μιτογόνος δράση τεμαχίου του αμινοτελικού άκρου του uPA στους οστεοβλάστες (Rabbani, and Desjardins, et al, 1990) . Ωστόσο ο ακριβής του ρόλος δεν έχει αποσαφηνιστεί. Η εντόπιση του uPA στην επιφάνεια του καρκινικού κυττάρου μέσω του υποδοχέα του uPAR πιθανόν του επιτρέπει να διευκολύνει την αποδόμηση της οστικής θεμέλιας ουσίας , η οποία καθοδηγείται από την αλληλεπίδραση κυττάρων – θεμέλιας ουσίας.
ΑΜΥΛΟΕΙΔΕΣ ΤΟΥ ΟΡΟΥ Α
Το αμυλοειδές του ορού Α (Serum amyloid A) είναι μια πρωτεΐνη οξείας φάσης, τα επίπεδα της οποίας αυξάνουν μέχρι 1000 φορές κατά τη φλεγμονή (Weinstein, and Skinner, et al, 1984) και παράγεται από διάφορους επιθηλιακούς ιστούς όπως το ήπαρ και ο προστάτης (Urieli-Shoval, and Cohen, et al, 1998) . Στο παρελθόν έχουν γίνει προσπάθειες για ανάδειξη της σε καρκινικό δείκτη του προστατικού καρκίνου με φτωχά ωστόσο αποτελέσματα εξαιτίας της μη ειδικότητάς της και της επικράτησης του PSA. Σε μια πρόσφατη σχετικά μελέτη με τη χρήση SELDI-TOF MS (Surface- enhanced laser desorption/ionization time-of-flightmass spectrometry ) αναλύθηκαν δείγματα ορού ασθενών που έπασχαν από καρκίνο του προστάτη με ή χωρίς οστικές μεταστάσεις. Από τα αποτελέσματα πρόκυψε ότι τα επίπεδα της SSA μπορούν να συσχετιστούν με την ύπαρξη οστικών μεταστάσεων (Le, and Chi, et al, 2005) . Ωστόσο τα ευρήματα είναι περιορισμένα για να βγουν ασφαλή συμπεράσματα για την προγνωστική αξία του SSA και πολύ περισσότερο για τον ρόλο της στην οστική μετάσταση.
κυτταρικών σειρών με διαφορετικό ιστικό τροπισμό έδειξαν αυξημένη έκφραση του PAR-1 στα οστεοτροπικά κύτταρα (Chay, and Cooper, et al, 2002) . Τα υπάρχοντα δεδομένα υποδηλώνουν ότι ο PAR-1 είναι σημαντικός για τα πρώτα στάδια της μετάστασης, τόσο για την αποκοπή από την πρωτοπαθή εστία όσο και για τον εποικισμό στα οστά. Στην πρωτοπαθή εστία η ενεργοποίηση του υποδοχέα από τη θρομβίνη και από τον TF (tissue factor) ενεργοποιεί τις ΜΜΡ (Ruf, and Fischer, et al, 2000; Walz, and Fenton, 1994) και επάγει την κινητικότητα των καρκινικών κυττάρων, συμβάλλοντας τελικά στη διήθηση και το πέρασμα στην κυκλοφορία (Henrikson, and Salazar, et al, 1999; Liu, and Gilcrease, et al, 2001). Ακόμα και κατά την πορεία των καρκινικών κυττάρων , ο PAR-1 πιθανόν συμβάλει στην προστασία από το ανοσοποιητικό σύστημα και το μηχανικό στρες της αιματικής ροής αυξάνοντας την έκφραση των ιντεγκρινών στην κυτταρική μεμβράνη και επάγοντας κατ’ επέκταση τη σύνδεση καρκινικών κυττάρων και αιμοπεταλίων σε συσσωμάτωμα (Biggerstaff, and Seth, et al, 1999) . Αφού τα καρκινικά κύτταρα καθηλωθούν στο ενδοθήλιο δημιουργείται ένα μικροπεριβάλλον το οποίο αποτελείται από τα ίδια τα κύτταρα, από αιμοπετάλια, από ενδοθηλιακά κύτταρα και από θρόμβο ινικής. Υπό αυτές τις συνθήκες εμφανίζεται ενεργοποίηση του PAR-1 τόσο στα καρκινικά κύτταρα όσο και στα ενδοθηλιακά. Στα μεν πρώτα αυτό συνεπάγεται κυτταροσκελετικές αλλαγές και έκκριση ΜΜΡ και VEGF με σκοπό την μετακίνηση του κυττάρου (Lafleur, and Hollenberg, et al, 2001; Maragoudakis, and Tsopanoglou, et al, 2000; Ruf, and Fischer, et al, 2000; Walz, and Fenton, 1994) στα δε ενδοθηλιακά κύτταρα επάγει τη σύσπαση τους διευκολύνοντας τη εξαγγείωση των καρκινικών κυττάρων (van Nieuw Amerongen, and van Delft, et al, 2000;
Maragoudakis, and Tsopanoglou, 2000). Η σύσπαση αυτή πιθανόν σχετίζεται με αποπτωτικούς μηχανισμούς (Dittmar, and Gloria-Maercker, et al, 2002) . Τέλος, η ενεργοποίηση των ΜΜΡ από τον PAR-1 πιθανών συμβάλει και στην απελευθέρωση αυξητικών παραγόντων από την οστική θεμέλια ουσία (Cooper, and Chay, et al, 2003) .
ΝΕΦΡΟΝΕΚΤΙΝΗ
H νεφρονεκτίνη (POEM) είναι μια πρωτεΐνη της θεμέλιας ουσίας, η οποία ανακαλύφθηκε σχετικά πρόσφατα και σχεδόν ταυτόχρονα από δύο διαφορετικές ομάδες κατά την μελέτη της ιντεγκρίνης α8β1 και των συνδετών της (Brandenberger,
and Schmidt, et al, 2001; Morimura, and Tezuka, et al, 2001). Αποτελείται από πέντε περιοχές που προσομοιάζουν στον EGF, ένα μοτίβο πρόσδεσης της ιντεγκρίνης Arg- Gly-Asp και μια περιοχή MAM. Αν και όχι διεξοδικά μελετημένη, τα μέχρι τώρα δεδομένα δείχνουν ότι εκφράζεται σε διάφορους ιστούς μεταξύ των οποίων τα οστά και ο νεφρός. Επιπλέον εικάζεται ότι η δράση της σχετίζεται με την ανάπτυξη και την λειτουργία διάφορων ιστών. Στα οστά πιθανών συμμετέχει στα πρώτα στάδια ωρίμανσης των οστεοβλαστών στέλνοντας διαμέσου της ιντεγκρίνης α8β1 σήματα επιβίωσης (survival signals) και μεσολαβώντας στις διακυτταρικές συνδέσεις. Μόλις το 2005 η γενομική ανάλυση ενός μοντέλου οστικής μετάστασης καρκίνου του μαστού οδήγησε στην ανεύρεση της POEM σε καρκινικά κύτταρα, χωρίς ωστόσο να έχει αποσαφηνιστεί εάν και με πιο τρόπο συμβάλει στην οστική μετάσταση (Eckhardt, and Parker, et al, 2005) . Ωστόσο αναστολή της έκφρασης της POEM σε κύτταρα που μεθίστανται μεταξύ των άλλων και στα οστά, οδήγησε σε μειωμένη μεταστατικότητα, γεγονός το οποίο προϊδεάζει για πιθανό ρόλο της POEM στην οστική μετάσταση.
ΜΥΕΛΟΕΠΙΝΕΦΡΙΝΗ (Adrenomedullin)
Η μυελοεπινεφρίνη είναι ένα πεπτίδιο που ανήκει στην υπεροικογένεια πεπτιδίων της καλσιτονίνης και απομονώθηκε για πρώτη φορά το 1993 από έναν όγκο των επινεφριδίων (φαιχρωμοκύττωμα) (Kitamura, and Kangawa, et al, 1993). Έκτοτε έγιναν πολλές έρευνες από τις οποίες πρόκυψε ότι η μυελοεπινεφρίνη απαντάται σε ένα μεγάλο εύρος φυσιολογικών και εξαλλαγμένων ιστών και ενέχεται σε ποικίλες φυσιολογικές και παθολογικές διεργασίες (Lopez, and Martinez, 2002). Στη νεοπλασία ειδικότερα η ΑΜ ανευρίσκεται σε περιπτώσεις καρκίνου του πνεύμονα, μαστού, προστάτη, ΚΝΣ, επινεφριδίων, γαστρεντερικού κ.α. Ο ρόλος της σε αυτήν είναι πολυδιάστατος και σχετίζεται με δράσεις αυξητικές (μέσω αυτοκρινούς/παρακρινούς τρόπου), αντιαποπτωτικές, αγγειογενετικές κ.α.(Zudaire, Martinez, and Cuttitta, 2003).
Η βιβλιογραφία για το ρόλο της μυελοεπινεφρίνη στις οστικές μεταστάσεις είναι φτωχή. Μόνη αναφορά γίνεται από τους Guise T.A και συν. οι οποίοι σε in vivo πειράματα με ανθρώπινα κύτταρα αδενοκαρκινώματος πνεύμονα (Α549) διαπίστωσαν ότι η μυελοεπινεφρίνη ενέχεται στον οστεοτροπισμό των κυττάρων αυτών. Συγκεκριμένα η διαμόλυνση των κυττάρων αυτών με siRNA μυελοεπινεφρίνη
είχε ως αποτέλεσμα την μείωση των οστικών μεταστάσεων και αύξηση της επιβίωσης σε πειραματόζωα. Εκτός αυτού, όπως προκύπτει από μη δημοσιευμένη ακόμα μελέτη, η διαμόλυνση καρκινικών κυττάρων προστάτη PC3 με DNA που κωδικοποιεί την μυελοεπινεφρίνη οδήγησε σε αύξηση των οστεολυτικών μεταστάσεων αλλά και εμφάνιση περιοχών σχηματισμού νέου οστού παρακείμενες των μεταστατικών εστιών (Chirgwin, Mohammad, and Guise, 2004).
ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΙΣΜΟΙ, ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΥΣΚΟΛΙΕΣ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ
Η μετάσταση αποτελεί μια απο τις χαρακτηριστικότερες διεργασίες της νεοπλασίας.
Αν και τα τελευταία χρόνια οι γνώσεις μας όλο και εμπλουτίζονται, απέχουμε πολύ από το να κατανοήσουμε πλήρως τους υποκείμενους μηχανισμούς και κατ΄ επέκταση να επέμβουμε αποτελεσματικά.
Αρχικά, η συνεχιζόμενη βελτίωση των μεθόδων διαλογής (screening) έδωσε πολλές ελπίδες για πρώιμη διάγνωση και συνεπώς πρώιμη επέμβαση η οποία θα απέτρεπε την μετάσταση καρκινικών κυττάρων. Τελικά όμως, ενώ αυξήθηκε η διάγνωση νεοπλασμάτων πρώιμου σταδίου, η θνησιμότητα δεν εμφάνισε ανάλογη μείωση.
(Black, and Welch, 1993) (Baum, 1996)
Η παραπάνω διαπίστωση, σε συνδυασμό και με άλλα αντικρουόμενα ευρήματα, δημιουργεί αρκετά ερωτηματικά για τις ισχύουσες αντιλήψεις και αναδεικνύει την αναγκαιότητα για μια γενικότερη αναθεώρηση στην προσέγγιση του καρκίνου. Για παράδειγμα, οι διαφορές που μπορεί να παρουσιάζουν τα καρκινικά κύτταρα της πρωτοπαθούς εστίας με αυτά της μεταστατικής έχει οδηγήσει ορισμένούς επιστήμονες να υποστηρίζουν ότι οι διαφορές αυτές δεν οφείλονται στην κλωνική εξέλιξη (clonal evolution), κάποιου υποπληθυσμού της αρχικής εστίας. Αντίθετα, θεωρούν ότι συστηματικά καρκινογόνα επιδρούν ταυτόχρονα σε διάφορες περιοχές του οργανισμού με αποτέλεσμα την ταυτόχρονη ανάπτυξη νεοπλασίας.
Πιθανολογείται ότι η καρκινογένεση αφορά μεσεγχυματικά, πολυδύναμα ή βλαστικά κύτταρα των περιοχών αυτών, γεγονός το οποίο μπορεί να εξηγήσει και τις κάποιες ομοιότητες των καρκινικών κυττάρων της «μετάστασης» με φυσιολογικά κύτταρα άλλου οργάνου (πρωτοπαθή εστία της κλασσικής αντίληψης περί μετάστασης) δεδομένου ότι τα βλαστικά κύτταρα ενός οργάνου να μπορούν να διαφοροποιούνται σε κύτταρα διαφορετικού τύπου οργάνου. Οι παραπάνω υποθέσεις στηρίζονται σε σύγχρονα δεδομένα αλλά απέχουν πολύ από το να δώσουν μια πλήρη εικόνα των μεταστατικών μηχανισμών. Ωστόσο καταδεικνύουν τον προβληματισμό της επιστημονικής κοινότητας για τις μέχρι τώρα ερευνητικές προσεγγίσεις.(Black, and Welch, 1993) (Baum, 1996) (Gotzsche, and Olsen, 2000)
Στην περίπτωση των οστικών μεταστάσεων ο προβληματισμός είναι ακόμα εντονότερος καθότι τα οστά ως εστία μετάστασης παρουσιάζουν πιο σημαντική αντίσταση στις υπάρχουσες θεραπευτικές παρεμβάσεις σε σχέσεις με άλλες περιοχές.
