МІКРОГЕТЕРОГЕННІСТЬ ГЛІКОКОН’ЮГАТІВ ТА ЗЛОЯКІСНА ТРАНСФОРМАЦІЯ КЛІТИН

Глікокон’югати (глікопротеїди, гліколіпіди та протеоглікани) відіграють важливу роль у процесах диференціювання, росту та міграції і фактично визначають поведінку клітин. Злоякісна трансформація супроводжується структурно­функціональними змінами поверхневих та внутрішньоклітинних глікокон’югатів і особливо їх вуглеводного компоненту [1]. Зміни олігосахаридних структур у складі того чи іншого глікокон’югату у свою чергу призводять до утворення декількох його глікоформ і зумовлюють мікрогетерогенність глікокон’югатів.

На сьогодні накопичено досить інформації про існування прямого зв’язку між структурою гліканів та проліферативним індексом клітин [2]. Знайдені загальні закономірності у структурі гліканів, що відображають процес неконтрольованого поділу клітин та їх міграції в інші органи та тканини [3]. На жаль, у вітчизняній літературі ці дані не висвітлені. У роботах, що стосуються біохімічних маркерів новоутворення, йдеться лише про діагностичне значення онкофетальних білків (ОФБ). У той же час результати клініко­лабораторних досліджень свідчать про недостатню чутливість та обмеженість використан­

а

ня окремих ОФБ [4]. Якщо врахувати, що глікозилювання — це загальний процес кота посттрансляційної модифікації, якому підлягає більш 50% усіх білків, то слід очікувати, що його порушення більш поширене, ніж експресія окремих ОФБ, і тому може бути виявлене значно раніше.

Мета огляду — узагальнення сучасних даних про зміни олігосахаридних структур глікокон’югатів при розвитку пухлини та перспективи використання пухлиноасоційованих гліканів у клінічній практиці. Але перш ніж характеризувати особливості глі­ козилювання глікопротеїдів та гліколіпідів при злоякісній трансформації клітин, необхідно розглянути деякі базові питання.

Типи глікозилювання та структура вуглеводної частини глікокон’югатів. Вуглеводний компонент (глікан) приєднується або до 2­групи радикала аспарагіну, або до ОН­групи радикалів

серину, тирозину, треоніну, гідроксилізину та гідроксипроліну у складі поліпептидних ланцюгів. У першому випадку відбувається ­глікозилювання, у другому — О­глікозилювання.

Man α1,2 – Man α1,6	/
		Man α1,6	/
Man α1,2 – Man α1,3				Man β1,4 – GlcNAc β1,4 – GlcNAc β1,N
Man α1,2 – Man α1,2	–	Man α1,3

б

NeuNAc α2,6-Gal β1,4-GlcNAc β1,6	– /
NeuNAc α2,6-Gal β1,4-GlcNAc β1,4		Man α1,6
NeuNAc α2,6-Gal β1,4-GlcNAc β1,2			/
				Man β1,4 – GlcNAc β1,4 – GlcNAc β1,N
NeuNAc α2,6-Gal β1,4-GlcNAc β1,4	/
		Man α1,3
NeuNAc α2,6-Gal β1,4-GlcNAc β1,2

в

Man α1,2 – Man α1,6	/
		Man α1,6
Man α1,2 – Man α1,3			/
				Man β1,4 – GlcNAc β1,4 – GlcNAc β1,N
NeuNAc α2,6-Gal β1,4-GlcNAc β1,4	/
		Man α1,3
Man α1,2 – Man α1,2
Варіабельна частина N-гліканів				Корова частина N-гліканів

Рис. 1. Типи та структура ­гліканів: а – високоманозний тип, б – комплексний тип, в – гібридной тип (Man – маноза, Gal – галактоза, GlcAc – ­ацетилглюкозамін, euAc – ­ацетилнейрамінова (сіалова) кислота

­глікозилювання відбувається котрансляційно спочатку в ендоплазматичному ретикулюмі, а потім в апараті Гольджі. У цьому процесі беруть участь більше 200 ферментів — глюкозидаз, манозидаз, глікозилтрансфераз та ін. [5]. Залежно від внутрішньоклітинного набору та активності цих ферментів можуть утворюватись

­глікани трьох основних типів: високоманозний, комплексний та гібридний. Усі вони мають однакову корову частину — пентасахарид Man3[GlcAc]2, що зв’язаний з радикалом аспарагіну у послідовності асн­Х­сер. Варіабельна частина містить від 2 до 4–5 антен, до складу кожної антени входить

від 2 до 4 моносахаридів (рис. 1). Іноді синтезуються полілактозамінні або полісіальовані ­глікани, тоді кількість моносахарів у антені може бути значно більшою. Але це явище більш характерне для періоду ембріогенезу та злоякісної трансформації клітин.

