You are using an outdated browser. For a faster, safer browsing experience, upgrade for free today.

Молекулярні механізми патогенезу злоякісної мезотеліоми, обумовленої експозицією азбестом та вірусом SV-40

Молекулярні механізми патогенезу злоякісної мезотеліоми, обумовленої експозицією азбестом та вірусом SV-40

1(34) 2013

https://doi.org/10.33573/ujoh2013.01.057

Марченко М. Л., Варивончик Д. В.

Молекулярні механізми патогенезу злоякісної мезотеліоми, обумовленої експозицією азбестом та вірусом SV-40

ДУ «Інститут медицини праці НАМН України», м. Київ

Повна стаття (PDF), UKR

У дослідженні проведено аналіз даних літератури про стан вивчення молекулярних механізмів патогенезу злоякісної мезотеліоми, обумовленої експозицією азбестом і його різними видами, розглянуто роль вірусу SV-40 в патогенезі цієї патології.Встановлено, що: 1) відсутня прямий причинно-наслідковий зв'язок між експозицією азбестом, виникненням мутацій в клітинах-мішенях (епітелій органів дихання, мезотелий) і виникненням злоякісних новоутворень, що пов'язано з переважанням епігенетичних механізмів канцерогенезу, викликаних ізольованим впливом азбесту на клітини-макрофаги з хронічною та інтенсивної активізацією вільно-радикальних механізмів канцерогенезу. При цьому залишаються не до кінця визначені причини різної частоти індукції злоякісних новоутворень під впливом різних видів азбесту (крокидолит>> амозит>> хризотил); 2) залишаються нез'ясованими причинивиникнення злоякісної мезотеліоми серед осіб, які ніколи не піддавалися експозиції азбестом, а також механізми резистентності виникнення онкологічної патології серед осіб, раніше які зазнали тривалого і інтенсивного впливу азбесту; 3) дослідженнями показана ко-канцерогенна роль вірусу SV-40 у виникненні злоякісної мезотеліоми на тлі впливу азбестом, однак залишається не до кінця з'ясованою можливість ініціації і прогресії канцерогенезу під впливом вірусу SV-40, без участі азбесту; 4) доведено, що поліморфізм генів є причиною підвищеної чутливості організму до виникнення онкологічної патології, проте залишається нез'ясованою роль комбінації генотипу, наявності латентної інфекції SV-40 і експонуванні людини різними видами азбесту; 5) хоча багатьма дослідженнями доведено, що азбестові волокна впливають на мезотеліальні, альвеліоціти II типу, імунокомпетентні клітини, макрофаги, недостатньо з'ясовано, яким чином відбувається інтеракція лимфоцитарно-макрофагального ланки з клітинами мезотелію, і як вони впливають на процеси злоякісної трансформації мезотелия. Це питання доводить необхідність наукового вивчення ролі міжклітинних взаємодій при експозиції азбест; 6) існують певні прогалини в знаннях про механізми і патогенез злоякісної трансформації мезотеліальних клітин щодо того, що клітини мезотелію, уражені азбестовими волокнами, які не піддаються апоптозу, а продовжують накопичувати геномні і хромосомні мутації, які залишаються непізнаними імунокомпетентними клітинами. Все це вимагає подальшого детального вивчення, що дозволить встановити ранні маркери канцерогенного процесу в мезотеліом людини і науково обгрунтувати способи індивідуальної профілактики даної патології у осіб, які мають професійну експозицію азбестом.