Επιπλέον, η αντικαρκινική θεραπεία και ειδικότερα οι ορμονικοί χειρισμοί (π.χ.
φαρμακευτική ορχιεκτομή) σε καρκινο του μαστού και προστάτη επηρεάζει τον είδη επιβαρυμένο σκελετό και μπορεί να οδηγήσει σε οστεοπόρωση. Η ακτινοθεραπεία, η χήμειοθεραπεία και τα γλυκοκορτικοειδή επιβαρύνουν και αυτά με τη σειρά τους τον οστίτη ιστό και αυξάνουν την πιθανότητα καταγμάτων. Για το λόγο αυτό, η βελτίωση των θεραπευτικών προσεγγίσεων μέσω της κατανόησης των μηχανισμών της οστικής μετάστασης, θα επιτρέψει όχι μόνο την αναχαίτιση της νεοπλασματικής διαδικασίας αλλά θα βελτιώσει και την ποιότητα ζωής των ασθενών. (Bagi, 2002)
Οι δυσκολίες και τα αδιέξοδα τα οποία έχουν προκύψει απο τις μέχρι τώρα ερευνητικές προσεγγίσεις θα πρέπει να αποτελέσουν πηγή προβληματισμού για το σχεδιασμό, την πραγματοποίηση και την ερμηνεία των μελλοντικών πειραμάτων. Η δυσκολία στην κατανόηση των οστικών μεταστάσεων οφείλεται εν μέρει και στο γεγονός οτι δεν γνωρίζουμε ακόμα σε βάθος τους μηχανισμους οστικής απορρόφησης και αναδόμησης και πως αυτοί ενορχηστρώνονται και εξισσοροπούνται ανάλογα με τα εκάστοτε ερεθίσματα. Η κατανόηση αυτών των μηχανισμών θα επιτρέψει να φωτίσουμε περαιτέρω την παθογένεια των οστικών μεταστάσεων καθότι τα καρκινικά κύτταρα πρακτικά χειραγωγούν αυτούς τους ομοιοστατικούς μηχανισμούς για την εγκατάσταση και ανάπτυξη της οστικής μετάστασης.
Μέχρι πρότινος, μεθοδολογικής κυρίως φύσεως περιορισμοί, είχαν επιβάλει μια τρόπον τινά αποδομητική προσέγγιση σύμφωνα με την οποία σε κάθε πειραματική εργασία αναζητείται η συμβολή στην οστική μετάσταση ενός ή λίγων κάθε φορα γονιδίων, πρωτεινών, διαμεσολαβητών κ.λ.π. Η προσέγγιση αυτή στηρίζεται στην αντίληψη οτι κάθε σύστημα μπορεί να γίνει κατανοητό αναλυόμενο στα επιμέρους συστατικά του. Αυτό όμως εμποδίζει τη διαμόρφωση μιας ολιστικότερης οπτικής, η οποία θα τοποθετήσει το κάθε προς διερεύνηση μόριο ή κύτταρο στο συγκεκριμένο κάθε φορά χωρικό και χρονικό πλαίσιο και οδηγεί, σε ορισμένες περιπτώσεις, στην εξαγωγή εσφαλμένων ή παραπλανητικών συμπερασμάτων. Χαρακτηριστικά παραδείγματα αποτελούν ο TGF β και η PTHrP (βλ. παραπάνω), μόρια τα οποία ανάλογα με το εκάστοτε πλαίσιο επάγουν οστεοβλαστική ή οστεολυτική μετάσταση και κατά συνέπεια ο κλασσικός ορισμός τους ως οστεολυτικοί παράγοντες σταδιακά να εγκαταλείπεται. Το παράδειγμα αυτό καταδεικνύει την αναγκαιότητα προσέγγισης
των οστικών μεταστάσεων ως ένα σύστημα το οποίο ορίζεται κάθε στιγμή όχι μόνο από τα επιμέρους συστατικά του στοιχεία (καρκινικά κύτταρα, κύτταρα οστίτη ιστού, εξωκυττάρια θεμέλια ουσία κ.τ.λ.) αλλά και από τις μεταξύ τους σχέσεις όπως αυτές διαμορφώνονται από την παλέτα των εκφραζόμενων γονιδίων στο συγκεκριμένο στάδιο της νόσου, τόσο από τα καρκινικά κύτταρα όσο και από τον ξενιστή.
Τα επιτεύγματα της γονιδιωματικής και της πρωτεομικής σε συνδυασμό με τις νέες τεχνολογίες επιτρέπουν μια πιο ολιστική προσέγγιση. Για παράδειγμα η χρήση μικροσυστοιχειών (microarrays) μας επιτρέπει την ταυτόχρονη και ακριβή μελέτη πολλών γονιδίων και των προϊόντων τους [π.χ. (Ramaswamy, and Ross, et al, 2003) Eric S. (Kang, and Siegel, et al, 2003] Από την άλλη μεριά η φασματοσκοπία μάζας (ΜS) μας επιτρέπει να προσδιορίσουμε την πρωτεϊνική σύσταση ενός βιολογικού δείγματος με μεγάλη ακρίβεια. Αυτά και άλλα μεθοδολογικά εργαλεία αλλάζουν σταδιακά τον τρόπο προσέγγισης των οστικών μεταστάσεων και θα μπορέσουν πιθανόν μελλοντικά να οδηγήσουν σε σημαντικά ευρήματα.
Ένα ακόμα σημαντικό συστατικό των πειραματικών προσεγγίσεων για την κατανόηση των οστικών μεταστάσεων είναι τα ζωικά μοντέλα. Η ιδεώδης εκδοχή ενός ζωικού μοντέλου θα επέτρεπε την ανασύσταση των γενετικών και φαινοτυπικών αλλαγών που εμφανίζονται στον ανθρώπινο καρκίνο και μάλιστα με τρόπο επαναλήψιμο και σε χρονικό διάστημα που να επιτρέπει την αποτελεσματική μελέτη του. Ωστόσο η πραγματικότητα απέχει από αυτό το ιδεώδες. Οι αυθόρμητες οστικές μεταστάσεις στα ζωα είναι σπάνιες και κατά συνέπεια τα περισσότερα μοντέλα πρέπει να προκύψουν πειραματικά. Ως εκ τούτου έχουν προκύψει μοντέλα τα οποία προσομοιάζουν συγκεκριμένα στάδια της μεταστατικής διαδικασίας και στα οποία θα πρέπει κάθε φορά να γίνεται ακριβής χαρακτηρισμός έτσι ώστε να επιτυγχάνεται μια όσο το δυνατόν ακριβέστερη ανασύσταση των διεργασιών που απαντώνται στον άνθρωπο.
Ένα άλλο πρόβλημα το οποίο προκύπτει στις πειραματικες προσεγγίσεις με ζωικά μοντέλα είναι ο καθορισμός του τι εκλαμβάνεται ως οστική μετάσταση. Η χρήση για παράδειγμα απλής ακτινογραφίας θα δώσει θετικά αποτελέσματα σε περιπτώσεις προχωρημένης οστικής μετάστασης ενώ θα οδηγήσει σε ψευδώς αρνητικά αποτελέσματα σε περιπτώσεις μικρομεταστάσεων. Επίσης σε περίπτωση οστεοβλαστικών μεταστάσεων η κατάσταση περιπλέκεται γιατί και μια οστεολυτική βλάβη θα οδηγήσει σε αντιδραστική οστεοβλαστική δραστηριότητα του
οστεοβλαστική μετάσταση. Πολύ ευαίσθητες μέθoδοι απο την άλλη, όπως για παράδειγμα η PCR, μπορεί να δώσουν ψευδώς θετικά αποτελέσματα, ανιχνεύοντας στο μυελό των οστών κύτταρα τα οποία πιθανόν να μην εξελιχθούν σε μετάσταση.
(van der Pluijm, and Sijmons, et al, 2001) (Sung, and Cattell, et al, 1997) Πολλά υποσχόμενες φαίνονται να είναι νέες αποικονιστικές μέθοδοι κατα τις οποίες τα καρκινικά κύτταρα διαμολύνονται με γονίδια τα οποία κωδικοποιούν φθορίζουσες ή βιοφθορίζουσες σηματοδοτικές πρωτεΐνες. Με τις μεθόδους αυτές θα είναι εφικτή αφενός η ανάδειξη μικρομεταστάσεων και αφετέρου η παρακολούθηση της ανάπτυξης της οστικής μετάστασης.(Wetterwald, and van der Pluijm, et al, 2002) (Edinger, and Sweeney, et al, 1999) (Yang, and Baranov, et al, 2000) (Rice, Cable, and Nelson, 2001)
Έτσι λοιπόν, ως αναφορά το μεθοδολογικό κομμάτι, μερικά από τα ερωτήματα που προκύπτουν σχετίζονται με την επιλογή του κατάλληλου μοντέλου ανάλογα με το εκάστοτε ερευνητικό ερώτημα, με τη δημιουργία κατάλληλων διαγονιδιακών και knock out ζωικών μοντέλων, με τη ανακάλυψη τρισδιάστατης ιστικής οργάνωσης καλλιέργειες (η υπάρχουσες δεν είναι τόσο αξιόπιστες λόγω της δισδιάστατης διάταξης), με τη real time απεικόνιση του μεταστατικού καταρράκτη και των αλληλεπιδράσεων με διαμερίσματα του οστού κ.α.
ΕΠΙΛΟΓΟΣ
Από τα παραπάνω γίνεται κατανοητό οτί η σύγχρονη έρευνα έχει αρκετό δρόμο να διανύσει μεχρι να αποσαφηνίσει την παθογένεια της οστικης μετάστασης.
Τα ερωτήματα που ανακύπτουν είναι πολλά και αφορούν στη φυσιολογία του οστου, στον οστεοτροπισμό, στην αλληλεπίδραση των καρκινικών κυττάρων με το οστικό μικροπεριβάλλον, στην ύπαρξη ή όχι οστεομιμητικών ιδιότητων στα οστεοτροπικά καρκινικά κύτταρα, στο μεταγραφικό και μεταφραστικό έλεγχο της οστικής αναδόμησης στη μεταστατική εστία, στην πιθανή ύπαρξη συγκεκριμένων περιοχών εποικισμού στο οστικό μικροπεριβάλλον, στα ρυθμιστικά δίκτυα διαμεσολαβητών (κυττοκίνες, χημοκίνες, αυξητικοί παράγοντες κ.τ.λ.), στα ενδοκυττάρια συστήματα μηνυματοδότησης, στην αναζήτηση κοινών, θεμελιακών μηχανισμών μεταξύ διαφορετικών τύπων καρκίνου, στο ρόλο του ενδοθηλίου των κολποειδών, στους δείκτες οστικού σχηματισμού και απορρόφησης, στην αναγνώριση ογκοκατασταλτικών και ογκογονιδίων που σχετίζονται με τη μετάσταση κ.α.
Δεδομένης της πολυπλοκότητας των υποκείμενων διεργασιών, αναμένεται τα εμπλεκόμενα γονίδια να είναι πολλά. Η χρήση σύγχρονων εργαλείων της πρωτεομικής και της γενομικής σε συνδυασμό με βελτιωμένες μεθόδους απεικόνισης σε μελέτες αυστηρά καθορισμένων ζωικών μοντέλων ή και σε υλικό από άνθρωπο θα επιτρέψουν μια πιο αξιόπιστη προσέγγιση και κατ΄επέκταση ουσιαστικότερη κατανόηση των οστικών μεταστάσεων. Η ανάδειξη συγκεκριμένων γονιδίων θα επιτρέψει στους επιστήμονες να αναζητούν την έκφραση τους στα εκάστοτε καρκινικά κύτταρα και η παλέτα των εκφραζόμενων γονιδίων να αποτελεί ένα είδος ταυτότητας για τα κύτταρα αυτά, που θα επιτρέπει, πιθανόν, να προβλέπεται η συμπεριφορά αυτών, η ικανότητα τους για μετάσταση, ο ιστικός τροπισμός τους, ο τύπος της οστικής μετάστασης που θα επάγουν, πιθανά γονίδια στόχοι για θεραπευτικές παρεμβάσεις κ. α
Τα συνεχώς εμπλουτιζόμενα δεδομένα για τις οστικές μεταστάσεις καταδεικνύουν την ύπαρξη πλειάδας μονοπατιών τα οποία ενέχονται σε αυτή. Η πιθανότητα ένας και μόνο μηχανισμός να ελέγχει την όλη διαδικασία είναι μηδαμινή και κατα συνέπεια το ζητούμενο είναι να βρεθούν σημεία τομείς των μονοπατιών έτσι ώστε να σχεδιαστούν κατάλληλες θεραπευτικές παρεμβάσεις. Στόχος αυτών θα είναι να ανασταλούν μείζονα εναλλακτικά μονοπάτια, με την ελπίδα να ανασταλεί με τη σειρά της η μεταστατική διαδικασία. Μελλοντικά είναι πιθανόν να χρησιμοποιηθούν τα συμβατικά κυτταροτοξικά φάρμακα σε συνδυασμό με στοχευμένη θεραπεία έτσι ώστε να εξασφαλιστεί μέγιστη αποτελεσματικότητα και ταυτόχρονη μείωση της τοξικότητας και της θνησιμότητας.
