АКТГ - адренокортикотропный гормон

БИК - болезнь Иценко-Кушинга

ГНО - гормонально-неактивные опухоли

МРТ - магнитно-резонансная томография

ПЦР - полимеразная цепная реакция

ССО - сердечно-сосудистые осложнения

СТГ - соматотропный гормон

IGFALS - белковый комплекс с нестабильной кислотной субъединицей, связывающей инсулиноподобный фактор роста

IGFBP3 - белок 3-го типа, связывающий инсулиноподобный фактор роста

Аденомы гипофиза - наиболее часто встречающиеся внутричерепные опухоли. По данным аутопсий и исследований с применением различных методов визуализации, их распространенность достигает 22,5% [1]. Клинически значимые проявления по различным исследованиям варьируют от 7,76 на 10 000 населения до 1 на 1064 обследованных людей [2, 3]. Злокачественные опухоли гипофиза встречаются крайне редко, их агрессивность определяется избыточной гормональной секрецией с вторичными нарушениями метаболизма всех органов и систем и/или компрессией соседних структур, в том числе здоровых тканей гипофиза с развитием гипопитуитаризма, т. е. дефицита гормонов гипофиза с клиническими проявлениями гипогонадотропного гипогонадизма и бесплодия, вторичного гипотиреоза, вторичной надпочечниковой недостаточности, а также из-за активного роста появляются множественные неврологические нарушения. Наиболее часто встречаются гормонально-неактивные опухоли (ГНО) и пролактиномы - пролактинсекретирующие опухоли (по 35%). На долю кортикотропино́м (опухоли, секретирующие адренокортикотропный гормон - АКТГ) и соматотропино́м (опухоли, секретирующие соматотропный гормон - СТГ) приходится по 10-15% случаев, тиреотропино́м - менее 1% [4].

Хирургическое лечение практически всех аденом гипофиза, за исключением пролактинсекретирующих, остается методом выбора. Однако при инвазивном росте аденомы (30-50% случаев) полное удаление опухоли не представляется возможным [5]. Кроме того, даже при достижении ремиссии сразу после операции у 30-40% пациентов в дальнейшем развиваются рецидивы заболевания. Отдельные сложности связаны с диагностикой и лечением гормонально-активных аденом гипофиза, которые не визуализируются при магнитно-резонансной томографии (МРТ), в том числе с контрастным усилением [6, 7]. Наиболее часто такими особенностями обладают АКТГ-секретирующие новообразования гипофиза (до 20%) - болезнь Иценко-Кушинга (БИК). Клиническую картину БИК необходимо дифференцировать от АКТГ-секретирующей опухоли другой локализации - АКТГ-эктопией. Пятилетняя выживаемость пациентов с гиперкортицизмом без лечения составляет 50% [8]. Кроме того, гиперкортицизм сопряжен с целым рядом инвалидизирующих осложнений: артериальной гипертонией с повышением риска развития сердечно-сосудистых осложнений (ССО), инфекциями, нарушениями углеводного обмена, депрессией, остеопорозом и т. д. [9]. Гормонально-неактивные аденомы могут клинически не проявляются в течение длительного времени, но в случае инвазивного роста крайне сложно поддаются лечению. Отсутствие надежных биомаркеров затрудняет раннюю диагностику, оценку радикальности лечения, выявление рецидива. Кроме того, существует проблема дифференциальной диагностики ГНО гипофиза и пролактино́м. Это связано с небольшим повышением уровня пролактина при гормонально-неактивных аденомах гипофиза из-за «эффекта пересеченной ножки гипофиза», который развивается при сдавлении гипоталамуса и ножки гипофиза растущей опухолью, что приводит к нарушению транспорта дофамина - главного ингибитора секреции пролактина. Известны случаи, когда определяется нормальный уровень пролактина при истинных пролактиномах, что связано с ограничениями методов исследования пролактина в крови [10, 11].

Акромегалия - тяжелое заболевание, вызванное избыточной секрецией гормона роста (СТГ) опухолью гипофиза у лиц с законченным физиологическим ростом. Характеризуется патологическим диспропорциональным периостальным ростом костей, хрящей, мягких тканей, внутренних органов. Основными причинами повышенной смертности и сокращения продолжительности жизни являются ССО, нарушения функции органов дыхания, злокачественные новообразования желудочно-кишечного тракта и др. Симптомы акромегалии развиваются медленно, в среднем период от появления первых симптомов до установления диагноза составляет около 8 лет. На момент постановки диагноза у 88% пациентов с акромегалией выявляют макроаденому гипофиза (более 10 мм), что затрудняет ее радикальное удаление. Нерешенной проблемой, как и у пациентов с болезнью Иценко-Кушинга, является определение прогноза после нейрохирургического удаления опухоли и назначения аналогов соматостатина. Уровень ремиссии после аденомэктомии у пациентов с акромегалией снижается с увеличением промежутка времени после операции [10, 12].

