XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Введение

Согласно Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) рак молочной железы является на сегодняшний день одним из самых распространенных онкологических заболеваний. Так, в 2020 году было зарегистрировано свыше 2,2 миллионов случаев данной патологии, а приблизительно 685 000 тысяч женщин скончалось. В России же по данным на 2018 год зарегистрировано 70 682 новых случая. Немало важным является и то, что в нашей стране отмечается ежегодный прирост числа больных с данным видом онкологии.

В настоящее время, самый частый метод лечения – оперативный (мастэктомия). К сожалению, данная операция несет за собой множество последствий, неблагоприятно сказывающихся на жизни пациенток, которые объединены в понятие постмастэктомического синдрома. Среди симптомов можно выделить различные повреждения центральной нервной системы (ЦНС), в том числе и когнитивных, диагностика которых не всегда точна и своевременна. Важной задачей является поиск ранних предикторов повреждения ЦНС при постмастэктомическом синдроме, так как своевременная диагностика способна существенно облегчить дальнейшую реабилитацию пациенток и повысить качество их жизни, которых на сегодняшний день не обнаружено. Возможно рассмотрение нейротрофического фактора головного мозга (BDNF), как одного из потенциальных биомаркеров повреждения ЦНС.

BDNF является наиболее изученным представителем семейства нейротрофинов человека, а его клиническая значимость исследуется в широком спектре неврологической патологии. Благодаря доказанности и изученности его функций, синтеза и экспрессии, роли в патологии нейродегенративных заболеваний, активно ведутся поиски новых способов лечения патологии ЦНС опосредуя многочисленные функции BDNF.

Обнаружено достоверное изменение уровня BDNF при различных патологиях нервной системы. Ряд метаанализов свидетельствуют о существенном снижении уровня BDNF при депрессивных расстройствах. [1] При ряде нейродегенративных заболеваний – болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона также обнаружено снижение уровня BDNF, а в ряде случаев отмечена положительная корреляция между степенью тяжести болезни Альцгеймера и уровнем нейротрофического фактора головного мозга. [2]

Таким образом, возможно изменение уровня BDNF в отдаленном послеоперационном периоде у пациенток, перенесших радикальное лечение рака молочной железы, как биомаркера поражения ЦНС.

Цель исследования: изучение содержания нейротрофический фактора головного мозга у пациенток с постмастэктомическим синдромом, как маркера повреждения центральной нервной системы.

Задачи исследования:

Впервые изучить содержание BDNF в сыворотке крови пациенток с постмастэктомическим синдромом.

Сопоставить содержание BDNF в сыворотке крови пациенток с постмасэктомическим синдромом и здоровых женщин-добровольцев.

Провести клинико-нейропсихологическое лабораторное сопоставление содержание BDNF в сыворотке крови пациенток с постмасэктомическим синдромом.

Основная часть

Постмастэктомичкеский синдром (ПМЭС)

Рак молочной железы – злокачественная опухоль молочной железы, гистологическим источником которой является эпителий железистой ткани молочной железы. Является наиболее распространенной формой рака среди женщин нашей страны, а также стран Северной Америки и Европы.

На сегодняшний день не существует единого этиологического фактора развития рака молочной железы. Как и другие новообразования РМЖ является полиэтиологичной патологией. Основные факторы риска выделяют следующие: поздняя менопауза, отсутствие родов, наличие абортов, курение, алкоголь, наличие сахарного диабета, ожирение или повышенный индекс массы тела, низкая физическая активность и ряд других тератогенных факторов. Кроме того, известно о генетической предрасположенности, на что указывают мутации в генах семейства BRCA (breast cancer gene): BRCA1, BRCA2, CHEK, NBS1, TP53 в десяти процентах случаев.

