Современные представления о генетических и иммуногистохимических особенностях пролактин-секретирующих аденом гипофиза

ВВЕДЕНИЕ

Аденомы гипофиза представляют собой гетерогенную группу новообразований, отличающихся по секреторному потенциалу, топографо-анатомическим характеристикам, клиническим проявлениям. В соответствии с функциональной активностью различают гормонально-активные, неактивные и так называемые «молчащие» аденомы, способность к гормональной секреции которых определяется только по данным иммуногистохимического (ИГХ) исследования. Среди всех гормонально-активных аденом гипофиза чаще встречаются пролактин-секретирующие, составляя около 53% всех новообразований гипоталамо-гипофизарной области [1]. Клиническая картина пролактином складывается из двух составляющих: проявлений гормональной гиперпродукции (таких как гипогонадизм, гинекомастия, галакторея и бесплодие) и масс-эффекта опухоли, приводящего к возникновению очаговой неврологической симптоматики, зрительных нарушений — вплоть до слепоты вследствие атрофии зрительного нерва, апоплексии гипофиза. Основной способ лечения пролактином, в отличие от прочих аденом гипофиза, при которых выполняется хирургическое вмешательство, заключается в назначении медикаментозной терапии агонистами дофамина (АД) [2][3]. Терапия АД в большинстве случаев позволяет достичь антисекреторного и антипролиферативного эффекта в виде нормализации уровня пролактина в сыворотке крови и уменьшения размеров опухоли. Однако около 20% пациентов с пролактин-секретирующими аденомами гипофиза неудовлетворительно реагируют даже на высокие дозы АД, что обусловлено резистентностью к терапии [4]. Следствие длительного периода неэффективной медикаментозной терапии — неизбежная прогрессия патологических изменений, вызванных стойкой гиперпролактинемией. Кроме того, отсутствие патогенетического лечения способствует отрицательной динамике размеров аденомы в виде увеличения ее объема и распространения вне области турецкого седла. Данные изменения ухудшают результаты потенциального хирургического лечения и увеличивают риск как интра-, так и послеоперационных осложнений. Угрожающими жизни осложнениями неэффективного консервативного лечения, требующими проведения безотлагательного хирургического вмешательства, могут быть ликворея и кровоизлияние в опухоль [5][6].

Выявление этиопатогенетических маркеров нечувствительности пролактином к терапии, использование которых позволит определить оптимальную тактику ведения данной группы пациентов, крайне актуально.

Эволюция концепций резистентности пролактином к медикаментозной терапии

Предпринималось множество попыток классифицировать резистентность пролактин-секретирующих аденом к терапии АД. В результате сформировалось понятие резистентности как отсутствия нормализации уровня пролактина сыворотки крови и уменьшения объема аденомы на 50% и более от исходного при приеме максимально переносимых доз АД, но не менее 3 мг каберголина в неделю, на фоне непрерывного полугодового лечения [7][8]. Необходимо отметить, что в ряде случаев наблюдается недостаточная эффективность терапии АД — достижение уменьшения размеров опухоли без нормализации уровня пролактина или обратная ситуация — снижение уровня пролактина без уменьшения размеров аденомы, что обусловливает необходимость учета обоих критериев при определении понятия резистентности пролактином к терапии. Полная резистентность проявляется отсутствием какого-либо значимого эффекта от назначения агонистов дофамина в отношении как гормональной секреции, так и объема опухолевой ткани, частичная наблюдается при снижении секреции пролактина без нормализации его уровня или уменьшения размеров аденомы, но менее чем 50% от исходного [8].

