Primární řasinky v onkologii

Souhrn

Primární řasinka je senzorická, solitární, nepohyblivá mikrotubulární struktura, která se v klidové části buněčného cyklu nachází na povrchu většiny typů lidských buněk včetně buněk embryonálních, kmenových a buněk stromatu nádorů. Poruchy primárních řasinek se podílí na vzniku široké škály lidských onemocnění včetně onkologických. Na povrchu buněk většiny typů nádorů se primární řasinky nenachází vůbec nebo pouze ve velmi nízké frekvenci, porušené stavbě a funkci. Ztráta nebo porucha primární řasinky je charakteristickým rysem většiny typů solidních nádorů. Výjimkou jsou nádory závislé na aktivační mutaci signální dráhy Hedgehog, u kterých se primární řasinky vyskytují ve zvýšené frekvenci. Tématem tohoto přehledového sdělení jsou současné poznatky o významu primárních řasinek v onkologii.

Klíčová slova primární řasinky • nádorová biologie • karcinom prsu • karcinom tlustého střeva • bazocelulární karcinom • vismodegib

Summary

Dvorak, J., Büchler, T., Filipova, A., Hadzi Nikolov, D., Buka, D., Richter, I., Honzikova, M., Abrahamova, J. Primary cilia in oncology The primary cilium is a sensory, solitary, non-motile microtubulebased structure that in the quiescent phase of the cell cycle projects from the surface of the majority of human cells, including embryonal, stem and cancer stromal cells. Defects in the primary cilia structure and/or function have been shown to have a causal link to the development of a broad range of human diseases including cancer. Most cancer cells do not possess the primary cilium. The loss or impairment of the primary cilium is a regular feature of neoplastic transformation in the majority of solid tumors, with the exception of tumors dependent on amplification of Hedgehog signaling. The aim of this paper is to provide a review of the current knowledge on the primary cilia in oncology.

Key words primary cilia • cancer biology • breast cancer • colon cancer • basal cell cancer • vismodegib Primární řasinka je solitární, senzorická, mikrotubulární struktura, která se v klidové části buněčného cyklu nachází na povrchu většiny typů lidských buněk (buněk obratlovců) (Obr. 1, 2), včetně buněk embryonálních, kmenových a buněk stromatu nádorů. Nukleačním centrem axonematu primární řasinky je mateřský centriol centrosomu, který v interfázi buněčného cyklu přechodně migruje k povrchu buňky.(1) Na povrchu buněk většiny typů nádorů se primární řasinky nenachází vůbec nebo v pouze velmi nízké frekvenci, porušené stavbě a funkci.(2) Výjimkou jsou nádory závislé na aktivační mutaci signální dráhy Hedgehog, u kterých se primární řasinky vyskytují ve zvýšené frekvenci. V primárních řasinkách různých typů buněk jsou přítomny rozdílné typy receptorů, iontových kanálů a je v nich aktivních několik signálních drah.(3) Poruchy primárních řasinek se podílejí na vzniku široké škály lidských onemocnění, od vzácných multiorgánových syndromů a vývojových vad, až po nejčastější civilizační onemocnění, jako jsou nádorová a kardiovaskulární onemocnění,(4) polycystická choroba ledvin(5) nebo artróza.(6) Dočasná tvorba primárních řasinek je nezbytná pro reparaci po poranění některých typů buněk, například řasinkového epitelu dýchacích cest.(7) Za první genovou terapii ciliopatie je považována léčba pacientů jedné z forem Leberovy kongenitální amaurózy (LCA2).(8) První skupinou léků, která cílí na signální transdukci aktivní v primárních řasinkách, jsou inhibitory signální dráhy Hedgehog.

Cyklus (tvorba a rozpuštění) primární řasinky

Po ukončení mitózy centrosom (oba centrioly s pericentriolárním materiálem) dočasně migruje k povrchu buňky, kde se mateřský centriol diferencuje v bazální tělísko, které slouží jako nukleační centrum mikrotubulů axonematu primární řasinky. Před zahájením mitózy jsou mikrotubuly primární řasinky rozpuštěny, tím se uvolní bazální tělísko/mateřský centriol a centrosom se může přemístit k jádru buňky, aby mohla být zahájena mitóza (Obr. 3).(9, 10) V literatuře se používá výraz s lomítkem „bazální tělísko/mateřský centriol“, který se někdy přirovnává k výrazu „jitřenka/večernice“. Jedná se o stejnou mikrotubulární strukturu, která cyklicky migruje: v době, kdy organizuje mitotické vřeténko v centru buňky, se nazývá centriol, a v době, kdy je ukotvena v cytoplazmatické membráně a kdy slouží jako nukleační centrum mikrotubulů primární řasinky, se nazývá bazální tělísko.(11)

Vztah mezi cyklem primární řasinky a buněčným cyklem z hlediska regulačních proteinů

