-aineita on havaittu laajalti myös syöpäpotilaiden seerumissa ja tuumoreissa itsessään. Esimerkiksi solusykliä säätelevän, kasvaimia ehkäisevän P53-proteiinin autovasta-aineita esiintyy erilaisissa syövissä. Vaikka mekanismi on tässäkin selkeä, eli P53:n tuhoutuessa solusyklin säätely heikkenee, jolloin kasvainsolujen hallitsemattomalle jakautumiselle on yksi este vähemmän, eivät tutkimukset P53-autovasta-aineen vaikutuksesta ennusteeseen ole yksi- mielisiä. (Tan ja Shi 2003.) Vogl ym. tutkivat vuonna 2000 P53-autovasta-ainetta 113 mu- nasarjasyöpäpotilaalla, 15 rajatapauksella ja 117 potilaalla, joilla oli hyvänlaatuinen muna- sarjakasvain. Vasta-ainetta ei havaittu lainkaan rajatapauksissa tai hyvänlaatuisissa kas-

(30)

vaimissa, mutta munasarjasyöpäpotilailla sitä ilmeni 19 %:lla. P53-autovasta- ainepositiivisuus korreloi tutkimuspotilaissa korkean graduksen ja uusiutumisriskin sekä lyhentyneen elinajanennusteen kanssa. Mitä suurempia määriä vasta-ainetta havaittiin, sitä huonommat edellä mainitut parametrit olivat.

Autovasta-ainemuodostus syöpää sairastavalla ei ole aina pelkästään huono asia, vaan esimerkiksi aiemmin mainittua HER2-reseptoria yliekspressoivaa rintasyöpää sairastavilla potilailla muodostuu usein autovasta-aineita HER2-reseptorille. (Disis ym. 1997.) Tällaista rintasyöpää hoidetaankin nykyään myös tarkoitukseen kehitetyillä biologisilla lääkkeillä, kuten trastutsumabilla, joka on keinotekoinen HER2-spesifinen vasta-aine. (Huovinen ja Tanner 2015.) Pienempimolekyylinen lapatinibi (HER2- ja EGFR-estäjä) on myös kliini- sessä käytössä vastaavaan tarkoitukseen. Lisäksi kehitteillä on muitakin pienimolekyylisiä HER2-estäjiä. (Roy ja Perez 2009.) Myös uudempia HER2-vasta-aineita, kuten pertutsumabi, on jo kliinisessä käytössä (Tanner 2015).

B-solut ja niiden tuottamat vasta-aineet ovat siis selkeästi jossakin määrin tekemisissä syö- vän kasvun kanssa ja niiden roolia mahdollisina syöpäterapiakohteina on syytä tutkia tule- vaisuudessa lisää (DeNardo ja Coussens 2007).

5.2 T-solut

Rintasyöpäkudoksessa on myös T-soluja. Niiden perinteiset alatyypit on jaoteltu pintagly- koproteiiniekspression mukaan CD4+ (auttaja) ja CD8+ (tappaja) -T-soluihin (cluster of differentiation 4 ja 8, T-solujen pinnalla olevia glykoproteiineja) sekä Treg-soluun (sääteli- jä), joka ekspressoi pääasiassa CD4-, CD25- ja FoxP3-pintaglykoproteiineja (forkhead box P3), mutta jonka molekyyliekspressio voi vaihdella. (Wong ym. 1998, Watanabe ym.

2010.) CD3 on pintaglykoproteiini, jota ekspressoivat käytännössä kaikki T-solut ja sitä käytetään yleisesti T-solujen tunnistamiseen (Siitonen ja Penttilä 2015). T-solujen määrä on erityisen suuri korkean graduksen in situ -karsinoomissa ja invasiivisissa karsinoomissa (Wong ym. 1998, Watanabe ym. 2010).

Auttaja-T-solut voivat aktivoitua vielä kahteen alatyyppiin, joilla on erilaiset molekyylieri- tysprofiilit (Moss ym. 2004). Th1-tyypin auttajat erittävät mm. IFN-γ:aa (interferoni gamma), TNF-α:aa (tumor necrosis factor), IL-2:a (interleukiini 2) ja TGF-β:aa (transforming

(31)

growth factor beta) (kuva 3). Kaikki näistä edistävät tappaja-T-solujen toimintaa. IFN-γ ja TNF-α aiheuttavat lisäksi monosyyttien erilaistumista M1-tyyppisiksi, syövälle epäedulli- siksi, sytotoksisiksi makrofageiksi. Toisaalta TGF-β taas provosoi M2-tyypin erilaistumista. (Allavena ym. 2008, DeNardo ja Coussens 2007, Munk ja Emoto 1995.)

Th2-tyypin auttajat erittävät interleukiineja 4, 5, 10 ja 13. Nämä sytokiinit heikentävät tappaja-T-solujen sytotoksisuutta ja aktivoivat B-soluja. IL-10 aiheuttaa lisäksi monosyyttien erilaistumista M2-suuntaan. (Allavena ym. 2008, DeNardo ja Coussens 2007.)

