По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 617–089 DOI:10.33920/med-15-2202-03

Значение нейтрофильных внеклеточных ловушек в патогенезе нарушений гемокоагуляции у пациентов с колоректальным раком

Гречин Антон Иванович врач-колопроктолог, ГБУЗ «Городская клиническая больница № 24 Департамента здравоохранения города Москвы», 127015, г. Москва, ул. Писцовая д. 10, http://orcid.org/0000-0002-5065-3742
Лобастов Кирилл Викторович канд. мед. наук, доцент кафедры общей хирургии, ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздрава России, 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1, https://orcid.org/0000-0002-5358-7218
Фоминых Евгений Михайлович канд. мед. наук, доцент, профессор кафедры хирургии повреждений, ФГБОУ ВО «МГУПП» Медицинского института непрерывного образования, 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, http://orcid.org/0000-0001-5411-6357
Лаберко Леонид Александрович профессор кафедры общей хирургии лечебного факультета, ФГАОУ «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздрава России, 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1, http://orcid.org/0000-0002-5542-1502
Грицкова Ирина Владимировна доцент кафедры общей хирургии лечебного факультета, ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздрава России, 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1, http://orcid.org/0000-0002-2054-2873
Скопинцев Иван Викторович ассистент кафедры общей хирургии лечебного факультета, ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздрава России, 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1, http://orcid.org/0000-0001-7677-7463
Разбирин Дмитрий Владимирович врач-колопроктолог, ГБУЗ «Городская клиническая больница № 24 Департамента здравоохранения города Москвы», 127015, г. Москва, ул. Писцовая д. 10, http://orcid.org/0000-0002-2644-6153
Кольцов Александр Иванович аспирант кафедры общей хирургии лечебного факультета, ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздрава России, 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1, http://orcid.org/0000-0003-1647-3104
Клецов Сергей Александрович врач КДЛ, ГБУЗ «Городская клиническая больница № 24 Департамента здравоохранения города Москвы», 127015, г. Москва, ул. Писцовая д. 10, http://orcid.org/0000-0002-9362-0609
Шмелева Екатерина Валерьевна младший научный сотрудник, ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства», Москва, ул. Малая Пироговская, д. 1а, http://orcid.org/0000-0001-9397-0257
Басырева Лилия Юрьевна канд. хим. наук, старший научный сотрудник, ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства», Москва, ул. Малая Пироговская, д. 1а, http://orcid.org/0000-0002-5170-9824
Гусев Сергей Андреевич д-р мед. наук, профессор, главный научный сотрудник, ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства», Москва, ул. Малая Пироговская, д. 1а, http://orcid.org/0000-0003-0383-2649
Коротаев Алексей Леонидович д-р мед. наук, зав. клинической лабораторией, ГБУЗ «Городская клиническая больница № 24 Департамента здравоохранения города Москвы», 127015, г. Москва, ул. Писцовая д. 10, http://orcid.org/0000-0003-0579-8034
Панасенко Олег Михайлович д-р биол. наук, профессор, зав. лабораторией, ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства», Москва, ул. Малая Пироговская, д. 1а, http://orcid.org/0000-0001-5245-2285

В статье собраны основные имеющиеся данные о структурах, называемых нейтрофильными внеклеточными ловушками (НВЛ), рассмотрены механизмы их образования и участия в патофизиологических процессах. В настоящее время в научных литературных источниках имеются данные о структуре НВЛ и их роли в процессах антибактериальной защиты, тромбообразования, а также в различных неопластических процессах. Однако нет определенных данных касательно роли НВЛ в онкологическом процессе, а двойственность их влияния на опухолевые клетки остается предметом дискуссии. Кроме того, данные о диагностической значимости ловушек в клинической практике также отсутствуют.