Ключові слова: злоякісна мезотеліома, азбест, вірус SV-40, патогенез

Література

  1. Asbestos. From Wikipedia, the free encyclopedia - Режим доступу: http://en.wikipedia.org/wiki/Asbestos.
  2. Luus K. Asbestos: mining exposure, health effects and policy implications" / K. Luus // McGill Journal of Medicine.- 2007.- № 10 (2) - P 121 - 126.
  3. Craighead J. E. Asbestos and Its Diseases / J. E. Craighead, A. R. Gibbs.- New York, NY, USA: Oxford University Press, 2008.- P. 230 - 252.
  4. Asbestos. ЕРА - Режим доступу: http://www.epa. gov/asbestos.
  5. Barrett J. C. Multiple mechanisms for the carcinogenic effects of asbestos and other mineral fibers / J. C. Barrett [et al.] // Env. Health Perspecrives.- 1989.- Vol. 81 - P 81 - 89.
  6. Huang. Role of mutagenicity in asbestos fiber- induced carcinogenicity and other diseases / Sarah H. L. Huang [et al.] // Journal of toxicology and env. Health.- 2011.- № 14, Part B.- P 179 - 245.
  7. McDonald J. C. The epidemiology of mesothelioma in historical context / J. C. McDonald, A. D. McDonald // European Respiratory Journal.- 1996.- № 9.- P 1932-1942.
  8. Кундієв Ю. І. Професійний рак. Епідеміологія та профілактика / Ю. І. Кундієв, А. М. Нагорна, Д. В. Вари- вончик.- Київ, 2006.- 336 с.
  9. Asbestos-related diseases. WHO.- Режим доступу: http://www.who.int/occupational_health/topics/ asbestos_documents/en/index.html.
  10. Christensen В. С. Asbestos exposure predicts cell cycle control gene promoter methylation in pleural mesothelioma / В. С. Christensen [et al.] // Carcinogenesis.- 2008.- V. 29, № 8 - P. 1555 - 15559.
  11. The FIBRETOX Project: Mechanisms of toxicity of asbestos substitute mineral fibres: new approaches to hazard and risk assessment. The FIBRETOX Project: - Режим доступу: http://ec.europa.eu/research/environment/pdf/env_ health_projects/chemicals/c-fibretox.pdf,
  12. Hei T K. Chrysotile fiber is a strong mutagen in mammalian cells / T. K. Hei [et al.] // Cancer Res.- 1992.- № 52.- P 6305-6309.
  13. Xu A. Mechanisms of genotoxicity of crocidolite asbestos in mammalian cells: implication from mutation patterns induced by reactive oxygen spesies / A. Xu, H. Zhou, D. Z. Yu // Environ. Health perspect.- 2002.- № 110.- P 1003 - 1008.
  14. Both K. Loss ofheterozygosity in asbestos-induced- mutationsin a human mesothelioma cell line / K. Both, D. R. Nurner, D. W. Henderson // Environ. Mol. Mutagen.- 1995.- № 26.- P. 67-71.
  15. Xu A. Newinsightinto intrachromosomal delations inducedby chrysotile in the gpt delta transgenic mutation assay / A. Xu [et al.] // Environ Health Perspect.- 2007.- № 115.- P. 87 - 92.
  16. Jaurand M. C. Mechanisms of fiber-induced genotoxicity / M. C. Jaurand // Environ. Health. Perspect.- 1997.- № 105, Suppl. 5.- P. 1073-1084.
  17. A mouse model recapitulating molecular features of human meesothelioma / D. A. Altomare [et al.] // Cancer. Res.- 2005.- № 65.- P. 8090-8095.
  18. Induction of methaphase and anaphase/telophase abnormalities by asbestos fibers in rat pleural mesothelial cells in vitro / M. Yegles [et al.] // Respia. Cell. Mol. Biol.- 1993.- № 9.- P. 186-191.
  19. Mitotic disturbances and micronucleus induction in Syrian hamster embryo fibroblast cells caused by asbestos fibers / E. Dopp [et al.] // Environ. Health Perspect.- 1995.- № 103.- P. 268-271.
  20. ROS-mediated genotoxicity of asbestos-cement in mammalian lung cells in vitro / E. Dopp [et al.] // Part. Fibre. Toxicol.- 2005.- № 2.- P. 1-9.
  21. Toyokuni S. Mechanisms of asbestos-induced cancerogenesis / S. Toyokuni // Nagoya J. Med. Sci.- 2009.- № 71.- P. 1-10.
