laboratoř biologie nádorů

Výzkumná činnost laboratoře je zaměřená na studium nádorových onemocnění u různých živočišných modelů a na jejich léčbu technikami, které jsou schopné vyvolat protinádorovou imunitní odpověď. V současné době se zabýváme sledováním účinku devitalizace radiofrekvenční ablace a pole impulsního vektorového magnetického potenciálu na nádorovou tkáň a analýzou biologických pochodů, které tyto zákroky vyvolávají v živém organismu. Pro tyto pokusy používáme především dva vlastní nádorové modely – miniaturní prasata linie MeLiM s dědičným melanomem a inbrední potkany linie Lewis se sarkomem, který vzniká po inokulaci nádorových buněk kultivovaných in vitro.

 jaké analýzy používáme

 s kým spolupracujeme

 co je devitalizace?

Devitalizace je originální chirurgický postup vyvinutý českým chirurgem MUDr. Karlem Fortýnem, CSc. (1930-2001) pro léčbu pevných nádorů. Spočívá v cílené ischemizaci nádorového ložiska podvázáním jeho arteriálních a venózních cév a v ponechání takto ošetřené nádorové tkáně v organismu. Při provádění devitalizace se zásadně používá nevstřebatelný šicí chirurgický materiál (silon, orsilon nebo hedvábí).

 účinek devitalizace na zdravou tkáň v experimentu

První devitalizační pokusy byly prováděné v liběchovském pracovišti (tehdejší název: Ústav fyziologie a genetiky hospodářských zvířat, Československá akademie věd) od roku 1980 na miniaturních prasatech a laboratorních potkanech. Byly zaměřené na sledování účinku devitalizačního zákroku na zdravý organismus s cílem zjistit případné vedlejší nežádoucí účinky ohrožující zdravotní stav pokusných jedinců. Devitalizací byly ošetřeny různé části zažívacího traktu (např. část tenkého a tlustého střeva včetně jeho obsahu), ledviny, plíce a játra. Pokusná zvířata přežívala bez jakýchkoliv zdravotních potíží. Nebylo zaznamenáno žádné zřetelnější zvýšení tělesné teploty ani změny hematologických parametrů, které by signalizovaly rozsáhlý, devitalizací způsobený zánětlivý proces, peritonitidu nebo septické stavy. Na histologických preparátech odebraných při revizních operacích bylo prokázáno, že devitalizovaná tkáň byla postupně v průběhu několika týdnů odbourána a přeměněna na vazivovou tkáň .