Грамотное и своевременное лечение позволяет добиться благоприятного исхода, но его различные компоненты: мастэктомия (как самый частый и радикальный метод лечения), химиотерапия, лучевая терапия способствуют развитию постмастэктомического синдрома – совокупность симптомов, осложняющих реабилитационный период пациенток. Ведущим осложнением является нарушение лимфотока и дренаж тканей, что приводит к лимфатическому отеку верхней конечности – поздний постмастэктомический отек, возникающий в 96% случаев. Также отмечаются нарушение венозного оттока ввиду стенозов или окклюзий подмышечной или подключичной вен (в ряде случаев отмечается их совместная окклюзия или стеноз), рубцевание ткани, что ограничивает движение рук в плечевом суставе. Возможен также скаленус-синдром при сдавлении лестничными мышцами сосудисто-нервного пучка, психоэмоциональные и когнитивные нарушения. При этом поражениям нервной системы (центральной, периферической и вегетативной) уделяется меньшее внимание.

Повреждение центральной нервной системы при постмастэктомическом синдром могут опосредоваться следующими механизмами:

Отмечается прямое цитотоксическое действие химиотерапии на нейроны и клетки глии.

Изменение уровня нейромедиаторов и экспрессии нейротрофинов под действием цитотоксической химиотерапии.

Повышение концентрации провоспалительных цитокинов.

Нейротрофический фактор головного мозга (BDNF)

Нейротрофический фактор головного мозга – является наиболее изученным нейротрофином из семейства нейротрофинов человека, и обладает разнообразными функциями. В центральной нервной системе BDNF экспрессируется в первую очередь глутаматэригческими нейронами гиппокампа, а также клетками глии (астроциты) и микроглии, также отмечена экспрессия BDNF в других тканях нашего организма (периферический BDNF).

Доказано влияние молекулы на процессы модуляции пролиферации новых нейронов, аксонального роста и другие процессы, влияющие на нейроны путем связывания с рецептором тирозинкиназы B (TrkB) и другими рецепторами. Нейротрофический фактор головного мозга способствует процессам обучения и запоминания, за счет активного роста новых нейронов, а также в поддержании нормального развития и функционирования головного мозга в целом.

Функция BDNF, как и любой другой сигнальной молекулы, определяется ее взаимодействием с рецепторами. На рисунке 1 показаны основные пути передачи информации, опосредованные взаимодействием двух форм BDNF: зрелой (mBDNF), а также пропептид (proBDNF). Зрелая форма молекулы имеет большее сродство к рецепторам тирозинкиназы B, а также к рецептору нейротрофина p75 (p75NTR, член семейства рецепторов фактора некроза опухоли), проформа имеет большую аффинность к рецептору нейротрофина p75, также отмечается способность взаимодействовать с рецептором сортилина (класс рецепторов, участвующих в регуляции обмена белков в экзоцитарных и эндоцитарных путях). Взаимодействие проформы и зрелой формы с одним и тем же рецептором вызывает противоположные эффекты на нейроны. Так, проформа, взаимодействуя с рецептором, способна вызывать клеточную гибель путем апоптоза. Взаимодействие же зрелой формы с рецепторами нейротрофина p75 и тирозинкиназы B, напротив, запускает клеточные каскады, ведущие к выживанию нейронов и к активному конусному росту аксонов.

Рецепторы (тирозинкиназы B, нейротрофина p75) находятся внутри клетки во внутриклеточных везикулах, которые при стимуляции электрическим импульсом (Ca²⁺-зависимый механизм, аденилатциклазный механизм) сливаются с мембранной клетки, вызывая тем самым выход из клетки наружу.

Рисунок 1. Внутриклеточные сигнальные каскады, активируемые BDNF

Нейротрофический фактор головного мозга активно экспрессируется и осуществляет свою функцию на протяжении всей жизни человека. Как уже было сказано, отмечается значительное понижение BDNF при нейродегенеративных заболеваниях таких как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера или болезнь Гентингтона, в ряде исследований обнаружена корреляция между концентрацией BDNF и степенью тяжести заболевания.

BDNF и рак молочной железы

Роль молекулы в патогенезе и прогрессии рака молочной железы остается мало изученной. В литературные встречаются противоположные точки зрения. источники зачастую отражают различную точку зрения авторов на данный вопрос.