  22. DNA fingerprint analysis reveals differences in mutational patterns in experimentally induced rat peritoneal tumors, depending on the type of environmental mutagen / N. Kosiok [et al.] // Cancer Genet. Cytogenet.- 1999.- № 111.- P. 71-76.
  23. Inhaled crocidolite mutagenicity in lung DNA / Rihn [et al.] // Environ. Health Perspect.- 2000.- № 108.- P. 341-346.
  24. Mutagenesis by asbestos in the lang of lambda- lacI transgenic rats / J. Topinka [et al.] // Mutat. Res.- 2004.- № 553 (1-2).- P. 67-78.
  25. Sister chromatid exchange frequency in asbestos workers / W.N. Rom [et al.] // JNCI.- 1983.- № 70.- P. 45-48.
  26. Genotoxiceffects of asbestos in human / M. Dusin- ska [et al.] // Mutat. Res.- 2004.- № 553.- P. 91-102.
  27. Genetic predisposition and health effect of occupational exposure to asbestos / A. Horska [et al.] // Neuro Endocrinol. Lett.- 2006.- № 27 (Suppl. 2).- P. 100-103.
  28. Cytogenetic examination of workers engaged in manufacturing of asbestos technical products / N. P. Bochkov [et al.] // Cig. Tr. Prof. Zabol.- 1991.- № 12.- P. 10-11.
  29. Investigation of micronucleus frequencies in lymphocytes of inhabitants environmentally exposed to chrysotile asbestos / Donmez-Altuntas [et al.] // Environ Health Res.- 2007.- № 17.- P. 45-51.
  30. High frequency of inactivating mutations in the neurofibromatosis type 2 gene (NF2) in primary malignant mesotheliomas / A.B. Bianchi [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1992.- № 92.- P. 10854-10858.
  31. Alteration of the p161NK4 locus in human malignant mesothelial tumors / T Hirao [et al.] // Carcinogenesis.- 2002.- № 23 - P. 1127-1130.
  32. Tumor suppressor gene alterations in patients with malignant mesothelioma due to environmental asbestos exposure in Turkey / E. Tug [et al.] // J. Carcinogen.- 2006.- № 5 - P 1-6.
  33. Gene copy number analysis using oligonucleotide array CGH / Lindholm [et al.] // Cytogenet. Genome Res.- 2007.- № 119.- P. 46-52.
  34. Asbestos exposure predicts cell cycle control gene promoter methylation in pleural mesothelioma / C.Chris- tensen [et al.] / / Cancerogenesis.- 2008.- V. 29, № 8.- P. 1555-1559.
  35. IARC. Overall evaluations of carcinogenicity: An updating of IARC monographs // IARC Monogr. Eval. Carcinogen. Risks Hum.- Lyon, France, 1987.- V. 1 - 42 p.
  36. Carbone M. The pathogenesis of mesothelioma / M. Carbone, R. Kratzke, J. Tesla // Semi. Oncol.- 2002.- № 29.- P 2-17.
  37. Молекулярная диагностика опухолей / С. П. Осин- ский [и соавт.].- Киев, Изд. «ДИА», 2007.- 246 с.
  38. Recurrent deletion of specific chromosomal sites in 1p, 3p, 6q in human malignant mesothelioma / T. Taguchi [et al.] // Cancer Res.- 1993.- № 53.- P 43494355.
  39. Abberant methylation and simian virus 40 tag sequences in malignant mesothelioma / Toyooka S. [et al.] // Cancer Res.- 2001.- № 61.- P. 5727-5730.
  40. Neurofibromatosis type 2 (NF2) gene is somatically mutated in mesothelioma but not in lung cancer / Y. Sekido [et al.] // Cacer Res.- 1995.- № 55.- P. 1227 -1231.
  41. High frequency of inactivating mutations in the neurofibromatosis type 2 gene (NF2) in primary malignant mesotheliomas / A. Bianchi [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1995.- № 92.- P. 10854-10858.
  42. YAP1 is involved in mesothelioma development and negatively regulated by Merlin through phosphorylation / T. Yokoyama [et al.] // Carcinogenesis.- 2008.- № 29.- P 2139-2146.
  43. Genome-Wide Profile of Pleural Mesothelioma versus Parietal and Visceral Pleura: The Emerging Gene Portrait of the Mesothelioma Phenotype / O. D. Roe [et al.] // PLoS One.- 2009.- № 4 (8).- P. 1-15.