О­глікозилювання здійснюється посттрансляційно в апараті Гольджі шляхом приєднання до поліпептидного ланцюга одного з моносахаридів: глюкози (Glс), ­ацетилгалактозамі­ ну (GalAc), ­ацетилглюкозаміну (GlсAc), манози (Man), фукози (Fuc) або галактози (Gal). На цьому глікозилювання може завершитися, але частіше до першого сахару послідовно приєднуються інші. На відміну від ­глікозилювання, єдиної специфічної амінокислотної послідовності для цього процесу не виявляють, але відомо, що сайти О­глікозилювання — це кластери радикалів серину або треоніну біля проліну, що знаходиться на значній відстані від заряджених амінокислот. Не існує суворого порядку у послідовності приєднання моносахаридів при синтезі О­гліканів, у результаті їх різноманітність значно більша ніж у ­гліканів. На сьогодні відомо 8 корових структур О­гліканів у складі глікопротеїдів людини (рис. 2), а кількість варіабельних частин поки що не обмежена. Наприклад, тільки у складі муцинів описано більш ніж 100 різних О­гліканових структур [].

Рис. 2. Типи та структура корової частини О­гліканів (Gal – галактоза, GlcAc – ­ацетилглюкозамін, GalAc – ­ацетилгалактозамін)

Розгалуженість N-гліканів і злоякісний ріст. Значна частина ­глікопротеїдів вищих еукаріот містить двохантенні глікани комплексного типу (рис. 1). Такі глікани є характерними для імуноглобулінів, трансферину, фібронектину, альфа­фетопротеїну та багатьох інших білків, що синтезуються печінкою та секретуються у кров’яне русло. Розгалужені, тобто триабо тетраантенні ­глікани у нормальних тканинах синтезуються рідко. Нещодавно встановлено, що збільшення кількості розгалужених β­1,GlcAc

­гліканів свідчить про злоякісну трансформацію клітин. Збільшення кількості таких олігосахаридних структур відзначають при раку молочної залози, колоректальній карциномі та меланомах, при доброякісних пухлинах вони відсутні [7].

Утворення розгалужених β­1,GlcAc ­глі­ канів залежить від активності GlcAc­трансферази V (GnT­V), що ініціює у транс­Гольджі утворення GlcAcβ­1,Man­зв’язку і генерує таким чином структурне розходження зрілих ­гліканів. Підвищення активності GnT­V відзначали при індукованій онковірусами трансформації клітин, причому поява розгалужених β­1,GlcAc ­гліканів приблизно на добу виникає перед морфологічними змі­ нами [8]. Трансформуюча активність GnT­V продемонстрована також в експериментах Demetriou, згідно з якими трансфекція клітин вектором, що експресує GnT­V, призводить до зменшення міжклітинних контактів, збільшення рухомості та до таких морфологічних змін клітин, що є типовими для малігнізації. Більш того, ін’єкція GnT­V­трансфектованих клітин мишам зумовлює в останніх формування пухлини [9]. За даними Seberger, посилена експресія GnT­V клітинами карциноми молочної залози в десятки разів підвищує метастазування в легені [10]. Прямий зв’язок між підвищенням рівня β­1,GlcAc ­гліканів та прогресуванням пухлини пояснюється особливостями функціонування GnT­V. Установлено, що ця глікозилтрансфераза підсилює ангіогенез та підвищує експресію матрі­ птази — ферменту, що активує урокіназний активатор плазміногена і фактор росту гепатоцитів[11]. Доказано також, що підвищення активності GnT­V призводить до зниження кадгеринзалежної адгезії типу клітина­клітина [12], тобто GnT­V стимулює процеси, що зумовлюють проліферацію та метастазування пухлини.

Інша картина відбувається при експресії

­ацетилглюкозамінілтрансферази ІІІ (GnT­ІІІ), що відповідає за утворення зв’язку GlcAcβ­ 1,4Man. У цьому випадку відзначають зниження колонізації та інвазивності клітин. Активація GnT­ІІІ призводить до гальмування GnT­V і синтезу ­глі­ канів гібридного типу. Поява останніх підвищує рецепторну активність Е­кадгеринів та CD­44 – молекул, що зумовлюють гомотипову міжклітинну та гіалуронатзалежну адгезію клітин [13].

Таким чином, існує реципрокність у взаємовідносинах глікозилтрансфераз, які відповідають за утворення розгалужених ­гліканів. Вірогідно така реципрокність — один із механізмів регуляції процесів росту та диференціювання клітин, а її порушення призводять до неконтрольованого поділу клітин [2, 14].