Těsný vzájemný vztah mezi cyklem primární řasinky a buněčným cyklem je dán nejen strukturálně tím, že se primární řasinka a dělící vřeténko střídavě dělí o stejnou mikrotubulární strukturu – mateřský centriol/bazální tělísko, ale mají i některé společné regulační proteiny.(12) Příkladem je Aurora kináza A, která se podílí na regulaci buněčného cyklu a současně způsobuje depolymeraci mikrotubulů primární řasinky.(13) Zvýšená exprese Aurora kinázy A nebo amplifikace genu Aurora kináza A se vyskytují u některých typů nádorů včetně karcinomu prsu, plic, hlavy a krku nebo adenokarcinomu kolorekta.
Mikroinjekce Aurora kinázy A do buněk způsobuje rychlou (< 2 minuty) depolymeraci mikrotubulů primární řasinky, zatímco podání inhibitoru Aurora kinázy A (PHA-680632) brání depolymeraci mikrotobulů primární řasinky.(13, 14) Aurora kináza A rozpouští primární řasinku aktivací deacetylázy histonů HDAC6,(15) která katalyzuje deacetylaci ?-tubulinu, což vede k destabilizaci mikrotubulů axonematu primární řasinky.(13) To je podpořeno i pozorováním, že podání inhibitoru HDAC6 – tubacinu (tubulin acetylation inducer) limituje depolymeraci mikrotubulů primární řasinky Aurora kinázou A.(16)

Význam poruch primární řasinky v nádorové transformaci

Přestože byla primární řasinka a inverzní vztah jejího výskytu k mitóze popsán již koncem 19. století, zvýšený zájem o primární řasinky v nádorové biologii se objevuje teprve v poslední době. Některé multiorgánové ciliopatie jsou spojeny s vyšším rizikem vzniku nádorů, například pacienti s Joubertovým syndromem mají vyšší incidenci hamartomů.(17) Ztráta primární řasinky vede k odpojení od části signálů z vnějšího prostředí a k redistribuci receptorů lokalizovaných v primární řasince (EGFR, PDGFR-A) do jiných částí buňky, jako jsou cytoplazmatická membrána a endosomy, kde mohou být náchylnější k aberantní aktivaci.(18, 19) V době, kdy je centrosom na periferii buňky, kde vytváří primární řasinku, nemůže se současně podílet na tvorbě dělícího vřeténka (Obr. 3, 4A). Trvalá přítomnost centrosomu v blízkosti jádra může odstranit restrikce buněčného cyklu spojené s cyklem primární řasinky (Obr. 4B). V této souvislosti se primární řasinka někdy nazývá jako „struktura suprimující solidní nádory“.(11, 20) Na vzniku řady typů nádorů se podílí porucha signálních drah Hedgehog, Wnt, NOTCH a Hippo, které jsou aktivní v primárních řasinkách. Jejich nesprávná signální transdukce může být proto způsobena i poruchou tvorby, struktury nebo funkce primárních

řasinek.(21) Primární řasinky buněk melanocytů a melanocytového névu

V retrospektivní studii bylo imunofluorescenční mikroskopií vyšetřeno 62 kožních lézí: 22 melanocytových névů, 16 případů melanoma in situ, 16 případů invazívně rostoucích melanomů a 8 případů metastatického melanomu. Primární řasinka byla přítomna na povrchu buněk téměř všech melanocytových névů, avšak nebyla přítomna na buňkách melanoma in situ, invazívně rostoucích melanomů ani metastatických melanomů. Odlišením buněk melanocytového névu od buněk melanoma in situ a invazívního melanomu může přítomnost primární řasinky napomoci diferenciální diagnostice přednádorových lézí melanomu.(22)

Primární řasinky buněk vývodového adenokarcinomu pankreatu

Buňky adenokarcinomu pankreatu sekretují proteiny Hedgehog, které parakrinně působí na buňky stromatu. Buňky stromatu, které regulují proliferaci buněk adenokarcinomu, mají četné senzorické primární řasinky s receptory Hedgehog.(23, 24, 25) Přítomnost primárních řasinek u části buněk adenokarcinomu pankreatu by mohla svědčit o tom, že proteiny Hedgehog působí na buňky adenokarcinomu i přímo, nejen prostřednictvím buněk stromatu nádoru.(24) Ve studii v Dartmouth Medical School bylo pozorováno potlačení tvorby primárních řasinek buněk přednádorových lézí pankreatické intraepiteliální neoplazie i vývodového adenokarcinomu pankreatu.(11, 26) Primární řasinky nebyly přítomny na myších buňkách pankreatické intraepiteliální neoplazie, ve třech různých myších modelech vývodového adenokarcinomu pankreatu, řízených aktivační mutací genu K-ras. Všechny typy buněčných prekurzorů pankreatického vývodového adenokarcinomu měly přítomny primární řasinky.(18) Autoři této studie považují zastavení ciliogeneze za podstatný rys lidského vývodového adenokarcinomu pankreatu i přednádorového stavu pankreatické intraepiteliální neoplazie, který nevyžaduje probíhající proliferaci a může být potenciálním farmakologickým cílem.(26)