Например, выдвигается предположение о причислении молекулы BDNF к онкобелкам. Авторы утверждают, что активация сигнального пути BDNF участвуют в механизмах, связанных с ранним рецидивом в тройной негативной клетке рака молочной железы (клетки подобного вида рака молочной железы не имеют рецепторов к эстрогену, прогестерону и эпидермальному фактору росту). Кроме того, BDNF увеличивает миграционную способность клеток рака молочной железы, а избыточная экспрессиярецептора TrkB, но не самого BDNF, в значительной степени связана с более неблагоприятным прогнозом у пациенток с тройным негативным раком молочной железы. [3]

Утверждается также о стимуляции укороченного варианта рецептора тиразинкиназы B – тирозинкиназа B.T1 (TrkB.T1) молекулой нейротрофического фактора головного мозга, вызывая следующий каскад реакций: BDNF, связывающий рецептор TrkB.T1, подает сигналы ингибитору диссоциации Rho-белка (RhoGDI), последний отсоединяется от TrkB.T1 и связывается с малым G-белком RhoA, что приводит к его ингибированию, а значит, подавлению нерегулируемого клеточного цикла. Подтверждая свои предположения, авторы вводили BDNF, что не только снижало размер новообразования (в случае исследования это была глиома), но и существенно снижало инфильтрат макрофагов. [4]

На сегодняшней день однозначно известно, что BDNF, как и его рецептор, гиперэкспрессируются при опухолевом росте ткани. Принято считать, что это связано с природой молекулы, так как нейротрофины наряду с другими факторами роста способствуют росту новообразования. Отмечается также активное участие TrkB в прогрессировании онкологического процесса различного генеза за счет перекрестного взаимодействия с эпидермальным фактором роста (EGF), но не самой молекулы BDNF.

Материалы и методы

В нашем исследовании приняло участие 51 пациентка с постмастэктомическим синдромом в возрасте от 30 до 58 лет. В группу контроля вошли 20 здоровых женщин-добровольцев в возрасте от 26 лет до 58 лет. Был проведен клинический осмотр пациенток для выявления поражений центральной нервной системы по следующим жалобам: головокружение, нарушение сна, снижение памяти, головная боль. Пациенты проходили нейропсихологическое тестирование: опросники по шкале Спилберга и FACT-G (шкала Цунга для оценки депрессии) с целью выявления когнитивных и других психологических нарушений.

В рамках статистической обработки степень поражения ЦНС определялась при помощи условной шкалы, принятой нами. Оценивали личностную и ситуационную тревожность по шкале Цунга, уровень депрессии оценивали по шкале Спилберга, также оценивалось наличие жалоб пациенток: головокружение, нарушение сна, снижение памяти, головная боль. Таким образом, один симптом или высокий балл в опроснике оценивался нами как балл в нашей условной шкале, где 1-3 балла свидетельствуют о незначительном поражении ЦНС, 3-4 балла – средняя степень тяжести поражения ЦНС, 5-7 баллов свидетельствуют о высоком уровне поражении ЦНС и нарушении когнитивных способностей пациенток.

Была проведена лабораторная диагностика уровня BDNF в крови у пациенток при помощи иммуноферментного анализа.

Результаты

В основной группе из 51 человек 11,8% (n=6) пациенток перенесли только оперативное лечение, 29,4% (n=15) – радикальную мастэктомию вместе с химиотерапией, 7,14% (n=3) – сочетание оперативного лечения и лучевой терапии, 48,2% (n=27) – сочетание оперативного лечения, химиотерапии и лучевой терапии. Средний срок после лечения – 3,16±2 года.

При определении уровня BDNF средние значения в группе пациенток с постмастэктомичским синдромом составили 32325,66 [15061,4; 55132,6]. В контрольной группе уровень BDNF составил 28213,06 [14724; 39650,4] (рис. 2), что ниже уровня в группе пациенток с постмастэктомическим синдромом (p<0,05).

Рисунок 2. Сравнение уровня BDNF у пациенток с ПМЭС и здоровых женщин.

При незначительном поражении ЦНС средний уровень BDNF составил 34497,21 [21514,6; 51036,2], что выше уровня BDNF при существенном поражении ЦНС: 31339,35 [15674,8; 45301,2] (p<0,05). При высоком уровне поражения ЦНС уровень BDNF составил 24978,84 [15705,6; 32543,6], что ниже чем уровень молекулы при незначительном поражении ЦНС (p<0,05) и при средней степени тяжести поражении ЦНС (p<0,05) (рис. 4). Средний уровень BDNF контрольной группы составил 28213,06 [14724; 39650,4], что выше уровня BDNF при высоком уровне поражения ЦНС, но ниже уровня BDNF в группе с незначительными когнитивными нарушениями и в группе со средней степенью тяжести поражения ЦНС (p<0,05).

Рисунок 4. Сравнение уровня BDNF у пациенток с ПМЭС при различной степени поражения ЦНС.

При проведенной статистической обработке была выявлена незначительная корреляция между уровнем BDNF у пациенток с постмастэктомическим синдромом и условными единицами поражения центральной нервной системы (r = -0,3).

Заключение

Вывод: при значимом поражении ЦНС уровень нейротрофического фактора достоверно снижается у женщин с постмастэктомическим синдромом. При этом при незначительном поражении ЦНС и поражении средней степени тяжести уровень BDNF достоверно выше уровня BDNF у здоровых женщин.

Возможно влияние ряда факторов на полученный результат. Так, снижение числа эндотелиоцитов и тромбоцитов, как основных клеток, производящих периферический нейротрофический фактор головного мозга, неизбежно приведут и к его снижению. Но в зависимости от стадии реабилитации или тяжести рака молочной железы может изменяться и количество новых деформированных сосудов, эндотелиоциты которых также остаются способными продуцировать BDNF.

Немало важным является и роль молекулы в процессе онкогенеза, истинные механизмы которого до сих пор остаются неизвестными.

В пилотном исследовании мы выявили статистически значимое изменение BDNF при повреждении ЦНС у пациенток с постмастэктомическим синдромом. Наше исследование продолжается, далее мы предполагаем увеличить выборку пациенток с различными формами поражения центральной и периферической нервной системы, а также с различной тяжестью.

Нейротрофического фактора головного мозга при дальнейшем исследовании может стать новым биомаркером поражения центральной нервной системы. Внедрение же полученных данных в клинику в будущем окажет положительное влияние на динамику пациенток, облегчит процесс их физической и психологической реабилитации.

Список использованной литературы

Kishi T., Yoshimura R., Ikuta T., Iwata N. «Brain-Derived Neurotrophic Factor and Major Depressive Disorder: Evidence from Meta-Analyses. Front. Psychiatry». 2017;8:308. doi: 10.3389/fpsyt.2017.00308.

Hock C., Heese K., Hulette C., Rosenberg C., Otten U. «Region-specific neurotrophin imbalances in Alzheimer disease: Decreased levels of brain-derived neurotrophic factor and increased levels of nerve growth factor in hippocampus and cortical areas». Arch. Neurol. 2000;57:846–851. doi: 10.1001/archneur.57.6.846. 

Yi-Fang Tsai, Ling-Ming Tseng, Chih-Yi Hsu, Muh-Hwa Yang, Jen-Hwey Chiu, Yi-Ming Shyr «Signaling modulates cancer-endothelial cells interaction and affects the outcomes of triple negative breast cancer» PLoS One. 2017

Stefano G., Giuseppina D., Giuseppina C., «Enriched environment reduces glioma growth through immune and non-immune mechanisms in mice» 2015 Mar 30;6:6623. doi: 10.1038/ncomms7623

Malberg J.E., Eisch A.J., Nestler E.J., Duman R.S. Chronic antidepressant treatment increases neurogenesis in adult rat hippocampus. J. Neurosci. 2000;20:9104–9110. doi: 10.1523/JNEUROSCI.20-24-09104.2000.

Popova N.K., Naumenko V.S. Neuronal and behavioral plasticity: The role of serotonin and BDNF systems tandem. Expert Opin. Ther. Targets. 2019;23:227–239. doi: 10.1080/14728222.2019.1572747. 

Chen C, Chen Q, Dong Y, Liu X. The Clinical Significance of sICAM-1 in Differentiating Benign Breast Lesions from Breast Cancer. Ann Clin Lab Sci. 2020 Sep;50(5):650-656. PMID: 33067211

Код для цитирования: Скопировать