В настоящее время парадигма резистентности к лечению АД включает в себя ряд положений. Резистентные пролактиномы зачастую демонстрируют признаки клинико-морфологической «агрессивности» — обладают большим размером (10 мм и более), плотно гранулированным типом строения, склонностью к инвазивному росту, более высоким уровнем ki-67 [9]. Отмечены характерные изменения рецепторного аппарата пролактин-секретирующих аденом, резистентных к терапии: уменьшение количества дофаминовых D₂-рецепторов, снижение синтеза протеина G, обеспечивающего связывание агонистов дофамина с D₂-рецептором, изменение количества эстрогеновых рецепторов (ERα), нарушение трансмембранной передачи сигнала D2-рецепторов [10].

Анализ вышеуказанных характеристик возможен только на этапе получения гистологического операционного материала, в связи с чем особую актуальность приобретает поиск методов, которые позволят прогнозировать ответ аденомы на медикаментозное лечение до проведения оперативного вмешательства. Особое место среди таких методов занимают молекулярно-генетические исследования.

Патогенетические особенности этапов дифференцировки гипофиза в туморогенезе пролактин-секретирующих аденом

Пролактиномы имеют моноклональную природу и могут возникать вследствие генетических нарушений на одном из этапов развития гипофиза — в процессе эмбриогенеза, на стадии дифференцировки клеточных линий или непосредственно в ткани зрелого органа. Понимание молекулярно-генетической природы возникновения пролактином невозможно без детального изучения этапов эмбриогенеза и формирования гипофиза.

Гипофиз состоит из двух долей — адено- и нейрогипофиза, имеющих принципиально разные источники развития и объединенных исключительно топографической близостью. Аденогипофиз — производное эпителия оральной эктодермы (первичного рта), в то время как задняя доля гипофиза развивается из нейроэпителия промежуточного мозга или нейроэктодермы. Зачаток нейрогипофиза, расширяясь в вентральном направлении, приводит к инвагинации эпителия первичного рта и формированию кармана Ратке (рис. 1, а, б). Последующее отсоединение этого участка от оральной эктодермы (рис. 1, в) является отправной точкой формирования аденогипофиза и дифференцировки его клеточных линий (рис. 1, г) [11].

Необходимо отметить, что каждый этап развития гипофиза регулируется определенным транскрипционным фактором или группой факторов. Так, начальный этап эмбриогенеза — сближение нейроэктодермы и эпителия первичного рта находится под регуляторным влиянием факторов транскрипции Nkx2.1, Sox3 и Lhx2 (рис. 1, а). Следующими в процесс формирования гипофиза вступают транскрипционные факторы семейства Pitx — Pitx1 и Pitx2, а также Lhx3-4 (рис. 1, б, в), которые способствуют взаимному сближению предшественников обеих долей гипофиза и возникновению кармана Ратке. Появление факторов Hesx1 и Prop-1 завершает этап эмбриогенетического каскада — разрыв связи кармана Ратке с эпителием первичного рта и приобретение автономности передней долей гипофиза (рис. 1, г) [11][12].

Изменение последовательности взаимодействия транскрипционных факторов, их недостаточная или несвоевременная экспрессия приводят к изменениям последовательности генов. Возникшие мутации индуцируют туморогенез посредством различных механизмов: активации протоонкогенов, подавления генов-супрессоров опухолевого роста, нарушения работы белков-регуляторов клеточного цикла [12]. Впоследствии происходит опухолевая трансформация клетки c приобретением избирательного пролиферативного преимущества и дальнейшей клональной экспансией, приводящей к образованию пролактиномы [12–14].

Дифференцировка клеточных линий аденогипофиза происходит под контролем факторов транскрипции, аффилированных к определенному типу клеток (рис. 2).

Наиболее важным фактором транскрипции, в отсутствие которого невозможна дифференцировка лактотрофов, соматотрофов и тиреотрофов, является Pit-1. Нарушения экспрессии этого транскрипционного фактора, возникшие в период дифференцировки клеточных линий гипофиза, могут приводить к формированию пролактин-секретирующей аденомы с моно- или плюригормональным типом секреции (табл. 1).