Primární řasinky buněk cholangiogenního karcinomu

V retrospektivní imunofluorescenční studii histologických vzorků 21 pacientů s cholangiogenním karcinomem a 6 vzorků zdravé tkáně byla pozorována přítomnost primárních řasinek na povrchu 100 % cholangiocytů zdravé tkáně a pouze na 20 % buněk cholangiogenního karcinomu.(27) Deciliace cholangiocytů v buněčné kultuře vedla ke zvýšení jejich proliferace, invazivity a nezávislosti růstu na ukotvení. Ztráta primárních řasinek cholangiocytů současně aktivovala signální dráhy Hedgehog a MAPK (mitogen-activated protein kinase). Všechny tyto změny svědčí o transformaci fenotypu zdravých cholangiocytů na maligní fenotyp.
V buněčných kulturách i histologických vzorcích cholangiogenního karcinomu byla prokázána zvýšená exprese HDAC6, která korelovala se sníženým množstvím acetylovaného ?-tubulinu.(27) Acetylovaný ?-tubulin je nezbytný pro stavbu primární řasinky. HDAC6 katalyzuje deacetylaci ?-tubulinu, což vede k destabilizaci mikrotubulů axonematu a resorpci primární řasinky. (13) Autoři studie předpokládají, že zvýšení exprese HDAC6 v cholangiocytech, které koreluje se ztrátou jejich primárních řasinek, vede k transformaci na maligní fenotyp.
Inhibice HDAC6 vedla ke zvýšení množství acetylovaného ?-tubulinu a znovuvytvoření primárních řasinek buněčných linií cholangiocelulárního karcinomu. Inhibice HDAC6 specifickou shRNA (short hairpin RNA) zvýšila množství buněk s primárními řasinkami 3,3krát a inhibice tubastatinem A (selektivním inhibitorem HDAC6) 18krát. Tato obnova primárních řasinek korelovala s downregulací signální dráhy Hedgehog a MAPK, se snížením proliferace o 50 % a invazivity o 40 %.
Na základě výsledků této studie in vitro byl proveden experiment in vivo na krysím modelu cholangiogenního karcinomu. Po 7 dnech aplikace tubastatinu A nebo placeba byly nádory odstraněny. Po aplikaci tubastatinu A byla průměrná váha nádoru 6krát nižší, poměr váha nádoru/váha jater 5krát nižší a poměr váha nádoru/váha těla 5,6krát nižší než po placebu. Signifikantně byla snížena i proliferace buněk. Tato studie poprvé prokázala, že obnova primárních řasinek inhibicí HDAC6 v buňkách cholangiogenního karcinomu má protinádorový účinek.(27) V preklinickém zkoušení je i další inhibitor HDAC6 s označením ACY-125.(28) Primární řasinky buněk karcinomu prsu

V mlékovodech (ducti lactiferi) se nachází dvouvrstevný kubický nebo cylindrický epitel. Bazálními buňkami mlékovodů jsou těsně vedle sebe uspořádané myoepitelové buňky.(29) V histologických vzorcích zdravé mléčné žlázy v okolí nádoru žen po mastektomii pro karcinom prsu činil medián výskytu primárních řasinek bazálních buněk mlékovodů 22,3 %, luminálních buněk 0,5 %.(30) Podobně i ve vícevrstevném epitelu jiných tkání je největší počet primárních řasinek v buňkách bazální vrstvy, směrem do periferie primárních řasinek ubývá a zkracuje se jejich délka.
Doposud největší studie primárních řasinek u karcinomu prsu byla provedena v Arizona Cancer Center, kde hodnotili přítomnost primárních řasinek v histologických vzorcích 65 pacientek s karcinomem prsu, z toho u 15 pacientek hodnotili také zdravou tkáň prsu v okolí nádoru prsu. Přítomnost primárních řasinek byla hodnocena i v 39 histologických vzorcích karcinomu in situ a v 12 vzorcích nenádorové tkáně prsu pacientek po redukční plastické operaci prsu. Grading karcinomu prsu byl skórován podle nottinghamské modifikace Bloom-Richardsonova systému. Medián výskytu primárních řasinek buněk karcinomu prsu činil 0,2 %. Medián výskytu primárních řasinek buněk karcinomu in situ grade 1 (CIS-1) a CIS-2 činil 0,8 %, u CIS-3 0,1 %. To svědčí o tom, že ztráta primárních řasinek je časnou událostí nádorové transformace. Ve většině (84 %) hodnocených karcinomů prsu byl proliferační index Ki-67 nižší než 50 %, proto ztrátu primárních řasinek při nádorové transformaci nelze vysvětlit pouze zvýšenou proliferací nádorových buněk. U pacientek s karcinomem prsu bylo prokázáno snížení exprese 7 ciliárních genů, které jsou potřebné pro tvorbu primární řasinky.(30) Samotná deciliace buněk mléčné žlázy v experimentu na myších nevedla k rozvoji karcinomu prsu, (31) tak jako u cholangiogenního karcinomu.(27) Medián výskytu frekvence primárních řasinek buněk stromatu tkáně prsu pacientek po redukční plastické operaci prsu činil 18,4 %, u buněk stromatu CIS-1 a CIS-2 byl medián výskytu 4,7 %, u buněk stromatu CIS-3 1,3 %, u buněk stromatu karcinomu prsu grade 1 a 2 4,7 % a u buněk stromatu karcinomu prsu grade 3 pouze 1,7 %. V této studii nebyl hodnocen typ buněk stromatu, proto je možné, že postupný pokles celkové frekvence výskytu primárních řasinek buněk stromatu v průběhu vývoje nádoru prsu je způsoben rozdílnou distribucí jednotlivých typů buněk stromatu.(30)