Необходимо отметить, что затруднена оценка злокачественного потенциала опухолей гипофиза. Хотя 99% аденом гипофиза являются доброкачественными, в 55% случаев выявляется инвазивный рост в окружающие ткани (твердую мозговую оболочку, костные структуры), что с клинической точки зрения обусловливает агрессивное поведение (быстрый и частый рецидив, значительный рост или отсутствие должного эффекта от стандартной терапии). Однако, учитывая критерии классификации аденом гипофиза ВОЗ (версия 2004 г.: высокая митотическая активность, индекс метки Ki-67 более 3%, положительная экспрессия Р53), проследить четкую корреляцию между их гистологическим строением, иммунофенотипом и биологическим поведением не всегда возможно, и типичные аденомы могут вести себя агрессивнее, чем атипичные или карциномы [13].

В последние годы проводятся исследования биомаркеров нового поколения - микроРНК, разработаны панели этих молекул, специфические для различных заболеваний. Активно изучается экспрессия этих маркеров в аденомах гипофиза. Особенно ценным качеством микроРНК является стабильность, что позволяет исследовать их в периферической крови, а это значительно облегчает их изучение и применение в клинике.

Обозначенные проблемы в диагностике и лечении различных видов аденом гипофиза представляется возможным решить при помощи изучения микроРНК в тех случаях, когда бессильны уже разработанные и хорошо известные методы.

К микроРНК относятся не кодирующие РНК-молекулы, состоящие из 18-28 нуклеотидов. В настоящее время у человека известны около 940 видов микроРНК. По различным данным микроРНК регулируют экспрессию от 10-30% [14, 15] до 30-50% [16] генов, кодирующих белки. Этот процесс осуществляется двумя путями. Один путь заключается в связывании микроРНК с совершенно комплементарными парами на таргетной мРНК. Другой путь регуляции - в несовершенном связывании микроРНК с частично комплементарными сайтами на нетранслируемых участках таргетной мРНК, что приводит к частичной деградации микроРНК и угнетению трансляции белка.

Главная функция микроРНК заключается в посттранскрипционной регуляции экспрессии белков. Одна микроРНК способна воздействовать на несколько генов и регулировать экспрессию нескольких белков. При этом множество микроРНК могут модулировать экспрессию одних и тех же генов и взаимодействовать друг с другом [17]. МикроРНК контролируют такие биологические процессы в клетках, как рост, дифференцировку, апоптоз, адгезию, метаболизм, миграцию, нейрогенез, стресс, устойчивость к различным воздействиям, гемопоэз.

Биогенез микроРНК проходит несколько стадий и происходит в ядрах и цитоплазме клеток. В результате транскрипции микроРНК возникает первичный предшественник при воздействии рибонуклеазы 2-го типа. Затем при помощи экспортина-5 происходит перемещение предшественника микроРНК из ядра в цитоплазму. В цитоплазме при воздействии эндонуклеаз образуется материнская двойная микроРНК, состоящая из 18-25 нуклеотидов. Двойная микроРНК внедряется в белковый комплекс, в котором одна из цепей становится матричной микроРНК, другая - ликвидируется.

МикроРНК являются соединениями, устойчивыми к воздействию рибонуклеазы, в отличие от РНК. Поэтому микроРНК возможно обнаружить в различных средах человека (кровь, моча, ликвор, слюна, грудное молоко, слезная и перитонеальная жидкость). МикроРНК способны проникать через клеточные мембраны или захватываться другими клетками, где они будут выполнять свою функцию через активацию генов, кодирующие белки. После экспорта за пределы клетки, микроРНК располагаются в микровезикулах, которые защищают их от действия циркулирующих рибонуклеаз. Кроме того, микроРНК могут связываться с транспортными белками (аргонаут - AGO) [18]) или с липопротеинами высокой плотности [19]. Известно, что микровезикулы секретируются такими клетками, как нервные, стволовые, эпителиальные, дендритные, лимфоциты, тромбоциты в результате их жизнедеятельности или после смерти клетки [20]. Микровезикулы, специфичные происхождению клеток, которые их вырабатывают, кроме микроРНК, содержат мРНК, белки, цитокины, различные рецепторы на поверхности [21]. Таким образом, нахождение микроРНК внутри микровезикул или в составе белковых комплексов обеспечивает им сохранность от неблагоприятных воздействий ферментов, температуры (замораживания и оттаивания), изменения рН. В работе E. Hergenreider [22] описано перемещение микроРНК в составе микровезикул от клетки к клетке между различными клеточными популяциями через сосудистую стенку. B. Laffont показал распространение микроРНК в составе белкового комплекса AGO между тромбоцитами и эндотелиальными клетками сосудов [23].