Литература:

1. Бокерия Л.А., Затевахин И.И., Кириенко А. И и соавт. Российские клинические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике венозных тромбоэмболических осложнений. Флебология. 2015; 4: 9: 2: 1–52. [Bokeria L.A., Zatevakhin I. I., Kirienko A. I. et al. Russian clinical guidelines for the diagnosis, treatment and prevention of venous thromboembolic complications. Phlebology. 2015; 4: 9: 2: 1–52.]

2. Hisada Y., Mackman N. Cancer-associated pathways and biomarkers of venous thrombosis. Review article. Blood. 2018; 130 (13): 1499–1506.

3. Brinkmann V., Reichard U., Goosmann C., et al. Neutrophil extracellular traps kill bacteria. Science. 2004; 303 (5663): 1532–1535.

4. Papayannopoulos V. et all. Neutrophil extracellular traps in immunity and disease. Nature Reviews Immunology volume 18, pages 134–147 (2018).

5. Diaz J.A., Fuchs T.A., Jackson T.O., et al. Plasma DNA is elevated in patients with deep vein thrombosis. J Vasc Surg Venous Lymphat Disord. 2013; 1 (4).

6. Cools-Lartigue J. et al. Neutrophil extracellular traps in cancer progression. Cell Mol Life Sci. 2014; 71: 4179–4194.

7. Berger-Achituv S., Brinkmann V., Abed U.A., Kuhn L. I., Ben-Ezra J., Elhasid R., Zychlinsky A. (2013) A proposed role for neutrophil extracellular traps in cancer immunoediting. Front Immunol 4: 48.

8. Acuff H.B., Carter K.J., Fingleton B., Gorden D. L., Matrisian L.M. (2006) Matrix metalloproteinase-9 from bone marrow-derived cells contributes to survival but not growth of tumor cells in the lung microenvironment. Cancer Res 66: 259–266.

9. Bergers G., Brekken R., McMahon G., Vu T.H., Itoh T., Tamaki K., Tanzawa K., Thorpe P., Itohara S., Werb Z. et al (2000) Matrix metalloproteinase-9 triggers the angiogenic switch during carcinogenesis. Nat Cell Biol 2: 737–744.

10. Fuchs T.A., Brill A., Duerschmied D., et al. Extracellular DNA traps promote thrombosis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010; 107 (36): 15880–15885.

11. Massberg S., Grahl L., von Bruehl M. L., et al. Reciprocal coupling of coagulation and innate immunity via neutrophil serine proteases. Nat Med. 2010; 16 (8): 887–896.

12. Brill A., Fuchs T.A., Savchenko A. S., et al. Neutrophil extracellular traps promote deep vein thrombosis in mice. J Thromb Haemost. 2012; 10 (1): 136–144.

13. Martinod K., Demers M., Fuchs T.A., et al. Neutrophil histone modification by peptidylarginine deiminase 4 is critical for deep vein thrombosis in mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013; 110 (21): 8674–8679.

14. Brinkmann V., and Zychlinsky A. (2007) Beneficial suicide: why neutrophils die to make NETs. Nat.Rev. Microbiol. 5, 577–582.

15. De Meyer S. F., Suidan G. L., Fuchs T.A., Monestier M., Wagner D.D. (2012) Extracellular chromatin is an important mediator of ischemic strokein mice. Arterioscler.Thromb.Vasc. Biol. 32, 1884–1891.

16. Yipp, B. G., Kubes, P. (2013) NETosis: how vital is it? Blood 122, 2784–2794.

17. Asaga H., Nakashima K., Senshu T., Ishigami A., Yamada M. (2001) Immunocytochemical localization of peptidylarginine deiminase in human eosinophils and neutrophils. J. Leukoc. Biol. 70, 46–51.

18. Chang X., Han J. (2006) Expressionofpeptidylarginine deiminase type 4 (PAD4) in various tumors. Mol. Carcinog. 45, 183–196.

19. Wong S. L., Wagner D.D. Peptidylarginine deiminase 4: a nuclear button triggering neutrophil extracellular traps in inflammatory diseases and aging. 2018. The FASEB Journal. 32, 000–000.