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ
ΑΝΑΤΟΜΙΑ – ΙΣΤΟΛΟΓΙΑ – ΜΟΡΙΑΚΗ ΑΝΑΤΟΜΙΑ
Ο οστίτης ιστός αποτελεί μια ειδική μορφή συνδετικού ιστού και ως τέτοιος αποτελείται από κύτταρα και εξωκυττάρια θεμέλια ουσία (extracellular matrix – ΕCM). Η ιδιαιτερότητα του έγκειται στην ασβεστοποίηση (mineralization) της ECM, η οποία προσδίδει τα χαρακτηριστικά εκείνα που του επιτρέπουν να επιτελεί το ρόλο του. Αυτός συνίσταται αφενός στη στήριξη και στην προστασία των οργάνων και αφετέρου στην αποθήκευση ασβεστίου και φωσφόρου.
ΕΙΔΗ ΟΣΤΩΝ
Τα οστά ταξινομούνται σε μακρά και βραχέα, τα οποία απαντώνται στα άκρα, καθώς και σε πλατέα και ανώμαλα, τα οποία απαντώνται στο κρανίο, στη σπονδυλική στήλη και στην ωμική και πυελική ζώνη. Επιπλέον υπάρχουν και τα σησαμοειδή οστά τα οποία βρίσκονται σε θέσεις όπου οι τένοντες προστρίβονται σε οστικές επιφάνειες (π.χ. επιγονατίδα).
ΕΙΔΗ ΟΣΤΙΤΗ ΙΣΤΟΥ
Με βάση την υφή σε εγκάρσιες τομές, ο οστίτης ιστός διακρίνεται σε συμπαγή (compact bone, dense bone, cortical bone) και σε σπογγώδη (sponge bone, trabecular bone, cancellous bone). Ο συμπαγής οστίτης ιστός αποτελεί το κέλυφος πολλών οστών, περιβάλει τον σπογγώδη και αποτελείται από δευτερογενείς οστεώνες. Από την άλλη πλευρά ο σπογγώδης αποτελείται από ένα δίκτυο οστικών δοκίδων οι οποίες ακολουθούν τη φορά των γραμμών πίεσης (stress) του οστού (βλ. και παρακάτω).
Με βάση τη διάταξη της θεμέλιας ουσίας και κατ’ επέκταση της ωριμότητας του οστού διακρίνεται σε ώριμο, δοκιδωτό ή δευτερογενή οστίτη ιστό (lamellar bone, secondary bone tissue) και σε ανώριμο, πρωτογενή ή δικτυωτό οστίτη ιστό (woven bone, primary bone tissue). Ο πρώτος χαρακτηρίζεται από τη διάταξη των κολλαγόνων ινών σε δοκίδες ενώ ο δεύτερος από την τυχαία διάταξη των
κολλαγόνων ινών και από το μεγαλύτερο αριθμό οστεοκυττάρων. Τελικά ο ανώριμος οστίτης ιστός καταλήγει σε ώριμο και φυσιολογικά στον ενήλικα απαντάται μόνο σε λίγες, συγκεκριμένες περιοχές (π.χ. φατνία, ραφές του κρανίου).
Εικόνα 1 Σπογγώδες οστό
ΓΕΝΙΚΗ ΔΟΜΗ ΟΣΤΩΝ
Εξωτερικά τα οστά καλύπτονται από πυκνό συνδετικό ιστό, το περιόστεο, στην έσω στιβάδα του οποίου βρίσκονται οστεοπρογονικά κύτταρα. Στις περιοχές όπου το οστό διαρθρώνεται με κάποιο άλλο οστό δεν απαντάται περιόστεο αλλά αρθρικός χόνδρος.
Διαφοροποιημένη παρατηρείται, τέλος, η μορφολογία του περιόστεου σε περιοχές πρόσφυσεις τενόντων (ίνες Sharpey).
Οι εσωτερικές επιφάνειες των οστών καλύπτονται επίσης από πυκνό συνδετικό ιστό, το ενδόστεο, στο οποίο επίσης απαντώνται οστεοπρογονικά κύτταρα. Στις εσωτερικές επιφάνειες περιλαμβάνονται οι επιφάνειες του συμπαγούς οστού που αντικρίζουν την μυελική κοιλότητα, τις δοκίδες του σπογγώδους οστού και τους σωλήνες Havers και Volkmann (βλ. παρακάτω).
Στην μυελική κοιλότητα και στα κενά του σπογγώδους οστού περιέχεται ο μυελός των οστών. Κατά τη γέννηση σε όλα τα οστά απαντάται ενεργός, ερυθρός μυελός και με την πάροδο του χρόνου, σταδιακά αντικαθίσταται από ωχρό μυελό. Αυτό οδηγεί στον ενήλικα να περιορίζεται ο ενεργός μυελός στα οστά της σπονδυλικής στήλης, του κρανίου, του θώρακα, της μυελικής και της πυελικής ζώνης. Ο ερυθρός μυελός χαρακτηρίζεται από στρώμα και αιμοποιητικές χορδές ενώ τα τριχοειδικά κολποειδή εξασφαλίζουν πλούσια αγγείωση. Από την άλλη πλευρά ο ωχρός, ανενεργός μυελός είναι πλούσιος σε λιποκύτταρα, δεν έχει αιμοποιητική δράση και μπορεί να μετατραπεί σε ερυθρό μυελό σε περιπτώσεις σοβαρής αιμορραγίας ή υποξυγοναιμίας.
ΟΣΤΕΩΝΑΣ
Δομική μονάδα του ώριμου οστού είναι ο οστεώνας (σύστημα Havers). Ο οστεώνας αποτελείται ένα κεντρικό κανάλι, το κανάλι του Havers, όπου περιέχονται αγγεία και νεύρα και το οποίο περιβάλλεται από ομόκεντρες δοκίδες ECM. Ακτινοειδώς διατάσσονται οστικά σωληνάρια (canaliculi) στα οποία περιέχονται προεκβολές των οστεοκυττάρων. Μέσω των προεκβολών, διακυτταρικά, μεταφέρονται ουσίες από τα αγγεία προς τα περιφερικότερα οστεοκύτταρα και η ικανότητα αυτή καθορίζει τη μέγιστη διάμετρο που μπορεί να πάρει ένας οστεώνας έτσι ώστε να τρέφονται και τα πιο απομακρυσμένα οστεοκύτταρα.
Εκτός από τον οστεώνα, δοκίδες απαντώνται στην εξωτερική και εσωτερική περίμετρο των διαφύσεων των μακρών οστών (έξω και έσω περιφερικές δοκίδες αντίστοιχα) καθώς και μεταξύ των οστεώνων (διάμεσες δοκίδες), υπολείμματα παλαιότερων ομόκεντρων δοκίδων.
Τέλος διατειτρένωντα, εγκάρσια κανάλια, τα κανάλια Volkmann, επιτρέπουν την επικοινωνία αφενός των οστεώνων μεταξύ τους και αφετέρου των οστεώνων με το περιόστεο και τη μυελική κοιλότητα. Τα κανάλια αυτά είναι διακριτά ιστολογικά από την έλλειψη ομόκεντρων δοκίδων γύρω από τον αυλό τους.
Στο σπογγώδες οστό δεν απαντώνται, κατά κανόνα, οστεώνες αλλά ο ιστός είναι διαμορφωμένος υπό τη μορφή δοκίδων ή παρασχίδων μεταξύ των οποίων δημιουργούνται πολυάριθμες διαπλεκόμενες κοιλότητες. Ωστόσο, αν το πάχος της δοκίδας ξεπεράσει ένα μέγεθος και η αιμάτωση του ιστού δε μπορεί να γίνει ικανοποιητικά, μπορεί να υπάρχουν και οστεώνες. Τέλος, το σπογγώδες οστό είναι πιο ενεργό μεταβολικά λόγω της μεγαλύτερης επιφάνειας για οστική αναδόμηση .
Εικόνα 3 Σχηματική απεικόνιση δομής διάφυσης μακρού οστού
Εικόνα 4 Λεπτομέρεια σπογγώδους οστού
ΑΓΓΕΙΩΣΗ
Τα αγγεία που αιματώνουν τα οστά διεισδύουν σε αυτά μέσω τροφοφόρων τρημάτων.
Τα οστά λαμβάνουν το 10 – 20 % του καρδιακού κλάσματος εξώθησης ενώ η αγγείωση σε περιοχές ερυθρού, ενεργού μυελού των οστών είναι πιο πλούσια.
Στα μακρά οστά τα τροφοφόρα αγγεία απαντώνται κυρίως στη διάφυση και της μεταφύσεις. Η διαφυσιακή τροφοφόρος αρτηρία διέρχεται λοξά από το συμπαγές οστό και διαιρείται σε ανιόντα και κατιόντα κλάδο αιματώνοντας τα έσω δυο τρίτα του συμπαγούς οστού και την μυελική κοιλότητα. Μπορεί να υπάρχουν και παραπάνω από μια τροφοφόρες αρτηρίες. Οι μεταφυσιακές και επιφυσιακές αρτηρίες προέρχονται κυρίως από αρτηρίες οι οποίες αιματώνουν την παρακείμενη άρθρωση.
Αναστομώνονται με τα διαφυσιακά αγγεία και καταλήγουν στο μυελό, στο συμπαγές οστό, στο σπογγώδες οστό και στον αρθρικό χόνδρο.
Οι υπόλοιποι τύποι οστού (πλατιά, βραχέα, ανώμαλα) δέχονται αιμάτωση από το περιόστεο και σε ορισμένες περιπτώσεις από μεγάλες, τροφοφόρες αρτηρίες οι οποίες εισχωρούν άμεσα στο μυελικό οστό.
Η απαγωγή του αίματος γίνεται μέσω φλεβών οι οποίες συνοδεύουν τις αρτηρίες ενώ λεμφαγγεία απαντώνται στο περιόστεο.
ΝΕΥΡΩΣΗ
Η νεύρωση είναι πιο πλούσια στα αρθρικά άκρα των μακρών οστών, στους σπονδύλους και στα μεγάλα πλατιά οστά. Πολλές νευρικές ίνες συνοδεύουν τα αιμοφόρα αγγεία στο εσωτερικό των οστών και στο περιαγγειακό κενό των καναλιών Havers. Τα περιοστικά νεύρα είναι αισθητικού τύπου και μερικά εξ αυτών σχετίζονται με την αίσθηση του πόνου. Για το λόγο αυτό το περιόστεο εμφανίζει μεγάλη ευαισθησία σε τάση ή σχάση. Εκτός αυτού, αγγειοκινητικοί νευρώνες συνοδεύουν τις αρτηρίες προς το εσωτερικό του οστού και ελέγχουν την διαστολή και την συστολή των αγγείων.
ΙΣΤΟΓΕΝΕΣΗ
Η ιστογένεση του οστίτη ιστού ξεκινά από προϋπάρχοντα μεσεγχυματικό ιστό. Οι τύποι της οστεοποίησης είναι δύο : η ενδομεμβρανώδης και η ενδοχόνδρια. Και στις δύο περιπτώσεις ο οστίτης ιστός που εμφανίζεται αρχικά είναι πρωτογενής ή άωρος.
Ο ιστός αυτός είναι προσωρινός και στη συνέχεια αντικαθίσταται από τον οριστικό, δοκιδώδη τύπο οστού, τον δευτερογενή. Με άλλα λόγια, ανεξάρτητα από το μηχανισμό που προηγείται, το οστό που προκύπτει είναι πανομοιότυπο και στις δύο περιπτώσεις.
Η διάκριση μεταξύ των δυο τύπων οστεοποίησης βασίζεται στην ύπαρξη ενός χόνδρινου μοντέλου που παίζει το ρόλο προτύπου για το σχηματισμό του οστού (ενδοχόνδρια οστεοποίηση) ή στο σχηματισμό με απλούστερο τρόπο, χωρίς την παρεμβολή χόνδρινου μοντέλου (ενδομεμβρανώδη οστεοποίηση). Τα οστά των άκρων και τα οστά του αξονικού σκελετού που δέχονται βάρος (π.χ. σπόνδυλοι) αναπτύσσονται με ενδοχόνδρια οστεοποίηση ενώ τα πλατιά οστά του κρανίου και του προσώπου, η κάτω γνάθος και η κλείδα με ενδομεμβρανώδη.
