PTU - Polskie Towarzystwo Urologiczne

APOPTOZA, CZYLI ZAPROGRAMOWANA ŚMIERĆ KOMÓRKI W NIEKTÓRYCH CHOROBACH GRUCZOŁU KROKOWEGO
Artykuł opublikowany w Urologii Polskiej 2000/53/3.

autorzy

Zbigniew Wolski, Tomasz Drewa
Katedra i Klinika Urologii Akademii Medycznej im. L. Rydygiera w Bydgoszczy
Kierownik: prof. dr hab. med. Z. Wolski

słowa kluczowe

stercz zaprogramowana śmierć komórki (apoptoza)

streszczenie

Apoptoza nazywamy zjawisko zaprogramowanej śmierci każdej komórki
przebiegające zarówno w warunkach fizjologicznych, jak i patologicznych.
Celem pracy jest przedstawienie najnowszej wiedzy na temat apoptozy w
komórkach gruczołu krokowego, możliwości wytłumaczenia stanów cho-
robowych, zapobiegania i leczenia łagodnego rozrostu oraz raka stercza.
Badania ostatnich kilku lat przedstawiły dowody, iż każda komórka organi-
zmu ma zaprogramowaną informację dotyczącą samounicestwienia, czyli
kontrolowanej śmierci w procesie zwanym apoptoza. Dzięki tym badaniom
udało się wyjaśnić część zagadnień związanych z przemianami komórek
w nowotworowe, jak i wyjaśnić mechanizmy związane z działaniem leków
przeciwnowotworowych. Szybko rozwijająca się gałąź medycyny, jaką jest
terapia genowa, już wykorzystuje te informacje w celu modyfikowania cza-
su życia komórek. Liczba prac naukowych, dotyczących zjawiska apopto-
zy, wydanych w ciągu ostatnich pięciu lat wynosi około 30 000.
Intensywne badania dotyczące zaprogramowanej śmierci komórek w ster-
czu prowadzone są od 1996 roku. Autorzy tego opracowania próbują przed-
stawić zarys wiedzy na temat fizjologicznej śmierci komórki w sterczu oraz
nakreślić płynące z tego wnioski praktyczne, które w najbliższej przyszło-
ści będą miały zastosowanie kliniczne.

ZAPROGRAMOWANA ŚMIERĆ KOMÓRKI (APOPTOZA)
Termin apoptoza (po grecku apoptosis oznacza opadanie liści lub płat-
ków z kwiatów pod koniec okresu wegetacji) został wprowadzony w 1971
roku przez Kerriego, Wyllie i Cumę, w celu określenia zjawiska fizjologicz-
nej zaprogramowanej śmierci komórki. W nazewnictwie angielskim Pro-
grammed Cell Death (PCD) oznacza zaprogramowaną, altruistyczną, sa-
mobójczą śmierć komórki. Apoptoza przebiega zarówno w warunkach
fizjologicznych, jak i patologicznych. Śmierć komórki jest niezbędna do utrzy-
mania homeostazy każdego organizmu. Apoptoza jest wynikiem ekspresji
genów i zachodzi z udziałem reakcji biochemicznych. W odróżnieniu od
zaprogramowanej genetycznie śmierci komórki, występuje również zjawi-
sko nekrozy, a więc śmierci komórki pod wpływem masywnych czynni-
ków uszkadzających, które powodują utratę równowagi osmotycznej w
komórce. W przeciwieństwie do nekrozy apoptoza bywa nazywana czyn-
ną śmiercią komórki [61]. Apoptoza odgrywa główną rolę w homeostazie
organizmu zarówno w trakcie procesów rozwojowych (embriogeneza,
morfogeneza), jak i degeneracyjnych [16]. Zjawisko apoptozy zachodzi
w czasie atrofii narządów hormonozależnych, jak i podczas normalnego
obrotu komórek w każdym narządzie.
Zaburzenia homeostazy, u podstaw których leżą zjawiska proliferacji i
umierania komórek, wiążą się z powstaniem wielu stanów patologicz-
nych, takich jak nowotwory, AIDS, choroby neurodegeneracyjne, np. cho-
roba Alzheimera. Dzięki apoptozie usuwane są niepotrzebne, potencjal-
nie niebezpieczne komórki, m.in. autoreaktywne limfocyty, komórki
zainfekowane przez wirusy i komórki nowotworowe [44].
APOPTOZA W KOMÓRKACH NABŁONKOWYCH
PRAWIDŁOWEGO STERCZA
Nabłonek wydzielniczy gruczołu krokowego rośnie i dojrzewa pod
wpływem androgenów, szczególnie 5-alfa-dihydrotestosteronu, który sty-
muluje mitozę oraz hamuje zaprogramowaną śmierć komórek stercza.
Na regulację apoptozy w nabłonku gruczołu krokowego wpływają rów-
nież inne hormony, np. prolakryna, która jest fizjologicznym czynnikiem
hamującym apoptozę [2].
Apoptoza komórek nabłonka wydzielniczego w prawidłowym gruczole
krokowym szczura po usunięciu jąder w obejmuje dwa stadia: odwracal-
ne i nieodwracalne (ryc. 1).
Pierwsze odwracalne stadium obserwowane jest po 24 godzinach po
kastracji. W komórkach nabłonkowych gruczołu krokowego wykazano
obecność białka CD95 związanego z indukcją apoptozy oraz bcl-2 i Bax,
odpowiedzialnych za regulację procesu śmierci komórki [23, 27, 43], Po
zadziałaniu czynnika inicjującego, następuje przekazanie sygnału. Najle-
piej została poznana droga przekazywania sygnału przez receptor CD95
(CD95/CD95L) [59]. Cząsteczka receptora CD95 należy do dużej rodziny
białek receptora TNF (Tumor Necrosis Factor). Po związaniu receptora CD95
z ligandem CD95 (CD95L) następuje jego aktywacja. Sygnał z receptora
CD95 jest przekazywany komórce przez białko DD (Death Domain – dome-
na śmierci) i cząsteczkę pośredniczącą FADD (cząsteczka związana z re-
ceptorem CD95). Cząsteczka białka FADD zawiera domenę efektorową
apoptozy (Death Effector Domain), dzięki której aktywuje kaspazy, enzymy
odpowiedzialne za przebieg fazy wykonawczej apoptozy.