Raaka Th1-Th2-kahtiajakokaan ei varsinaisesti ole enää nykyaikaista, vaan lähinnä suuntaa antavaa (Wan 2010). Näyttäisi kuitenkin siltä, että Th1-tyypin ylimäärä kudoksessa olisi pääasiassa hyvästä, kun taas Th2-tyypin solut edesauttavat syöpäkudokselle elinkelpoisen ympäristön muodostumista (DeNardo ja Coussens 2007). On myös esitetty, että merkittävä määrä sekä auttaja-T- että tappaja-T-soluista transformoituu pitkälle edenneissä maligniteeteissa lopulta kroonisen tulehdusympäristön vaikutuksesta immunosupressiivisiksi Treg- soluiksi (Watanabe ym. 2010).

KUVA 3 Kaaviokuva Th1- ja Th2-tyypin solujen vaikutuksista (DeNardo ja Coussens 2007, suomennettu)

(32)

5.2.1 Treg-solut

Kolmas suuri T-solujen alatyyppi on Treg-solu eli säätelijä-T-solu. Niiden päätehtävänä on nykytiedon mukaan rajoittaa muiden solujen immuunivasteita eli hillitä ylisuuria, kudoksil- le vahingollisia immuunireaktioita (Hori ym. 2003). Treg-soluista tunnetaan useita eri ala- tyyppejä, joilla on erilaiset pintaglykoproteiinit. Syövän kannalta mielenkiintoisimpia ja eniten tutkittuja ovat FoxP3-proteiinia (forkhead box P3, Treg-solujen tumassa) sekä CD4- ja CD25-glykoproteiineja ekspressoivat Treg-solut. (Watanabe ym. 2010.) FoxP3 säätelee Treg-solujen proteiinitranskriptiota sitoutumalla DNA:han. Tarkempaa säätelymekanismia ei vielä tunneta. (Zhang ja Zhao 2007.)

FoxP3-ekspressio voi olla T-soluilla kateenkorvassa syntyessään valmiina, tai se voi vaih- toehtoisesti indusoitua periferiassa. Pelkkä FoxP3 ei riitä tunnistamaan T-solua Treg- soluksi, sillä sitä voivat ekspressoida myös auttaja-T-solut. Sitä käytetään kuitenkin laajalti tutkimuksissa Treg-solujen arviointiin ja sen määrä ja aktiviteetti korreloi riittävän hyvin Treg-solujen aktiviteetin kanssa. (Feuerer ym. 2009, Gupta ym. 2007.) Treg-soluja tunnis- tetaan FoxP3:n lisäksi niiden ekspressoiman GITR:n (glucocorticoid-induced TNFR- related protein), CTLA-4:n (cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4) ja CD25:n (pintaglykoproteiini, IL-2-reseptorin osa) perusteella. Lisäksi tiedetään, että CD127- glykoproteiinia esiintyy suurimmassa osassa T-soluista, mutta Treg-soluissa sitä ei esiinny.

CD127-ekspression voimakkuus on myös kääntäen verrannollinen FoxP3-ekspressioon.

(Watanabe ym. 2010.)

Kuten muitakin T-soluja, myös Treg-soluja on havaittu useanlaisissa syövissä. On huomattu, että vaikka T-solut voivat olla alkuvaiheen maligniteeteissa hyödyllisiä, muuttuvat ne lopulta pääosin immunosupressiivisiksi Treg-soluiksi syöpäympäristössä vallitsevan kroonisen tulehduksen ja syöpäsolujen signalloinnin vaikutuksesta, mikä johtaa pääasiassa syö- vän kasvun edistymiseen. (Wang ja Wang 2007.) Treg-solujen vaikutukset eivät kuitenkaan rajoitu pelkästään pitkälle edenneen maligniteetin kasvun edistämiseen. Liu ym. tutkivat 2009 aktivoituneita ja naiiveja (antigeeniä tapaamattomia) Treg-soluja hiirien rinta- syöpämalleissa. He totesivat, että vaikka Treg-solut eivät kykene hiljentämään alkuvaiheen syövän kasvua inhiboivaa, lähinnä vielä normaalisti toimivien CD4+ eli auttaja-T-solujen indusoimaa immuunivastetta itse kasvainkudoksessa, ne lamaavat tehokkaasti rintasyöpä- alueelta laskevien imuteiden solmukkeissa (vartijaimusolmukkeissa) CD8+- eli tappaja-T-

(33)

solujen toimintaa. Näin ollen Treg-solut näyttäisivät toimivan syöpäpotilaan kannalta epä- edullisesti heti maligniteetin alkuvaiheesta lähtien.

Useissa tutkimuksissa on havaittu, että syöpäpotilailla (myös rintasyöpä) on Treg-soluja enemmän ja niiden osuus kaikista lymfosyyteistä on suurempi veressä, imuteissä ja kasvainkudoksessa syöpää sairastamattomiin nähden. Niiden määrä vaikuttaisi olevan kääntä- en verrannollinen hoidon tehokkuuteen ja suoraan verrannollinen syövän etenemiseen.