ΕΝΔΟΜΕΜΒΡΑΝΩΔΗΣ ΟΣΤΕΟΠΟΙΗΣΗ
Η διαδικασία ξεκινά με εμφάνιση στη περιοχή ανάπτυξης του οστού μιας πύκνωσης στο μεσεγχυματικό ιστό, πλούσια σε μεσεγχυματικά κύτταρα. Σταδιακά εμφανίζονται αγγεία και τα μεσεγχυματικά κύτταρα αλλάζουν σχήμα και μεγεθύνονται. Τα μεσεγχυματικά κύτταρα διαφοροποιούνται τελικά σε οστεοβλάστες και ξεκινά η σύνθεση και η έκκριση συστατικών της ECM. Με την πάροδο του χρόνου οι οστεοβλάστες αρχίζουν να απομακρύνονται και διατηρούν επαφή μεταξύ τους μέσω προεκβολών (βλ. παρακάτω). Στη συνέχεια αρχίζει η ασβεστοποίηση της ECM ενώ μέρος των μεσεγχυματικών κυττάρων μετατρέπονται σε οστεοπρογονικά κύτταρα. Οι περιοχές του αναπτυσσόμενου οστού καλούνται παρασχίδες και οι συγχώνευση τους δίνει στο οστό σπογγώδη υφή. Στο συνδετικό ιστό που απομένει μεταξύ τους διεισδύουν αναπτυσσόμενα αγγεία και αδιαφοροποίητα μεσεγχυματικά κύτταρα από τα οποία θα προκύψουν τα κύτταρα του μυελού των οστών.
Εικόνα 5 Ενδομεμβρανώδης οστεοποίηση
ΕΝΔΟΧΟΝΔΡΙΑ ΟΣΤΕΟΠΟΙΗΣΗ
Όπως και στην ενδομεμβρανώδη οστεοποίηση, εναρκτήριο γεγονός της ιστογένεσης είναι ο πολλαπλασιασμός και η συγκέντρωση μεσεγχυματικών κυττάρων, με τη διαφορά ότι τα κύτταρα αυτά εξελίσσονται σε χονδροβλάστες και συνθέτουν ένα χόνδρινο μοντέλο από το οποίο θα προκύψει το οστό.
Η διαδικασία χωρίζεται σε δύο φάσεις. Η πρώτη φάση έχει τα χαρακτηριστικά της ενδομεμβρανώδους οστεοποίησης. Συγκεκριμένα, στην περίπτωση των μακρών οστών, με ενδομεμβρανώδη οστεοποίηση σχηματίζεται οστίτης ιστός στην περιοχή της διάφυσης, μέσα στο περιχόνδριο, το οποίο πλέον καλείται περιόστεο. Με αυτό τον τρόπο δημιουργείται ένα οστικό περιλαίμιο στο εσωτερικό του οποίου ξεκινά διαδικασία εκφυλισμού του χόνδρινου ιστού. Τα χονδροκύτταρα υπερτρέφονται και συνθέτουν αλκαλική φωσφατάση, επάγοντας την ασβεστοποποίηση της ECM. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την παρεμπόδιση της διάχυσης θρεπτικών ουσιών και τελικά το θάνατο των χονδροκυττάρων. Τα κενά που δημιουργούνται από το θάνατο των χονδροκυττάρων συνενώνονται δημιουργώντας μια συνεχώς αυξανόμενη κοιλότητα.
Στη δεύτερη φάση, κύτταρα από το περιόστεο, κατευθύνονται προς το εσωτερικό ακολουθώντας την πορεία των αγγείων, που εντωμεταξύ έχουν διεισδύσει αγγειώνοντας την κοιλότητα. Από τα κύτταρα αυτά προκύπτουν οστεοπρογονικά κύτταρα, τα οποία με τη σειρά τους, παρουσία υπολειμμάτων ασβεστοποιημένης
χόνδρινης θεμέλιας ουσίας, μετατρέπονται σε οστεοβλάστες και αρχίζουν τη σύνθεση του οστίτη ιστού. Τα διαφράγματα από ασβεστοποιημένο χονδρικό ιστό χρησιμεύουν ως στηρίγματα για την έναρξη της οστέωσης.
Τα βλαστικά κύτταρα του μυελού των οστών, τα οποία κυκλοφορούν στο αίμα, μέσω των προαναφερθέντων αγγείων φτάνουν στο εσωτερικό του οστού.
Εικόνα 6 Ενδοχόνδρια οστεοποίηση
ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΑ ΘΕΜΕΛΙΑ ΟΥΣΙΑ (ECM)
Η ECM αποτελείται από οργανική και ανόργανη ουσία. Στο ανόργανο μέρος απαντώνται ασβέστιο, φώσφορος, κάλιο, νάτριο, κιτρικό, μαγνήσιο και διττανθρακικά. Το μεγαλύτερο ποσοστό των ανόργανων ουσιών βρίσκονται υπό τη μορφή κρυστάλλων υδροξυαπατίτη με σύνθεση Ca 10 (PO4) 6 (OH) 2 . Ωστόσο υπάρχει και μεγάλη ποσότητα μη κρυσταλλικού φωσφωρικού ασβεστίου. Τα επιφανειακά ιόντα των κρυστάλλων υδροξυαπατίτη ενυδατώνονται σχηματίζοντας έναν μανδύα ύδατος, ο οποίος χρησιμεύει στην ανταλλαγή ιόντων μεταξύ των κρυστάλλων και των υγρών του σώματος.
Το κυριότερο δομικό στοιχείο της ECM και του οργανικού μέρους, ειδικότερα, είναι το κολλαγόνο τύπου Ι και δευτερευόντως το τύπου V. Επιπλέον απαντώνται γλυκοζαμινογλυκανες (υαλουρονικό οξύ, θεϊική χονδροϊτίνη και θεϊική κερατάνη), μικρές γλυκοπρωτεΐνες (οστεοκαλσίνη, οστεονεκτίνη και οστεοποντίνη) και πολλές σιαλοπρωτεΐνες. Οι γλυκοπρωτεΐνες και οι σιαλοπρωτεΐνες ενέχονται στη σύνδεση του ασβεστίου στη διαδικασία ασβεστοποίησης.
Στην ECM απαντάται, επίσης, πλειάδα αυξητικών παραγόντων όπως οι IGF, ο TGFβ, ο FGF-1 και ο FGF-2, ο PDGFs, και οι BMP (βλ.εικόνα 7) (Hauschka, and Mavrakos, et al, 1986) οι οποίοι βρίσκονται καθηλωμένοι σε αυτή. Κατά την οστική απορρόφηση απελευθερώνονται και ασκούν ρυθμιστικό ρόλο στην αναδομητική διαδικασία. Εκτός αυτού, όπως φάνηκε παραπάνω, ενέχονται και στο σχηματισμό των οστικών μεταστάσεων.
Οι μηχανικές ιδιότητες του οστού (σκληρότητα και αντίσταση) οφείλονται στην ένωση των κρυστάλλων υδροξυαπατίτη με τις ίνες του κολλαγόνου. Απασβέστωση του οστού έχει ως αποτέλεσμα την απόκτηση μεγάλης ευκαμψίας ενώ η αφαίρεση του οργανικού τμήματος κάνει το οστό εύθρυπτο.
ΚΥΤΤΑΡΑ
Το οστό είναι ένας ιστός ο οποίος συνεχώς προσαρμόζεται στις εκάστοτε ανάγκες του οργανισμού είτε αυτές σχετίζονται, για παράδειγμα, με την σκελετική ανάπτυξη είτε με ένα κάταγμα. Η διαδικασία της οστικής αναδόμησης συνίσταται σε μια πολύπλοκη διαντίδραση μεταξύ οστικών κύτταρων και εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας, η οποία ανάλογα με τις απαιτήσεις του οργανισμού οδηγεί στην οστική απορρόφηση ή στον
οστικό σχηματισμό. Κεντρικό ρόλο στις διεργασίες αυτές κατέχουν οι οστεοκλάστες και οι οστεοβλάστες.
ΟΣΤΕΟΚΛΑΣΤΕΣ
Οι οστεοκλάστες είναι μεγάλου μεγέθους (50 – 100μm) οξύφιλα, πολυπύρηνα κύτταρα, τα οποία απαντώνται στις ενδοστικές επιφάνειες του συστήματος Havers, στην έσω επιφάνεια του περιόστεου και, μικρός αριθμός, εντός του οστίτη ιστού.
Προέρχονται από βλαστικά (stem cells) κύτταρα της αιμοποιητικής σειράς (βλ.
παρακάτω) και χαρακτηρίζονται από την ικανότητα τους για οστική απορρόφηση.
Αρχικά η καταγωγή των οστεοκλαστών είχε εγείρει διαφωνίες αλλά πλέον έχει αποδειχτεί ότι προέρχονται από αιμοποιητικά βλαστικά κύτταρα διαμέσου των προγονικών κυττάρων της μονοκυτταρικής σειράς. Συγκεκριμένα, οι οστεοκλάστες προέρχονται από τη σύντηξη (fusion) μονοκυττάρων, τα οποία φέρουν κάποια εκ των χαρακτηριστικών των ώριμων οστεοκλαστών. Αυτά περιλαμβάνουν την TRAP, την CTR, την ιντεγκρίνη ανβ3, τηνκαθεψίνη Κ και την μεταλλοπρωτεϊνάση 9. Η τελευταία αποτελεί τον πρωιμότερο δείκτη της οστεοκλαστικής κυτταρικής σειράς (Roodman, 1999) ενώ η αξίζει να αναφερθεί ότι με την πάροδο της διαφοροποίησης η αρχική έκφραση μη ειδικής εστεράσης δίνει τη θέση της στην έκφραση της TRAP.(Baron, and Neff, et al, 1986) Η σύντηξη λοιπόν των μονοκυττάρων οδηγεί στο σχηματισμό πολυπύρηνων κυττάρων, με τους πυρήνες να φτάνουν σε ορισμένες περιπτώσεις μέχρι και τους 100. Στην όλη διαδικασία της οστεοκλαστογένεσης απαραίτητη είναι η παρουσία στρωματικών κυττάρων του μυελού και οστεοβλαστικών κυττάρων. Τα κύτταρα αυτά συμμετέχουν μέσω της έκφρασης δύο κυρίως μορίων, του RANKL και του M-CSF. Ο RANKL είναι ένα μόριο που απαντάται στην κυτταροπλασματική μεμβράνη των κυττάρων αυτών και εκφράζεται σε απάντηση ποικίλων παραγόντων όπως η βιταμίνη D, η PTH, o TNF-α, τα γλυκοκορτικοειδή, η PGE2, η IL-1, ο FGF-2, η ισταμίνη, ο IGF-1 κ.α. Προσδενόμενο στον μεμβρανικό του υποδοχέα RANK, μέλος της υπεροικογένειας υποδοχέων του TNF, επάγει τη διαφοροποίηση και την ενεργοποίηση των οστεοκλαστών. Τη δράση του ανταγωνίζεται η OPG, ένας διαλυτός υποδοχέας του, ο οποίος παρεμποδίζει την αλληλεπίδραση του με το RANK και κατ’ επέκταση ανταγωνίζεται την οστεοκλαστογένεση. Πολλοί εκ των παραγόντων που επάγουν την έκφραση του RANKL (π.χ. η PTH, η IL-11, η PGE2, βιταμίνη D) δρουν με αντίθετο τρόπο για την OPG. Αξίζει να σημειωθεί ότι ενώ
αρχικά είχε θεωρηθεί ότι η OPG είναι ειδική για τον RANKL, σήμερα είναι γνωστό ότι αντιδρά και με άλλα μέλη των TNF και κυρίως με τον TRAIL.
Στην εικόνα 9 αποτυπώνεται ένα προτεινόμενο μοντέλο για την ενδοκυττάρια μηνυματοδότηση την οποία επάγει η σύνδεση RANKL / RANK. Η σύνδεση αυτή ενεργοποιεί ένα μέλος της οικογένειας των μηνυματοδοτικών διαμεσολαβητών του TNF, τον TRAF-6, ο οποίος με τη σειρά του ενεργοποιεί διάφορα ενδοκυττάρια μονοπάτια. Τα σημαντικότερα από αυτά περιλαμβάνουν τον NF-kB, διάφορες MAP κινάσες (Erk, JNK, p38) και τον Akt-2, ο οποίος πιθανόν επάγει την απόπτωση.
(Zaidi, and Blair, et al, 2003)
Εικόνα 7 Οστεοκλαστογένεση. Σχηματική απεικόνιση της διαφοροποίησης των οστεοκλαστών από αιμοποιητικά προγονικά κύτταρα σε ώριμους οστεοκλάστες, μέσω της σύντηξης πολλαπλών ανεξάρτητων κυττάρων (10 – 20 κύτταρα). Ο M-CSF (CSF-1) και ο RANKL είναι απαραίτητοι για την οστεοκλαστογένεση (η συμβολή τους κατα τη διάρκεια της διαφοροποίησης φαίνεται στο σχήμα). Η OPG μπορεί αφενός να προσδεθεί και να εξουδετερώσει τον RANKL και αφετέρου να ασκήσει αρνητική δράση στην οστεοκλαστογένεση και την ενεργοποίηση των οστεοκλαστών.