Изменения, приводящие к возникновению клона аденоматозных лактотрофных клеток, могут произойти и в клетках зрелого гипофиза. Пролактиномы, как и другие аденомы гипофиза, сохраняют способность подчиняться действию транскрипционных факторов и ко-факторов. Так, пролактин-секретирующие аденомы регулируются Pit-1 и ER-α, соматотропиномы — Pit-1 и GhRh-R, тиреотропиномы — Pit-1 и GATA-2. Этиологическая общность пролактин-, СТГ- и ТТГ-секретирующих (СТГ — соматотропный гормон, ТТГ — тиреотропный гормон) аденом гипофиза и наличие единого транскрипционного фактора — Pit-1 являются причинами образования аденом с сочетанной секрецией (табл. 1). Важно подчеркнуть, что клетки аденогипофиза даже в зрелом состоянии проявляют значительную пластичность, изменяя гормональную активность в соответствии с функциональными потребностями организма. В частности, обратимая трансдифференцировка существует между членами Pit-1 группы: соматотрофы трансформируются в лактотрофы во время беременности или в тиреотрофы в случае гипотиреоза [12][15].

Тесное взаимодействие клеток аденогипофиза не ограничивается адаптивной дифференцировкой. Показано, что клетки, относящиеся к единой линии развития, формируют клеточные сети трехмерного строения. Установление плотного межклеточного контакта происходит вследствие движения выростов цитоплазмы — цитонем — в направлении соседней клетки. Трехмерная организация гомотипичных клеток аденогипофиза обеспечивает стремительное изменение секреторнoй активности в зависимости от актуальных потребностей организма. Координированный ответ всех клеток сети достигается, в том числе, путем изменения интенсивности локального кровотока [15]. Этот механизм имеет важное значение в контексте рассмотрения патогенеза пролактином: нарушение согласованности передачи сигнала и неадекватное перераспределение кровоснабжения внутри трехмерной системы лактотрофов способствуют приобретению отдельным клеточным пулом пролиферативного преимущества с последующим формированием аденоматозного клона.

Сохранение потенциала дифференцировки стволовых клеток в ткани зрелого гипофиза

Интересный результат продемонстрирован в исследовании, посвященном изучению плюригормональных клеток аденогипофиза взрослых людей [16]. В работе выявлена сохраняющаяся ко-экспрессия пролактина, CТГ и ТТГ данным типом клеток. Полученные данные свидетельствуют, что в аденогипофизе в течение всей жизни сохраняется определенный пул плюригормональных клеток, способных стать источником развития аденом при воздействии пусковых факторов [16]. Подтверждение этому обнаруживается в исследованиях Т. Fauquier, К. Rizzoti, С. Andoniadou. Авторы подтвердили наличие в ткани зрелого гипофиза стволовых клеток — прогениторов, обладающих потенциалом дифференцировки в большинство гормонально-активных клеточных линий. Важно отметить, что в этих клетках выявлена экспрессия ключевого фактора транскрипции стволовых клеток — эмбриогенетического маркера гипофиза Sox2 [17].

В зрелом органе этот транскрипционный фактор обнаруживается в области расщелины гипофиза, что соотносится с сохранением пула стволовых клеток. Увеличение экспрессии Sox2 в зрелом гипофизе может свидетельствовать о повышении его неопластического потенциала [18].

Необходимо подчеркнуть, что поиск характерных молекулярно-генетических особенностей, установление влияния и определение роли стволовых и клеток-прогениторов в формировании пролактином имеют ключевое значение для прогнозирования пути развития аденомы и ее ответа на различные виды лечения.