  44. Mechanisms of oxidative stress and alterations ingene expression by Libby six-mix in human mesothelial cells / Jedd M Hillegass [et al.] // Particle and Fibre Toxicology.- 2010.- № 7.- P 1-15.
  45. Toyokuni S. Mechanisms of asbestos-induced cancerogenesis / S. Toyokuni // Nagoya J. Med.- 2009.- № 71.- P 1-10.
  46. Mossman B. T. Carcinogenesis and related cell and tissue responses to asbestos: a review / B. T. Moss- man // Ann. Occup. Hyg.- 1994.- № 38 (4).- P. 617.
  47. Craighead J. E. The pathology of asbestos- associated diseases of the lungs and pleural cavities: diagnostic criteria and proposed grading schema. Report of the Pneumoconiosis Committee of the College of American Pathologists and the National Institute for Occupational Safety and Health / J. E. Craighead, J. L. Abraham, A. Churg [et al.] // Arch. Pathol. Lab. Med.- 1982.- № 106 (11).- P. 544-596.
  48. Jaurand M. C. Particulate-state carcinogenesis: a survey of recent studies on the mechanisms of action of fibres / M. C. Jaurand // IARC Sci. Publ.- 1989.- № 90.- P. 54-73.
  49. Suzuki Y. Interaction of asbestos with alveolar cells / Y. Suzuki // Env. Health. Persp.- 1974.- V. 9.- P. 241-252.
  50. Effects of asbestos fibers on alveolar macrophage- mediated lymphocyte cytostasis / B. E. Bozelka [et al.] // Environmental research.- 1986.- V. 40, Issue 1.- P. 172-180.
  51. The role of macrophages in asbestos-induced carcinogenesis / L. N. Pylev [et al.] // Вопросы онкологии.- 2004.- № 50 (6).- P. 678-682.
  52. The role of free radicals in asbestos diseases / D. W. Kamp [et al.] // Rad. Biol. Med.- 1992.- № 12.- Р. 293-315.
  53. Goodglick L. A. Membrane Perturbation by Asbestos Fibers and Disease, Cellular Membrane: A Key to Disease Processes / L. A. Goodglick, A. B. Kane // Membrane Linked Diseases.- 1993.- № 1.- Р. 123-139.
  54. Asbestos-Induced Cellular andMolecular Alteration of Immunocompetent Cells and Their Relationship with Chronic Inflammation and Carcinogenesis / H. Matsuzaki [et al.] // Journal of Biomedicine and Biotechnology.- 2012.- V. 2012.- P. 1-9.
  55. Kanceljak-Macan B. Immunological aspects of asbestos-related diseases / B. Kanceljak-Macan // Arh Hig Rada Toksikol.- 2009.- № 60.- P. 45-50.
  56. Immunological alterations found in mesothelioma patients and supporting experimental evidence / Yoshie Miuraet [et al.] // Environ Health Prev Med.- 2008.- № 13.- Р. 55-59.
  57. Apoptosis is observed in mesothelial cells after exposure to crocidolite asbestos / K A BeruBe [et al.] // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol.- 1996.- V. 15, № 1.- Р. 141-147.
  58. Huncharek M. Nonasbestos related diffuse malignant mesothelioma / M. Huncharek // Tumori.- 2002.- № 88 (1) - P. 1-9.
  59. SV40. From Wikipedia, the free encyclopedia - Режим доступу: http://en.wikipedia.org/wiki/SV40.
  60. Mesothelioma mortality in Europe: impact of asbestos consumption and simian virus 40 / K. Leithner [et al.] // Orphanet. J. Rare. Dis.- 2006.- № 7.- Р. 1-44.
  61. Epidemiology of Simian Polyomavirus SV40 in Different Areas of Russian Federation (RF), Epidemiology Insights / B. Lapin and M. Chikobava.- 2012. Режим доступу: http://www.intechopen.com/books/epidemio- logyinsights/epidemiologyof-poliomavirus-sv-40-in- different-regions-of-russia.
  62. Gazdar A. F. SV40 and human tumours: myth, association or casuality& / A. F. Gazdar, J. S. Butel, M. Carbone // Nat. Rev. Cancer- 2002.- № 2.- P. 957-964.
  63. Hmeljak J. Presence and role of Simian Virus 40 (SV40) in malignant pleural mesothelioma / J. Hmeljak, Cor // Radiol. Oncol.- 2009.- № 43 (1).- P. 9-16.
  64. SV40 DNA in human osteosarcomas shows sequence variation among T-antigen genes / J. A. Lednicky [et al.] // JA Int. J. Cancer.- 1997.- № 72.- Р. 791-800.