20. Papayannopoulos V., Metzler K.D., Hakkim A., Zychlinsky A. (2010) Neutrophil elastase and myeloperoxidase regulate the formation of neutrophil extracellular traps. J. Cell Biol. 191, 677–691.

21. Metzler K.D., Goosmann C., Lubojemska A., Zychlinsky A., Papayannopoulos V. (2014) A myeloperoxidase-containing complex regulates neutrophil elastase release and actin dynamics during NETosis. Cell Reports 8, 883–896.

22. Martinod K., Witsch T., Farley K., Gallant M., Remold-O’Donnell E., Wagner D.D. (2016) Neutrophil elastase-deficient mice form neutrophil extracellular traps in an experimental model of deep vein thrombosis. J. Thromb. Haemost. 14, 551–558.

23. Yipp B.G., Petri B., Salina D., Jenne C.N., Scott B.N., Zbytnuik L.D., Pittman K., Asaduzzaman M., Wu K., Meijndert H.C., Malawista S. E., de Boisfleury Chevance A., Zhang K., Conly J., Kubes P. (2012) Infection-induced NETosis is a dynamic process involving neutrophil multitasking in vivo. Nat. Med. 18, 1386–1393.

24. Piccard H. et al. (2011) On the dual roles and polarized phenotypes of neutrophils in tumor development and progression. Crit.Rev. Oncol. Hematol. [Epub ahead of print].

25. Mantovani A. et al. (2011) Neutrophils in the activation and regulation of innate and adaptive immunity. Nat.Rev. Immunol., 11, 519–531.

26. Shojaei F. et al. (2008) Role of Bv8 in neutrophil-dependent angiogenesis in a transgenic model of cancer progression. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 105, 2640–2645.

27. Fridlender Z.G. et al. (2009) Polarization of tumor-associated neutrophil phenotype by TGF-beta: ‘‘N1’’ versus ‘‘N2’’ TAN. Cancer Cell, 16, 183–194.

28. Gregory A.D. et al. (2011) Tumor-associated neutrophils: new targets for cancer therapy. Cancer Res., 71, 2411–2416.

29. Wang Y., Li M., Stadler S., Correll S., Li P., Wang D., Hayama R., Leonelli L., Han H., Grigoryev S.A., Allis C.D., Coonrod S.A. (2009) Histone hypercitrullination mediates chromatin decondensation and neutrophil extracellular trap formation. J. Cell Biol. 184, 205–213.

30. Fridlender Z.G. et al. (2012) Tumor-associated neutrophils: friend or foe? Review. Carcinogenesis 33, 5, 949–955.

31. Demers M., Krause D. S., Schatzberg D., Martinod K., Voorhees J.R., Fuchs T.A., Scadden D.T., Wagner D.D. (2012) Cancers predispose neutrophils to release extracellular DNA traps that contribute to cancer-associated thrombosis. Proc Natl Acad Sci USA 109: 13076–13081.

32. Coussens L.M., Tinkle C. L., Hanahan D., Werb Z. (2000) MMP-9 supplied by bone marrow-derived cells contributes to skin carcinogenesis. Cell 103: 481–490.

33. Nozawa H., Chiu C., Hanahan D. (2006) Infiltrating neutrophils mediate the initial angiogenic switch in a mouse model of multistage carcinogenesis. Proc Natl Acad Sci USA 103: 12493–12498.

34. Van Coillie E., Van Aelst I., Wuyts A., Vercauteren R., Devos R., De Wolf-Peeters C., Van Damme J., Opdenakker G. (2001) Tumor angiogenesis induced by granulocyte chemotactic protein- as a countercurrent principle. Am J Pathol 159: 1405–1414.

35. Morimoto-Kamata R., Mizoguchi S., Ichisugi T., Yui S. (2012) Cathepsin G induces cell aggregation of human breast cancer MCF-7 cells via a 2-step mechanism: catalytic site-independent binding to the cell surface and enzymatic activity-dependent induction of the cell aggregation. Mediators Inflamm 2012: 456462.