Przekazywanie sygnału apoptozy regulują różne białka z rodziny Bcl-
2 (B cell leukemia 2 – produkt onkogenu białaczkowego). W tej grupie bia-
łek są zarówno czynniki hamujące apoptozę (bcl-2, bcl-x, A-l, Mel-1), jak
i czynniki ją promujące (Bax, Bad, Bmi, Hik, Bak). Cząsteczki białek ro-
dziny bcl-2 łączą się i tworzą różnego rodzaju dimery, np. Bax/Bax czy
też bcl-2/Bax. W zależności od tego, które cząsteczki białek hamujące czy
promujące mają przewagę liczebną, sygnał śmierci zostaje transmitowa-
ny lub zahamowany. Pod wpływem leczenia androgenami zmiany te mogą
ustępować.
Drugie stadium apoptozy (faza wykonawcza) jest nieodwracalne. Ko-
mórki nabłonka wydzielniczego zostają skierowane ostatecznie na szlak
śmierci. Białkami fazy wykonawczej apoptozy są proteazy serynowe
zwane kaspazami [35]. Kaspazy są enzymami katalitycznymi. Substrata-
mi dla kaspaz są białka fragmentacji DNA (DFF – DNA Fragmentation
Factor), które z kolei aktywują endonukleazy odpowiedzialne za fragmen-
tację chromatyny. Nukleazy degradują DNA najpierw na duże fragmen-
ty polinukleosomalne (50-300 kb), a potem na małe fragmenty oligonu-
kleosomalne. Za fragmentację DNA odpowiadają endonukleazy, które
katalizują hydrolizę wiązań internukleosomalnych. Cząsteczkami poli-
peptydowymi są także polimeraza-poli ADP-rybozy (PARP), laminina A
i B, kinaza białkowa A i C, aktyna, białko retinoblastomy, kinaza białko-
wa DNA, białko 41 rybonuklearne [67,54]. W 7-10 dni po kastracji część
brzuszna prostaty szczura jest zredukowana o 80%.
PRZEROST GRUCZOŁU KROKOWEGO A APOPTOZA
Przerost gruczołu krokowego może wynikać z wzmożonej proliferacji
komórek podstawnych i zmniejszonej częstości występowania zaprogra-
mowanej śmierci komórki jako przeciwwagi dla intensywnych podzia-
łów komórkowych. U podstaw tego zjawiska znajduje się nadekspresja
genu odpowiedzialnego za syntezę białka bcl-2. Białko bcl-2 hamuje za-
programowaną śmierć komórki w gruczole krokowym [10]. Zaburzenia
w łagodnym przeroście stercza mogą dotyczyć nieprawidłowej prolifera-
cji komórek warstwy podstawnej, na co wskazywałaby nadprodukcja
białka Bcl-2 w tych komórkach i brak apoptozy po blokadzie androgeno-
wej [5]. Kyprianou i wsp. zauważyli wzmożone procesy proliferacji w
nabłonku przerośniętego stercza, zaś ilość komórek apoptotycznych w
warstwie podstawnej i wydzielniczej nabłonka stercza jest większa w
gruczole prawidłowym niż w przerośniętym [26]. Zjawisko to ma zwią-
zek ze zmianą ekspresji genu syntetyzującego TGF?1 w komórkach zrębu
przerośniętego gruczołu. TGF ?1 jest negatywnym czynnikiem wzrostu
komórek i induktorem apoptozy w warunkach fizjologicznych [28]. Ob-
serwacje te potwierdzają badania wpływu doxazosyny na komórki gru-
czołu krokowego [25]. Doxazosyna i terazosyna nie wpływają na szyb-
kość proliferacji, zwiększają natomiast ilość komórek apoptotycznych
zarówno w zrębie-gruczołu, jak i wśród komórek nabłonka. Zanik komó-
rek zrębu stercza leży u podstaw terapeutycznego wpływu blokady re-
ceptorów ?1 w leczeniu objawów BPH [8]. Komórki nabłonkowe stercza
ulegają apoptozie również pod wpływem finasterydu, co prowadzi do
zmniejszenia masy gruczołu krokowego [47]. Insulinopodobny czynnik
wzrostu (IGF) hamuje proces apoptozy indukowany farmakologicznie
w komórkach mięśniowych zrębu stercza poprzez receptor tego czynni-
ka wzrasta, zaś promuje proliferację komórek zrębu charakterystyczną
dla łagodnego rozrostu gruczołu krokowego [18]. Claus i wsp. zauważa-
ją, że wzrost objętości gruczołu krokowego w łagodnym rozroście stercza
jest związany przede wszystkim z proliferacją komórek zrębu przy znacz-
nie obniżonym indeksie apoptycznym [9]. Taboga natomiast uważa, że
apoptoza występuje częściej w rozroście guzkowym stercza niż w raku
gruczołu krokowego [65].
Komórki gruczołu krokowego szczura ulegają charkterystycznym dla
apoptozy zmianom już w trzy dni po kastracji szczurów [24]. Tkanka
gruczołowa w łagodnym rozroście stercza nie podlega apoptozie w przy-
padku pozbawienia jej testosteronu. Odmiennie zachowują się komórki
raka stercza oraz komórki w prawidłowym gruczole krokowym [5]. Inhi-
bitor 5? -reduktazy powoduje apoptozę w komórkach nabłonka prostaty
szczura poprzez obniżenie poziomu dihydrotestosteronu [63].
ŚRODNABŁONKOWA NEOPLAZJA STERCZA (PIN) I APOPTOZA
Podobnie jak w przypadku raka stercza, zmiany dysplastyczne opisy-
wane są jako śródnabłonkowa neoplazja gruczołu krokowego (PIN); są
one wieloogniskowe i genetycznie heterogenne. Zarówno blokada andro-
genowa, jak i radioterapia odwracają wysokiego stopnia neoplazję śród-
nabłonkowa (high grade PIN). Obserwacje te poczyniono w związku z
badaniami nad chemoprewencją raka gruczołu krokowego [4, 38].
