CC BY
21
УДК 616. 155. 392.8: 575
МАТРИКСНЫЕ МЕТАЛЛОПРОТЕИНАЗЫ-2 И 9 В ПЛАЗМЕ АСПИРАТОВ КОСТНОГО МОЗГА БОЛЬНЫХ ОСТРЫМ МИЕЛОИДНЫМ ЛЕЙКОЗОМ
Инна Федоровна ЛЕСНИЧЕНКО, Сергей Васильевич ГРИЦАЕВ, Иван Иванович КОСТРОМА
ФГБУ Российский НИИ гематологии и трансфузиологии ФМБА России 191024, г. Санкт-Петербург, ул. 2-я Советская, 16
Цель исследования - определить концентрации ММП-2 и ММП-9 в плазме аспиратов костного мозга больных острым миелоидным лейкозом для оценки эффективности специфической терапии. Материал и методы: исследована концентрация ММП-2 и ММП-9 у 76 больных, 32 из которых находились в состоянии полной ремиссии, а 44 вне ее, с помощью иммуноферментного анализа. Результаты и обсуждение. Установлено, что концентрации ММП-2 и ММП-9 при постановке диагноза ниже, чем в полной ремиссии (р = 0,0001). Они увеличивались при полной ремиссии и снижались при рецидиве. Таким образом, концентрации ММП-2 и ММП-9 представляют собой перспективный маркер при оценке объема лейкозной массы в процессе лечения.
Ключевые слова: матриксная металлопротеиназа-2, матриксная металлопротеиназа-9, острый миелоид-ный лейкоз.
Матриксные металлопротеиназы (ММП) - семейство эндопептидаз, которые при совместном действии расщепляют все компоненты экстра-целлюлярного матрикса. Наряду с этим ММП принимают участие в преобразовании регулятор-ных протеинов, включая цитокины, факторы роста и их рецепторы [1, 2, 4]. В физиологических условиях ММП участвуют во многих процессах организма: в заживлении ран, ангиогенезе, органном морфогенезе, апоптозе, костном ремоде-лировании, гемопоэзе, развитии плаценты и др. Кроме того, ММП вовлечены в патогенез широкого спектра заболеваний: воспалительных заболеваний суставов, атеросклероза, нейродегенера-тивных заболеваний, ишемического повреждения миокарда, эмфиземы легких и др. [1, 4, 8].
Установлено, что ММП участвуют на разных этапах развития опухоли (ангиогенезе, росте опухоли, метастазировании) и задействованы в механизмах, которые позволяют опухолевым клеткам избегать иммунного надзора и апоптоза [1, 3, 4]. В настоящее время экспрессия ММП активно исследуется при солидных опухолях. Показано, что ее повышение ассоциировано с низкой диф-ференцировкой опухолевых клеток, их высокой инвазивностью, метастатической активностью. Выявлена сопряженность гиперэкспрессии ММП
с ухудшением выживаемости больных. Данный факт позволяет рассматривать экспрессию ММП как прогностический маркер неблагоприятного течения ряда солидных опухолей [1, 3, 4].
Среди ММП наибольшее внимание онкоге-матологов привлекают желатиназы - ММП-2 и ММП-9, основными субстратами которых являются денатурированный коллаген (желатин) и на-тивный коллаген IV типа. Указанные субстраты представляют собой основные компоненты ба-зальной мембраны, которая является основным препятствием на пути распространения диссеми-нирующих опухолевых клеток [4, 8]. Предпринимались попытки изучить прогностическую ценность экспрессии ММП-2 и ММП-9 у больных онкогематологическими заболеваниями: острым лимфобластным и острым миелоидным лейкозом (ОМЛ), миелодиспластическим синдромом, хроническом лимфолейкозом, неходжкинскими лим-фомами [1, 4, 5, 8]. Однако полученные результаты немногочисленны и противоречивы, что не позволяет сделать заключение о сопряженности экспрессии ММП с объемом лейкозной массы и ответом на проводимую терапию, длительностью полной ремиссии (ПР) и вероятностью прогрессии. Целью настоящей работы явилось сравнительное исследование концентрации ММП-2
Лесниченко И.Ф. - к.б.н., научный сотрудник лаборатории биохимии, e-mail: [email protected] Грицаев С.В. - д.м.н., главный научный сотрудник клинического отдела гематологии, e-mail: [email protected]
Кострома И.И. - младший научный сотрудник клинического отдела гематологии, e-mail: [email protected]
и ММП-9 в плазме аспиратов костного мозга (ПАКМ) больных ОМЛ и определение клинического значения этого показателя как перспективного маркера оценки эффективности специфической терапии.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Проведено исследование уровня ММП-2 и ММП-9 в ПАКМ 76 больных ОМЛ (37 мужчин и 39 женщин в возрасте от 17 до 73 лет, медиана 38 лет). Диагноз ОМЛ устанавливали по критериям классификации ВОЗ опухолей кроветворной и лимфоидной тканей. Заготовку биологических образцов и инициацию цитостатической терапии осуществляли после подписания больными информированного согласия. Образцы ПАКМ получали до начала цитостатической терапии, аликвоты замораживали при -25 °С и хранили до анализа. Содержание ММП-2 и ММП-9 в ПАКМ больных ОМЛ определяли с помощью иммуноферментных тест-систем «Human MMP-9 (total) immunoassay» и «Human MMP-2 (total) immunoassay» (R&D System, США) и ИФА-ана-лизатора «Biotek EL808» (США).