  65. SV40-like sequences in human bone tumors / M. Carbone [et al.] // Oncogene.- 1996.- № 13 - P. 527-535.
  66. Bergsagel D. J. DNA sequences similar to those of simian virus 40 in ependymomas and choroid plexus tumors of childhood / D. J. Bergsagel // Engl. J. Med.- 1992.- № 326.- P. 988-993.
  67. SV40 early region and large T antigen in human brain tumors, peripheral blood cells, and sperm fluids from healthy individuals / F. Martini [et al.] // Cancer Research.- 1996.- № 56 (20).- P. 4820-4825.
  68. Natural simian virus 40 strains are present in human choroid plexus and ependymoma tumors / J. A. Lednicky [et al.] // Virology.- 1995.- № 212.- P 710-717.
  69. The International SV40 Working Group. A multicenter evaluation of assays for detection of SV40 DNA and results in masked mesothelioma specimens // Cancer Epidemiol Biomarkers Prev- 2001.- № 10 (5).- Р. 523-532.
  70. SV40 Enhances the Risk of Malignant Mesothelioma among People Exposed to Asbestos: A Molecular Epidemiologic Case-Control Study / A. Cristaudo [et al.] // Cancer Res.- 2005.- № 65.- Р. 3049-3052.
  71. Simian virus 40 sequences in blood specimens from healthy individuals of Casale Monferrato, an industrial town with a history of asbestos pollution / Pancaldi [et al.] // Journal of Infection.- 2009.- № 58 (1).- Р. 53-60.
  72. Human mesothelial cells are unusually susceptible to simian virus 40-mediated transformation and asbestos cocarcinogenicity / M. Bocchetta [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci.- 2000.- № 97.- P. 10214-10219.
  73. Effects of asbestos initiation of DNA breaks, p53- expression and apoptosis in primary, SV40-transformed and malignant human mesothelial cells / B. Burmeister [et al.] // Mutat. Res.- 2004.- № 558.- P. 81-92.
  74. Ahuja D. SV40 large T antigen targets multiple cellular pathways to elicit cellular transformation / Ahuja, M. T Salenz-Robles, J. M. Pipas // Oncogene- 2005.- № 24.- P. 7729-7745.
  75. Germline BAP1 mutations predispose to malignant mesothelioma / J. R. Testa [et al] // Nat. Genet.- 2011.- № 43 (10).- P. 1022-1025.
  76. Гігієнічні проблеми використання хризотило- вого азбесту в Україні / Ю. І. Кундієв [та ін.] // Український журнал з проблем медицини праці.- 2008.- № 4 (16).- С. 35-41.
  77. До проблем нормування хризотил-азбесту в повітрі робочої зони / В. Є. Мошковський [та ін.] // Український журнал з проблем медицини праці.- 2012.- № 1 (29).- С. 21-25.
  78. Чернюк В. И. Возможно ли безопасное использование хризотилового асбеста? Опыт Украины / В. И. Чернюк, Т К. Кучерук, И. П. Лубянова [та ін.].-К.: Авиценна, 2008.- 36 с.
  79. Сагула Т Академик Юрий Кундиев: «Если шифер не пилить, не дробить и не разламывать, то это вполне безопасный материал» / Т Сагула // Газета «Факты» - 24.07.12.
  80. Варивончик Д. В. Анализ канцерогенной опасности для работающих на асбестоцементных производствах (аналитическое исследование с использованием мета-анализа) / Д. В. Варивончик // Український журнал з проблем медицини праці.- 2007.- № 1 (9).-С. 60-71.
  81. П'ятниця-Горпинченко Н. К. Особливості умов праці робітників основних професій шиферних заводів України / Н. К. П'ятниця-Горпинченко // Довкілля та здоров'я.- 2008.- № 2.- С. 42-46.
  82. Zoller T Production of reactive oxygen species by phagocytic cells after exposure to glass wool and stone wool fibres-effect of fibre preincubation in aqueous solution / T Zoller, W J. Zeller // Toxicology Letters.- 2000.- № 114.- Р. 1-9.
  83. Варивончик Д. В. Эпидемиология злокачественной мезотелиомы в Украине (2001-2011) / Д. В. Варивончик // Укр. журн. з пробл. медицини праці України.- 2012.- № 4.- С. 56 - 69.
    84. /ol>