W komórkach pobranych z ognisk PIN poziom białka bcl-2 był wyższy
niż w odpowiadających im komórkach w łagodnym rozroście stercza, co
świadczy o występująch zaburzeniach apoptozy już na etapie dysplazji
komórek nabłonka stercza [19].
Myers i Grizzle są zdania, że śródnabłonkowa neoplazja polega na za-
burzeniach różnicowania komórek [40]. Dowodzi tego wysokie stężenie
takich markerów, jak PCNA, pl85erb-B2, pl80erb-B3 czy TAG-72. Muta-
cje genu p53, jak i wysoki poziom białek TGF? i bcl-2 są charakterystycz-
ne dla zaawansowanych postaci raka stercza [58,60]. Shibata i wsp. udo-
wodnili na modelu doświadczalnym, że wysokiego stopnia śród-
nabłonkowa neoplazja jest stadium prekursorowym raka stercza [55]. Szla-
ki sygnałowe prowadzące do apoptozy związane z kinazami aktywowa-
nymi przez mitogeny są wyraźnie zaburzone w komórkach pochodzą-
cych z ognisk PIN [32]. Stwierdzono narastającą nadprodukcję
nieprawidłowego białka P53 wśród komórek prawidłowego nabłonka po-
przez komórki PIN aż po komórki nowotworowe. Procent komórek apop-
totycznych zwiększa się w kolejności od komórek prawidłowego nabłon-
ka przez komórki PIN do raka stercza i jest większy w przypadku leczenia
blokadą androgenową niż bez niej [36]. Liczba komórek proliferujących
zachowuje się odwrotnie po blokadzie androgenowej niż liczba komórek
apoptotycznych [37]. Indeks apoptotyczny, czyli procent komórek apop-
toycznych w stosunku do pozostałych komórek zliczonych w polu wi-
dzenia mikroskopu w skrawkach z PINem oraz z rakiem stercza, jest ade-
kwatny do aktywności komórek. Jednak indeks apoptotyczny, jako od-
dzielny marker, w diagnostyce klinicznej jest mało przydatny [70].
APOPTOZA A RAK STERCZA
Eksperymentalne i epidemiologiczne badania nad karcinogenezą wy-
kazują, że ponad 90% nowotworów nabłonkowych związane jest z mu-
tacjami i zaburzeniami proliferacji nabłonka. Prawidłowo funkcjonująca
komórka musi kontrolować trzy różne procesy aby zapobiegać karcino-
genezie, tj programowaną śmierć komórki, dojrzewanie i różnicowanie
komórek, wzrost i proliferację [21].
Większa przeżywalność komórek nowotworowych w sterczu wiąże się
zarówno ze wzrostem proliferacji, jak i obniżeniem ilości komórek apop-
totyczny ch [66]. Komórki niezróżnicowane raka stercza charakteryzują
się wysoką ekspresją białek z rodziny bcl-2 zapobiegających występowa-
niu apoptozy [22,34]. Komórki nowotworu w przerzutach powinny mieć
obniżoną zdolność przeżycia, ponieważ lokalizują się w miejscach dla
siebie nietypowych, np. komórki raka stercza w tkance kostnej. Ponieważ
tkanka kostna nie jest miejscem, które może dostarczać wszystkich sub-
stancji wzrostowych dla komórek raka, w komórce nowotworowej ist-
nieje zatem mechanizm zapobiegający apoptotycznej śmierci komórek.
Tego mechanizmu należy dopatrywać się m.in. w nadekspresji genu
bcl-2, którego produkt zapobiega przekazywaniu sygnału apoptozy. Me-
chanizm ten może odpowiadać za przeżywanie komórek w siedliskach
dla nich nieprzyjaznych. Białko bcl-2 jest tylko jednym z dużej grupy czyn-
ników hamujących apoptozę [1].
W badaniu in vitro wykazano, że komórki raka stercza człowieka wy-
kazują nadekspresję fosfatazy-1 dla kinazy białkowej aktywowanej mito-
gennie (MKP-1), która hamuje programowaną śmierć komórki, co wiąże
się istotnie z indukcją fenotypu nowotworowego komórki stercza [50,57].
Linia komórek raka stercza (LNCaP/bcl-2) charakteryzująca się wysoką
ekspresją białka bcl-2 wykazuje oporność na apoptozę indukowaną w
hodowli komórkowej bez androgenów lub bez czynników wzrostu [20].
W badaniach klinicznych stwierdzono, że leczenie raka stercza za po-
mocą całkowitej blokady androgenowej powoduje wzrost ilości komórek
w stadium apoptozy [46]. Ciągłość tego procesu leczniczego może jednak
zostać przerwana. W miarę jak rak stercza staje się hormononiezależny
wzrasta ilość komórek proliferujących, a maleje ilość komórek apopto-
tycznych [48].
Ucieczka komórek raka stercza spod kontroli hormonalnej jest uwa-
runkowana wieloma czynnikami, które wzmacniają działanie antyapop-
totyczne, zmiany w cyklu mitotycznym i stymulują podziały komórek al-
ternatywnymi drogami [31].
Indukcja zaprogramowanej śmierci komórek raka stercza podczas blo-
kady androgenowej lub chemioterapii może być wzmocniona przez za-
hamowanie czynności białka antyapoptotycznego bcl-2. Skojarzone le-
czenie antysensownym oligodeoxynukleotydem do bcl-2 i paclitaxelem
guza Shionogi u myszy polega na działaniu synergistycznym leków. W wa-
runkach in vivo następuje redukcja guza, zaś in vitro nasilają się procesy
apoptozy i zmniejsza się dziesięciokrotnie IC50 paclitaxelu (stężenie po-
wodujące 50% umieralność komórek w hodowli) [15]. Odwrotne zjawi-
sko zachodzi przy nadprodukcji białka bcl-2. Komórki doświadczalnej
linii raka stercza o nazwie LNCaP przy wzmożonej nadprodukcji białka
antyapoptotycznego bcl-2 nie wchodzą na drogę apoptozy zaindukowa-
nej in vitro przez witaminę D3 [3]. Nadekspresja białka Bcl-2 w komór-
kach nowotworowych stercza sprzyja powstawaniu klonów komórek
opornych na leczenie antyandrogenowe [14]. Sumitomo i wsp. wykazali,
że nadekspresja białka bcl-2 wiąże się z aktywacją czynnika NF-kB (ją-
drowy czynnik kappa B) w przypadku apoptozy indukowanej w komór-
kach raka stercza przez TNF [62].