Среди обследованных были 32 человека, у которых на момент исследования в костно-мозговом пунктате количество бластных клеток составляло менее 5 %, данная группа обозначена как «ПР». В число остальных 44 пациентов с активной стадией ОМЛ, в костно-мозговом пунктате которых количество бластных клеток превышало 5 %, входили лица с вновь выявленным ОМЛ, рецидивом, а также резистентными формами заболевания. Данная группа обозначена как «вне ПР».
В индукционный период больным назначался стандартный курс химиотерапии «7 + 3». Консолидирующие курсы включали цитарабин в дозе более 1 г/м2/введение. При отсутствии ответа на индукционные курсы применялся курс терапии «HAM». Вариант противорецидивной терапии определялся сроками развития рецидива: при ремиссии длительностью более 12 мес. назначался курс «7 + 3», при продолжительности ремиссии менее 12 мес. - курс «HAM». Резистентность верифицировали при отсутствии ПР на два последовательных курса «7 + 3».
У трех больных проведено исследование содержания ММП-2 и ММП-9 в ПАКМ в ходе лечения. Интервалы между сроками заготовки образцов ПАКМ составляли от 3 до 6 мес.
Общую выживаемость определяли как период жизни от даты постановки диагноза ОМЛ до смерти, независимо от ее причины. При ее расчете учитывались результаты наблюдений за больными в течение не менее 3 мес.
Результаты исследования были проверены на нормальность распределения с использованием однофакторного дисперсионного анализа. Поскольку распределение полученных результатов отличалось от нормального, для вычисления статистической значимости различий между исследованными выборками применяли непараметрический критерий Манна - Уитни.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В результате проведенного анализа выявлено различие в концентрации ММП-2 и ММП-9 в ПАКМ больных ОМЛ в ПР и вне ПР. Так, содержание ММП-9 в ПР составило 391,00 ± ± 51,19 нг/мл. При этом разброс показателей был в широком диапазоне - от 4,40 до 1556,12 нг/мл. В то же время концентрация ММП-9 у больных вне ПР была значимо ниже - 51,88 ± 21,56 нг/мл (р = 0,0001), а разброс показателей находился в более узком диапазоне, от 97,43 до 170,7 нг/мл.
У трех больных, у которых с момента диагностики ОМЛ был инициирован лабораторный мониторинг, выявлен факт повышения концентрации ММП-9 в ПАКМ в 1,5-5,0 раза по сравнению с исходными показателями. Напротив, при рецидиве заболевания концентрация ММП-9 снижалась (см. рисунок).
Ранее установлено, что в ПАКМ больных ОМЛ при постановке диагноза уровень ММП-9 значительно ниже, чем у здоровых лиц. При достижении ПР концентрация ММП-9 достигает нормальных величин и вновь снижается при рецидиве заболевания [7]. Полученные в настоящей работе результаты совместно с данными литературы позволяют рассматривать уровень ММП-9 в ПАКМ как суррогатный маркер при оценке качества ответа на химиотерапию больных ОМЛ.
600 п
Первично- Полная Рецидив
активная ремиссия
стадия
Рис. Содержание ММП-2 и ММП-9 в ПАКМ больных ОМЛ в первично-активной стадии, при ПР и рецидиве
При изучении образцов ПАКМ также было установлено различие в концентрации ММП-2 в разные периоды лечения больных ОМЛ. Так, уровень ММП-2 в ПАКМ больных ОМЛ в ПР составлял 263 ± 8,37 нг/мл (от 76,44 до 380,74 нг/мл). У больных вне ПР концентрация ММП-2 была ниже и равнялась 220,80 ± 8,10 нг/мл (от 92,43 до 328,95 нг/мл). Выявленное различие было статистически значимым (р = 0,0001).
Изменение уровня ММП-2 в ПАКМ в процессе лечения оценено у тех же трех больных, у которых исследована и концентрация ММП-9. Оказалось, что у двух пациентов при достижении ПР концентрация ММП-2 повышалась (максимально в 2 раза) по сравнению со значениями при постановке диагноза, а у одного - практически не изменялась (см. рисунок).
Сведения о содержании ММП-2 в ПАКМ у больных ОМЛ в литературе противоречивы. По мнению одних авторов, уровень ММП-2 практически не изменяется при проведении противолей-козной терапии [7]. Однако в других исследованиях было продемонстрировано, что концентрация ММП-2 до начала химиотерапии была значимо ниже показателей контрольной группы и группы больных с ПР [6]. Собственные данные свидетельствуют о разных сценариях изменения уровня ММП-2 при наблюдении за больными ОМЛ, что, вероятно, обусловлено разным объемом клеток патологического клона. Данный факт требует дальнейшего накопления клинического материала.