Primární řasinky buněk adenokarcinomu tlustého střeva

Na mikrotubulech axonematu primární řasinky je, v porovnání s mikrotubuly v buněčném těle, více reverzibilních posttranslačních modifikací včetně acetylace, fosforylace, detyrosinace, (poly)glutamylace a glycylace.(32, 33) Za glycylaci mikrotubulů axonematu primárních řasinek jsou zodpovědné dvě monoglycylázy TTLL3 (tubulin tyrosine ligase-like family, member 3) a TTLL8. K tvorbě primárních řasinek přitom postačuje přítomnost alespoň jedné z nich. V epitelových buňkách tlustého střeva se fyziologicky vyskytuje pouze TTLL3. Ve studii na kultuře myších epitelových buněk tlustého střeva nepřítomnost monoglycylázy TTLL3 statisticky významně korelovala se sníženou frekvencí výskytu primárních řasinek a zvýšenou proliferací buněk. V myším modelu karcinogeneze tlustého střeva zvýšila ztráta TTLL3 incidenci adenokarcinomu tlustého střeva. Mutace TTLL3 jsou u lidského adenokarcinomu tlustého střeva vzácné (1 mutace na 276 případů). Statisticky významné je však snížení exprese TTLL3 v buňkách adenokarcinomu kolorekta a jeho metastázách. V benigních adenomech je exprese obdobná jako ve zdravých epitelových buňkách. TTLL3 by proto v budoucnu mohl sloužit jako prognostický marker adenokarcinomu kolorekta.(32)

Primární řasinky buněk karcinomu prostaty

V retrospektivní studii histologických vzorků pacientů po prostatektomii a transuretrální resekci prostaty bylo pozorováno snížení frekvence výskytu primárních řasinek buněk prostatické intraepiteliální neoplazie na 5,7 % a invazívního karcinomu na 1,9 %, v porovnání s primárními řasinkami buněk epitelu zdravé tkáně prostaty 8,9 %. Současně bylo prokázáno zkrácení primárních řasinek buněk prostatické intraepiteliální neoplazie na 1,22 µm a invazívního karcinomu na 1,0 µm, v porovnání s primárními řasinkami buněk epitelu zdravé tkáně prostaty 1,3 µm.(34) Abnormální délka primárních řasinek je nepřímou známkou jejich porušené funkce.(35) Ztráta funkčních primárních buněk epitelu prostaty se může podílet na zvýšené signalizaci Wnt buněk karcinomu prostaty.(34) Nebyl signifikantní rozdíl ve frekvenci výskytu ani délce primárních řasinek buněk stromatu prostatické intraepiteliální neoplazie (5,8 %, 1,16 µm), invazívního karcinomu (5,2 %, 0,93 µm) a okolní zdravé tkáně prostaty (5,9 %, 1,16 µm).(34)

Primární řasinky buněk bazocelulárního karcinomu

Bazocelulární karcinom je nejčastější lidský nádor, jehož incidence v České republice i celosvětově stále stoupá. Zatímco většina bazocelulárních karcinomů vzniká sporadicky, část jich vzniká na podkladě syndromu névoidního bazaliomu (Gorlinova syndromu), který je spojen také s častějším výskytem meduloblastomů v dětském věku. Příčinou syndromu névoidního bazaliomu je represivní mutace nádory suprimujícího genu Ptch, která vede k neregulované aktivaci signální dráhy Hedgehog. Primární řasinka významně amplifikuje signalizaci Hedgehog.
Vismodegib (Erivedge®) je perorálně užívaný inhibitor abnormálně aktivované signální dráhy Hedgehog. Je indikován v monoterapii k léčbě dospělých pacientů s metastazujícím bazocelulárním karcinomem a pacientů s lokálně pokročilým bazocelulárním karcinomem nevhodným k chirurgické léčbě nebo radioterapii. V Arizona Cancer Center retrospektivně vyšetřili frekvenci výskytu primárních řasinek v histologických vzorcích pacientů s bazocelulárním karcinomem před zahájením cílené léčby vismodegibem. Medián frekvence výskytu primárních řasinek predikoval nejen to, zda bude či nebude léčebná odpověď na vismodegib, ale i typ této léčebné odpovědi (Tab.).(36) Imunologická synapse jako funkční homolog primární řasinky