Produkt genu p53 reguluje w komórce ilość czynników indukujących
apoptozę (Bax), jak i hamujących apoptozę (bcl-2). W komórkach nowo-
tworowych gen p53 jest zmutowany i nie syntetyzuje odpowiednigo biał-
ka, co wyraża się zwiększoną zawartością produktu genu bcl-2 w stosun-
ku do produktu genu bax i wiąże się z większą przeży walnością komórek
nowotworowych. Czynnik transkrypcyjny p53 jest produkowany w ko-
mórce, np. w odpowiedzi na uszkodzenia DNA i hipoksję. Poziom białka
p53 wpływa na translację białek Bax i białek bcl-2. Przy wysokim pozio-
mie białek p53 następuje wzmożona translacja białka Bax, które indukuje
apoptozę, zaś niski poziom białka p53 indukuje syntezę białek bcl-2. któ-
re hamują apoptozę. Ocena ekspresji białka bcl-2 łącznie z białkiem p53
w sterczu wyciętym podczas radykalnej prostatektomii może być czynni-
kiem rokowniczym. Jak dotąd takiej oceny nie dokonano w przypadku
wycinków pobranych w trakcie biopsji gruczołu krokowego [7, 39].
Komórki raka stercza, tak jak komórki innych raków, wykazują ekspre-
sję genu CD95 (Apo-1, Fas), związanego z indukcją zaprogramowanej śmier-
ci komórki [12,43]. Rokhlin i wsp. opisują w komórkach raka stercza zabu-
rzenia procesu apoptozy [49]. Obserwacje te potwierdza fakt, iż ekspresja
białek związanych z fazą wykonawczą apoptozy, np. kaspaz, jest mniej-
sza niż białek związanych z fazą indukcji apoptozy, np. białek Fas. W tkan-
kach pochodzących od pacjentów z łagodnym rozrostem stercza nie odno-
towuje się takich zaburzeń [66]. Komórki, które były najbardziej oporne na
apoptozę po usunięciu czynników odżywczych lub zadziałaniem przeciw-
ciała antyFas wywołującego apoptozę, charakteryzowały się brakiem biał-
ka Bax, które jest jednym z fizjologicznych induktorów apoptozy. Zjawisko
oporności na apoptozę indukowaną przez Fas lub TNF a jest częste w ko-
mórkach raka stercza [51]. Komórki raka stercza o wysokim stopniu złośli-
wości i fenotypie przerzutowym charakteryzują się wysoką ekspresją bia-
łek o działaniu antyapoptotycznym (bcl-2) i niską ekspresją białek
działających proapoptotycznie, np. Bax lub Bak [33].
APOPTOZA A LECZENIE RAKA STERCZA
W tydzień po usunięciu jąder, w materiale pobranym w trakcie biopsji
stercza od chorych z rakiem, ilość komórek apoptotycznych była większa
u pacjentów z obniżeniem poziomu PSA niż u pacjentów bez obniżenia
poziomu całkowitego PSA [59].
Antyandrogen bicalutamid (Casodex) powoduje apoptozę komórek raka
stercza szczura oraz zwiększoną syntezę białka wiążącego IGF (Insulin-
like Growth Factor). IGF odgrywa ważną rolę w mechaniźmie regulacji apop-
tozy, hamuje zaprogramowaną śmierć komórki. Poziom czynnika IGF ko-
reluje z częstością występowania raka stercza [41, 45, 56], U pacjentów,
których organizm nie odpowiada na leczenie antyandrogenowe, nie stwier-
dza się większej ilości komórek apoptotycznych i zmniejszonej proliferacji
komórkowej. U pacjentów, u których terapia antyandrogenowa nie powio-
dła się, stwierdzono wysoki poziom nieprawidłowego białka p53 [64]. Ko-
mórki raka stercza oporne na leczenie chemioterapeutykami mają niepra-
widłowy szlak przewodzenia sygnału dla apoptozy. Nieprawidłową syntezę
ceramidów w komórce [68]. Rekonstrukcja aktywności syntetazy cerami-
du pozwala na wystąpienie apoptozy w komórkach raka stercza uprzed-
nio niereagujących apoptozą na napromienianie [12]. Nupponen i Visakor-
pi zwracają uwagę na fakt, iż terapia antyandrogenowa powoduje selekcję
komórek opornych na androgeny, które charaktaryzują się amplifikacją
między innymi genów anty apoptotycznych, takich jak bcl-2 [42].
Poznanie funkcji białek p53 i bcl-2 oraz Bax w raku gruczołu krokowe-
go dało podstawy do rozpoczęcia eksperymentalnej genoterapii raka ster-
cza, polegającej na przywróceniu właściwej funkcji białka p53 i zahamo-
waniu syntezy białka bcl-2 [13, 72, 73]. Genoterapia raka stercza polega
na wprowadzeniu do komórek prawidłowego białka p53, które zwiększa
ilość komórek apoptotycznych [17].