Обращает внимание функция микровезикул, которая заключается в взаимодействии клеток между собой подобно гормонам. L. Zitvogel и соавт. [24] показали, что микровезикулы, которые секретируются дендритными клетками и несут антигены, способные запускать иммунный ответ. Продемонстрировано, что в злокачественных новообразованиях опухолевые клетки могут воздействовать на свое окружение при помощи секреции микровезикул, которые оказывают паракринное влияние и таким образом запускают процессы ангиогенеза, распространения метастазов, пролиферации за счет подавления иммунного ответа [25]. В последних исследованиях показано, что клетки злокачественных опухолей желудка и поджелудочной железы способны вырабатывать микровезикулы, которые поддерживают онкогенез в метастазах и угнетают проапаптотические эффекты, и элиминируют микроРНК, подавляющие рост опухоли [26, 27].

Для определения и подсчета уровня экспрессии микроРНК в различных средах используются следующие методы. Традиционно применяют нозерн-блоттинг, который является «золотым стандартом», однако в связи с ограничением метода чаще всего используют количественную полимеразную цепную реакцию (ПЦР). В дополнении к указанным методам возможно использовать гибридизацию in situ и микрочиповые исследования [28, 29].

Таким образом, учитывая секрецию микровезикул, содержащих микроРНК, стабильность этих молекул, предлагается исследовать эти соединения не только в тканях, но и в сыворотке или плазме крови [15]. В последнее время приобретает большое значение исследование микроРНК именно в крови, так как это простой и безопасный способ получения материла, а также разработаны протоколы и имеются коммерческие наборы для определения этих молекул.

Известно, что микроРНК в норме участвуют в развитии различных органов и тканей. Нарушение регуляции микроРНК связано с возникновением многих заболеваний, таких как сахарный диабет, сердечно-сосудистые и различные нейродегенеративные заболевания [30].

Особую роль в развитии опухолей играет дизрегуляция микроРНК, которая заключается в нарушении метилирования. Ряд исследований показывают, что нарушение регуляции и синтеза микроРНК может проходить в двух направлениях: микроРНК с высоким уровнем экспрессии могут функционировать в качестве онкогенов, тогда как микроРНК с низким уровнем экспрессии являются супрессорами развития опухолей [31]. Более того, во многих опухолях гены микроРНК определяются в регионах генома, вовлеченные в хромосомные нарушения [32]. МикроРНК являются ключевыми участниками на всех этапах онкогенеза: инициация, прогрессия, распространение метастазов. Кроме того, предполагается, что имеющиеся ДНК-метилирующие препараты, возможно, способны приводить в норму процессы метилирования и регулировать уровень экспрессии микроРНК.

Для большинства опухолей (рак молочной железы [33], яичников [34], простаты [35], колоректальный рак [36], рак желудка [37], печени [38], поджелудочной железы [39], легких [40], почек [41], лимфомы центральной нервной системы [42]) изучены специфические для них профили микроРНК. Таким образом, известные специфические микроРНК помогают решать ряд важных задач у пациентов с опухолями различной локализации: дифференцировать виды опухолей, их гистогенез, при наличии метастазов определить локализацию первичного очага, отличить опухолеподобные изменения от опухолей.

В последние годы накапливаются данные о роли микроРНК в опухолях гипофиза. При помощи микрочиповых исследований изучены специфические панели микроРНК, по которым возможно определить вид аденомы гипофиза. СТГ- и ПРЛ-секретирующие опухоли имели сходные панели с гиперэкспрессией miR-23a, miR-23b, miR24−2 и гипоэкспрессией miR-26b [43]. Такое сходство объясняется происхождением указанных опухолей из общих предшественников (соматотрофные стволовые клетки). Гиперэкспрессия микроРНК из семейства miR-30 характерна для АКТГ-секретирующих аденом. Экспрессия такого специфического профиля связана с ранней детерминацией кортикотрофов при цитодифференцировке гипофиза. Для гормонально-неактивных аденом характерна более разнообразная панель микроРНК (см. таблицу), так как они имеют гетерогенное происхождение (гормонально-неактивные гонадотропиномы, кортикотропиномы, нуль-клеточные опухоли, онкоцитомы гипофиза).