Στο κάτω μέρος του σχήματος αποτυπώνονται μεταλάξεις μεμονομένων γονιδίων οι οποίες αναστέλουν την ωρίμανση και την ενεργοποίηση των οστεοκλαστών. Με πλάγιους χαρακτήρες αποτυπώνονται αυτόματες μεταλλάξεις που απαντώνται σε ανθρώπους και ποντίκια ενώ οι άλλες είναι στοχευμένες μεταλλάξεις με στόχο τη δημιουργία null alleles. Στο επάνω μέρος αποτυπώνονται μονογονιδιακές μεταλλάξεις, οι οποίες αυξάνουν την οστεοκλαστογένεση και / ή την ενεργοποίηση και επιβίωση των οστεοκλαστών οδηγώντας σε οστεοπόρωση.(Boyle, Simonet, and Lacey, 2003)
Εικόνα 8 Μηνυματοδοτικός καταράκτης πρωτεινων που ενέχονται στην επαγωγή σήματος του RANK κατά τη διαφοροποίηση και την ενεργοποίηση των οστεοκλαστών. Σε κόκκινο πλαίσιο αποτυπώνονται μόρια με ανασταλτική δράση.
Ο M-CSF, όπως προαναφέρθηκε, είναι ο δεύτερος σημαντικός παράγοντας για την οστεοκλαστογένεση. Η δράση του δεν έχει αποσαφηνιστεί στον ίδιο βαθμό με αυτή του RANKL, ωστόσο φαίνεται ότι σχετίζεται με ενίσχυση της επιβίωσης των μονοκυταρρικών βλαστικών κυττάρων, επιτρέποντας με αυτό τον τρόπο σε μεγαλύτερη έκθεσή τους σε επαγωγείς οστεοκλαστικής διαφοροποίησης.(Lagasse, and Weissman, 1997)
Η διασυνομιλία των κυττάρων του στρώματος και των προγονικών κυττάρων των οστεοκλαστών ενισχύεται από μια πλειάδα διαμεσολαβητών όπως οι ιντερλευκίνες 1, 3, 6, 11, 15 και 17 ο LIF, ο CNTF, ο TNF, ο GM-CSF, η PTH ενώ αναστέλλεται από άλλες όπως η ιντερλευκίνες 4, 10, 12, 13 και 18, το ΝΟ, τα οιστρογόνα, η καλσιτονίνη και η IFN-γ. (Li, Kong, and Qi, 2006) (Roodman, 1999) (Zaidi, and Blair, et al, 2003)
Από πειραματικά μοντέλα έχει προκύψει ότι τουλάχιστον 24 γονίδια ή γενετικοί τόποι ενέχονται στη ρύθμιση των διάφορων σταδίων της οστεοκλαστογένεσης (βλ.
σχήμα) χωρίς ωστόσο να έχουν αποσαφηνιστεί πλήρως οι υποκείμενοι μηχανισμοί.
Η διαφοροποίηση των οστεοκλαστών ρυθμίζεται μέσω τριών τύπων μηνυματοδοτικών μονοπατιών : 1. Εξαρτώμενα από υποδοχέα της βιταμίνης D (όπως η 1,25(OH)2D3), 2. Εξαρτώμενα από την πρωτεϊνική κινάση Α (όπως η PTH, η PTHrP, η PGE2, η IL-1), 3. Εξαρτώμενα από την gp130 (όπως η IL-6, η IL-11) (Suda, and Nakamura, et al, 1997)
Οι οστεοκλάστες, απαντώνται σε δύο λειτουργικές καταστάσεις / φάσεις : η πρώτη αφορά στη μετακίνηση των οστεοκλαστών από το μυελό των οστών στην περιοχή οστικής απορρόφησης ενώ η δεύτερη αφορά στην καθεαυτή απορροφητική φάση.
Μεταξύ των δύο καταστάσεων εμφανίζονται διακριτά μορφολογικά χαρακτηριστικά.
Οι λεγόμενοι κινητοί (mobile) οστεοκλάστες είναι μη πολωμένα κύτταρα και χαρακτηρίζονται από το επίπεδο σχήμα τους και την ύπαρξη λαμελλιπόδιων και συμπλεγμάτων ποδοσομάτων, σχηματισμών δηλαδή που προσδίδουν κινητικότητα στα κύτταρα αυτά. Από την άλλη μεριά, οι απορροφητικοί οστεοκλάστες, στους οποίους μεταπίπτουν οι κινητοί όταν φτάσουν και προσδεθούν ισχυρά στην περιοχή απορρόφησης, εμφανίζουν επαναδιάταξη του κυτταροσκελετού τους και των επιφανειακών μεμβρανικών πρωτεϊνών τους , αλλαγή του σχήματός τους και τελικά μετατρέπονται σε πολωμένα κύτταρα. Τα λαμελλιπόδια εξαφανίζονται και εμφανίζονται, στην περιοχή επαφής οστεοκλάστη / οστού, η πτυχωτή παρυφή, η κυκλοτερής, διαυγής ζώνη και η εκκριτική περιοχή ενώ η υπόλοιπη μεμβράνη συνιστά τη πλαγιοβασική μοίρα. (Li, Kong, and Qi, 2006) Η διαυγής ζώνη αποτελεί μια μεμβρανική δομή μέσω της οποίας προσκολλάται ο οστεοκλάστης στο οστό (πιθανόν μέσω ιντεγκρινών και καντχερινών) και περιχαρακώνεται η περιοχή απορρόφησης, επιτρέποντας τη διατήρηση ενός όξινου μικροπεριβάλλοντος, πλούσιου σε πρωτεάσες, απαραίτητου για την οστική απορρόφηση. Επί τα εντός αυτής εμφανίζεται η πτυχωτή παρυφή, ένα απορροφητικό οργανύλιο το οποίο προκύπτει από σύντηξη ενδοκυττάριων οξειδωτικών (acidic) κυστιδίων με την περιοχή της κυτταροπλασματικής μεμβράνης που αντικρίζει το οστό. Η σύντηξη αυτή οδηγεί στο σχηματισμό μεμβρανικών προεκβολών που διεισδύουν στην οστική θεμέλια ουσία. Στην πτυχωτή παρυφή βρίσκεται κενοτοπιώδους τύπου H+ ATPase υπεύθυνη για την πτώση του pH στη περιοχή [απορροφητικό χάσμα (resorption lacuna).], η οποία συμβάλει στη διαλυτοποίηση των κρυστάλλων υδροξυαπατίτη.
Εκτός αυτού στην περιοχή αυτή της κυτταροπλασματικής μεμβράνης απαντώνται δίαυλοι χλωρίου, αντλίες πρωτονίων, καρβονική ανυδράση και πρωτεολυτικά ένζυμα.(Li, Kong, and Qi, 2006) (Vaananen, and Zhao, et al, 2000) Στο εγγύς της
απορροφητικής περιοχής κυτταρόπλασμα, απαντώνται πολλά μιτοχόνδρια και λυσσοσώματα.
Τέλος, μετά την διαλυτοποίηση του ανόργανου μέρους της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας, επέρχεται η αποδόμηση του οργανικού μέρους υπό τη δράση της καθεψίνης Κ και της ΜΜΡ-9.
Από τα προαναφερθέντα μόρια, ως μοριακοί δείκτες των οστεοκλαστών χρησιμοποιούνται η TRAP, ο CTR, η vacuolar type H+ ATPase, τα τασοελεγχόμενα Η+ κανάλια, η ανβ3 ιντεγκρίνη(Li, Kong, and Qi, 2006)
Εικόνα 9 Οστεοκλάστης σε φάση οστικής απορρόφησης.
ΟΣΤΕΟΠΡΟΓΟΝΙΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ – ΕΠΕΝΔΥΤΙΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ Τα οστεοπρογονικά κύτταρα αποτελούν κατηγορία εν ηρεμία κυττάρων, τα οποία υπό την επίδραση κατάλληλων ερεθισμάτων μετατρέπονται σε οστεοβλάστες.
Διακρίνονται σε περιοστικά και ενδοστικά ανάλογα με την αν βρίσκονται στην έσω επιφάνεια του περιόστεου ή του ενδόστεου, αντίστοιχα.
Σε περιοχές οστικής αναδόμησης τα οστεοπρογονικά κύτταρα εμφανίζονται αποπλατυσμένα, με επιμήκεις ή ωοειδείς πυρήνες. Το κυτταρόπλασμά τους εμφανίζεται πλούσιο σε αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο και ελεύθερα ριβοσώματα ενώ απαντώνται μικρές συσκευές Golgi και άλλα οργανύλια.
Σε περιοχές όπου δεν επικρατεί αναδομητική διαδικασία, παρατηρούνται τα λεγόμενα επενδυτικά κύτταρα. Τα κύτταρα αυτά προσομοιάζουν με οστεοπρογονικά αλλά φαίνεται να είναι σε μικρότερη ενεργοποίηση από αυτά και χαρακτηρίζονται από την έλλειψη οργανυλλίων πέραν της περιπυρηνικής περιοχής και από το απολεπτυσμένο κυτταρόπλασμα. Εμφανίζουν χασματοσυνδέσεις μεταξύ τους και με τα οστεοκύτταρα, στην θρέψη των οποίων συμβάλλουν μέσω των συνδέσεων αυτών.
O βαθμός διαφοροποίησης των οστεοπρογονικών κυττάρων δεν είναι πλήρως αποσαφηνισμένος. Η προέλευσή τους από μεσεγχυματικά κύτταρα και η ικανότητά τους να διαφοροποιούνται προς τρεις επιπλέον κυτταρικές σειρές πέραν των οστεοβλαστών (ινοβλάστες, χονδροβλάστες, λιποκύτταρα), υποδεικνύει ότι τα κύτταρα αυτά μπορούν να μεταβάλουν τα μορφολογικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά τους ανάλογα με τα εκάστοτε ερεθίσματα.
ΟΣΤΕΟΒΛΑΣΤΕΣ
Οι οστεοβλάστες είναι εκκριτικά κύτταρα που διατηρούν την ικανότητα τους για πολλαπλασιασμό και συγγενεύουν με τους ινοβλάστες και τους χονδροβλάστες.
Έχουν κυβοειδές ή πολυγωνικό σχήμα και συγκεντρώνονται σε μια λεπτή στιβάδα σε περιοχές σχηματισμού οστού.
Σε κυτταρικές καλλιέργειες είναι σχεδόν μη διακριτοί από τους ινοβλάστες. Το μόνο χαρακτηριστικό τους είναι η θεμέλια ουσία την οποία εναποθέτουν εξωκυττάρια. Δεν υπάρχουν ακόμα αποδείξεις ότι η ασβεστοποίηση της ECM ενορχηστρώνεται από γονίδια τα οποία εκφράζονται εκλεκτικά στους οστεοβλάστες. Όλα τα γονίδια που εκφράζονται στους ινοβλάστες, εκφράζονται και στους οστεοβλάστες. Με άλλα λόγια ο οστεοβλάστης μπορεί να εκληφθεί ως ένας εκλεπτυσνένος / εξειδικευμένος ινοβλάστης.(Ducy, Schinke, and Karsenty, 2000)
Εικόνα 10 Προτεινόμενο μοντέλο για την οστεοβλαστική σειρά στο οποίο προτείνεται η ύπαρξη διακριτών σταδίων διαφοροποίησης. Όλα τα μεσεγχυματικά κύτταρα θεωρείται ότι προκύπτουν από ένα κοινό βλαστικό, πολυδύναμο κύτταρο.
(Franceschi, 1999)
Το κυτταρόπλασμά τους είναι βασεόφιλο και εμφανίζει PAS θετικά κοκκία ενώ με κατάλληλη χρώση παρατηρείται έντονη αντίδραση αλκαλικής φωσφατάσης σχετιζόμενη με την κυτταροπλασματική μεμβράνη. Με ηλεκτρονική μικροσκόπηση παρατηρείται πλούσιο αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο και ελεύθερα ριβοσώματα, ευρήματα συμβατά με αυτά του απλού μικροσκοπίου. Επιπλέον στην συσκευή Golgi και σε κοντινές με αυτή περιοχές παρατηρούνται κυστίδια τα οποία πιθανόν περιέχουν συστατικά της ECM.
Οι οστεοβλάστες εκκρίνουν κολλαγόνο και άμορφη θεμέλια ουσία, τα οποία συνιστούν το οστεοειδές, δηλαδή την αρχική μη επιμεταλλωμένη θεμέλια ουσία.
Μόλις ολοκληρωθεί η σύνθεσή του, ο οστεοβλάστης βρίσκεται περιχαρακωμένος από οστεοειδές και πλέον καλείται οστεοκύτταρο (βλ. παρακατω). Σε επόμενη φάση, ενέχονται και στην ασβεστοποίηση της θεμέλιας ουσίας. Συγκεκριμένα, απελευθερώνοντας κυστίδια πλούσια σε αλκαλική φωσφατάση, επάγουν την έναρξη της διαδικασίας ασβεστοποίησης.