CHEMOPREWENCJA RAKA STERCZA
Ze zjawiskiem zaprogramowanej śmierci komórki, jak i podziałami mi-
totycznymi oraz z zaburzeniami równowagi między nimi, łączą się w przy-
padku raka stercza przesłanki do stosowania chemoprewencji. Znaleziono
wiele czynników modyfikujących fizjologiczną śmierć komórki nabłonka,
jak i zrębu gruczołu krokowego [29, 30, 53]. W badaniach klinicznych te-
stuje się obecnie wpływ DFMO (difluorometylornitynę), isoflawonoidy, flu-
tamid i finasteryd oraz związki selenu [12,71]. Kwasy tłuszczowe omega-
3 mogą być również czynnikami zapobiegającymi rakowi stercza, gdyż
wzbudzają proces apoptozy [52]. Pochodna kwasu retinowego 4-HPR (N-
(4-hydroksyphenyl)retinamide) pobudza proces apoptozy w komórkach
raka stercza in vitro oraz komórek dysplastycznych, co może mieć istotne
znaczenie w chemoprewencji raka stercza [6, 69]. Nie wyjaśniono do koń-
ca chemoprewencyjnego wpływu leków blokujących receptory a, stoso-
wanych często i długotrwale w praktyce urologicznej [25].
PODSUMOWANIE
Śmierć komórki, podobnie jak podziały komórkowe, jest zjawiskiem fi-
zjologicznym. Łagodny przerost stercza jest wynikiem wzmożonej proli-
feracji komórek nabłonka gruczołowego, jak i komórek zrębu stercza oraz
zmniejszonej ilości komórek umierających na drodze apoptozy, będącej
przeciwwagą dla intensywnych podziałów komórkowych. Udowodnio-
no indukujący apoptozę wpływ finasterydu i niektórych leków blokują-
cych receptory ? w komórkach nabłonka i zrębu stercza. Zjawisko zapro-
gramowanej śmierci komórek w największym stopniu zaburzone jest w
komórkach raka stercza, co dowodzi ważności procesów apoptozy w
transformacji nowotworowej. Indeks apoptotyczny, czyli odsetek komó-
rek apoptotycznych, odzwierciedla aktywność biologiczną komórek w
ogniskach środnabłonkowej neoplazji gruczołu krokowego, jak i komó-
rek raka stercza. Ocena indeksu apoptotycznego w tkance raka stercza, u
pacjentów leczonych całkowitą blokadą androgenową, może być dobrym
wskaźnikiem prognozującym, szczególnie w powiązaniu z oceną innych
czynników rokowniczych.
Szczególnie istotny wydaje się problem regulacji procesu apoptozy w
dwóch stanach patologicznych gruczołu krokowego: raku stercza i w ogni-
skach PIN.
W raku stercza istotne jest wprowadzenie jak największej liczby komó-
rek nowotworowych w cykl przemian dążących do apoptozy. Można to
osiągnąć dzięki działaniu odpowiednio dobranym lekiem lub promienio-
waniem jonizującym, jak i przez wprowadzenie zmian w aparacie gene-
tycznym komórki metodami stosowanymi w terapii genowej.
Zapobieganie chorobie nowotworowej stercza związane jest ogniska-
mi komórek dysplastycznych w gruczole krokowym. Wiele środków
uznawanych za chemoprewencyjne wpływa na zwiększenie ilości umie-
rających komórek dysplastycznych w gruczole krokowym, a przez to
na przywrócenie równowagi między komórkami dzielącymi się a giną-
cymi.
Dokładne poznanie zjawiska apoptozy w komórkach stercza i po-
twierdzenie zależności jej od różnych czynników budzi nadzieje na
wprowadzenie skutecznego zapobiegania (chemoprewencji) rakowi ster-
cza u chorych z PIN oraz na polepszenie wyników leczenia hormono-
niezależnych raków.

piśmiennictwo

  1. [1] Agus, D. B., Cordon- Cardo, C, Fox, W., Drobnjak, M., Koff, A., Golde,
  2. D. W., Schwer, H. I.: Prostate cancer cell cycle regulators: response to androgen
  3. withdrawal and development of androgen independence. J. Nat. Cancer Inst. 1999,
  4. 91, 1869-1876.
  5. [2] Ahonen, T. J., Harkonen, P. L., Laine, J., Rui, H., Martikainen, P. M.,
  6. Nevalainen, M. T.: Prolaktin is a survival factor for androgen-deprived rat dorsal
  7. and lateral prostate epithelium in organ culture. Endocr. 1999,140, 5412-5421.
  8. [3] Blutt, S. R., McDonnell, T. J., Polek, T. C, Weigel, N. L.: Cakitnol-induced
  9. apoptosis in LNCaP cells is blocked by overexpression ofBcl-2. Endocr. 2000,141,
  10. 107.
  11. [4] Bostwik, D. G., Neumann, R., Qian, J., Cheng, L.: Reuersibility of prostatic
  12. intraepithełial neoplasia: Implications for chemoprevention. Eur. Urol. 1999, 35,
  13. 492-495.
  14. [5] Cardillo, M., Berchem, G., Tarkington, M. A., Krajewski, S., Krajewski,
  15. M., Reed, J.-C, Tehan, T., Ortega, L., Lagę, J., Gelmann, E. P: Resistance to
  16. apoptosis and up regulation of Bcl-2 in benign prostatic hyperplasia after androgen
  17. deprwation. J. Urol. 1997,158, 212-216.
  18. [6] Chen, Y. R., Zhou, G., Tan, T. H.: c-Jun N-terminal kinase mediates apoptotic signah
  19. ing induced by N-(4-hydroxyphenyl)retinamide. Mol. Pharmacol. 1999,56,1271-
  20. 1279.
  21. [7] Choi, N. G., Sohn, J. H., Park, H. W., Jung, T. Y.: Apoptosis and nuclear
  22. shapes in benign prostate hyperplasia and prostate adenocarcinoma: Comparison with
  23. and relation to Gleason score. Int. J. Urol. 1999, 6,13-18.
  24. [8] Chon, J. K., Borkowski, A., Partin, A. W., Isaacs, J. T., Jacobs, S. C,
  25. Kyprianou, N.: Alpha l-adrenoceptor antagonists terazosin anddoxazosin induce
  26. prostate apoptosis without affecting cell proliferation in patients with benign prostat-
  27. ic hyperplasia. J. Urol. 1999, 161, 2002-2008.
  28. [9] Claus, S., Berges, R., Senge, T., Schulze, H.: Celli kinetic in epithelium and
  29. strorna of benign prostatic hyperplasia. J. Urol. 1997,158, 217-221.