Зв’язок між утворенням різних глікоформ білка та характером пухлинного процесу чітко продемонстровано для альфа­фетопротеїну (АФП). У нормі цей глікопротеїд синтезуєтьcя лише у період ембріогенезу. У дорослої людини він не експресується, але при різних пухлинних процесах знов з’являється у крові. Ембріональний АФП містить у своєму складі двохантенний ­глікан комплексного типу (рис. 1б), а при розвитку пухлини синтезуються розгалужені ­глікани, причому існує прямий зв’язок між інвазивністю пухлини та структурою глі­ кану. Як показано на рис. 3а, процес метастазування пухлини характеризується підвищенням активності GnT­V і збільшенням кількості β­1,­розгалужених

­гліканів. Підвищення активності GnT­IV і поява β­1,4­розгалужених антен характерні для хоріонкарциноми, а гепатома пов’язана з підвищенням активності фукозилтрансферази. Аналогічні закономірності характерні для інших ­глікопротеїдів. Групою американських дослідників [15] встановлено, що збільшення β­1,­розгалужених ­глі­ канів у складі α5β1­інтегрінових рецепторів пригнічує зв’язування фібронектину, внаслідок чого знижується адгезія по типу клітина­матрикс і створюються умови для метастазування трансформованих онковірусом клітин (рис. 3б).

Особливості О-глікозилювання при розвитку пухлини. Синтез О­гліканів відбувається в апараті Гольджі за участю великого різноманіття глікозилтрансфераз. У ракових клітинах порушується регуляція експресії цих ферментів, що призводить до характерних змін вуглеводних структур і появи так званих онкоасоційованих епітопів, або антигенів. Найбільш відомими з них є Tn та сіаліл­Tn (STn) антигени (рис. 4а). Обидва антигени з’являються внаслідок порушення синтезу корових структур за рахунок зниження активності β­1,3Gal­трансферази або підвищення активності α­2,­сіалілтрансферази. У першому випадку утворюється Tn – антиген, у другому — STn. Поява останнього порушує синтез загальних корових структур О­гліканів, оскільки цей антиген не може бути субстратом корових глікозилтрансфераз []. Експресія Tn та STn підвищується при пухлинах шлунка та підшлункової залози, товстого кишечнику [1], раку грудної залози, яєчника, передмірхурової залози та легені [3, 17]. Розповсюдженість цих вуглеводних структур у пухлинах різних тканин настільки широка, що запропоновано зазначити Tn та STn як «загальні пухлиноасоційовані антигени»[18].

а

GalNAc α1-O-Ser Tn-антиген

NeuNAc α2,6-GalNAc α1-O-Ser Сіальований Tn-антиген

б

NeuNAc α2,3-Gal β1,3-GlcNAc β1,3 — Сіальований Льюїс-антиген α

| Fuc α1,4

NeuNAc α2,3-Gal β1,4-GlcNAc β1,3 — Сіальований Льюїс-антиген χ

| Fuc α1,3

Рис. 4. Структура T­, Tn­, сіальованих ьюїсантигенів α та χ (Gal — галактоза, GlcAc — ­ацетилглюкозамін, GalAc — ­ацетилгалактозамін, euAc —

­ацетилнейрамінова (сіалова) кислота, Fuc — фукоза)

При злоякісній трансформації змінюється синтез не тільки корової частини О­гліканів, але і їх подальша елонгація, знижується активність корової β­2,­ GlcAc­трансферази, що призводить до зменшення розгалуженості гліканів. Таким чином, злоякісні клітини характеризується синтезом скорочених гіперсіальованих О­гліканів [19]. Загальною особливістю О­гліканів в умовах злоякісної трансформації клітин є тенденція до зменшення співвідношення GlcAc/GalAc. Це має значення при зв’язуванні трансформованих клітин макрофагами, що містять на своїй поверхні специфічний до Gal/GalAc лектин. Японські дослідники показали у своїх екпериментах, що макрофаги краще розпізнають клітини з поверхневими GalAc­гліканами [20].

Зміни кінцевих вуглеводних структур при злоякісному рості. Характерною ознакою пухлинних клітин є збільшеня кількості кінцевих сіалових кислот (СК) у складі їх поверхневих глікокон’югатів. Це може бути наслідком підвищення активності α­2,­сіалілтрансферази, синтезу розгалужених 3­ або 4­антенних ­гліканів, кожна антена яких несе термінальну СК, зниження активності О­ацетилтрансферази. Перші два механізми вже розглянуто вище. Зниа