Εκτός από το κολλαγόνο και την αλκαλική φωσφατάση, οι οστεοβλάστες συνθέτουν την οστεοκαλσίνη (την πιο ειδική για τους οστεοβλάστες πρωτεΐνη), την οστική
χρησιμοποιούνται πειραματικά και ως δείκτες των οστεοβλαστών. (Aubin, 2001) (Prince, and Banerjee, et al, 2001) (Wenstrup, and Fowlkes, et al, 1996) (Vaes, and Dechering, et al, 2002)
Για την κατανόηση της φυσιολογίας του οστού σημαντική είναι και η αποσαφήνιση του μηχανισμού οστεοβλαστικής διαφοροποίησης. Τα σύγχρονα δεδομένα για το μηχανισμό αυτό καταλήγουν στον κεντρικό ρόλο των μεταγραφικών παραγόντων Runx2 και osterix, της κατενίνης β και των ΒΜΡ (bone morphogenic proteins). Ο Runx2 καθοδηγεί τα πολυδύναμα μεσεγχυματικά κύτταρα να ακολουθήσουν την οστεοβλαστική σειρά και τα εμποδίζει να διαφοροποιηθούν προς αντιποκύτταρα και χονδροκύτταρα. Μετά τη διαφοροποίηση προς προ-οστεοβλάστες, τα προαναφερθέντα τρία μόρια παρεμποδίζουν τη διαφοροποίηση προς χονδροκύτταρα και τα οδηγούν να διαφοροποιηθούν προς ανώριμους οστεοβλάστες. (βλ.σχήμα). Η κατενίνη β δρα μέσω του μονοπατιού Wnt ενώ η osterix έπεται της Runx2 στον μηνυματοδοτικό καταρράκτη (downstream gene). Τέλος, και άλλοι μεταγραφικοί παράγοντες φαίνεται ότι εμπλέκονται στη διαδικασία της οστεοβλαστικής διαφοροποίησης (Msx1, Msx2, Dlx5, Dlx6, Twist, AP1(Fos/Jun), Knox-20, Sp3, και ATF4).(Komori, 2006) Ως αναφορά τις ΒΜΡ, μέσω των SMAD, επιδρούν και αυτές στην οστεοβλαστική διαφοροποίηση και μάλιστα αλληλεπιδρούν με μεταγραφικούς παράγοντες, μεταξύ των οποίων και ο Runx2. (Katagiri, and Takahashi, 2002)
Σημαντικός είναι επίσης ο ρόλος των οστεοβλαστών ως κύτταρα – ενορχηστρωτές στη φυσιολογία του οστού. Συγκεκριμένα, δεχόμενα ποικίλα ερεθίσματα εκκρίνουν με τη σειρά τους διαμεσολαβητές, ασκώντας αυτοκρινή και παρακρινή δράση. Για παράδειγμα, η πλειοψηφία των διαμεσολαβητών που ρυθμίζουν τη συμπεριφορά των οστεοκλαστών έχουν τους αντίστοιχους υποδοχείς τους στους οστεοβλάστες , οι οποίοι με τη σειρά τους επιδρούν στους οστεοκλάστες (βλ.παραπάνω).
Εικόνα 11 Ρύθμιση της οστεοβλαστικής διαφοροποίησης από μεταγραφικούς παράγοντες. Εκτός από τον Runx2, τον osterix και την κατενίνη β, πολλοί άλλοι μεταγραφικοί παράγοντες ενέχονται στη διαφοροποίηση των οστεοβλαστών. Οι πρωτεΐνες Twist αλληλεπιδρούν με τον Runx2 και ανατέλλουν τη δράση του.
Αντίθετα, οι Twist και ο Msx2 συνεργικά προάγουν τη διαφοροποίηση των οστεοβλαστών. Ωστόσο τα πειραματικά ευρήματα για το ρόλο του Msx2 είναι αντικρουόμενα. Η συμβολή του Msx1 στην οστεοβλαστική διαφοροποίηση είναι περιορισμένη σε σχέση με τον Msx2. Η στικτή γραμμή στο σχέδιο υποδηλώνει τη φυσιολογική λειτουργία ή στάδιο στην οποία πιθανόν δρα ένας παράγοντας, χωρίς ωστόσο ακόμα να υπάρχουν ασφαλή ευρήματα. (Komori, 2006)
ΟΣΤΕΟΚΥΤΤΑΡΑ
Όταν ολοκληρωθεί η σύνθεση του οστεοειδούς από τους οστεοβλάστες, αυτοί βρίσκονται εγκλωβισμένοι στις οστικές κοιλότητες (lacunae) και πλέον καλούνται οστεοκύτταρα, τα οποία αποτελούν τα πιο άφθονα κύτταρα στον οστίτη ιστό. Τα κύτταρα αυτά διατηρούν επαφή με άλλα οστεοκύτταρα, οστεοβλάστες,
οστεοπρογονικά και επενδυτικά κύτταρα μέσω κυτταροπλασματικών αποφυάδων , οι οποίες βρίσκονται εντός των σωληνίσκων (canaliculli) και συνδέονται με χασματοσυνδέσεις. Με αυτό τον τρόπο γίνεται εφικτή η διακυτταρική μεταφορά ουσιών, μέσω της δημιουργίας ενός λειτουργικού συγκυτίου. Επιπλέον η επικοινωνία τους ενισχύεται από το κοινό τους περιβάλλον. Το περιβάλλον αυτό συνίσταται σε πρωτεογλυκάνες και υγρό, το οποίο γεμίζει το κενό μεταξύ κυττάρων και θεμέλιας ουσίας και το οποίο είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά ενδογενών και εξωγενών μηχανοβιολογικών, βιοχημικών και ηλεκτρομηχανικών ερεθισμάτων (Knothe Tate, 2003).
Η διαδικασία μετάβασης από κινητό οστεοβλάστη σε οστεοκύτταρο αρχικά είχε υπολογιστεί ότι διαρκεί περίπου τρεις ημέρες αλλά στην πορεία διαπιστώθηκε ότι ο χρόνος αυτός ποικίλει και επηρεάζεται από παράγοντες όπως η ηλικία, ο τύπος του οστού, οι εργαστηριακές συνθήκες κ. α. (Franz-Odendaal, Hall, and Witten, 2006) Το κύτταρο αυξάνει σε όγκο και το σχήμα του από σφαιρικό γίνεται δενδριτικό, λόγω της ανάπτυξης των φυλλοειδών προσεκβολών. Η διατήρηση αυτού του σχήματος επιτυγχάνεται με την ύπαρξη ινιδίων ακτίνης.
Τα ανώριμα οστεοκύτταρα μοιάζουν αρκετά με τους οστεοβλάστες. Αντίθετα, τα ώριμα οστεοκύτταρα, λόγω και της αλλαγής στη λειτουργικότητά τους, παρουσιάζουν μειωμένη εμφάνιση αδρού ενδοπλασματικού δικτύου, συσκευής Golgi και μιτιχονδρίων και αυξημένη συγκέντρωση γλυκογόνου. Τα οστεοκύτταρα πεθαίνουν σαν αποτέλεσμα γήρανσης (senescence), εκφύλισης, απόπτωσης ή / και εγκόλπωσης από τα οστεοκύτταρα, χωρίς ωστόσο να έχουν αποσαφηνιστεί οι ακριβείς διεργασίες. (Knothe Tate, and Adamson, et al, 2004) Μετά το θάνατό τους ενεργοποιείται η διαδικασία οστικής απορρόφησης και αναδόμησης.
Τα οστεοκύτταρα συμμετέχουν ενεργά στην ομοιόσταση του οστού. Μαζί με τους οστεοβλάστες και τους οστεοκλάστες συμμετέχουν στη λεγόμενη μηχανο – χημική μεταγωγή (mechano-chemical transduction), διαδικασία μέσω της οποίας ο οστίτης ιστός αναγνωρίζει και προσαρμόζεται σε χημικά και μηχανικά ερεθίσματα. Ο συντονισμός των κυττάρων επιτυγχάνεται τόσο μέσω της διακυτταρικής επικοινωνίας όσο και μέσω του εξωκυττάριου υγρού (Knothe Tate, 2003). Επιπλέον διατηρούν την ικανότητα των οστεοβλαστών για σύνθεση νέου οστού ενώ σε περιορισμένο βαθμό μπορούν να έχουν και οστεοαπορροφητική δράση.
ΟΣΤΙΚΗ ΑΝΑΔΟΜΗΣΗ
Ο σχηματισμός ενός οστεώνα κατά τη διαδικασία της οστικής αναδόμησης ξεκινά με την εμφάνιση οστεοκλαστών, οι οποίοι σχηματίζουν τον λεγόμενο τέμνωντα κώνο (cutting cone). Καθώς τα κύτταρα αυτά απομακρύνουν οστό, αγγείο διεισδύει στο κενό που δημιουργείται δημιουργώντας μια σήραγγα η οποία καλείται σήραγγα διάβρωσης (erosion tunnel). Μέσω αυτής φτάνουν τα οστεοπρογονικά κύτταρα. Ο τέμνων κώνος συνεχίζει την πορεία εως ώτου απομακρύνει πλήρως όλο το νεκρωτικό ή αποδυναμωμένο ιστό. Στη συνέχεια τα οστεοπρογονικά κύτταρα διαφοροποιούνται σε οστεοβλάστες και ξεκινά η σύνθεση του οστεοειδούς. Η ασβεστοποίηση του οστεοειδούς θα οδηγήσει τελικά στο σχηματισμό του ώριμου οστού. Το αγγείο πλέον περιβάλλεται από οστό και το με αυτόν τον τρόπο δημιουργείται το κανάλι του Havers. Ορισμένοι ερευνητές περιγράφουν τους οστεώνες αυτούς ως δευτερογενείς σε αντιδιαστολή με τους πρωτογενείς οι οποίοι προκύπτουν χωρίς την εμφάνιση erosion tunnel. Δευτερογενείς οστεώνες εμφανίζονται επίσης κατά τη διάρκεια αναγέννησης κατεστραμμένου οστού
Εικόνα 12 Οστικοί αυξητικοί παράγοντες και οστική αναδόμηση.
ΟΒ : οστεοβλάστης, ΟΚ : οστεοκλάστης, ECM : οστική θεμέλια ουσία (Mundy, 2002)
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Abe, E., Yamamoto, M., Taguchi, Y., Lecka-Czernik, B., O'Brien, C.A., Economides, A.N., Stahl, N., Jilka, R.L., and Manolagas, S.C. (2000). Essential requirement of BMPs-2/4 for both osteoblast and osteoclast formation in murine bone marrow cultures from adult mice: antagonism by noggin. J. Bone Miner. Res. 15, 663-673.
Abou-Samra, A., Juppner, H., Force, T., Freeman, M.W., Kong, X., Schipani, E., Urena, P., Richards, J., Bonventre, J.V., Potts, J.T., Kronenberg, H.M., and Segre, G.V. (1992). Expression Cloning of a Common Receptor for Parathyroid Hormone and Parathyroid Hormone-Related Peptide from Rat Osteoblast-Like Cells: A Single Receptor Stimulates Intracellular Accumulation of Both cAMP and Inositol
Trisphosphates and Increases Intracellular Free Calcium. PNAS 89, 2732-2736.
Achbarou, A., Kaiser, S., Tremblay, G., Ste-Marie, L.G., Brodt, P., Goltzman, D., and Rabbani, S.A. (1994). Urokinase overproduction results in increased skeletal
metastasis by prostate cancer cells in vivo. Cancer Res. 54, 2372-2377.
Adwan, H., Bauerle, T.J., and Berger, M.R. (2004). Downregulation of osteopontin and bone sialoprotein II is related to reduced colony formation and metastasis formation of MDA-MB-231 human breast cancer cells. Cancer Gene Ther. 11, 109- 120.
Aeschlimann, D., and Evans, B.A. (2004). The vital osteoclast: how is it regulated?
Cell Death Differ. 11 Suppl 1, S5-7.
Akatsu, T., Ono, K., Katayama, Y., Tamura, T., Nishikawa, M., Kugai, N., Yamamoto, M., and Nagata, N. (1998). The mouse mammary tumor cell line,
MMT060562, produces prostaglandin E2 and leukemia inhibitory factor and supports osteoclast formation in vitro via a stromal cell-dependent pathway. J. Bone Miner.
Res. 13, 400-408.
Alam, A.S., Gallagher, A., Shankar, V., Ghatei, M.A., Datta, H.K., Huang, C.L., Moonga, B.S., Chambers, T.J., Bloom, S.R., and Zaidi, M. (1992). Endothelin inhibits osteoclastic bone resorption by a direct effect on cell motility: implications for the vascular control of bone resorption. Endocrinology 130, 3617-3624.
Allan, E.H., and Martin, T.J. (1995). The plasminogen activator inhibitor system in bone cell function. Clin. Orthop. Relat. Res. (313), 54-63.
Andreasen, P.A., Kjoller, L., Christensen, L., and Duffy, M.J. (1997). The urokinase- type plasminogen activator system in cancer metastasis: a review. Int. J. Cancer 72, 1- 22.
Angelucci, A., Festuccia, C., D'Andrea, G., Teti, A., and Bologna, M. (2002).
Osteopontin modulates prostate carcinoma invasive capacity through RGD-dependent upregulation of plasminogen activators. Biol. Chem. 383, 229-234.
Arteaga, C.L., Dugger, T.C., and Hurd, S.D. (1996). The multifunctional role of transforming growth factor (TGF)-beta s on mammary epithelial cell biology. Breast Cancer Res. Treat. 38, 49-56.
Asano, N., Yamakazi, T., Seto, M., Matsumine, A., Yoshikawa, H., and Uchida, A.