  30. [10] Colombel, M., Vacherot, F., Diez, S. G., Fontaine, E., Buttyan, R., Chopin,
  31. D.: Zonal variation of apoptosis and proliferation in the normal prostate and in
  32. benign prostatic hyperplasia. Br. J. Urol. 1998, 82, 380-385.
  33. [11] Costa-Pereira, A. P., Cotter, T. G.: Camptothecin sensitizes androgen-indepen-
  34. dent prostate cancer cells to anti-F as-induced apoptosis. Br. J. Cancer 1999,80,371-
  35. 378.
  36. [12] Garzotto, M., Haimovitz-Friedman, A., Liao, W. C, White-Jones, M,
  37. Huryk, R., Heston, W. D., Cardon-Cardo, C, Kolesnick, R., Fuks, Z.:
  38. Reversal of radiation resistance in LNCaP cells by targeting apoptosis through cera-
  39. mide synthase. Cancer Res. 1999, 15, 5194-5201.
  40. [13] Gjertsen, B. T., Logothetis, Ch. J., McDonnell, T. J.: Molecular regulation of
  41. cell death and the rapeutic strategies for cell death induction in prostate carcinoma.
  42. Cancer Metast. Rev. 1999,17, 345-351.
  43. [14] Gleave, M. E., Miayake, H., Goldie, J., Nelson, C, Tolcher, A.: Targeting
  44. bcl-2 gene using to delay androgen-independent progression and enhance chemosen-
  45. sitivity in prostate cancer using antisense bcl-2 oligodeoxynucleotides. Urol. 1999,
  46. 54 (6A Suppl.), 36-46.
  47. [15] Gleave, M., Tolcher, A., Miyake, H., Nelson, C, Brown, B., Beraldi, E.,
  48. Goldie, J.: Progression to androgen independence is delayed by adjuvant treatment
  49. with antisense Bcl-2 oligodeoxynucleotides after castration in the LNCaP prostate
  50. tumor model. Clin. Cancer Res. 1999, 5, 2891-2898.
  51. [16] Gosden, R., Spears, N.: Programmed cell death in the reproductive system. Br.
  52. Med. Bull. 1997, 5, 644-661.
  53. [17] Grace, M. J., Xie, L., Musco, M. L., Cui, S., Gumani, M., DiGiacomo, R.,
  54. Chang, A., Indelicato, S., Syed, J., Johnson, R., Nielsen, L. L.: The use of
  55. laser scanning cytometry to assess depth of penetration ofadenovirus p53 gene ther-
  56. apy in human xenograft biopsies. Am. J. Path. 1999,155,1869-1878.
  57. [18] Grant, E. S., Ross, M. B., Ballard, S., Naylor, A., Habib, F. K.: The insulin-
  58. like growth type I receptor stimulates growth and suppresses apoptosis in prostatic
  59. stromal cells. J. Clin. Endocr. Metab. 1998, 83, 3252-3257.
  60. [19] Haussler, O., Epstein, J. I., Amin, M. B., Heitz, P. U., Hailemariam, S.:
  61. Cell proliferation, apoptosis, oncegene, and tumor suppresor gene status in adenosis
  62. with comparison to benign prostatic hyperplasia, prostatic intraepithelial neoplasia,
  63. and cancer. Hum. Path. 1999, 30,1077-1086.
  64. [20] Kajiwara, T., Takeuchi, T., Ueki, T., Moriyama, N., Ueki, K., Kakizoe, T.,
  65. Kawabe, K.: Effect of Bcl-2 overexpression in human prostate cancer cells in vitro
  66. and in vivo. Int. J. Urol. 1999, 6, 520-525.
  67. [21] Kelloff, G. J., Lieberman, R., Steele, V. E., Boone, Ch. W., Lubet, R. A.,
  68. Kopelovitch, L., Malone, W. A., Crowell, J. A., Sigman, C. C: Chemopre-
  69. vention of prostate cancer: concepts and strategies. Eur. Urol. 1999,35,342-350.
  70. [22] Krajewska, M., Krajewski, S., Epstein, J. I., Shabaik, A., Sauvageot, J.,
  71. Song, K., Kitada, S., Reed, J. C: Immunohistochemical analysis of bcl-2, bax, bcl-
  72. X, and mci-1 expression in prostate cancers. Am. J. Path. 1996,148,1567-1576.
  73. [23] Krajewski, S., Krajewska, M., Shabaik, A., Miyashita, T., Wang, H. G.,
  74. Reed, J. C: Immunohistological determination of in vivo distribution of bax, a
  75. dominant inhibitor of bcl-2. Am. J. Path. 1994,145,1323-1336.
  76. [24] Kwong, J., Choi, H. E., Huang, Y., Chan, F. L.: Ultrastructural and biochem-
  77. ical observations on the early changes in apoptotic epithelial cells of the rat prostate
  78. induced by castration. Cell Tiss. Res. 1999, 298,123-136.
  79. [25] Kyprianou, N., Litvak, J. P., Borkowski, A., Alexander, R., Jacobs, S. C:
  80. Induction of prostate apoptosis by doxazosin in benign prostatic hyperplasia. J. Urol.
  81. 1998, 159, 1810-1815.
  82. [26] Kyprianou, N., Tu, H., Jacobs, S. C: Apoptotic versus proliferative activities
  83. in human benign prostatic hyperplasia. Hum. Path. 1996, 27, 668-675.
  84. [27] Lee, S. H., Shin, M. S., Park, W. S., Kim, S. Y., Dong, S. M., Lee, H. K.,
  85. Park, J. Y., Oh, R. R., Jang, J. J., Lee, I. Y., Yoo, N. J.: Immunohistochemical
  86. analysis of fas ligand expression in normal human tissues. APMIS1999,107,1013-
  87. 1019.
  88. [28] Lee, C, Sintich, S. M., Mathews, E. P., Shah, A. H., Kundu, S. D., Perry,
  89. K. T., Cho, J. S., Ilio, K. Y., Cronauer, M. V., Janulis, L., Sensibar, J. A.:
  90. Transforming growth factor- beta in benign and malignant prostate. Prostate 1999,
  91. 39, 285-290.