Генетические аспекты пролактином, резистентных к терапии агонистами дофамина

Генетические нарушения, свойственные гормонально-активным аденомам гипофиза, в том числе пролактиномам, в большей степени остаются неизвестными. Небольшая часть аденом имеет четкую генетическую причину и входит в состав одного из синдромов: МЭН-1 — синдрома множественных эндокринных неоплазий 1-го типа (мутация или делеция в гене MEN1, находящегося на хромосоме в локусе 11q13), комплекса Карни (мутация в I-a-регуляторной субъединице гена супрессора протеинкиназы типа А, локализующегоcя на хромосомах 17q24 и 2р16 (PRKAR1A ген), семейных изолированных аденом гипофиза — FIPA (мутация в гене AIP). Также описаны редкие случаи МЭН-1-подобного синдрома, ассоциированного с пролактиномами, развивающегося вследствие мутации в гене циклинзависимой киназы р21 (ген CDKN1A) [19].

Таким образом, в последние годы накоплены данные о структуре генетических изменений, характерных для пролактин-секретирующих аденом гипофиза. В настоящее время проводится поиск генов, ассоциированных с развитием пролактином, резистентных к терапии агонистами дофамина.

В ходе исследований в значительной части гормонально-активных аденом гипофиза выявлена избыточная экспрессия генов gsp, ccnd1 и PTTG, играющих ключевую роль в клеточной трансформации и пролиферации. Изменения последовательности и структурной организации генов, свойственные именно пролактиномам, включают усиление экспрессии таких генов, как SF3B1, RIS1, POU1F1, POU2F2, DNAJB5, ANGPT1, ELMO1, NOTCH3 и TLE4, ответственных за кодирование различных факторов транскрипции, ростовых факторов и сигнальных пептидов и подавление генов TGFBR3, ST18, DLEU1, IGFBP3, FZD7 [20–24].

В контексте изучения генетических характеристик резистентных к терапии пролактином отдельного внимания заслуживает исследование под руководством Hua Gao [24]. В ходе работы выявлено 10 вариантов соматических мутаций, отличающихся у резистентных и чувствительных к терапии пациентов. Среди них идентифицирована driver-мутация — гена PRDM2 и выявлено, что уровни мРНК и белка-продукта PRDM2 ниже в случаях аденом, резистентных к терапии. Кроме того, показана ассоциация снижения уровня мРНК PRDM2 с частотой рецидива пролактиномы. Исследователи подчеркивают значимость обнаруженной мутации в формировании резистентности пролактином к терапии, а также предикторную роль в отношении рецидива аденомы. Схематически патогенез возникновения пролактин-секретирующих аденом гипофиза на разных этапах развития органа изображен на рисунке 3.

Таким образом, изучение молекулярного профиля пролактин-секретирующих аденом гипофиза необходимо для понимания основных механизмов, лежащих в основе резистентности аденом к терапии и опухолевого патогенеза в целом. Наиболее ранняя верификации резистентности к лечению АД с использованием молекулярно-генетических методов позволит на начальном этапе лечения определить оптимальную персонализированную тактику ведения пациента, при необходимости провести конверсию в сторону хирургического метода лечения, предотвратить негативные топографо-анатомические изменения аденомы, снизить риск оперативного лечения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данные об ультраструктурных особенностях пролактином, как чувствительных, так и резистентных к медикаментозной терапии, ограничены, причины требуют уточнения, а предикторы резистентности отсутствуют. В связи с этим изучение молекулярно-генетических характеристик пациентов с пролактин-секретирующими аденомами гипофиза представляется весьма актуальным для понимания общих патогенетических механизмов резистентности и разработки алгоритма персонализированного ведения пациентов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источники финансирования. Работа выполнена по инициативе авторов без привлечения финансирования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с содержанием настоящей статьи.

Участие авторов. Шутова А.С. — разработка концепции и дизайна работы, сбор, анализ и интерпретация данных, написание текста; Дзеранова Л.К. — разработка концепции и дизайна работы, проверка критически важного интеллектуального содержания, окончательное утверждение для публикации рукописи; Воротникова С.Ю. — анализ полученных данных, коррекция текста; Кутин М.А. — анализ полученных данных, коррекция текста; Пигарова Е.А. — анализ полученных данных, коррекция текста. Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией, выразили согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.