ММП-2 может продуцироваться в межклеточную среду как бластными, так и стромальными клетками [1, 4, 8]. Возможно, что уменьшение содержания ММП-2, имеющее место при диагностике и рецидиве ОМЛ, отчасти обусловлено замещением клеток стромы миелобластами. Вместе с тем не исключено, что низкая концентрация ММП-2 связана с ее повышенной утилизацией вследствие усиления ангиогенеза, который наблюдается у больных ОМЛ [4, 6, 8].
При анализе возможных корреляционных связей не выявлено ассоциации уровня ММП-2 и ММП-9 в ПАКМ, определяемого при диагностике ОМЛ, с возрастом больных, количеством бластных клеток в костном мозге и морфологическим вариантом ОМЛ. Не обнаружено также корреляции концентрации ММП-2 и ММП-9 с общей выживаемостью больных.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Полученные в настоящей работе результаты позволяют сделать вывод о том, что изменения концентрации ММП-2 и ММП-9 в ПАКМ на разных этапах лечения больных ОМЛ ассоциированы с качеством ответа на химиотерапию. Концентрации ММП-2 и ММП-9 представляют собой перспективные маркеры при оценке объема лейкозной массы. Мониторинг уровня ММП-2 и ММП-9 может быть полезен при оценке ответа в процессе терапии ОМЛ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гайдамака Н.В., Паровичникова Е.Н., Зава-лишина Л.Э. и др. Значимость матриксных метал-лопротеиназ и их ингибиторов в норме, онкологии и онкогематологии // Терапевт. арх. 2009. 81. (7). 91-96.
2. Ганусевич И.И. Роль матриксных металло-протеиназ (ММП) при злокачественных новообразованиях. I. Характеристика ММП, регуляция их активности, прогностическое значение // Онкология. 2010. 12. (1). 10-22.
3. Ганусевич И.И. Роль матриксных металло-протеиназ (ММП) при злокачественных новообразованиях II. Участие ММП в ангиогенезе, инвазии и метастазировании опухолей // Онкология. 2010. 12. (1). 108-117.
4. Лесниченко И.Ф., Грицаев С.В., Капустин С.И. Матриксные металлопротеиназы: характеристика, роль в лейкозогенезе и прогностическое значение // Вопр. онкологии. 2011. 57. (3). 286-294.
5. Лесниченко И.Ф., Грицаев С.В., Сергеев А.Н., Кострома И.И. Активность матриксных металло-протеиназ ММП-2 и ММП-9 в плазме аспиратов костного мозга больных острым миелоидным лейкозом // Биомед. химия. 2013. 59. (5). 578-584.
6. Aref S., Osman E., Omer N. et al. Prognostic relevance of circulating matrix metalloproteinase-2 in acute myeloid leucaemia patients // Hematol. Oncol. 2007. 25. 121-126.
7. Lin L., Lin D., Cyang C. et al. Marrow matrix metalloproteinases (MMPs) and tissue Inhibitors of MMP in acute leukaemia: potential role of MMP-9 as a surrogate marcer to monitor leukaemic status in patients with acute myelogenous leukaemia // Br. J. Haematol. 2002. 117. 835-841.
8. Yu X.F., Han Z.C. Matrix metalloproteinases in bone marrow: roles of gelatinases in physiological hematopoiesis and hematopoietic malignancies // Histol. Histopatol. 2006. 21. 519-531.
MATRIXS METALLOPROTEINASES-2 AND 9 IN PLASMA OF BONE MARROW ASPIRATES OF PATIENTS WITH ACUTE MYELOID LEUKEMIA
Inna Federovna LESNICHENKO, Sergey Vasiljevich GRITSAEV, Ivan Ivanovich KOSTROMA
Institute of Hematology and Transfusiology 191024, St. Petersburg, 2-nd Sovetskaja str., 16
Aim. To determine MMP-2 and MMP-2 levels in aspirate's plasma of bone marrow of patients with acute myeloid leukemia and to evaluate their prognostic significance. Methods. The level of MMP-2 and MMP-9 were studied in 76 patients (32 in complete remission ad 44 in non complete remission). ELISA kits (R&D systems) were used. Results and discussion. The level of MMP-2 and MMP-9 at the period of AML diagnosis was lower than in complete remission (p = 0.0001). The level increased in complete remission and decreased in relapse. Conclusion. The level of MMP-2 and MMP-9 are perspective markers to determine the volume of residual disease during the treatment of patients with acute myeloid leukemia.
Key words: matrix metaUoproteinase-2, matrix metaUoproteinase-9, acute myeloid leukemia.
Lesnichenko I.F. - candidate of biological sciences, researcher of biochemical laboratory, e-mail: [email protected]
Gritsaev S.V - doctor of medical sciences, chief researcher of clinical department for hematology, e-mail: [email protected]
Kostroma I.I. - junior researcher of clinical department for hematology, e-mail: [email protected]