  92. [29] Li, C. J., Li, Y. Z., Pinto, A. V., Pardee, A. B.: Potent inhibition of tumor
  93. survival in vivo by beta-lapachone plus taxoh combining drugs imposes different
  94. artificial checkpoints. Proc. Nat. Acad. Sci. 1999, 96,1369-1374.
  95. [30] Lim, J. T., Piazza, G. A., Han, E. K., Delohery, T. M., Li, H., Finn, T. S.,
  96. Buttyan, R., Yamamoto, H,, Sperl, G. J., Brendel, K., Gross, P. H., Pam-
  97. ukcu, R., Weinstein, I. B.: Sulindac derivatives inhibit growth and induce apopto-
  98. sis in human prostate cancer cell lines. Biochem. Pharm. 1999,58,1097-1107.
  99. [31] Lu, S., Tsai, S. Y., Tsai, M. J.: Molecular mechanisms of androgen-independent
  100. growth of human prostate cancer LNCaP-AI cells. Endocr. 1999,140, 5054-5059.
  101. [32] Magi-Galluzi, C.,'Montironi, R., Cangi, M. G., Wishnow, K., Loda, M.:
  102. Mitogen-activated protein kinases and apoptosis in PIN. Virchows Arch. 1998,
  103. 432, 407-413.
  104. [33] McConkey, D. J., Greene, G., Pettaway, C. A.: Apoptosis resistance increases
  105. with metastatic potential in cells of the human LNCaP prostate carcinoma line. Can-
  106. cer Res. 1996, 56, 5594-5599.
  107. [34] Mikuz, G.: Pathology of prostate cancer. Old problems and new facts. Adv. Clin.
  108. Path. 1997,1, 21-34.
  109. [35] Miller, L. J., Marx, J.: Apoptosis. Science 1998, 281,1301.
  110. [36] Montironi, R., Magi-Galluzzi, C, Fabris, G.: Apoptotic bodies in prostatic
  111. intraepithelial neoplasia and prostatic adenocarcinoma following total androgen ab-
  112. lation. Path. Res. Pract. 1995,197, 873-880.
  113. [37] Montironi, R., Magi-Galluzzi, C. M., Marina, S., Diamanti, L.: Quantita-
  114. tive characterization of the frequency and location of cell proliferation and death in
  115. prostate pathology. J. Cell Biochem. Suppl. 1994,19, 238-245.
  116. [38] Montironi, R., Magi-Galluzzi, C, Scarpelli, M., Giannulis, I., Diaman-
  117. ti, L.: Occurrence of cell death (apoptosis) in prostatic intraepithelial neoplasia. Vir-
  118. chows. Arch. Path. Anat. Histopath. 1993, 423, 351-357.
  119. [39] Moul, J. W.: Angiogenesis, p53, bcl-2 and Ki-67 in the progression of prostate
  120. cancer after radical prostatectomy. Eur. Urol. 1999, 35, 399-407.
  121. [40] Myers, R. B., Grizzle, W. E.: Changes in biomarker expression in the develop-
  122. ment of prostatic adenocarcinoma. Biotech. Histochem. 1977, 72,86-95.
  123. [41] Nickerson, T., Pollak, M.: Bicalutamide (Casodex)-induced prostate regression
  124. involves increased expression of genes encoding insulin-like growth factor binding
  125. proteins. Urology 1999, 54, 1120-1125.
  126. [42] Nupponen, N., Visakorpi, T.: Molecular biology of progression of prostate can-
  127. cer. Eur. Urol. 1999, 35, 351-354.
  128. [43] Powell, W. C, Fingletpn, B., Wilson, C. L., Boothby, M., Matrisian, L.
  129. M.: The metalloproteinase matrilysin proteolytically generates active soluble fas ligand
  130. and potentiates epithelial cell apoptosis. Curr. Biol. 1999, 9,1441-1447.
  131. [44] Radziszewska, E.: Fizjologiczna rolaapoptozy. Post. Biol. Kom. 1995,22,247-
  132. 261.
  133. [45] Rajah, R., Khare, A., Lee, P. D., Cohen, P.: Insulin-like growth factor-binding
  134. protein-3 is partially responsible for high-serum-induced apoptosis in PC-3 prostate
  135. cancer cells. J. Endocr. 1999,163,487-494.
  136. [46] Reuter, V. R.: Pathological changes in benign and malignant prostatic tissue follow-
  137. ing androgen deprovation therapy. Urology 1997, 49 (3A Suppl.), 16-22.
  138. [47] Rittmaster, R. S., Nonnan, R. W., Thomas, L. N., Rowden, G.: Evidence for
  139. atrophy and apoptosis in the prostates of men given finasteride. J. Clin. Endrocrinol.
  140. Metab. 1996, 81, 814-819.
  141. [48] Rittmaster, R. S., Thomas, L. N., Wright, A. S., Murray, S. K., Carlson,
  142. K., Douglas, R. C, Yung, J., Messich, M., Bell, D., Lazier, C. B.: Theutility
  143. of tissue transglutaminase as a marker of apoptosis during treatment and progression
  144. of prostate cancer. J. Urol. 1999,162, 2165-2169.
  145. [49] Rokhlin, O. W., Bishop, G. A., Hostager, B. S., Waldschmidt, T. I., Si-
  146. dorenko, S. P., Pavloff, N., Kiefer, M. C, Umansky, S. R., Glover, R. A.,
  147. Cohen, M. B.: Fas-mediated apoptosis in human prostatic carcinoma cell lines.
  148. Cancer Res. 1997, 57f 1758-1768.
  149. [50] Rokhlin, O. W., Glover, R.A., Cohen, M. B.: Fas-mediated apoptosis in human
  150. prostatic carcinoma cell lines occurs via activation ofcaspase-8 and caspase-7. Can-
  151. cer Res. 1998, 58, 5870-5875.
  152. [51] Rokhlin, O. W., Hostager, B. S., Bishop, G. A., Sidorenko, S. P., Glover,
  153. R. A., Gudkov, A. V., Cohen, M. B.: Dominant nature of the resistance tofas-and
  154. tumor necrosis factor-alfa-mediated apoptosis in human prostatic carcinoma cell lines.