Treg-solujen hävittäminen taas näyttäisi vahvistavan toivotunlaista, syöpää rajoittavaa immuunireaktiota. (Kosmaczewska ym. 2008, Perez ym. 2007, Wolf ym. 2003, Liyanage ym.

2002.)

Perez ym. totesivat 2007 tekemässään tutkimuksessa, että HER2-positiivisten syöpien hoi- taminen trastutsumabilla joko muun kemoterapian kanssa tai ilman sitä yleisesti vähensi verenkierrossa olevien Treg-solujen määrää. Treg-solujen määrän väheneminen korreloi toivottujen vaikutusten, kuten taudin stabiloitumisen tai kliinisen vasteen kanssa. Niissä tapauksissa, joissa Treg-solujen määrä kasvoi trastutsumabi-hoidon aikana, myös syöpä eteni. HER2-negatiivisissa syövissä Treg-esiintyvyys ei reagoinut kemoterapiaan.

Liu ym. vuonna 2008 tekemässä tutkimuksessa verrattiin CD4:ää ja voimakkaasti CD25:tä ekspressoivien Treg-solujen määrää syöpäpotilaiden ja syöpää sairastamattomien verestä.

Havaittiin, että syöpäpotilaiden veressä niitä oli merkittävästi enemmän. Suurempi määrä korreloi jälleen huonomman ennusteen kanssa.

Bates ym. vertasivat 2006 FoxP3-positiivisten Treg-solujen määriä terveiden potilaiden rintarauhaskudoksessa eriasteisia syöpiä sairastavien potilaiden määriin. He totesivat, että DCIS-potilaiden kudoksessa määrät olivat selvästi invasiivisia tuumoreita sairastavia pie- nempiä. Lisäksi sekä DCIS:aa että invasiivista karsinoomaa sairastavien syövän uusiutu- misriski korreloi Treg-määrien kanssa. Yleinen elinajanodote laski määrien kasvaessa.

Vaikuttaisi siis siltä, että korkean riskin syövät rekrytoivat muita enemmän FoxP3+ Treg- soluja ja niiden määrä voisi olla käyttökelpoinen ennusteparametri rintasyövän uusimisris- kin arviointiin.

Vuonna 2007 Guptan ym. tekemässä rintasyöpätutkimuksessa vertailtiin FoxP3- ekspressioita invasiivisessa rintasyövässä, DCIS:ssa ja kasvaimen viereisessä normaalissa kudoksessa. Tuloksista todettiin lineaarinen korrelaatio FoxP3:n määrän ja syövän invasii-

(34)

visuuden, koon sekä verisuonittuneisuuden välillä. Tämän perusteella pelkkä FoxP3 saattaisi kudoksesta mitattuna toimia itsenäisenä indikaattorina kasvaimen etenemisen arvioin- nissa.

2009 Merlo ym. arvioivat tarkemmin FoxP3:n käyttöä itsenäisenä indikaattorina rintasyö- vässä kahden muun rintasyöpätutkimuksen tuloksista. Tarkoituksena oli selvittää FoxP3:n arvoa ennustetekijänä. He totesivat, että mitä korkeampi FoxP3:n määrä oli immunovärjä- tyssä kudosleikkeessä, sitä heikompi oli potilaan selviytymismahdollisuus. Määrä korreloi lisäksi kaukometastasointiriskin kanssa, mutta yllättäen se ei kertonutkaan paikallisesta uusiutumisriskistä mitään. Tutkimuksen niistä potilaista, joilta ei löytynyt syöpäsoluja var- tijasolmukkeista eikä kudosnäytteessä ollut FoxP3:a, 100 % oli elossa 10 vuoden seurannassa. Ryhmästä, jonka imusolmukkeet olivat negatiiviset, mutta kudosnäytteestä löytyi FoxP3, oli vastaavassa seurannassa elossa 82 %. Ne potilaat, joiden solmukkeista löytyi syöpäsoluja, mutta kudoksesta ei FoxP3:a, selvisivät 82 %:n todennäköisyydellä 10 vuotta.

Ne, joilla sekä imusolmukkeet että kudosnäytteet olivat positiiviset, selvisivät vain 41 %:n todennäköisyydellä 10 vuotta (kuvio 2).

(35)

KUVIO 2 FoxP3-ekspression vaikutus selviytymiseen vartijasolmukepositiivisilla ja - negatiivisilla potilailla. A: Vartijasolmukkeissa ei syöpäsoluja. B: Vartijasolmukkeissa

syöpäsoluja. (Merlo ym. 2009, suomennettu)

5.2.2 PD-L1/PD-1-reitti

Vuonna 1994 tunnistetun PD-1-reseptorin (programmed cell death protein 1, T-solun pinnalla oleva reseptori) (Shinohara ym. 1994) on viime vuosina havaittu olevan tärkeä erilaisissa syövissä. Sen aktivoijina toimivat PD-L1- ja PD-L2-ligandit, joita ekspressoivat mm.

antigeeniä esittelevät solut. Normaalissa kudosvauriossa PD-1-reseptorin aktivaatio ehkäi-