В аденомах гипофиза также изучены профили микроРНК по отношению к размеру, росту и инвазивным свойствам. В исследовании А. Cheng [44] показана гиперэкспрессия miR-140 в гормонально-неактивных макроаденомах. В эксперименте угнетение экспрессии miR-140 приводит к уменьшению клеточного роста. В результате этого предположили, что избыточная экспрессия miR-140 стимулирует клеточную пролиферацию и способствует дальнейшему опухолевому росту.

В работе Н. Butz [45] представлен комплексный биоинформативный анализ, проведенный при помощи множественных алгоритмов, который доказал наличие отрицательной корреляции между размером ГНО и уровнем экспрессии ряда микроРНК: 6 микроРНК из 18 (miR-450b-5p, miR-424, miR-503, miR-542−3p, miR-629, miR-214) были значительно сниженны, 1 микроРНК (miR-592) была с признаками гиперэкспрессии и 11 микроРНК не отличались от нормальной ткани гипофиза по уровню экспрессии в гормонально неактивных аденомах. Авторы предполагают, что miR-629 и miR-214 c низким уровнем экспрессии воздействуют на BCL-2, антиапоптотическую молекулу. Таким образом, эти микроРНК воздействуют на рост опухоли через нарушение регуляции апоптоза.

В исследовании Bottoni изучена экспрессия miR-15а, miR-16−1, которые локализуются в хромосоме 13q14. Известно, что указанный регион хромосомы подвергается делеции в опухолях гипофиза. В другой работе того же автора изучены 10 соматототропино́м и 10 пролактино́м с исследованием экспрессии miR-15а, miR-16−1 при помощи нозерн-блоттинга. В результате обнаружена гипоэкспрессия указанных миРНК в аденомах по сравнению с нормальной тканью гипофиза, а также выявлена обратная корреляция между этими микроРНК и размером опухолей [46].

При исследовании микроРНК в 14 кортикотропиномах показана гипоэкспрессия miR-145, miR-21, miR-141, miR-150, miR-15а, miR-16, miR-143 и let-7a по сравнению с нормальной тканью гипофиза. При анализе экспрессии указанных микроРНК и размеров опухолей не выявлена связь между этими показателями, однако обнаружена корреляция между низким уровнем экспрессии miR-141 и рецидивом БИК после аденомэктомии [47].

В другой работе сравнивали экспрессию микроРНК в АКТГ-секретирующих аденомах (n=8) и карциномах (n=2) гипофиза. Карциномы отличались повышенной экспрессией miR-122 и miR-493. Эти микроРНК взаимодействуют с лектин-галактозидсвязывающим растворимым фактором 3 (lectin galactoside-binding soluble 3 - LGALS3) и фактором транскрипции (runt-related transcriotion factor 2 - RUNX2), гены которых вовлечены в клеточный рост гипофиза [48].

В таблице обобщены данные по наиболее значимым микроРНК, которые принимают участие в онкогенезе опухолей гипофиза.

В следующей работе А. Bottoni [43] проводился сравнительный анализ экспрессии микроРНК при помощи микрочиповых исследований в группах гормонально неактивных аденом, полученных после аденомэктомии у 3 пациентов, которым назначены агонисты дофамина до операции, и 13 без лечения указанным препаратом. В результате показана гиперэкспрессия miR-29b, miR-29c, miR-200a и гипоэкспрессия miR-134, miR-148, miR-155 в опухолях у пациентов на фоне приема агонистов дофамина. Авторы высказали предположение, что данная терапия могла изменить экспрессию профиля микроРНК в аденомах гипофиза.

У пациентов с пролактиномами проводился анализ микроРНК на фоне лечения бромокриптином. В данной работе исследовали микроРНК в тканях удаленных опухолей 3 пациентов, которым назначался бромокриптин до операции, и в ткани опухолей 3 пациентов, которым проводилось только нейрохирургическое лечение. При помощи микрочипового анализа материала обнаружили 80 микроРНК с повышенным уровнем экспрессии и 71 микроРНК - с пониженным. Среди них miR-206, miR-516b, miR-550 значительно гиперэкспрессированы и miR-671−5р - гипоэкспрессированы (при подтверждении методом ПЦР) у пациентов, принимавших бромокриптин перед операцией [Wang C, 2012]. На клеточных линиях почки человека (НЕК293) и мозга мыши показана экспрессия рецепторов дофамина 1-го типа, который регулировался miR-504 и miR-142−3р соответственно [49, 50]. Однако в литературе не найдено данных по изучению регуляции микроРНК рецепторов дофамина 2-го подтипа в опухолях гипофиза, хотя логично предположить, что микроРНК также регулируют функцию рецепторов дофамина 2-го подтипа.

