MICROENVIRONMENT OF TUMOUR CELLS IN BREAST CANCER: NATURE AND TYPES OF INTERACTION (ULTRASTRUCTURAL STUDY)

Full Text

К факторам стромального микроокружения относятся: неопухолевые клетки: эндотелиальные, перициты, гладкомышечные, фибробласты, миофибробласты; внеклеточные молекулы (неклассические элементы стромы): молекулы адгезии, факторы роста, гормоны, проте-азы и другие ферменты, метаболиты; - внеклеточный матрикс (ВКМ): элементы соединительной ткани, включающие коллагеновые, эластические и аргирофильные волокна, а также нервы. ВКМ является своеобразным каркасом опухоли, в пределах которого осуществляется взаимодействие опухолевых и неопухолевых клеток [2, 3]. Факторы стромального микроокружения в своей совокупности являются стромой опухоли, подобной имеющейся в любом паренхиматозном органе строме. Она состоит из элементов соединительной ткани с расположенными в ней клетками и волокнами, а также проходящими кровеносными и лимфатическими сосудами [3]. В морфоанатомическом аспекте к клеткам стромы относятся и иммунокомпетентные клетки. Однако при рассмотрении микроокружения опухолевых клеток иммунокомпетентные клетки целесообразно представить отдельно, учитывая их важное значение для роста опухоли и ее прогрессии [9]. Согласно гипотезе Dvorak и соавт (2011), можно считать, что подобно нормальным тканям опухоли состоят из двух дискретных интерактивных компартментов-паренхимы и стромы. В новообразованиях опухолевые клетки являются паренхимой, а строма состоит из смеси неопухоле вых клеток и элементов соединительной ткани [5]. Формирование стромы опухоли во многом сходно с наблюдающимся при заживлении ран, но последнее обычно самолимитировано, тогда как рост опухоли и формирование стромы опухоли не ограничены во времени. Фактически, строма опухоли сравнима с «раной, которая никогда не заживает». Стромальные элементы включают кровеносные и лимфатические сосуды, а также фибробласты и клетки воспаления [2, 4, 9]. Кроме того, строма содержит различные внеклеточные макромолекулы, которые служат для обеспечения структурной поддержки, в том числе коллаген, фибронектин, фибрин, различные протеогликаны и гиалуронат [1, 6. 7]. В настоящее время стромальное микроокружение опухолевых клеток постепенно становится одним из главных объектов исследований в области онкологии и ключевой темой на многих научных форумах [10]. Liotta и Kohn (2001), вероятно, первыми в ХХІ в., богатом достижениями молекулярной биологии, высказали точку зрения, что злокачественность является результатом взаимодействия элементов микроокружения опухоли и организма, в котором последний участвует в индукции, селекции и экспансии неопластических клеток. В 2005 г. Zigrino и соавт. опубликовали работу, в которой определили значительную роль взаимодействия опухолевых клеток с элементами стромы во время опухолевой прогрессии, сфокусировав внимание на способности клеток новообразования модифицировать стро- Выпуск 2 (50). 2014 131 ІШторСз му путем изменения прилегающей соединительной ткани и модулирования клеточного метаболизма хозяина. В таких условиях формируется строма, которая является «более комфортной» для реализации агрессивного потенциала опухолевых клеток. В том же году появилась работа Sivridis и соавт., в которой был предложен новый термин - «строматогенез», подразумевающий формирование в опухоли новой стромы под влиянием опухолевых клеток. Важным является тот факт, что в уникальный процесс вовлекаются периту-моральные фибробласты хозяина. Опухолевые клетки при этом индуцируют активацию фибробластов и эндотелиальных клеток, обусловливая тем самым строматогенез [5]. Активированные фибробласты стимулируют образование новых кровеносных сосудов и способствуют глубокой трансмуральной инвазии опухолевых клеток. Опухолевые клетки могут «проживать» в строме и модифицировать ее, изменять окружающую соединительную ткань и модулировать метаболизм резидентных клеток, приводя, таким образом, к формированию стромы, наиболее выгодной для их выживания [4, 9]. Изучение межклеточных взаимоотношений - одна из наиболее актуальных проблем морфологии. От ее решения зависит понимание многих вопросов, касающихся процессов роста и развития, дифферен-цировки, регенерации, канцерогенеза и др. В рамках проблемы межклеточных взаимоотношений особое место занимает исследование состояния опухолевых клеток в зависимости от микроокружения [2]. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучение ультраструктурных особенностей взаимодействия опухолевых клеток рака молочной железы с микроокружением. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Изучен оперативно удаленный материал от 86 женщин, по поводу рака молочной железы (РМЖ). Морфологически верифицирован - инфильтрирующий протоковый рак. Возраст больных составил от 29 до 76 лет. Материал подбирался таким образом, что пациентки не получали до операции никакого специфического лечения. Для электронно-микроскопического исследования материал префиксировали в 2,5%-м растворе глутаро-вого альдегида, постфиксировали в 1 %-м растворе ОsО4 (рН 7,4), заливали в смесь аралдита и эпона. Полутон-кие срезы окрашивали смесью азура 2 и фуксина. Ульт-ратонкие срезы контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца и изучали в трансмиссионном электронном микроскопе Libra 120 (Carl Zeiss, Германия). РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Среди клеточного микроокружения преобладали клетки гематогенного происхождения и мезенхимального (фибробласты) (рис. 1). В опухолевом микроокружении часто встречались лимфоциты (Лф) со светлой цитоплазмой, широкими отростками, мелкозернистым веществом на клеточных поверхностях. Лф контактируют с опухолевыми клетками отростками с исчезновением смежных цитоплазматических мембран (рис. 2). Тонкие отростки опухолевых клеток, проникая в цитоплазматический матрикс Лф, способны сохранять собственную цитоплазматическую мембрану. Рис. 1. Фибробласт в клеточной микроокружении. Контрастирование цитратом свинца и уранилацетатом; х 5000 Рис. 2. Лимфоцит в опухолевом микроокружении при раке молочной железы. Контрастирование цитратом свинца и уранилацетатом; х 5000 Тучные клетки (ТК), расположенные среди опухолевых клеток (рис. 3), контактируют с ними отростками и сглаженными участками клеточных поверхностей. В местах контактов четкость цитоплазматических мембран взаимодействующих клеток исчезает. В цитоплазме ТК просматриваются микрофибриллы, рибосомы, 132 Выпуск 2 (50). 2014 üssünpGs сгруппированные вокруг окруженных мембраной крупных гранул с мелкозернистым плотно упакованным содержимым, пустые гранулы, гранулы с разорванными мембранами и выброшенными в цитоплазму мелкими зернами и микровезикулами, гранулы с мелкозернистым содержимым в отростках и рядом с клеткой, гранулы с мелкозернистым содержимым и нечеткими контурами мембран (рис. 4). Рис. 3. Популяции тучных клеток в опухолевой ткани. Полутонкий срез. Окраска азуром и эозином. х 200 Рис. 4. Ультраструктура тучной клетки при раке молочной железы. Контрастирование цитратом свинца и уранилацетатом; х 5000 Нейтрофилы (НЛ), взаимодействуя с опухолевыми клетками, короткими отростками нарушают целостность базальной мембраны опухолевых клеток. В свою очередь, тонкие отростки опухолевых клеток, меняя структуру собственной базальной мембраны, вплотную прилежат к поверхностям НЛ. В местах межклеточных контактов теряется четкость контуров смежных цитоплазматических мембран. В цитоплазме НЛ определяются небольшого размера округлые и овальные гранулы, крупные гранулы с микровезикулами и пластинчатыми структурами и маленькие плотные гранулы которые концентрируются в ци топлазме у мест плотных, с помощью отростков, контактов НЛ с опухолевыми клетками. Макрофаги (МФ), локализованные среди опухолевых клеток, отличаются обилием лиосом в цитоплазме. Контакты МФ с опухолевыми клетками плотные на значительных протяжениях (рис. 5). Кроме формирования контактов МФ с опухолевыми клетками, МФ формируют ассоциативные контакты с лимфоцитами (Лф-МФ), а также более сложные контакты МФ-Лф-опу-холевая клетка и Лф-МФ-опухолевая клетка (рис. 6). Рис. 5. Контакт макрофага с опухолевой клеткой. Контрастирование цитратом свинца и уранилацетатом; х 8000 Рис. 6. Сложные комплексы макрофаг-лимфоцит-опухолевая клетка. Контрастирование цитратом свинца и уранилацетатом; х 5000 Плазмоциты (Пл), в местах плотных контактов с отростками опухолевых клеток теряют четкость цитоплазматических мембран. В прилежащем к контактным зонам цитоплазматическом матриксе Пл исчезают органел-лы и включения. За просветленными участками следуют Выпуск 2 (50). 