Imunologická synapse je specializovaná struktura vznikající v místě kontaktu mezi T-lymfocytem a buňkou prezentující antigen. Charakteristickým znakem imunologické synapse je reorientace mikrotubulárního organizačního centra (MTOC) směrem k buňce prezentující antigen, která zajišťuje dopravu signálních molekul z intracelulárního prostoru do oblasti imunologické synapse.(37) V T-lymfocytech byly překvapivě prokázány transportní proteiny řasinek, přestože T-lymfocyty žádné řasinky nevytvářejí.(38) Z důvodu analogií v architektuře primární řasinky a imunologické synapse (vysoce specializovaná doména cytoplazmatické membrány primární řasinky či imunologické synapse, která se odlišuje od ostatního buněčného povrchu, spolu s MTOC, který je pod touto částí membrány a ze kterého radiálně vyrůstají mikrotubuly) je některými autory imunologická synapse považována za funkční homolog primární řasinky (Obr. 5A, B).(38– 42) Předpokládá se evoluční původ imunologické synapse v modifikované primární řasince.(39) U cytotoxických T-lymfocytů, jejichž sekreční aktivita je v oblasti imunologické synapse největší, je pozorováno konkávní vyboulení cytoplazmatické membrány nad MTOC, nazývané „frustrated cilium“.(40, 43) Signální dráha Hedgehog, která je v buňkách s primární řasinkou aktivní právě v primárních řasinkách, má zásadní význam i v tvorbě imunologické synapse cytotoxických T-lymfocytů.(39) V nádorovém mikroprostředí se vyskytují obě tyto mikrotubulární struktury – jak primární řasinky fibroblastů asociovaných s nádory (Obr. 6), tak imunologické synapse cytotoxických T-lymfocytů. V současné době jsou v onkologii používány tři léky cílené na imunologické synapse T-lymfocytů v léčbě pokročilého melanomu: ipilimumab (Yervoy®), nivolumab (Opdivo®) a pembrolizumab (Keytruda®).

Vliv protinádorové chemoterapie na primární řasinky

Paklitaxel, který inhibuje depolymeraci mikrotubulů,(43) blokuje prodlužování primárních řasinek.(45) Inhibitory polymerace mikrotubulů v nízké koncentraci vedou k prodloužení primárních řasinek zvýšením množství volných podjednotek tubulinu v cytosolu,(45, 46, 47) avšak ve vyšší koncentraci také blokují tvorbu primárních řasinek.(48) Ve studii in vitro, po 8 hodinách působení cisplatiny na nesmrtelnou linii lidských buněk epitelu proximálních ledvinných kanálků, se primární řasinky zkrátily v porovnání s kontrolní skupinou přibližně na polovinu, a po 16 hodinách téměř na nulu. Obdobně frekvence výskytu primárních řasinek klesla na přibližně 70 % a po 16 hodinách na 5 %. Ve druhé části této studie bylo zkrácení primárních řasinek buněk epitelu ledvinových kanálků a snížení jejich frekvence účinkem cisplatiny potvrzeno i in vivo v experimentu na myších. Pokud byla buňkám s poruchou primárních řasinek podána cisplatina, způsobila v porovnání s buňkami, které měly primárními řasinky, apoptózu u signifikantně vyššího procenta buněk. Podpora zachování primárních řasinek buněk epitelu ledvinných kanálků by v budoucnu mohla sloužit k prevenci nefrotoxicity cisplatiny. (49) Závěr

Ztráta nebo porucha primární řasinky je charakteristickým rysem většiny typů solidních nádorů. Výjimkou jsou nádory závislé na aktivační mutaci signální dráhy Hedgehog, u kterých se primární řasinky vyskytují ve zvýšené frekvenci. V současné době je studován prediktivní význam frekvence výskytu primárních řasinek u pacientů léčených inhibitorem signální dráhy Hedgehog vismodegibem pro bazocelulární karcinom. Přibývá poznatků o mimomitotických účincích regulačních proteinů buněčného cyklu na cyklus primární řasinky. U kolorektálního karcinomu je hodnocen prognostický význam monoglycylázy TTLL3, která je nezbytná pro tvorbu primárních řasinek kolorekta. V preklinickém zkoušení je hodnocen protinádorový účinek obnovy primárních řasinek, inhibicí HDAC6 v buňkách některých typů karcinomů. Geny a proteiny, které se podílejí na tvorbě, struktuře a funkcích primárních řasinek mohou reprezentovat nové nadějné cíle protinádorové léčby.