 účinek devitalizace na nádorovou tkáň v experimentu

V ÚŽFG v Liběchově jsme záměrnou selekcí získali originální nádorový model - linii miniaturních prasat označenou akronymem MeLiM (Melanoma-bearing Libechov Minipigs). Melanom u této linie je dán dědičně a vyskytuje se zhruba u poloviny zvířat obvykle jako mnohočetné, tmavě pigmentované kožní nádory na různých částech těla. Rozsáhlá diseminace melanomových buněk (vedoucí ke vzniku orgánových metastáz a k úhynu postižených zvířat) a histologická, imunohistochemická a biochemická charakterizace prasečích melanomů jasně potvrzují maligní chování tohoto nádoru a ukazují na jeho značnou podobnost s lidským melanomem. V klinické oblasti představuje melanom jeden z nejzhoubnějších nádorů. V posledních desetiletích jeho výskyt v bělošské populaci celosvětově neustále narůstá a léčba pacientů s prokázanými vzdálenými metastázami je standardní léčbou (chirurgie, chemo- a radioterapie) obvykle neúspěšná. Je proto velmi žádoucí hledat nové a účinnější léčebné postupy. Miniprasata linie MeLiM se jeví pro tento účel jako velmi vhodný model. Po devitalizaci jednoho z kožních melanomů sérií matracových stehů byl v průběhu následujících 4-6 měsíců histologicky a biochemicky prokázán generalizovaný rozpad melanomových buněk ve všech kožních nádorech a ve všech předtím prokázaných metastatických ložiskách a postupná přeměna ve vazivo. Stejného léčebného efektu bylo dosaženo, pokud byla devitalizací ošetřena některá z lymfatických uzlin s metastázami nebo část sleziny s metastázami. Do současné doby byly devitalizační zákroky aplikovány u téměř jednoho sta postižených zvířat s úspěšností zhruba 85%. U vyléčených miniprasat nebyly nikdy pozorovány recidivy nádorového onemocnění.
Důkazy, které jsme zatím získali, potvrzují naši původní hypotézu o vyvolání protinádorové imunitní reakce devitalizovanou nádorovou tkání. V devitalizovaném melanomu jsme krátce po zákroku prokázali imunohistochemicky intenzivní expresi proteinů teplotního šoku HSP70 a gp96. Je známé, že tyto proteiny váží nádorově specifické peptidy a takovéto komplexy jsou schopné přes antigen-prezentující buňky indukovat protinádorovou imunitní reakci. V souladu s tím jsme pak následně nalezli za pomoci průtokové cytometrie ve všech nádorech vysokou koncentraci cytotoxických T lymfocytů, které v nich před vlastním zákrokem nebyly téměř přítomné. Cytotoxické T lymfocyty jsou efektorové imunitní buňky, které jsou schopné specificky likvidovat nádorové buňky ve všech lokalitách v organismu – v primárních nádorech a v metastázách. Uvedené výsledky ukazují, že devitalizovaná nádorová tkáň indukuje protinádorovou buněčnou imunitní reakci. Devitalizační techniku by tak bylo možné zařadit mezi imunoterapeutické postupy (specifická aktivní imunoterapie autologní nekrotizující nádorovou tkání), kterým je v rámci experimentální a klinické onkologie věnována v posledních letech celosvětově značná pozornost. Bližší objasnění biologických pochodů nastartovaných devitalizací a vedoucích k zániku nádorových buněk je cílem dalších pokusů.
Pro potvrzení obecnější platnosti léčebného efektu na nádorovou tkáň bylo devitalizačním zákrokem ošetřeno rovněž kolem 90 fen s histologicky verifikovaným karcinomem mléčné žlázy. Rovněž u tohoto typu nádoru byl zaznamenán pozitivní účinek devitalizační léčby. Bylo zjištěno, že úspěšnost zákroku byla do určité míry závislá na stáří ošetřených zvířat (do stáří 10 let – úspěšnost 65%, u starších zvířat – úspěšnost 40%). Dalším modelem, na kterém testujeme účinek devitalizace, je inokulovaný sarkom u laboratorního potkana Lewis. Všechny zatím získané výsledky ukazují, že unikátní protinádorový efekt devitalizačního zákroku není druhově ani nádorově specifický. Tak by se devitalizační technika mohla uplatnit rovněž při léčbě některých maligních nádorů v klinické praxi, jak to bylo již dříve prokázáno u několika pacientů s inoperabilními nádory střev (Fortýn et al.-Z. exp. Chir. Transplant. künstl. Organe 18:42-50, 1985, Fortýn et al.–Klin. onkol. 1:7-10, 1989).

 radiofrekvenční ablace jako potenciální imunoterapeutický postup pro léčbu nádorů?

Radiofrekvenční ablace (RFA) je minimálně invazivní paliativní postup používaný v klinické onkologii pro destrukci jaterních, plicních a ledvinových nádorů, které nelze chirurgicky odstranit. Nádorové ložisko je velmi rychle zničeno vysokou teplotou, která se pohybuje mezi 60°C až 80°C, za použití speciálního přístroje s teplotní sondou. U našich nádorových modelů – miniaturních prasat linie MeLiM a potkanů linie Lewis s inokulovatelným sarkomem – testujeme účinek RFA. Hledáme takové podmínky provedení RFA, které by byly pro nádorové buňky subletální a nevedly by k jejich okamžitému zničení, ale vyvolaly by v nich teplotní stres a pomalou destrukci. Takový zákrok by mohl vést ke zvýšení exprese proteinů teplotních šoku a následně k vyvolání protinádorové imunitní reakce (podobně jako devitalizace).
Adresa:
ÚŽFG AV ČR, v.v.i.
Sekce embryologie živočichů, buněčné a tkáňové diferenciace
Laboratoř biologie nádorů
Rumburská 89
277 21 Liběchov

  pracovníci laboratoře

vedoucí RNDr. Vratislav Horák, CSc.
vědečtí pracovníci Ing. Monika Burócziová, Ph.D.


Ing. Ján Strnádel, Ph.D.


Prof. MUDr. Luca Vannucci, Ph.D.
doktorandi Mgr. Daniela Plánská


Mgr. Monika Holubová
technici Jaroslava Šestáková


Jitka Klučinová