(2004). The expression and prognostic significance of bone morphogenetic protein-2 in patients with malignant fibrous histiocytoma. J. Bone Joint Surg. Br. 86, 607-612.
Atkins, G.J., Haynes, D.R., Graves, S.E., Evdokiou, A., Hay, S., Bouralexis, S., and Findlay, D.M. (2000). Expression of osteoclast differentiation signals by stromal elements of giant cell tumors. J. Bone Miner. Res. 15, 640-649.
Attisano, L., and Wrana, J.L. (2002). Signal transduction by the TGF-beta superfamily. Science 296, 1646-1647.
Aubin, J.E. (2001). Regulation of osteoblast formation and function. Rev. Endocr Metab. Disord. 2, 81-94.
Aubin, J.E., and Bonnelye, E. (2000). Osteoprotegerin and its ligand: a new paradigm for regulation of osteoclastogenesis and bone resorption. Osteoporos. Int. 11, 905- 913.
Aubin, J.E., and Triffitt, J.T. (2002). Mesenchymal stem cells and osteoblast differentiation.(San Diego: Academic Press).
Auerbach, R., Alby, L., Morrissey, L.W., Tu, M., and Joseph, J. (1985). Expression of organ-specific antigens on capillary endothelial cells. Microvasc. Res. 29, 401-411.
Bagi, C.M. (2002). Cancer cell metastases. J. Musculoskelet. Neuronal Interact. 2, 565-566.
Bakewell, S.J., Nestor, P., Prasad, S., Tomasson, M.H., Dowland, N., Mehrotra, M., Scarborough, R., Kanter, J., Abe, K., Phillips, D., and Weilbaecher, K.N. (2003).
Platelet and osteoclast beta3 integrins are critical for bone metastasis. Proc. Natl.
Acad. Sci. U. S. A. 100, 14205-14210.
Baldwin, G.C., Gasson, J.C., Kaufman, S.E., Quan, S.G., Williams, R.E., Avalos, B.R., Gazdar, A.F., Golde, D.W., and DiPersio, J.F. (1989). Nonhematopoietic tumor cells express functional GM-CSF receptors. Blood 73, 1033-1037.
Baldwin, G.C., Golde, D.W., Widhopf, G.F., Economou, J., and Gasson, J.C. (1991).
Identification and characterization of a low-affinity granulocyte-macrophage colony- stimulating factor receptor on primary and cultured human melanoma cells. Blood 78, 609-615.
Barnes, G.L., Hebert, K.E., Kamal, M., Javed, A., Einhorn, T.A., Lian, J.B., Stein, G.S., and Gerstenfeld, L.C. (2004). Fidelity of Runx2 activity in breast cancer cells is required for the generation of metastases-associated osteolytic disease. Cancer Res.
64, 4506-4513.
Barnes, G.L., Javed, A., Waller, S.M., Kamal, M.H., Hebert, K.E., Hassan, M.Q., Bellahcene, A., Van Wijnen, A.J., Young, M.F., Lian, J.B., Stein, G.S., and Gerstenfeld, L.C. (2003). Osteoblast-related transcription factors Runx2
(Cbfa1/AML3) and MSX2 mediate the expression of bone sialoprotein in human metastatic breast cancer cells. Cancer Res. 63, 2631-2637.
Barnes, J., Anthony, C.T., Wall, N., and Steiner, M.S. (1995). Bone morphogenetic protein-6 expression in normal and malignant prostate. World J. Urol. 13, 337-343.
Baron, R., Neff, L., Tran Van, P., Nefussi, J.R., and Vignery, A. (1986). Kinetic and cytochemical identification of osteoclast precursors and their differentiation into multinucleated osteoclasts. Am. J. Pathol. 122, 363-378.
Bartfeld, N.S., Pasquale, E.B., Geltosky, J.E., and Languino, L.R. (1993). The alpha v beta 3 integrin associates with a 190-kDa protein that is phosphorylated on tyrosine in response to platelet-derived growth factor. J. Biol. Chem. 268, 17270-17276.
Batson, O.V. (1995). The function of the vertebral veins and their role in the spread of metastases. 1940. Clin. Orthop. Relat. Res. (312), 4-9.
Baum, M. (1996). Breast cancer--a challenge to the contemporary paradigm. Acta Oncol. 35 Suppl 8, 3-6.
Behar, V., Nakamoto, C., Greenberg, Z., Bisello, A., Suva, L.J., Rosenblatt, M., and Chorev, M. (1996). Histidine at position 5 is the specificity "switch" between two parathyroid hormone receptor subtypes. Endocrinology 137, 4217-4224.
Behrens, J. (1999). Cadherins and catenins: role in signal transduction and tumor progression. Cancer Metastasis Rev. 18, 15-30.
Bellahcene, A., Bonjean, K., Fohr, B., Fedarko, N.S., Robey, F.A., Young, M.F., Fisher, L.W., and Castronovo, V. (2000). Bone sialoprotein mediates human
endothelial cell attachment and migration and promotes angiogenesis. Circ. Res. 86, 885-891.
Bellahcene, A., Menard, S., Bufalino, R., Moreau, L., and Castronovo, V. (1996).
Expression of bone sialoprotein in primary human breast cancer is associated with poor survival. Int. J. Cancer 69, 350-353.
Bello-DeOcampo, D., Kleinman, H.K., and Webber, M.M. (2001). The role of alpha 6 beta 1 integrin and EGF in normal and malignant acinar morphogenesis of human prostatic epithelial cells. Mutat. Res. 480-481, 209-217.
Bendre, M.S., Gaddy-Kurten, D., Mon-Foote, T., Akel, N.S., Skinner, R.A., Nicholas, R.W., and Suva, L.J. (2002). Expression of interleukin 8 and not parathyroid
hormone-related protein by human breast cancer cells correlates with bone metastasis in vivo. Cancer Res. 62, 5571-5579.
Bendre, M.S., Margulies, A.G., Walser, B., Akel, N.S., Bhattacharrya, S., Skinner, R.A., Swain, F., Ramani, V., Mohammad, K.S., and Wessner, L.L. et al. (2005).
Tumor-derived interleukin-8 stimulates osteolysis independent of the receptor activator of nuclear factor-kappaB ligand pathway. Cancer Res. 65, 11001-11009.
Bendre, M.S., Montague, D.C., Peery, T., Akel, N.S., Gaddy, D., and Suva, L.J.
(2003). Interleukin-8 stimulation of osteoclastogenesis and bone resorption is a mechanism for the increased osteolysis of metastatic bone disease. Bone 33, 28-37.
Benoy, I.H., Salgado, R., Van Dam, P., Geboers, K., Van Marck, E., Scharpe, S., Vermeulen, P.B., and Dirix, L.Y. (2004). Increased serum interleukin-8 in patients with early and metastatic breast cancer correlates with early dissemination and survival. Clin. Cancer Res. 10, 7157-7162.
Bentley, H., Hamdy, F.C., Hart, K.A., Seid, J.M., Williams, J.L., Johnstone, D., and Russell, R.G. (1992). Expression of bone morphogenetic proteins in human prostatic adenocarcinoma and benign prostatic hyperplasia. Br. J. Cancer 66, 1159-1163.
Berrettoni, B.A., and Carter, J.R. (1986). Mechanisms of cancer metastasis to bone. J.
Bone Joint Surg. Am. 68, 308-312.
Biggerstaff, J.P., Seth, N., Amirkhosravi, A., Amaya, M., Fogarty, S., Meyer, T.V., Siddiqui, F., and Francis, J.L. (1999). Soluble fibrin augments platelet/tumor cell adherence in vitro and in vivo, and enhances experimental metastasis. Clin. Exp.
Metastasis 17, 723-730.
Bissell, M.J., Le Beyec, J., and Anderson, R.L. (2002). Prostate cancer in bone:
importance of context for inhibition of matrix metalloproteinases. J. Natl. Cancer Inst.
94, 4-5.
Black, W.C., and Welch, H.G. (1993). Advances in diagnostic imaging and
overestimations of disease prevalence and the benefits of therapy. N. Engl. J. Med.
328, 1237-1243.
Blair, J.M., Zhou, H., Seibel, M.J., and Dunstan, C.R. (2006). Mechanisms of Disease: roles of OPG, RANKL and RANK in the pathophysiology of skeletal metastasis. Nat. Clin. Pract. Oncol. 3, 41-49.
Bobinac, D., Maric, I., Zoricic, S., Spanjol, J., Dordevic, G., Mustac, E., and Fuckar, Z. (2005). Expression of bone morphogenetic proteins in human metastatic prostate and breast cancer. Croat. Med. J. 46, 389-396.
Body, J.J., Greipp, P., Coleman, R.E., Facon, T., Geurs, F., Fermand, J.P.,
Harousseau, J.L., Lipton, A., Mariette, X., and Williams, C.D. et al. (2003). A phase I study of AMGN-0007, a recombinant osteoprotegerin construct, in patients with multiple myeloma or breast carcinoma related bone metastases. Cancer 97, 887-892.
Bonfil, R.D., Sabbota, A., Nabha, S., Bernardo, M.M., Dong, Z., Meng, H., Yamamoto, H., Chinni, S.R., Lim, I.T., and Chang, M. et al. (2005). Inhibition of human prostate cancer growth, osteolysis and angiogenesis in a bone metastasis model by a novel mechanism-based selective gelatinase inhibitor. Int. J. Cancer Borges, E., Jan, Y., and Ruoslahti, E. (2000). Platelet-derived growth factor receptor beta and vascular endothelial growth factor receptor 2 bind to the beta 3 integrin through its extracellular domain. J. Biol. Chem. 275, 39867-39873.
Boucharaba, A., Serre, C.M., Gres, S., Saulnier-Blache, J.S., Bordet, J.C., Guglielmi, J., Clezardin, P., and Peyruchaud, O. (2004). Platelet-derived lysophosphatidic acid supports the progression of osteolytic bone metastases in breast cancer. J. Clin. Invest.
114, 1714-1725.
Bourguignon, L.Y., Gunja-Smith, Z., Iida, N., Zhu, H.B., Young, L.J., Muller, W.J., and Cardiff, R.D. (1998). CD44v(3,8-10) is involved in cytoskeleton-mediated tumor cell migration and matrix metalloproteinase (MMP-9) association in metastatic breast cancer cells. J. Cell. Physiol. 176, 206-215.
Bourguignon, L.Y., Singleton, P.A., Zhu, H., and Diedrich, F. (2003). Hyaluronan- mediated CD44 interaction with RhoGEF and Rho kinase promotes Grb2-associated binder-1 phosphorylation and phosphatidylinositol 3-kinase signaling leading to cytokine (macrophage-colony stimulating factor) production and breast tumor progression. J. Biol. Chem. 278, 29420-29434.
Boyde, A., Maconnachie, E., Reid, S.A., Delling, G., and Mundy, G.R. (1986).
Scanning electron microscopy in bone pathology: review of methods, potential and applications.. Scan Electron Microsc 4, 1537-1554.
Boyle, W.J., Simonet, W.S., and Lacey, D.L. (2003). Osteoclast differentiation and activation. Nature 423, 337-342.
Brandenberger, R., Schmidt, A., Linton, J., Wang, D., Backus, C., Denda, S., Muller, U., and Reichardt, L.F. (2001). Identification and characterization of a novel
extracellular matrix protein nephronectin that is associated with integrin alpha8beta1 in the embryonic kidney. J. Cell Biol. 154, 447-458.
Brandolini, L., Bertini, R., Bizzarri, C., Sergi, R., Caselli, G., Zhou, D., Locati, M., and Sozzani, S. (1996). IL-1 beta primes IL-8-activated human neutrophils for elastase release, phospholipase D activity, and calcium flux. J. Leukoc. Biol. 59, 427- 434.
Braun, S., and Pantel, K. (1999). Biological characteristics of micrometastatic cancer cells in bone marrow. Cancer Metastasis Rev. 18, 75-90.
Brekken, R.A., and Sage, E.H. (2001). SPARC, a matricellular protein: at the crossroads of cell-matrix communication. Matrix Biol. 19, 816-827.
Brown, J.M., Corey, E., Lee, Z.D., True, L.D., Yun, T.J., Tondravi, M., and Vessella, R.L. (2001). Osteoprotegerin and rank ligand expression in prostate cancer. Urology 57, 611-616.
Bryden, A.A., Freemont, A.J., Clarke, N.W., and George, N.J. (1999). Paradoxical expression of E-cadherin in prostatic bone metastases. BJU Int. 84, 1032-1034.
Bryden, A.A., Hoyland, J.A., Freemont, A.J., Clarke, N.W., Schembri Wismayer, D., and George, N.J. (2002). E-cadherin and beta-catenin are down-regulated in prostatic bone metastases. BJU Int. 89, 400-403.
Bubendorf, L., Schopfer, A., Wagner, U., Sauter, G., Moch, H., Willi, N., Gasser, T.C., and Mihatsch, M.J. (2000). Metastatic patterns of prostate cancer: an autopsy study of 1,589 patients. Hum. Pathol. 31, 578-583.
Bukholm, I.K., Nesland, J.M., and Borresen-Dale, A.L. (2000). Re-expression of E- cadherin, alpha-catenin and beta-catenin, but not of gamma-catenin, in metastatic tissue from breast cancer patients [seecomments. J. Pathol. 190, 15-19.
Bundred, N.J., Walker, R.A., Ratcliffe, W.A., Warwick, J., Morrison, J.M., and Ratcliffe, J.G. (1992). Parathyroid hormone related protein and skeletal morbidity in breast cancer. Eur. J. Cancer 28, 690-692.
Burgeson, R.E., Chiquet, M., Deutzmann, R., Ekblom, P., Engel, J., Kleinman, H., Martin, G.R., Meneguzzi, G., Paulsson, M., and Sanes, J. (1994). A new
nomenclature for the laminins. Matrix Biol. 14, 209-211.
Burgess, T.L., Qian, Y., Kaufman, S., Ring, B.D., Van, G., Capparelli, C., Kelley, M., Hsu, H., Boyle, W.J., Dunstan, C.R., Hu, S., and Lacey, D.L. (1999). The ligand for osteoprotegerin (OPGL) directly activates mature osteoclasts. J. Cell Biol. 145, 527- 538.
Bussemakers, M.J., van Moorselaar, R.J., Giroldi, L.A., Ichikawa, T., Isaacs, J.T., Takeichi, M., Debruyne, F.M., and Schalken, J.A. (1992). Decreased expression of E- cadherin in the progression of rat prostatic cancer. Cancer Res. 52, 2916-2922.
Bussolino, F., Wang, J.M., Defilippi, P., Turrini, F., Sanavio, F., Edgell, C.J., Aglietta, M., Arese, P., and Mantovani, A. (1989). Granulocyte- and granulocyte- macrophage-colony stimulating factors induce human endothelial cells to migrate and proliferate. Nature 337, 471-473.
Byzova, T. (2004). Integrins in bone recognition and metastasis. J. Musculoskelet.
Neuronal Interact. 4, 374.
Byzova, T.V., Kim, W., Midura, R.J., and Plow, E.F. (2000). Activation of integrin alpha(V)beta(3) regulates cell adhesion and migration to bone sialoprotein. Exp. Cell Res. 254, 299-308.
Campo McKnight, D.A., Sosnoski, D.M., Koblinski, J.E., and Gay, C.V. (2006).
Roles of osteonectin in the migration of breast cancer cells into bone. J. Cell.
Biochem. 97, 288-302.
Canalis, E., Varghese, S., McCarthy, T.L., and Centrella, M. (1992). Role of platelet derived growth factor in bone cell function. Growth Regul. 2, 151-155.
Carducci, M.A., Padley, R.J., Breul, J., Vogelzang, N.J., Zonnenberg, B.A., Daliani, D.D., Schulman, C.C., Nabulsi, A.A., Humerickhouse, R.A., Weinberg, M.A., Schmitt, J.L., and Nelson, J.B. (2003). Effect of endothelin-A receptor blockade with atrasentan on tumor progression in men with hormone-refractory prostate cancer: a randomized, phase II, placebo-controlled trial. J. Clin. Oncol. 21, 679-689.
Carlin, B.I., and Andriole, G.L. (2000). The natural history, skeletal complications, and management of bone metastases in patients with prostate carcinoma. Cancer 88, 2989-2994.
Carron, J.A., Fraser, W.D., and Gallagher, J.A. (1997). PTHrP and the PTH/PTHrP receptor are co-expressed in human breast and colon tumours. Br. J. Cancer 76, 1095- 1098.
Chaffer, C.L., Dopheide, B., McCulloch, D.R., Lee, A.B., Moseley, J.M., Thompson,
Pr1-B1/B2 model of metastatic progression in transitional cell carcinoma of the bladder. Clin. Exp. Metastasis 22, 115-125.
Chambers, A.F., and Matrisian, L.M. (1997). Changing views of the role of matrix metalloproteinases in metastasis. J. Natl. Cancer Inst. 89, 1260-1270.
Chambers, T.J., and Fuller, K. (1985). Bone cells predispose bone surfaces to resorption by exposure of mineral to osteoclastic contact. J. Cell. Sci. 76, 155-165.
Chambers, T.J., Darby, J.A., and Fuller, K. (1985). Mammalian collagenase
predisposes bone surfaces to osteoclastic resorption. Cell Tissue Res. 241, 671-675.
Charhon, S.A., Chapuy, M.C., Delvin, E.E., Valentin-Opran, A., Edouard, C.M., and Meunier, P.J. (1983). Histomorphometric analysis of sclerotic bone metastases from prostatic carcinoma special reference to osteomalacia.. Cancer 51, 918-924.
Chatterjee, S., and Singh, P. (2000) Paper presented at 82nd Annual Meeting of the Endocrine Society. (Toronto, CANADA: Toronto, CANADA).
Chaudhary, L.R., and Avioli, L.V. (1994). Dexamethasone regulates IL-1 beta and TNF-alpha-induced interleukin-8 production in human bone marrow stromal and osteoblast-like cells. Calcif. Tissue Int. 55, 16-20.
Chay, C.H., Cooper, C.R., Gendernalik, J.D., Dhanasekaran, S.M., Chinnaiyan, A.M., Rubin, M.A., Schmaier, A.H., and Pienta, K.J. (2002). A functional thrombin receptor (PAR1) is expressed on bone-derived prostate cancer cell lines. Urology 60, 760-765.
Chen, G., Shukeir, N., Potti, A., Sircar, K., Aprikian, A., Goltzman, D., and Rabbani, S.A. (2004). Up-regulation of Wnt-1 and beta-catenin production in patients with advanced metastatic prostate carcinoma: potential pathogenetic and prognostic implications. Cancer 101, 1345-1356.
Cher, M.L. (2001). Mechanisms governing bone metastasis in prostate cancer. Curr.
Opin. Urol. 11, 483-488.
Chikatsu, N., Takeuchi, Y., Tamura, Y., Fukumoto, S., Yano, K., Tsuda, E., Ogata, E., and Fujita, T. (2000). Interactions between cancer and bone marrow cells induce osteoclast differentiation factor expression and osteoclast-like cell formation in vitro.
Biochem. Biophys. Res. Commun. 267, 632-637.
Chinni, S.R., Sivalogan, S., Dong, Z., Filho, J.C., Deng, X., Bonfil, R.D., and Cher, M.L. (2006). CXCL12/CXCR4 signaling activates Akt-1 and MMP-9 expression in prostate cancer cells: the role of bone microenvironment-associated CXCL12.
Prostate 66, 32-48.
Chirgwin, J.M., Mohammad, K.S., and Guise, T.A. (2004). Tumor-bone cellular interactions in skeletal metastases. J. Musculoskelet. Neuronal Interact. 4, 308-318.
Choong, P.F. (2003). The molecular basis of skeletal metastases. Clin. Orthop. Relat.
Res. (415 Suppl), S19-31.
Claesson-Welsh, L. (1994). Platelet-derived growth factor receptor signals. J. Biol.
Chem. 269, 32023-32026.
Clarke, N.W., McClure, J., and George, N.J. (1991). Morphometric evidence for bone resorption and replacement in prostate cancer. Br. J. Urol. 68, 74-80.
Cooper, C.R., Bhatia, J.K., Muenchen, H.J., McLean, L., Hayasaka, S., Taylor, J., Poncza, P.J., and Pienta, K.J. (2002). The regulation of prostate cancer cell adhesion to human bone marrow endothelial cell monolayers by androgen dihydrotestosterone and cytokines. Clin. Exp. Metastasis 19, 25-33.
Cooper, C.R., Chay, C.H., Gendernalik, J.D., Lee, H.L., Bhatia, J., Taichman, R.S., McCauley, L.K., Keller, E.T., and Pienta, K.J. (2003). Stromal factors involved in prostate carcinoma metastasis to bone. Cancer 97, 739-747.
Cooper, C.R., McLean, L., Mucci, N.R., Poncza, P., and Pienta, K.J. (2000a). Prostate cancer cell adhesion to quiescent endothelial cells is not mediated by beta-1 integrin subunit. Anticancer Res. 20, 4159-4162.
Cooper, C.R., McLean, L., Walsh, M., Taylor, J., Hayasaka, S., Bhatia, J., and Pienta, K.J. (2000b). Preferential adhesion of prostate cancer cells to bone is mediated by binding to bone marrow endothelial cells as compared to extracellular matrix components in vitro. Clin. Cancer Res. 6, 4839-4847.
Coussens, L.M., Fingleton, B., and Matrisian, L.M. (2002). Matrix metalloproteinase inhibitors and cancer: trials and tribulations. Science 295, 2387-2392.
Croucher, P.I. (2004). The RANKL system and the development of tumor-induced bone disease: lessons from pre-clinical models. J. Musculoskelet. Neuronal Interact.
4, 285-292.
Curran, S., and Murray, G.I. (2000). Matrix metalloproteinases: molecular aspects of their roles in tumour invasion and metastasis. Eur. J. Cancer 36, 1621-1630.
Dai, J., Keller, J., Zhang, J., Lu, Y., Yao, Z., and Keller, E.T. (2005). Bone morphogenetic protein-6 promotes osteoblastic prostate cancer bone metastases through a dual mechanism. Cancer Res. 65, 8274-8285.
Dailey, L., Ambrosetti, D., Mansukhani, A., and Basilico, C. (2005). Mechanisms underlying differential responses to FGF signaling. Cytokine Growth Factor Rev. 16, 233-247.
Dallas, S.L., Rosser, J.L., Mundy, G.R., and Bonewald, L.F. (2002). Proteolysis of latent transforming growth factor-beta (TGF-beta )-binding protein-1 by osteoclasts.
A cellular mechanism for release of TGF-beta from bone matrix. J. Biol. Chem. 277, 21352-21360.
David Roodman, G. (2003). Role of stromal-derived cytokines and growth factors in bone metastasis. Cancer 97, 733-738.
De, S., Chen, J., Narizhneva, N.V., Heston, W., Brainard, J., Sage, E.H., and Byzova, T.V. (2003). Molecular pathway for cancer metastasis to bone. J. Biol. Chem. 278, 39044-39050.
De, S., Chen, J., Narizhneva, N.V., Heston, W., Brainard, J., Sage, E.H., and Byzova, T.V. (2003). Molecular pathway for cancer metastasis to bone. J. Biol. Chem. 278, 39044-39050.
Demers, L.M. (2003). Bone markers in the management of patients with skeletal metastases. Cancer 97, 874-879.
Deutsch, A., and Resnick, D. (1980). Eccentric cortical metastases to the skeleton from bronchogenic carcinoma. Radiology 137, 49-52.
Devlin, J.J., Devlin, P.E., Myambo, K., Lilly, M.B., Rado, T.A., and Warren, M.K.
(1987). Expression of granulocyte colony-stimulating factor by human cell lines. J.
Leukoc. Biol. 41, 302-306.
Diel, I.J., Solomayer, E.F., Seibel, M.J., Pfeilschifter, J., Maisenbacher, H., Gollan, C., Pecherstorfer, M., Conradi, R., Kehr, G., Boehm, E., Armbruster, F.P., and
Bastert, G. (1999). Serum bone sialoprotein in patients with primary breast cancer is a prognostic marker for subsequent bone metastasis. Clin. Cancer Res. 5, 3914-3919.
Dimitroff, C.J., Descheny, L., Trujillo, N., Kim, R., Nguyen, V., Huang, W., Pienta, K.J., Kutok, J.L., and Rubin, M.A. (2005). Identification of leukocyte E-selectin ligands, P-selectin glycoprotein ligand-1 and E-selectin ligand-1, on human metastatic prostate tumor cells. Cancer Res. 65, 5750-5760.
Dirks, R.P., and Bloemers, H.P. (1995). Signals controlling the expression of PDGF.
Mol. Biol. Rep. 22, 1-24.
Dittmar, T., Gloria-Maercker, E., Thomas-Ecker, S., Zanker, K.S., and Heyder, C.
(2002). A novel in vitro model for realtime visualization of tumor cells invading an endothelial barrier during blood-borne metastasis Proc Am Assoc Cancer Res 43, 541-541.
Doherty, A., Smith, G., Banks, L., Christmas, T., and Epstein, R.J. (1999). Correlation of the osteoblastic phenotype with prostate-specific antigen expression in metastatic prostate cancer: implications for paracrine growth. J. Pathol. 188, 278-281.
Dong, Z., Bonfil, R.D., Chinni, S., Deng, X., Trindade Filho, J.C., Bernardo, M., Vaishampayan, U., Che, M., Sloane, B.F., Sheng, S., Fridman, R., and Cher, M.L.
(2005). Matrix metalloproteinase activity and osteoclasts in experimental prostate cancer bone metastasis tissue. Am. J. Pathol. 166, 1173-1186.
Downey, S.E., Hoyland, J.A., Bundred, N.J., and Freemont, A.J. (1996). Is
overexpression of the parathyroid hormone related protein receptor a predisposing factor in bone metastases from breast cancer? Br J Surg 83, 699-699.
Draffin, J.E., McFarlane, S., Hill, A., Johnston, P.G., and Waugh, D.J. (2004). CD44 potentiates the adherence of metastatic prostate and breast cancer cells to bone marrow endothelial cells. Cancer Res. 64, 5702-5711.