Poděkování panu Jiřímu Kopeckému z Reprografického centra FN Hradec Králové za zhotovení schémat.
Práce byla podpořena projekty PRVOUK P37/01, PRVOUK P37/06 a PRVOUK P37/11. Prohlášení: autoři v souvislosti s tématem práce nespolupracovali v posledních 12 měsících s žádnou farmaceutickou firmou.

Literatura

1. FRY, AM., LEAPER, MJ., BAYLISS, R. The primary cilium: guardian of organ development and homeostasis. Organogenesis, 2014, 10, p. 62–68.
2. DVOŘÁK, J., HADŽI NIKOLOV, D., SITOROVÁ, V., et al. Primary cilia in gastrointestinal stromal tumors. Neoplasma, 2014, 61, p. 305–308.
3. DVOŘÁK, J., SITOROVÁ, V., HADŽI NIKOLOV, D., et al. Primární řasinky a jejich biologické funkce. Onkologie, 2011, 5, s. 234–238.
4. DVOŘÁK, J., SITOROVÁ, V., HADŽI NIKOLOV, D., et al. Primární řasinky buněk kardiovaskulárního aparátu. Vnitř Lék, 2012, 58, s. 938–942.
5. DVOŘÁK, J., SITOROVÁ, V., HADŽI NIKOLOV, D., et al. Primární řasinky buněk epitelu ledvinných kanálků. Aktual Nefrol, 2013, 3, s. 90–95.
6. DVOŘÁK, J., DVOŘÁK, Z., SITOROVÁ, V., et al. Primární řasinky buněk pojivové tkáně. Čes Revmatol, 2012, 20, s. 170–174.
7. JAIN, R., PAN, J., DRISCOLL, JA., et al. Temporal relationship between primary and motile ciliogenesis in airway epithelial cells. Am J Respir Cell Mol Biol, 2010, 43, p. 731–739.
8. MAGUIRE, AM., SIMONELLI, F., PIERCE, EA., et al. Safety and efficacy of gene transfer for Leber‘s congenital amaurosis. N Engl J Med 2008, 358, p. 2240–2248.
9. KIM, S., TSIOKAS, L. Cilia and cell cycle re-entry: more than a coincidence. Cell Cycle, 2011, 10, p. 2683–2690.
10. PLOTNIKOVA, OV., GOLEMIS, EA., PUGACHEVA, EN. Cell cycle-dependent ciliogenesis and cancer. Cancer Res, 2008, 68, p. 2058–2061.
11. SEELEY, ES., NACHURY, MV. Constructing and deconstructing roles for the primary cilium in tissue architecture and cancer. In SLOBODA, R. (Ed.), Primary cilia; Methods in cell biology. Burlington, Massachusetts, USA : Elsevier 2009, p. 300–313. 12. PAN, J., SNELL, W. The primary cilium: keeper of the key to cell division. Cell, 2007, 129, 1255–1257.
13. PUGACHEVA, EN, JABLONSKI, SA, HARTMAN, TR, et al. HEF1-dependent Aurora A activation induces disassembly of the primary cilium. Cell, 2007, 129, p. 1351–1363. 14. PLOTNIKOVA, OV., PUGACHEVA, EN., GOLEMIS, EA. Primary cilia and cell cycle. In SLOBODA, R. (Ed.), Primary cilia; Methods in cell biology. Burlington, Massachusetts, USA : Elsevier 2009, p. 137–160.
15. KIM, S., DYNLACHT, BD. Assembling a primary cilium. Curr Opin Cell Biol, 2013, 25, p. 506–511.
16. HAGGARTY, SJ., KOELLER, KM., WONG JC., et al. Domain-selective small-molecule inhibitor of histone deacetylase 6 (HDAC6)-mediated tubulin deacetylation. Proc Natl Acad Sci USA, 2003, 100, p. 4389–4394.
17. BRANCATI, F., TRAVAGLINI, L., ZABLOCKA, D., et al. RPGRIP1L mutations are mainly associated with the cerebello-renal phenotype of Joubert syndrome-related disorders. Clin Genet, 2008, 74, p. 164–170.
18. SEELEY, ES., NACHURY, MV. The perennial organelle: assembly and disassembly of the primary cilium. J Cell Sci, 2010, 123, p. 511–518.
19. SEEGER-NUKPEZAH, T., LITTLE, JL., SERZHANOVA, V., et al. Cilia and cilia-associated proteins in cancer. Drug Discov Today Dis Mech, 2013, 10, p. 135–142.
20. MANS, DA., VOEST, EE., GILES RH. All along the watchtower: is the cilium a tumor suppressor organelle? Biochim Biophys Acta, 2008, 1786, p. 114–125.
21. LIU, A., WANG, B., NISWANDER, LA. Mouse intraflagellar transport proteins regulate both the activator and repressor functions of Gli transcription factors. Development, 200l, 132, p. 3103–3111.
22. KIM, J., DABIRI, S., SEELEY, ES. Primary cilium depletion typifies cutaneous melanoma in situ and malignant melanoma. PLoS One, 2011, 6, p. e27410. doi: 10.1371/ journal.pone.0027410.
23. BAILEY, JM., MOHR, AM., HOLLINGSWORTH, MA. Sonic hedgehog paracrine signaling regulates metastasis and lymphangiogenesis in pancreatic cancer. Oncogene, 2009, 28, p. 3513–3525.
24. EMOTO, K., MASUGI, Y., YAMAZAKI, K., et al. Presence of primary cilia in cancer cells correlates with prognosis of pancreatic ductal adenocarcinoma. Hum Pathol, 2014, 45, p. 817–825.