2014 133 ІШТОрСЗ [ЩсШППЩІ зоны расширенных канальцев ГЭР с полисомальными розетками вокруг отдельных канальцев. Канальцы ГЭР заполнены зернистым материалом, зернистым материалом с микровезикулами. Кроме системы ГЭР, в цитоплазме Пл просматриваются структуры ПК, электронноплотные округлые включения, тончайшие микрофибриллы и полисомальные розетки в пространствах свободных от канальцев, крупные вакуоли с везикулами, аморфными серыми массами, плотными включениями, раздутые митохондрии с фрагментами крист. Между прилежащими друг к другу Пл имеются узкие межклеточные щели с микровезикулами. Микровезикулы концентрируются и у внутренних оболочек цитоплазматических мембран плазматических клеток (рис. 7). Рис. 7. Расширение ГЭС плазмоцита. Контрастирование цитратом свинца и уранилацетатом; х 8000 Пл формируют контакты с фибробластами (Фб), вклиниваясь своими отростками между отростками Фб (рис. 8). Фибробласты, контактирующие с Пл, имеют по два-три широких отростка, светлые округлые, овальные ядра с узкой полоской хроматина вдоль внутренней оболочки ядерной мембраны, содержат в цитоплазме типичный набор органелл и плотные включения округлой, овальной формы. Вокруг включений группируются, выстраиваются в цепочки везикулы. Они же встречаются в межклеточных пространствах. Следует отметить, что в цитоплазматическом матриксе не всегда прослеживается изобилие канальцев ГЭР Видимые узкие профили канальцев содержат мельчайшую, неплотно упакованную зернистость. В цитоплазме Фб просматриваются микрофибриллы, зоны микрофибрилл, ориентированных друг относительно друга хаотично. Между Фб и Пл можно видеть узкие прослойки коллагеновых волокон на фоне мелкозернитого межклеточного материала. Фб с выраженной коллагенообразовательной активностью, располагаются группами, контактируют отростками, клеточными поверхностями с сохранением контуров цитоплазматических мембран, взаимодействуют между собой. Рис. 8. Фибробласт контактирует с опухолевой клеткой. Контрастирование цитратом свинца; х 5000 Среди Фб, отличающихся обилием канальцев ГЭР микровезикул по всей цитоплазме и микровезикул у поверхностей цитоплазматических мембран отростков, локализованы нейтрофильные и базофильные лейкоциты. Микровезикулы отходят непосредственно от канальцев эндоплазматического ретикулума, выстраиваются в цепочки и открываются во внеклеточные пространства, наработанные субстанции выбрасываются из открывающихся в межклеточные пространства широких канальцев эндоплазматического ретикулума (рис. 9). Рис. 9. Функционально активный фибробласт в опухолевом микроокружении. Контрастирование цитратом свинца и уранилацетатом; х 5000 134 Выпуск 2 (50). 2014 Контакты Фб формируют с помощью отростков. Между клеточными поверхностями с четкими мембранами остаются узкие щели, заполненные зернистым межклеточным матриксом и микровезикулами. В цитоплазме - тончайшие короткие волокна, мельчайшая зернистость. Подобные по строению короткие волокнистые структуры выбрасываются из открывающихся в межклеточные пространства широких канальцев эндоп-лазматического ретикулума (рис. 10). Рис. 10. Фибробласт в опухолевом микроокружении. Контрастирование цитратом свинца; х 2500 Расположенные среди опухолевых клеток Лф, ней-трофильные и базофильные лейкоциты, Мф, Пл и ТК формируют разнообразные клеточные ассоциации. Контакты между клетками осуществляются с помощью цитоплазматических отростков и короткими, плотно прилегающими фрагментами смежных цитоплазматических мембран. В данной структурно-функциональной единице тонкий отросток опухолевой клетки устремлен к поверхности Мф, а Лф, лежащий между атипичным эпи-телиоцитом и Мф, с первым контактирует коротким отростком, со вторым отростками, глубоко внедряющимися в цитоплазматический матрикс Мф. Цитоплазматическая мембрана Мф в месте контакта с глубоко внедрившимся в цитоплазму отростком Лф исчезает. В цитоплазме Мф, вблизи верхушки отростка Лф, просматриваются мельчайшие везикулы и расходящиеся веерообразно тончайшие микрофибриллы. В подобном случае межклеточный матрикс, вокруг опухолевых клеток и в узких межклеточных щелях, значительно просветлен. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Полученные в работе данные об особенностях морфофункционального состояния опухолевых клеток в условиях различного микроокружения имеют значение для понимания процессов межклеточного взаимодействия и закономерностей опухолевого роста. Микроокружение имеет важное значение для регуляции состояния опухолевых клеток. ЛИТЕРАТУРА

About the authors

M. V. Mnikhovich

Email: mnichmaxim@yandex.ru

References

Supplementary files