NeuNAc α2,6-Gal β1,4-GlcNAc β1,6 GnT-VI GnT-V

NeuNAc α2,6-Gal β1,4-GlcNAc β1,4 / Man α1,6

GnT-III

NeuNAc α2,6-Gal β1,4-GlcNAc β1,2

GlcNAc β1,4

Man β1,4 – GlcNAc β1,4 – GlcNAc β1,N

NeuNAc α2,6-Gal β1,4-GlcNAc β1,4 Man α1,3 / α1FucT |

NeuNAc α2,6-Gal β1,4-GlcNAc β1,2 /

б

Fuc α1,6

[GlcNAc β1,3-Gal β1,4] n-GlcNAc β1,6

полілактозамін

NeuNAc α2,6-Gal β1,4-GlcNAc β1,2

/ Man α1,6

Man β1,4 – GlcNAc β1,4 – GlcNAc β1,N

NeuNAc α2,6-Gal β1,4-GlcNAc β1,2 — Man α1,3 Man α1,3 /

Man α1,2 – Man α1,2 / GnT-IV

Рис. 3. Структурні зміни комплексних ­гліканів при злоякісних трансформаціях. а. Варіанти структури ­глікана альфа­фетопротеїну та активність глікозил­трансфераз при різних типах онкопатології (GnT­III — ­ацетилглюкозамінтрансфераза III, знижує метастазування; GnT­IV — ­ацетилглюкозамінтрансфераза IV, активується при хоріонічній карциномі; Gn­V — ­ацетилглюкозамінтрансфераза V, активується при метастазуванні; GnT­VI — ­ацетилглюкоз амінтрансфераза VI; α1­ FucТ — фукозилтрансфераза, активується при гематомі); б. Полілактозамінна структура ­ глікана у складі рецептора фібронектину ( Man — маноза, Gal — галактоза, GlcAc — ­ацетилглюкозамін; euAc —

­ацетилнейрамінова (сіалова) кислота; Fuc — фукоза)

ження активності О­ацетилтрансферази призводить до порушення ацетилювання СК у складі муцинів, тобто порушується їх екранування ацетильними залишками. Ще один механізм підвищення вмісту СК пов’язаний з утворенням полісіальованих ­ та О­гліканів під дією трьох ферментів: α­2,­ та α­2,8­сіалілтрансфераз, а також α­2,8­ полісіалілтрансферази (полімерази). Вперше полісіалові кислоти (ПСК) виявлено у складі ембріональної форми білка нейрональної адгезії

CAM, пізніше такі структури знайдені при раку грудної залози, лейкемії [21], тератокарциномах та меланомах [22]. ПСК є важливим маркером метастазування та постопераційного моніторингу хворих на рак легені. Це пояснюється тим, що полісіальовані молекули міжклітинної адгезії несуть високий негативний заряд, що зумовлює ослаблення міжклітинних контактів та підвищення рухомості ракових клітин [23]. СК відіграють важливу роль у забезпеченні імунологічного контролю. За даними А. Varki вони можуть маскувати антигенні детермінанти пухлинних клітин і таким чином призводити до розвитку пухлини [24]. З іншого боку, СК зв’язуються сіалоадгезинами макрофагів, це призводить до накопичення макрофагів і, як наслідок, до тяжкої інфільтрації [25].

Злоякісний зріст характеризується зміною не тільки кількості СК, але і їх складом. Глікокон’югати тканин здорової людини містять ­ацетилнейрамінову кислоту (euAc), а на поверхні ракових клітин та у сироватці крові хворих онкологічного профілю ідентифікуються глікокон’югати, що містять

­гліколілнейрамінову кислоту (eu5Gc). СК утворюється під дією специфічної ЦМФ­euАсгідроксилази, що каталізує включення атома кисню до ацетильної групи euАс. У людини цей фермент неактивний, оскільки у процесі еволюції відбулася делеція 92 пар нуклеотидів у складі гена, який кодує синтез цього ферменту, що призвело до його скорочення з ­кінця і втрати активності [2]. Поява

eu5Gc при новоутвореннях в умовах відсутності відповідного гена в ДНК людини — це парадокс глікобіології, що й досі залишається нез’ясованим [27].

Крім СК у складі ­ та О­гліканів відзначають полілактозамінні (ПА) залишки. Структура їх показана на рис. 3б. Утворення ПА збільшується при онкотрансформації, оскільки підвищується активність iGnT (I­extensive enzyme) та β4­галактозилтрансфераз — ферментів, що відповідають за синтез ПА [28]. Встановлено, що присутність таких структур підвищує потенціал метастазування у культурі клітин лімфоми та раку товстого кишечнику [29].

Онкогенез супроводжуються також підвищенням активності фукозилтрансфераз, особливо FUT3 та FUT, що беруть участь у синтезі ьюїсантигенів. Серед останніх як мінімум два антигени є канцерасоційованими: це сіаліл­ьюїс А (SLea) та сіаліл­ьюїс Х (SLex). Обидва антигени — це ізомери,

що відрізняються місцем приєднання фукози, а також типом зв’язку між GlcAc та β­Gal (рис. 4б). SLea частіше експресується при раку підшлункової залози та жовчних протоків, а SLex — більш характерний для злоякіснотрансформованих клітин молочної залози, легенів, печінки й яєчника [2, 3, 30]. Появу цих антигенів на ранніх стадіях карцерогенезу тривалий час пов’язували з неповним синтезом гліканових структур. Нещодавно доведено, що в основі цього явища лежить індукція транскрипції відповідних фукозилта сіалілтрансфераз в умовах кахексії [31]. SLea/x беруть участь уселектин­опосередкованійадгезії раковихклітиндоепітелію, тобто вони роблять внесок у процес метастазування і вважаються його маркерами. Встановлена пряма кореляція між експресією цих антигенівічастотоюметастазівтаневтішногопрогнозу [32]. Однак, за даними інших дослідників така кореляція відбувається лише при середньому рівні SLex. Якщо експресія цього антигену значно підвищується, це призводить до активації K­клітин, що атакують та вбивають ракові клітини [33].