36. Yui S., Tomita K., Kudo T., Ando S., Yamazaki M. (2005) Induction of multicellular 3-D spheroids of MCF-7 breast carcinoma cells by neutrophil-derived cathepsin G and elastase. Cancer Sci 96: 560–570.

37. Grosse-Steffen T., Giese T., Giese N., Longerich T., Schirmacher P., Hansch G.M., Gaida M.M. (2012) Epithelial-to-mesenchymal transition in pancreatic ductal adenocarcinoma and pancreatic tumor cell lines: the role of neutrophils and neutrophil-derived elastase. Clin Dev Immunol 2012: 720768.

38. Gregory A.D., Hale P., Perlmutter D.H., Houghton A.M. (2012) Clathrin pit-mediated endocytosis of neutrophil elastase and cathepsin G by cancer cells. J Biol Chem 287: 35341–35350.

39. Sato T., Takahashi S., Mizumoto T., Harao M., Akizuki M., Takasugi M., Fukutomi T., Yamashita J. (2006) Neutrophil elastase and cancer. Surg Oncol 15: 217–222.

40. Gaida M.M., Steffen T.G., Gunther F., Tschaharganeh D. F., Felix K., Bergmann F., Schirmacher P., Hansch G.M. (2012) Polymorphonuclear neutrophils promote dyshesion of tumor cells and elastase-mediated degradation of E-cadherin in pancreatic tumors. Eur J Immunol 42: 3369–3380.

41. Wada Y., Yoshida K., Tsutani Y., Shigematsu H., Oeda M., Sanada Y., Suzuki T., Mizuiri H., Hamai Y., Tanabe K. et al. (2007) Neutrophil elastase induces cell proliferation and migration by the release of TGF-alpha, PDGF and VEGF in esophageal cell lines. Oncol Rep 17: 161–167.

42. Sun Z., Yang P. (2004) Role of imbalance between neutrophil elastase and alpha 1-antitrypsin in cancer development and progression. Lancet Oncol 5: 182–190.

43. Wada Y., Yoshida K., Hihara J., Konishi K., Tanabe K., Ukon K., Taomoto J., Suzuki T., Mizuiri H. (2006) Sivelestat, a specific neutrophil elastase inhibitor, suppresses the growth of gastric carcinoma cells by preventing the release of transforming growth factor-alpha. Cancer Sci 97: 1037–1043.

44. Houghton A.M., Rzymkiewicz D.M., Ji H., Gregory A.D., Egea E. E., Metz H. E., Stolz D.B., Land S.R., Marconcini L.A., Kliment C.R. et al. (2010) Neutrophil elastase-mediated degradation of IRS-1 accelerates lung tumor growth. Nat Med 16: 219–223.

45. Granger J.M., Kontoyiannis D.P. Etiology and outcome of extreme leukocytosis in 758 nonhematologic cancer patients: a retrospective, single-institution study. Cancer. 2009; 115 (17): 3919–3923.

46. Kasuga I., Makino S., Kiyokawa H., Katoh H., Ebihara Y., Ohyashiki K. Tumor-related leukocytosis is linked with poor prognosis in patients with lung carcinoma. Cancer. 2001; 92 (9): 2399–2405.

47. Ruka W., Rutkowski P., Kaminska J., Rysinska A., Steffen J. Alterations of routine blood tests in adult patients with soft tissue sarcomas: relationships to cytokine serum levels and prognostic significance. Ann Oncol. 2001; 12 (10): 1423–1432.

48. Donskov F. Immunomonitoring and prognostic relevance of neutrophils in clinical trials. Semin. Cancer Biol. 2013, 23, 200–207.

49. Templeton A.J.; McNamara M. G.; Seruga B.; Vera-Badillo F. E.; Aneja P.; Ocana A.; Leibowitz-Amit R.; Sonpavde G.; Knox J.J.; Tran B. et al. Prognostic role of neutrophil-to-lymphocyte ratio in solid tumors: A systematic review and meta-analysis. J. Natl. Cancer Inst. 2014; 106: 124.