25. YAUCH, RL., GOULD, SE., SCALES, SJ., et al. A paracrine requirement for hedgehog signalling in cancer. Nature, 2008, 455, p. 406–410.
26. SEELEY, ES., CARRIERE, C., GOETZE, T., et al. Pancreatic cancer and precursor pancreatic intraepithelial neoplasia lesions are devoid of primary cilia. Cancer Res, 2009, 69, p. 422–430.
27. GRADILONE, SA., RADTKE, BN., BOGERT, PS., et al. HDAC6 inhibition restores ciliary expression and decreases tumor growth. Cancer Res, 2013, 73, p. 2259–2270. 28. ZHANG, L., LIU, C., WU, J., et al. Tubastatin A/ACY-1215 improves cognition in Alzheimer‘s disease transgenic mice. J Alzheimers Dis, 2014, 41, p. 1193–1205.
29. KONRÁDOVÁ, V., UHLÍK, J., VAJNER, L. Funkční histologie. Jinočany : H&H Vyšehradská, s. r. o., 2000, 2. vydání.
30. MENZL, I., LEBEAU, L., PANDEY, R., et al. Loss of primary cilia occurs early in breast cancer development. Cilia, 2014, 3, p. 7. doi: 10.1186/2046-2530-3-7.
31. MCDERMOTT, KM., LIU, BY., TLSTY, TD., et al. Primary cilia regulate branching morphogenesis during mammary gland development. Curr Biol, 2010, 20, p. 731–737. 32. ROCHA, C., PAPON, L., CACHEUX, W., et al. Tubulin glycylases are required for primary cilia, control of cell proliferation and tumor development in colon. EMBO J, 2014, 33, p. 2735. doi: 10.15252/embj.201490279.
33. WESTERMANN, S., WEBER, K. Post-translational modifications regulate microtubule function. Nat Rev Mol Cell Biol, 2003, 4, p. 938–947.
34. HASSOUNAH, NB., NAGLE, R., SABODA, K., et al. Primary cilia are lost in preinvasive and invasive prostate cancer. PLoS One, 2013, 8, p. e68521. doi: 10.1371/ journal.pone.0068521.
35. KOEMETER-COX, AI., SHERWOOD, TW., GREEN, JA., et al. Primary cilia enhance kisspeptin receptor signaling on gonadotropin-releasing hormone neurons. Proc Natl Acad Sci USA, 2014, 111, p. 10335–10340.
36. BUNCH, T., WEISS, GJ., NUNEZ, M., et al. Primary cilia are a novel predictor of Hedgehog-targeted drug efficacy. Cilia, development and human disease. Abstract book, Abstract 0307, p. 39. Tahoe City, USA, 2. 3. –7. 3. 2014.
37. KREJSEK, J., KOPECKÝ, O. Klinická imunologie. NUCLEUS HK 2004, 941 s.
38. FINETTI, F., BALDARI, CT. Compartmentalization of signaling by vesicular trafficking: a shared building design for the immune synapse and the primary cilium. Immunol Rev, 2013, 251, p. 97–112.
39. DE LA ROCHE, M., RITTER, AT., ANGUS, KL., et al. Hedgehog signaling controls T cell killing at the immunological synapse. Science, 2013, 342, p. 1247–1250.
40. GRIFFITHS, GM., TSUN, A., STINCHCOMBE, JC. The immunological synapse: a focal point for endocytosis and exocytosis. J Cell Biol, 2010, 189, p. 399–406.
41. ANGUS, KL., GRIFFITHS, GM. Cell polarisation and the immunological synapse. Curr Opin Cell Biol, 2013, 25, p. 85–91.
42. BASTEN, SG., GILES, RH. Functional aspects of primary cilia in signaling, cell cycle and tumorigenesis. Cilia, 2013, 2, p. 6. doi: 10.1186/2046-2530-2-6.
43. STINCHCOMBE, JC., SALIO, M., CERUNDOLO, V., et al. Centriole polarisation to the immunological synapse directs secretion from cytolytic cells of both the innate and adaptive immune systems. BMC Biol, 2011, 9, p. 45. doi: 10.1186/1741-7007-9-45. 44. KLENER, P., KLENER, P. Jr. Nová protinádorová léčiva a léčebné strategie v onkologii. Praha : Grada Publihing 2010, 232 s.
45. SHARMA, N., KOSAN, ZA., STALLWORTH, JE., et al. Soluble levels of cytosolic tubulin regulate ciliary length control. Mol Biol Cell, 2011, 22, p. 806–816.
46. BERSHTEYN, M., ATWOOD, SX., WOO, WM., et al. MIM and cortactin antagonism regulates ciliogenesis and hedgehog signaling. Dev Cell, 2010, 19, p. 270–283. 47. KIM, J., LEE, JE., HEYNEN-GENEL, S., et al. Functional genomic screen for modulators of ciliogenesis and cilium length. Nature, 2010, 464, p. 1048–1051.
48. JENSEN, CG., DAVISON, EA., BOWSER, SS., et al. Primary cilia cycle in PtK1 cells: effects of colcemid and taxol on cilia formation and resorption. Cell Motil Cytoskeleton, 1987, 7, p. 187–197.
49. WANG, S., WEI, Q., DONG, G., et al. ERK-mediated suppression of cilia in cisplatin-induced tubular cell apoptosis and acute kidney injury. Biochim Biophys Acta, 2013, 1832, p. 1582–1590.
e-mail: josef.dvorak@ftn.cz