  155. Cancer Res. 1997, 57, 3941-3943.
  156. [52] Rose, D. P., Connolly, J. M.: Omega-3 fatty acids as cancer chemopreventive
  157. agents. Pharm. Ther. 1999, 83, 217-244
  158. [53] Riuz, L., Miguel, A., Diaz-Laviada, I.: Delta ^-tetrahydrocannabinol induced
  159. apoptosis in human prostate PC- 3 cells via a receptor-independent mechanism. FEBS
  160. Lett. 1999, 458, 400-404.
  161. [54] Savill, J.: Recognition and phagocytosis of cells undergoing apoptosis. Br. Med.
  162. Bull. 1995, 53, 491-508.
  163. [55] Shibata, M. A., Ward, J. M., Devor, D. E., Liu, M. L., Green, J. E.: Progres-
  164. sion of prostatic intraepithelial neoplasia to invasive carcinoma in C3(l)/SV40 large
  165. T antigen transgenic mice: histopathological and molecular biological alterations.
  166. Cancer Res. 1999, 56, 4894-4903.
  167. [56] Shim, M., Cohen, P.: IGFs and human cancer: implications regarding the risk of
  168. growth hormone therapy. Horm. Res. 1999,51 (Suppl. S3), 42-51.
  169. [57] Srikanth, S., Franklin, C. C, Duke, R. C, Kraft, R. S.: Human DU145
  170. prostate cancer cells overexpressing mitogen-activated protein kinase phosphatase -1
  171. are resistant to fas ligand-induced mitochondrial perturbations and cellular. Mol.
  172. Cell Biochem. 1999,199,169-178.
  173. [58] Stattin, P., Damber, J. E., Karlberg, L., Nordgren, H., Bergh, A.: Bcl-2
  174. immunoreaclivity in prostate tumorgenesis in relation to prostatic intraepithelial
  175. neoplasia, grade, hormonal status, metastatic growth and survival. Urol. Res. 1996,
  176. 24, 257-264.
  177. [59] Stattin, P., Westin, P., Damber, J. H., Bergh, A.: Short-term cellular effects
  178. induced by castration therapy in relation to clinical outcome in prostate cancer. Br. J.
  179. Cancer 1998, 77, 670-675.
  180. [60] Steinberg, J., Oyasu, R., Lang, S., Sinlich, S., Rademaker, A., Lee, C,
  181. Kozlowski, J. M., Sensibar, J. A.: Intracellular levels of'SGP-2 (Clusterin) corre-
  182. late with tumor grade in prostate cancer. Clin. Cancer Res. 1997, 3,1707-1711.
  183. [61] Steller, H.: Mechanism and genes of cellular suside. Science 1995, 267, 1445-
  184. 1449.
  185. [62] Sumimoto, M., Tachibana, M., Nakashima, J., Murai, M., Miyajima, A.,
  186. Kimura, F., Hayakawa, M., Nakamura, H.: An essential role for nuclear factor
  187. kappa B in preventing TNF-alfa induced cell death in prostate cancer cells. J. Urol.
  188. 1999, 161, 674-679.
  189. [63] Sun, Z. Y., Wu, H. Y., Wang, M. Y., Tu, Z. H.: The mechanism ofepristeride
  190. agains benign prostatic hyperplasia. Eur. J. Pharm. 1999, 371, 227-233.
  191. [64] Szende, B., Romics, I., Torda, I., Bely, M., Szegedi, Z., Lovasz, S.: Apopto-
  192. sis, mitosis, p53, bcl(2), Ki-67 and clinical outcome in prostate carcinoma treated by
  193. androgen ablation. Urol. Int. 1999, 63,115-119.
  194. [65] Taboga, S. R.: Apoptosis as a mediator of hyperplastic recovery in human prostate
  195. lesions: cytochemical and immunocytochemical evaluation. Cytobios. 1999, 99,19-
  196. 26.
  197. [66] Tang, D. G., Li, L., Chopra, D. P., Porter, A. T.: Extended survivability of
  198. prostate cancer cells in the absence of tropic factors: incresed proliferation, evansion of
  199. apoptosis, and the role of apoptosis proteins. Cancer Res. 1998, 58, 3466-3479.
  200. [67] Thornberry, N. A., Lazebnik, Y.: Caspases: enemies within. Science 1998,281,
  201. 1312-1316.
  202. [68] Wang, X. Z., Beebe, J. R., Pwiti, L. Bielawska, A., Smyth, M. J.: Aberrant
  203. sphingolipid signaling is involved in the resistance of prostate cancer cell lines to
  204. chemotherapy. Cancer Res. 1999, 59, 5842-5848.
  205. [69] Webber, M. M., Bello-De-Ocampo, D., Quader, S., Deocampo, N. D., Met-
  206. calfe, W. S., Sharp, R. M.: Modulation of the malignant phenotype of human
  207. prostate cancer cells by N-(4-hydroxyphenyl) retinamide (4-HPR). Clin. Exp. Metast.
  208. 1999, 17, 255-263.'
  209. [70] Wheeler, T. M., Rogers, E., Aihara, M., Scardino, P. T., Thompson, T. C:
  210. Apoptotic index as a biomarker in prostatic intraepithelial neoplasia (PIN) and pros-
  211. tate cancer. J. Cell Biochem. Suppl. 1994,19, 202-207.
  212. [71] Whelan, P.: Retinoids in chemoprevention. Eur. Urol. 1999, 35, 424-428.
  213. [72] Yang, G., Timme, T. L., Park, S. H., Wu, X., Wyllie, M. G., Thompson, T.
  214. C: Transformating growth factorbeta I transduced mouse prostate reconstituctions:
  215. II. Induction of apoptosis by doxazosin. Prostate 1997, 33,157-163.
  216. [73] Ying, S. Y., Chuong, C. M., Lin, S.: Suppression ofactivin-induced apoptosis by
  217. novelantisense strategy in human prostate cancer cells. Biochem. Biophys. Res.
  218. Commun. 1999, 26, 669-673.