50. Guthrie G.J. K., Charles K.A., Roxburgh C. S. D., Horgan P.G., McMillan D. C., Clarke S.J. The systemic inflammation-based neutrophil-lymphocyte ratio: Experience in patientswith cancer. Crit.Rev. Oncol. Hematol. 2013, 88, 218–230.

51. Li Z., Zhao R., Cui Y., Zhou Y., Wu X. The dynamic change of neutrophil to lymphocyte ratio can predict clinical outcome in stage I–III colon cancer. Sci. Rep. 2018; 8: 9453.

52. Borazan E., Balik A.A., Bozdag Z., Arik M.K., Aytekin A., Yilmaz L., Elqi M., Baskonus I. Assessment of the relationship between neutrophil lymphocyte ratio and prognostic factors in non-metastatic colorectal cancer. Turk.J. Surg. 2017; 33: 185–189.

53. Rashtak S., Ruan X., Druliner B.R., Liu H., Therneau T., Mouchli M., Boardman L.A. Peripheral Neutrophil to Lymphocyte Ratio Improves Prognostication in Colon Cancer. Clin. Colorectal Cancer 2017; 16: 115–123.

54. Halazun K.J., Aldoori A., Malik H.Z., Al-Mukhtar A., Prasad K.R., Toogood G.J., Lodge J.P. Elevated preoperative neutrophil to lymphocyte ratio predicts survival following hepatic resection for colorectal liver metastases. Eur.J. Surg. Oncol. 2008; 34: 55–60.

55. Zhang Y., Wang C., Yu M., Zhao X., Du J., Li Y., Shi J. Neutrophil extracellular traps induced by activated platelets contribute to procoagulant activity in patients with colorectal cancer. 2019. Thrombosis Research, 180: 87–97.

56. Hackl C.; Gerken M.; Loss M.; Klinkhammer-Schalke M.; Piso P.; Schlitt H.J. A population-based analysis on the rate and surgical management of colorectal liver metastases in Southern Germany. Int.J. Colorectal Dis. 2011; 26: 1475–1481.

57. Beppu T., Sakamoto Y., Hasegawa K., Honda G., Tanaka K., Kotera Y. A nomogram predicting disease-free survival in patients with colorectal liver metastases treated with hepatic resection: Multicenter data collection as a Project Study for Hepatic Surgery of the Japanese Society of Hepato-Biliary-Pancreatic Surgery. J. Hepato-Biliary-Pancreat. Sci. 2012; 19: 72–84.

58. Mizuno R., Kawada K., Itatani Y., Ogawa R., Kiyasu Y., & Sakai Y. (2019). The Role of Tumor-Associated Neutrophils in Colorectal Cancer. International Journal of Molecular Sciences, 20 (3), 529.

59. Fidler I.J. The pathogenesis of cancer metastasis: The «seed and soil» hypothesis revisited. Nat.Rev. Cancer. 2003, 3, 453–458.

60. Van Montfoort M. L., Stephan F., Lauw M.N., et al. Circulating nucleosomes and neutrophil activation as risk factors for deep vein thrombosis. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2013; 33 (1): 147–151.

61. Khan U., Chowdhury S., Billah M.M., Islam K.M. D., Thorlacius H., Rahman M. Neutrophil Extracellular Traps in Colorectal Cancer Progression and Metastasis. Int.J. Mol. Sci. 2021; 22: 7260.

62. Fuchs T.A., Brill A., Duerschmied D., Schatzberg D., Monestier M., Myers D.D. Jr, et al. Extracellular D.N. A traps promote thrombosis. Proc Natl Acad SciUS A. 2010; 107: 15880–5.

63. Basyreva L.Yu., Vakhrusheva T.V., Letkeman Z.V., Maximov D. I., Fedorova E.A., Panasenko О.M., Ostrovsky E.M., Gusev S.A. Effect of Vitamin D3 in combination with Omega-3 Polyunsaturated Fatty Acids on NETosis in Type 2 Diabetes Mellitus Patients. Oxidative Medicine and Cellular Longevity Volume 2021, Article ID 8089696, 10 pages.