Перспективи використання пухлиноасоційованих гліканів у діагностиці та терапії онкологічних захворювань. Наведені вище дані свідчать, що різні типи раку супроводжуються гіперекспресією відповідних вуглеводних структур у складі внутрішньоклітинних та поверхневих глікокон’югатів. В окремих випадках ці глікокон’югати або їх вуглеводна частина можуть секретуватись трансформованими клітинами в кров’яне русло, тобто поява або підвищення концентрації пухлиноасоційованих гліканів (ПАГ) може свідчити про злоякісне перетворення клітин.

На жаль, можливості використання ПАГ як діагностичних маркерів онкозахворювання лімітується їх низькою специфічністю (таблиця). Однак, оцінка рівня ПАГ — це шлях до проведення скринінгу населення з метою виявлення групи ризику онкозахворювання та моніторингу ефективності терапевтичних засобів [18].

Таблиця Експресія ПАГ при злоякісній трансформації клітин

Примітка: рNГК — розгалужені 1.6-N-глікани, Neu5Gc – N-гліколілнейрамінова кислота. Структура Tn, STn, SLea та SLex наведена на рис. 1 та 4 відповідно.

Найбільш простим і розповсюдженим на сьогодні методичним підходом є дослідження мікрогетерогенності глікокон’югатів за допомогою лектинів та специфічних антитіл. Вище вже згадувалось про β­1,GlcAc­розгалужені ­глікани як маркери метастазування пухлини. Встановлено, що такі глікани специфічно зв’язуються з L­фітогемаглютиніном (L­ФГА) і тому цей лектин використовується як гістохімічний маркер трансформованих клітин. Вважають, що L­ФГА­забарвлення є незалежним прогностичним показником рецидиву пухлинного росту, метастазування пухлини і життєздатності пацієнта [34]. Для визначення ступеня та характеру сіальованості глікопротеїдів використовують лектини Sambucus nigra (SA) та Maakia amurensis (MAA). Аналіз за допомогою цих лектинів дозволяє оцінювати інвазивність та метастазування пухлинних тканин [35]. Виявлено також декілька лектинів, специфічних до eu5Gc — СК, що з’являється у складі глікокон’югатів при злоякісній трансформації. Глікокон’югати, що несуть eu5Gc, є аутоантигенами, які розпізнаються гетерофільними антитілами (антитіла anganutziu­Deicher або

D­антитіла). Вперше такі антитіла виявлені у людей, які вакциновані сироваткою тварин. Пізніше показано, що D­антитіла розпізнають eu5Gc у складі гангліозидів. D­антитіла виявлені у сироватці крові 28% хворих на рак шлунка, товстого кишечнику, підшлункової залози та у 80% пацієнтів з гепатоцелюлярною карциномою, однак, кореляції між кількістю D­антитіл та присутністю eu5Gc не відзначено [27]. Гетерофільні антитіла, що циркулюють у крові пацієнтів з діагностованою меланомою, здатні опосередковувати комплементзалежний лізис клітин меланоми, тобто D­антитіла мають не тільки діагностичне, а й терапевтичне значення [3] . Слід зауважити, що виявлення D­антитіл як маркерів пухлинного процесу лімітується їх низькою чутливістю та специфічністю. Створення моноклональних антитіл, що специфічно розпізнають eu5Gc, STn, SLea, Slex та інші ПАГ у складі глікокон’югатів дозволить покращити діагностику пухлини на ранніх етапах та проводити моні­ торинг стану хворого впродовж та після закінчення лікування.

Цікавий методичний підхід для визначення ПАГ in vivo розроблений групою Bertozzi. Суть методу, зазначеного авторами як олігосахаридна інженерія, полягає у включенні у клітинні глікокон’югати незвичайних сахарів, що мають біоортогональні функціональні групи і можуть бути визначені за допомогою магнітно­резонансної томографії. Результатами досліджень на мишах показано, що введення

­α­азидоацетилманозаміну, який є попередником азидосіалових кислот, дозволяє прижиттєво визначити і локалізувати пухлинну тканину [37].

Тісний зв’язок між злоякісною трансформацією та аберантним глікозилюванням наводить на думку про використання ПАГ у терапії онкозахворювань. Але на цьому шляху є певні труднощі. Хоча трансформовані клітини містять на своїй поверхні нетипові антигенні детермінанти, вони запобігають імунологічній реакції різними засобами, одним з яких є екранування поверхневих глікокон’югатів СК. Стимуляція імунологічної відповіді на ракові клітини є основою створення протипухлинних вакцин. За останне пятиріччя розроблено цілу низку препаратів на основі високоімуногенного KL­білка (keyhole limpet haemocyanin), до якого хімічно приєднані різні ПАГ. Введення таких вакцин стимулює гуморальну та клітинно­опосередковану імунну відповідь на ПАГ. Деякі з цих препаратів уже пройшли клінічні випробування і добре себе зарекомендували при лікуванні раку молочної залози, карциномах легені та яєчника [38].

Нова стратегія пошуку протипухлинних препаратів під загальною назвою «метаболічна інтерференція» базується на використанні хімічно модифі­ кованих вуглеводів як компонентів антиракових вакцин. Введення таких вуглеводів приводить до активації імунної відповіді на трансформовані клітини і протидіє метастазуванню пухлини [39]. На сьогодні відома протипухлинна дія вакцин, що містять модифіковані ПСК: ­пропіоніл­ПСА, ­бутірілПСА, фенілацетил­ПСА [37,40]. Вуглеводасоційована модифікація традиційних протиракових вакцин покращує їх фармакокінетику та пролонгує дію. Так, за даними А.А. Epenetos та співавторів, приєднання полілактозамінів до Fab­фрагментів антитіл значно підвищує їх активність, а резистентність посилюється аж у 50–80 разів [41].

Опосередковану Т­лімфоцитами імунну реакцію на ракові клітини можливо підвищити, якщо використовувати як ендогенний ад’ювант природні антигалактозні антитіла, що розпізнають епітоп Galα1,3­ Galβ14­GlcАс­R. Цей епітоп відсутній у клітинах людини, але досить широко експонований на поверхні бактеріальних та вірусних частинок. У нормі анти­Gal антитіла становлять лише 1% серед циркулюючих IgG, однак при бактеріальній або вірусній інфекції їх кількість значно збільшується. Використовуючи методи генної інженерії,U. Galili змусив ракові клітини експресувати α­Gal епітоп і потім використав ці клітини для вакцинації [42].

Інвазія та метастазування пухлинних тканин пов’язані з вуглеводно­вуглеводними взаємодіями між зміненими глікокон’югатами поверхні проліферуючих клітин та молекулами адгезії, що присутні на поверхні ендотелію, клітинах крові та різних тканин. Це можуть бути сіалоадгезини сімейства syglec, кадгерини, галектини, селектини, інтегрини тощо [43, 44]. Якщо порушити ці взаємодії, це зумовить зменшення вірогідності метастазування пухлини. Існують два можливі шляхи: перший — блокування процесу глікозилювання і другий — блокування вуглеводопосередкованої адгезії пухлинних тканин. Уже зроблені перші кроки у цьому напрямку. Дослідниками лабораторії молекулярного канцерогенезу доведено, що сваїнсонін, який є інгібітором α­манозидази, блокує колонізацію ракових клітин та стимулює імунну відповідь. Крім того, він знижує токсичність хіміотерапії та активує гемопоетичні клітини кісткового мозку [45]. М.М. Forster та співавтори пропонують як антиметастазуючий препарат інгібітори SLex­антигену, що отримав назву дисахарідних манків. Такі манки діють як конкурентні субстрати глікозилтрансфераз і призводять до синтезу скорочених О­гліканів. Наприклад, дисахарідний попередник антигену ьюїс GlcAcβ 1­3Galβ­О­нафталенметанол зменшує кількість на поверхні ракових клітин, внаслідок чого погіршується їх взаємодія із селектинами, але підвищується лейкоцит­опосередкований лізис [4]. Деякі фармацевтичні фірми вже розробили протипухлинні препарати на основі інгібіторів ферментів глікозилювання та сіалоадгезинів, наприклад CD 39 фірми GlycoDisign, OGT 719 (Oxford Glycoscience), GCS (Glycogenesis).

Бурхливий розвиток глікобіології за останнє десятиріччя дозволив з’ясувати ряд закономірностей у процесаx злоякісної трансформації клітин, що стали основой нового напрямку діагностики та лікування онкологічних захворювань — вуглеводасоційованої інженерії. У рамках обмеженого огляду неможливо розглянути всі дані, що стосуються змін гліканів прималігнізаціїтканин. Поза увагою залишилися інші ПАГ, серед яких муциноподібні антигени (MUC 1 та MUC 9), globo­ антиген, гангліозіди та деякі антигени еритроцитів. Це окрема тема, що потребує детального опису.

ЛІТЕРАТУРА

1. 1. Vatki A, Cummings R, Esko J, et al. Essentials of Glycobiolo­ gy. ew York: Cold Spring arbor Laboratory Press, 1999. p.

   2. Dennis JW, Granovsky M, Warren CE. Glycoprotein glyco­ sylation and cancer progression. Biochimica et Biophysica Acta 1999; 1473: 21–34.

   3. Hakomori S. Glycosylation defining cancer malignancy: new vine in an old bottle. PAS 2002; 99: 10231–3.

   4. Ішханова МА, Мітряєва НА, Старіков ВІ, Трунов ГВ. Застосування пухлинних маркерів у комплексній діагностиці онкологічних захворювань та оцінці ефективності протипухлинної терапії. Укр Радіол Журн 1998; 6: 45–7.

   5. Couldrey C, Green JE. Metastasis: the glycan connection. Breast Cancer 2000; 2 (5): 321–3.

. Brockhausen I. Pathways of O­glycan biosynthesis in cancer cells. Biochimical Biophysical Acta 1999; 1473: 7–95.

1. Handerson T, Pawelek JM. β1,­branched Oligosaccharides and Coarse Vesicles :A Common, Pervasive Phenotype in Melanoma and Other uman Cancers. Cancer Res 2003; 63 (17): 533–9.

2. Lu Y, Chaney W. Induction of ­acetylglucosaminyltrans­ ferase V by elevated expression of activated or proto­a­ras onco­ genes. Mol Cell Biochem 1993; 12, 122 (1): 85–92.

3. Demetriou M, Nabi IR, Coppolino M, et al. Reduced con­ tact­inhibition and substratum adhesion in epithelial cells express­ ing GlcAc­transferase. V J Cell Biol 1995; 130: 383–92.

4. Seberger PJ, Scholar EM, Kelsey L, et al. ­linked oligosac­ charides and metastatic propensity in vivo selected mouse mammary adenocarcinoma cells. Clin Exp Metastasis 1999; 17 (5): 437–44.

5. Ihara Sh, Miyoshi E, Ko JH, et al. Acetylglucosaminyl­ transferase V is due to modification and stabilization of active matriptase by adding 1­GlcAc branching. J Biol Chem 2002; 277 (19): 190–7.

6. Guo H-B, Lee I, Kamar M, Pierce M. ­Acetylglucosami­ nyltransferase Levels Regulate Cadherin­associated omotypic Cell­Cell Adhesion and Intracellular Signaling Pathways. J Biol Chem 2003; 278 (52): 52412–24.

7. Skelton TP, Zeng C, Nocks A, Stamenkovic I. Glycosylation provides both stimulatory and inhibitory effects on cell surface and soluble CD44 binding to hyaluronan. J Cell Biol 1998; 140: 431–4.

8. Kobata A, Amano J. Altered glycosylation of proteins pro­ duced by malignant cells, and application for the diagnosis and im­ munotherapy of tumors. Immun Cell Biol 2005; 83: 429–39.

9. Guo H-B, Lee I, Kamar M, et al. Aberrant ­glycosylation of beta­1 integrin reduces integrin clustering and stimulates phos­ phorylation of focal adhesion kinase and cell migration. Cancer Res 2002; 62: 837–45.

1. Kakiji J, Machaia J, Marsta M, еt al. Correlation between sialyl Tn antigen and lymphatic metastasis in patients with gastric carcinoma. Br J Cancer 1995; 71: 191–5.

1. Kumar SR, Sauter ER, Quinn TP, Deutscher SL. Thom­ sen­Friedenreich and Tn antigens in nipple fluid: carbohydrate biomarkers for breast cancer detection. Clin Cancer Res 2005; 11 (19 Pt 1): 88–71.

2. Ørntoff TF, Vestergaard EM. Clinical aspects of altered glyco­ sylation of glycoprotein in cancer. Electrophoresis 1999; 20: 32–71.

3. Kim YJ, Varki A. Perspectives on the significance of al­ tered glycosylation of glycoproteins in cancer. Glycoconj J 1997; 14 (5): 59–7.

4. Sakamaki T, Imai Y, Irimura T. Enhancement in accessi­ bility to macrophages by modification of mucin­type carbohydrate chains on a tumor cell line: role of a C­type lectin of macrophages. J Leukoc Biol 1995; 57 (3): 407–14.

5. Martersteck CM, Kedersha NL, Drapp DA, еt al. Unique alpha 2,8­polysialylated glycoproteins in breast cancer and leuke­ mia cells. Glycobiology 199; 6: 289–301.

6. Kameda A, Shimada H, Ishikawa T, et al. Expression of highly polysialylated neural cell adhesion molecule in pancreatic cancer neural invasive lesion. Cancer Lett 1999; 137 (2): 201–7.

7. Tanaka F, Otake Y, Nakagawa T, et al. Prognostic signifi­ cance of polysialic acid expression in resected non­small cell lung cancer. Cancer Res 2001; 61 (4): 1–70.

8. Varki A. Sialic acids as ligands in recognition phenomena. FASEB J 1997; 11: 248–55.

9. Crocker PR, Hartnell A, Manday J, Nath D. The poten­ tial role of sialoadhesin as a macrophage recognition molecule in health and disease. Glycocon J 1997; 14: 01–9.

2. Varki A. ­glycolylneiraminic acid deficiency in humans.

Biochemie 2001; 83: 15–22.

1. Malykh JN, Schauer R, Shaw L. ­glycolylneiraminic acid in human tumors. Biochemie 2001; 83: 23–34.

2. Ujita M, Misra A, McAuliffe J, et al. Poly­­acetyllactos­ amine extension in ­glycans and core 2­ and core 4­branched O­glycans is differentially controlled by i­extension enzyme and different members of the beta 1,4­galactosyltransferase gene fami­ ly. J Biol Chem 2000; 275 (21): 1588–75.

3. Naka R, Kamoda S, Ishizuka A, et al. Analysis of total

   ­glycans in cell membrane fractions of cancer cells using a com­ bination of serotonin affinity chromatography and normal phase chromatography. J Proteome Res 200; 5 (1): 88–97.

4. Lopez-Ferrer A, De Bolos C, Barranco C, et al. Role of fu­ cozyltransferase in the association between apomucin and Lewis antigen expression in normal and malignant gastric epithelium. Gut 2000; 47: 349–5.

5. Kannagi К. Molecular mechanism for cancer­assotiated induction of sialyl Lewis X and sialyl Lewis A expression. Glyco­ con J 2004; 20: 354–4.

6. Aubert M, Panicot L, Crotte C, et al. Restoration of al­ pha(1,2) Fucosyltransferase Activity Decreases Adhesive and Meta­ static Properties of uman Pancreatic Cancer Cells. Cancer Res 2000; 60: 1449–5.

7. Ohyama C, Kauto S, Kato K, et al. atural killer cells attack tumor cells expressing high levels of sialyl Lewis A oligosaccharides. Proc atl Acad Sci USA 2002; 99 (21): 13289–13794.

8. Handerson T, Camp R, Harigupal M, etal. Beta1,­branched oligosaccharides are increased in lymph node metastases and pre­

    

   dict poor outcome in breast carcinoma. Clin Cancer Res 2005;

   11 (8): 299–73.

9. Tang W, Guo Q, Usuda M, et al. istochemical expression of sialoglycoconjugates in carcinoma of the papilla of Vater. epa­ togastroenterology 2005; 52 (1): 7–71.

3. Nakarai H, Chandler PJ, Kano K, et al. anganutziu­Dei­ cher antigen as a possible target for immunotherapy of melanoma. Int Arch Allergy Appl Immunol 1990; 91: 323–8.

1. Dube DH, Bertozzi CR. Glycans in cancer and inflam­ mation — potential for therapeutics and diagnostics. ature Rev 2005; 4: 477–88.

2. Danishefsky SJ, Allen JR. From the laboratory to the clinic: A retrospective on fully synthetic carbohydrate­based anticancer vaccines. Angew Chem. 2000; 39: 83–3.

3. Lemineux GA, Bertozzi CR. Modulating cell surface im­ munoreactivity by metabolic induction of unnatural carbohydrate antigens. Chem Biol 2001; 8 (3): 25–75.

4. Krug IM, Ragupathi G, Kenneth K, et al. Vaccination of small Cell Lung cancer patients with Polysialic Acid or propionyla­ ted Polysialic Conjugateed to keyhole Limpet hemocyanin. Clin Cancer Res 2004; 10: 91–23.

45. Roberts JD, Klein JZ, Palmantier R, et al. The role of pro­ tein glycosylation inhibitors in the prevention of metastasis and therapy of cancer. Cancer Detect Prev 1998; 22 (5): 455–2.

4. Foster MM, Brown JR, Wang LC, Esko JD. A disaccha­ ride precursor of sialyl Lewis X inhibits metastatic potential of tu­ mor cells. Cancer Res 2003; 63: 2775–81.

1. Epenetos AA, Hreczuk-Hirst DN, Mc. Cormack B, Grego-

   riadis G. Polysialated proteins: a potential role in cancer therapy. ASCO Annual Meeting 2002. p. 218.

2. Galili U. The α­gal epitope and the anti­gal antibody in xenotransplantation and in cancer immunotherapy. Immunology and Cell Biology 2005; 83: 74–8.

3. Yoshimura M, Ihara S, Matsuzawa Y, Taniguchi N. Aber­ rant glycosylation of E­cadgerin enhances cell­cell binding to su­ press metastasis. J Biol Chem 199; 271: 13811–5.

4. Croker PR, Hartnell A, Manday J, Nath D. The poten­ tial role of sialoadhesin as a macrophage recognition molecule in health and disease. Glycocon J 1997; 14: 01–9.