Tab. Medián frekvence výskytu primárních řasinek buněk
bazocelulárního karcinomu před zahájením cílené léčby
vismodegibem predikuje typ léčebné odpovědi

Medián frekvence výskytu PŘ 37 % 58 % 66 % 86 %
Léčebná odpověď PD SD PR CR
na vismodegib

Zkratky:
PŘ – primární řasinky, PD – progrese onemocnění, SD – stabilizace onemocnění,
PR – částečná odpověď, CR – kompletní odpověď

O autorovi| 1Doc. MUDr. Josef Dvořák, Ph. D., 1doc. MUDr. Tomáš Büchler, Ph. D., 2Mgr. Alžběta Filipová, 3MUDr. Hadži Nikolov Dimitar, 4MUDr. David Buka, 5MUDr. Igor Richter, 1MUDr. Michaela Honzírková, 1prof. MUDr. Jitka Abrahámová, DrSc. 1Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Thomayerova nemocnice, Onkologická klinika 2Univerzita Karlova v Praze, Lékařská fakulta Hradec Králové, Ústav lékařské biochemie 3Univerzita Karlova v Praze, Lékařská fakulta a Fakultní nemocnice Hradec Králové, Fingerlandův ústav patologie 4Univerzita Karlova v Praze, Lékařská fakulta a Fakultní nemocnice Hradec Králové, Klinika onkologie a radioterapie 5Krajská nemocnice Liberec, a. s., Oddělení klinické onkologie

Obr. 1 Primární řasinky buněčné linie fibroblastů jsou znázorněny červeně při imunofluorescenčním průkazu acetylovaného ??-tubulinu, bazální tělísko/mateřský centriol zeleně při imunofluorescenčním průkazu ??-tubulinu. Jádra buněk jsou barvená modře (DAPI). Zvětšení 100krát.
Obr. 2 Primární řasinka buňky epitelu ledvinného kanálku je znázorněna červeně při imunofluorescenčním průkazu acetylovaného ??-tubulinu. Jádra buněk jsou barvená modře (DAPI). Zvětšení 100krát.
Obr. 3 Cyklus primární řasinky ve vztahu k buněčnému cyklu
Obr. 4A Radiální uspořádání mikrotubulů v buňce karcinomu bez primární řasinky
Obr. 4B Uspořádání mikrotubulů v nenádorové buňce s primární řasinkou
Obr. 6 Primární řasinky fibroblastů asociovaných s adenokarcinomem rekta jsou znázorněny červeně při imunofluorescenčním průkazu acetylovaného????-tubulinu. Jádra buněk barvená modře (DAPI). Zvětšení 100krát.
Obr. 5 Analogie mezi architekturou primární řasinky a imunologickou synapsí cytotoxického CD8+ T-lymfocytu A – uspořádání centrosomu, mikrotubulárního cytoskeletu, endosomů a specializované domény cytoplazmatické membrány v oblasti primární řasinky, B – uspořádání centrosomu, mikrotubulárního cytoskeletu, endosomů a specializované domény cytoplazmatické membrány imunologické synapse cytotoxického CD8+ T-lymfocytu.

Ohodnoťte tento článek!