64. Lidija Klampfer. Vitamin D and colon cancer. World J Gastrointest Oncol 2014 November 15; 6 (11): 430– 437.

65. Kimmie Ng. et all. Effect of High-Dose vs Standard-Dose Vitamin D3 Supplementation on Progression-Free Survival Among Patients With Advanced or Metastatic Colorectal Cancer The SUNSHINE Randomized Clinical Trial. JAMA. 2019; 321 (14): 1370–1379.

66. Cheng-Ann Winston Ng, Amy Aimei Jiang, Emma Min Shuen Toh, Cheng Han Ng, Zhi Hao Ong, Siyu Peng, Hui Yu Tham, Raghav Sundar, Choon Seng Chong, Chin Meng Khoo. Metformin and colorectal cancer: a systematic review, meta-analysis and meta-regression. Int J Colorectal Dis. 2020 Aug; 35 (8): 1501–1512. DOI: 10.1007/ s00384-020-03676-x. Epub 2020 Jun 26.

Венозные тромбоэмболические осложнения (ВТЭО) у пациентов с онкологическими заболеваниями являются одними из наиболее частых и опасных с точки зрения прогноза выживаемости. ВТЭО встречаются у 4–20% больных со злокачественными новообразованиями (ЗНО), являясь одной из основных причин их смерти. Риск тромбообразования у больных ЗНО в 6 раз выше, чем у других категорий пациентов [1]. При этом частота ВТЭО различна при разных типах опухолевого процесса. Для пациентов с онкологическими заболеваниями поджелудочной железы, яичников, мозга, желудка, женских половых органов и лейкозами риски ВТЭО составляют порядка 6,7–7,1%, что является достаточно высоким показателем. Для пациентов с колоректальным раком и раком легкого частота ВТЭО составляет 1,8–2,0%. Наименьшая степень риска связана с раком простаты и молочных желез (0,3–0,8%) [2]. Учитывая близкую локализацию опухолей прямой кишки к сосудам малого таза, интенсивный и ускоренный неоангиогенез, а также выраженные перифокальные воспалительные явления, опухоли прямой кишки представляются крайне опасными с точки зрения потенциального возникновения тромбоэмболических осложнений.

Принимая во внимание столь значимые риски и крайне высокую вероятность смертельного исхода при их развитии, вопрос прогнозирования и профилактики возникновения тромбоэмболических осложнений крайне важен. На сегодняшний момент оценка риска возникновения тромбоэмболических осложнений основывается на наличии у пациента таких факторов, как ожирение, прием оральных антикоагулянтов, варикозная болезнь, и ряда других, а также на наличии перенесенных ВТЭО в анамнезе. Из клинической практики хорошо известно, что стандартные тесты, такие как активированное частичное тромбопластиновое время и международное нормализированное отношение, являются малоэффективными в отношении прогнозирования развития тромбоэмболических осложнений. Существующие методики характеризуются сложностью выполнения и низкой чувствительностью или специфичностью. Вследствие недостатков существующих подходов активно продолжается поиск новых прогностических критериев, основанный на изучении механизмов функционирования систем гемостаза.

Для Цитирования:
Гречин Антон Иванович, Лобастов Кирилл Викторович, Фоминых Евгений Михайлович, Лаберко Леонид Александрович, Грицкова Ирина Владимировна, Скопинцев Иван Викторович, Разбирин Дмитрий Владимирович, Кольцов Александр Иванович, Клецов Сергей Александрович, Шмелева Екатерина Валерьевна, Басырева Лилия Юрьевна, Гусев Сергей Андреевич, Коротаев Алексей Леонидович, Панасенко Олег Михайлович, Значение нейтрофильных внеклеточных ловушек в патогенезе нарушений гемокоагуляции у пациентов с колоректальным раком. Хирург. 2022;2.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: