The role of inflammasomes in cancer development

Full Text

Введение. Инфламмасомы — это многомолекулярные белковые комплексы, играющие важную роль в иммунном ответе организма, влияя на развитие различных заболеваний, включая рак. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), рак является одной из ведущих причин смертности во всем мире, на его долю приходится около 9,6 миллионов случаев смерти ежегодно. В частности, статистика по колоректальному раку показывает, что он является третьим по распространенности в мире, в то время как рак кожи и рак молочной железы занимают соответственно 4-е и 5-е места по числу новых случаев [1]. Существует множество данных, подтверждающих связь между хроническим воспалением и развитием рака, и инфламмасомы являются одним из ключевых механизмов, регулирующих воспалительные процессы в опухолевой микросреде. Однако их роль в раке неоднозначна и требует более детального изучения.

Цель работы - анализ научных исследований, описывающих роль инфламмасом в развитии опухоли.

Материалы и методы исследования. Анализ и изучение актуальных публикаций по данной теме.

Результаты исследования. Инфламмасома  распознает молекулы, такие как PAMPs и DAMPs, с помощью рецепторов в цитоплазме, например NLR и AIM2. После активации эти рецепторы соединяются с адаптерным белком ASC, формируя активную инфламмасому. Сборка комплекса приводит к активации каспазы-1, которая запускает высвобождение воспалительных цитокинов IL-1β и IL-18, а также вызывает пироптоз — воспалительную клеточную гибель [2]. Они играют важную роль в защите организма от инфекций и повреждений, но также связаны с развитием различных воспалительных заболеваний, включая рак, где они могут способствовать опухолевому росту и подавлению противоопухолевого иммунитета.

Одним из примеров их защитной роли является активация инфламмасом и выработка IL-18 в ответ на воспаление. IL-18 оказывает влияние на поддержание барьерной функции кишечного эпителия, предотвращая повреждения и поддерживая целостность слизистой оболочки кишечника.  IL-18 также может способствовать регенерации кишечных клеток, что в свою очередь предотвращает развитие рака, уменьшая повреждения, которые могут привести к мутациям и опухолевым изменениям. Кроме того, было показано, что у животных, у которых дефицит компонентов инфламмасомы, таких как NLRP3 или каспаза-1, наблюдается повышенная восприимчивость к колоректальному раку [3]. Это связано с тем, что отсутствие активности инфламмасом нарушает баланс воспаления и регенерации, что в свою очередь увеличивает вероятность опухолевых изменений. Дефицит инфламмасом также влияет на кишечную микробиоту, что может привести к развитию дисбиоза — состояния, при котором баланс микробов в кишечнике нарушается. Это создаёт условие для усиления воспаления, что, в свою очередь, способствует прогрессированию рака .

В опухолевой микросреде молочной железы инфламмасомы играют роль в продвижении опухолевого роста и метастазирования. В некоторых случаях активация инфламмасомы в опухолевых клетках молочной железы может способствовать созданию воспалительной микросреды, поддерживающей рост опухоли. Продукция IL-1β в микросреде опухоли способствует воспалению и подавлению иммунного ответа, что ведет к снижению эффективности терапии и ускоренному росту опухоли. Исследования такжее показали, что блокирование сигнального пути IL-1R (рецептора для IL-1β) или применение антагонистов этого рецептора существенно снижает опухолевый рост и метастазирование [4].

Инфламмасомы играют значимую роль в развитии меланомы, способствуя росту опухоли и подавлению противоопухолевого иммунного ответа. В частности, инфламмасомы NLRP1 и NLRP3 связаны с прогрессированием меланомы. В клетках меланомы повышена экспрессия NLRP1, что способствует активации воспалительных путей (NF-κB), а также активации и секреции воспалительных цитокинов. При отсутствии NLRP1 в клетках метастатической меланомы наблюдается снижение воспалительной активности, что указывает на роль инфламмасом в поддержании роста опухоли. Инфламмасома NLRP3 также активно участвует в опухолевом росте, активируя каспазу-1 и способствуя выработке IL-1β, что подавляет противоопухолевый иммунитет, в том числе иммунный ответ NK-клеток и Т-клеток. В то же время, роль инфламмасомы NLRC4 в меланоме является неоднозначной. Исследования показали, что у мышей с дефицитом NLRC4 опухоли развиваются быстрее, что связано с уменьшением выработки воспалительных факторов, хемокинов и IFN-γ [5].

Заключение. Роль инфламмасом в развитии опухолей является неоднозначной. В то время как в некоторых случаях активация инфламмасом может способствовать опухолевому прогрессированию за счет воспаления и создания микросреды, способствующей росту опухолевых клеток, в других случаях инфламмасомы играют защитную роль, ограничивая канцерогенные изменения и подавляя развитие опухолей. Примером этого является их влияние на колоректальный рак, где инфламмасомы участвуют в поддержании барьерной функции кишечника и улучшении регенерации тканей. Однако, несмотря на имеющиеся данные, роль инфламмасом в различных типах рака требует дальнейшего исследования для более точного понимания их воздействия и разработки новых терапевтических стратегий. Важно продолжить изучение механизма активации инфламмасом и их взаимодействия с иммунной системой. Дальнейшие исследования могут стать основой для разработки новых эффективных методов борьбы с раком и его профилактики. Перспективным направлением также является разработка новых таргетных терапий, направленных на регулирование воспаления в опухолевой микросреде [6].

About the authors

Grigorii Alekseevich Iurin

Voronezh State Medical University named after N. N. Burdenko 

Author for correspondence.
Email: iuring@icloud.com
ORCID iD: 0009-0003-2206-913X
SPIN-code: 4732-1797

Student

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, st. Studencheskaya, 10

Stanislav Nikolaevich Khaustov

Voronezh State Medical University named after N. N. Burdenko 

Email: stas.khaustov2005@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-6328-6463
SPIN-code: 7152-0760

Student

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, st. Studencheskaya, 10

Darya Andreevna Sinitsyna

Burdenko Voronezh State Medical University

Email: d.a.sin@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0001-6430-2038
SPIN-code: 9402-3309

Candidate of Biological Sciences, Assistant Professor at the Department of Pathological Physiology

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, st. Studencheskaya, 10

References

Supplementary files

There are no supplementary files to display.