В исследование Z. Mao [51] включены 3 группы пациентов с акромегалией. На образцах ткани удаленных соматотропином исследовали микроРНК при помощи микрочипового метода. Эффективность лечения оценивали после повторного введения ланреотида и констатировали как снижение уровня гормона роста более чем на 50%. Пациентам из одной группы назначали ланреотид аутогель перед аденомэктомией (n=15), пациенты из другой группы подвергались только нейрохирургическому лечению (n=6). В результате обнаружено изменение уровня экспрессии miR-524−5р в зависимости от приема ланреотида или его отсутствия. Функция miR-524−5р ассоциирована с белком 3-го типа, связывающего инсулиноподобный фактор роста (IGFBP3), и белковым комплексом с нестабильной кислотной субъединицей, связывающей инсулиноподобный фактор роста (IGFALS). Эти соединения участвуют в процессах связывания с рецепторами, клеточного взаимодействия и регуляции клеточного роста. Известно также, что действие IGFALS связано с регуляцией биодоступности инсулиноподобного фактора роста. miR-524−5р функционально сопряжена с матриксной металлопротеиназой-9, которая регулирует метаболизм внеклеточного матрикса опухоли.

В результате данного исследования показано, что уровень экспрессии miR-524−5р снижен у пациентов, отвечающих на лечение ланреотидом, по сравнению с пациентами, не получающими этот препарат. И наоборот, высокий уровень экспрессии обнаружен у пациентов, не отвечающих на введение ланреотида, по сравнению с теми, кому этот препарат не назначался. Таким образом, становится очевидным, что регуляция уровня экспрессии указанной микроРНК зависит от действия ланреотида. Хорошо известно, что эффект от лечения аналогами соматостатина зависит от наличия большого количества рецепторов соматостатина 1-5-го подтипов в опухолевых клетках, а снижение уровня секреции гормона роста опухолью после назначения ланреотида положительно коррелирует с уровнем экспрессии микроРНК рецептора соматостатина 2-го подтипа. Ланреотид является ингибитором ростовых факторов, поэтому предполагается, что miR-524−5р обратно коррелирует с уровнем ростовых факторов. Кроме того, существует гипотеза, что ростовые факторы сами подавляют экспрессию микроРНК. В отсутствие подавляющего воздействия ланреотида уровень экспрессии miR-524−5р увеличивается. Авторы данного исследования полагают, что при увеличении количества пациентов и сроков исследования с четко определенными критериями эффективности терапии ланреотидом, возможно определить роль микроРНК в механизме действия аналогов соматостатина. Эти данные позволят использовать микроРНК в качестве предикторов эффективности лечения аналогами соматостатина.

Таким образом, результаты многочисленных исследований в области микроРНК дают возможность расширить понимание процессов патогенеза, диагностики и терапии у пациентов с различными заболеваниями, в том числе с опухолями гипофиза. Достаточно простое определение в доступном биоматериале позволит расширить понимание процессов онкогенеза опухолей гипофиза, а также решить такие вопросы, как ранняя диагностика гормонально-неактивных аденом гипофиза, пролактино́м и соматоторопино́м, дифференциальная диагностика между ГНО и пролактиномами, АКТГ-секретирующими аденомами гипофиза и АКТГ-эктопическими опухолями, при помощи специфических для указанных видов опухолей гипофиза профилей микроРНК. Эти данные, вероятно, так же позволят точнее оценивать эффективность нейрохирургического лечения и прогнозировать дальнейшее течение ГНО, пролактино́м, БИК и акромегалии (прогностические факторы ремиссии, рецидива или продолженного роста опухолей). Подробное изучение роли микроРНК в механизмах действия аналогов соматостатина и агонистов дофамина даст возможность использовать эти маркеры в качестве прогностических факторов эффективного применения указанных препаратов. Детальное изучение путей регуляции микроРНК позволит создать принципиально новые группы препаратов для лечения опухолей гипофиза. Обобщая изложенное, можно сделать вывод, что микроРНК - это биомаркеры нового поколения, которые представляют собой крайне важное направление в медицине и нуждаются в дальнейшем исследовании.

Финансирование: Российский Научный Фонд № 15−15−30032

Конфликт интересов отсутствует.