Механизм развития посттравматических глиом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Глиомы являются наиболее распространенными первичными опухолями центральной нервной системы. Их агрессивная форма – глиобластомы – характеризуются неблагоприятным прогнозом и высокой частотой рецидивов. Считается, что предшествующая черепно-мозговая травма служит одним из возможных факторов последующего развития глиальных опухолей головного мозга. Ряд авторов предложили критерии установления возможной причинно-следственной связи между черепно-мозговой травмой и глиомами. Однако фактическая роль предшествующей травмы мозга в патогенезе данного типа опухолей все еще остается предметом дискуссий. Было высказано предположение, что травматические повреждения вызывают активный и продолжительный воспалительный процесс. При этом нарушается проницаемость гематоэнцефалического барьера, что приводит к воздействию на ткани головного мозга канцерогенных (токсичных) веществ, различных факторов роста или клеток иммунной системы, циркулирующих в кровотоке. В результате может возникнуть злокачественная трансформация глиальных клеток. Эта гипотеза подтверждается сообщениями о менингиомах головного мозга, расположенных рядом с посттравматическими оболочечно-мозговыми рубцами. В данной работе мы попытаемся выяснить потенциальную связь между черепно-мозговой травмой и формированием глиальных опухолей головного мозга.

Об авторах

И. Ф. Гареев

ФГБУ «Федеральный центр нейрохирургии» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: ilgiz_gareev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4965-0835

Ильгиз Фанилевич Гареев

625032 Тюмень, ул. 4-й км Червишевского тракта, 5

Россия

Ю. Г. Филиппов

ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-3033-6029

450008 Уфа, ул. Ленина, 3

Россия

О. А. Бейлерли

ФГБУ «Федеральный центр нейрохирургии» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-6149-5460

625032 Тюмень, ул. 4-й км Червишевского тракта, 5

Россия

А. А. Суфианов

ФГБУ «Федеральный центр нейрохирургии» Минздрава России; ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-7580-0385

625032 Тюмень, ул. 4-й км Червишевского тракта, 5
119991 Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2

Россия

А. В. Тюрин

ГБУЗ «Республиканская клиническая больница им. Г.Г. Куватова»

Email: fake@neicon.ru

450005 Уфа, ул. Достоевского, 132

Россия

У. Ф. Мухаметов

ГБУЗ «Республиканская клиническая больница им. Г.Г. Куватова»

Email: fake@neicon.ru

450005 Уфа, ул. Достоевского, 132

Россия

Guang Yang

Первый аффилированный госпиталь Харбинского медицинского университета

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-7173-1914

Харбин 150001, Провинция Хэйлунцзян

Китай

А. Т. Бейлерли

ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-3486-6246

450008 Уфа, ул. Ленина, 3

Россия

Список литературы

  1. Soni N., Priya S., Bathla G. Texture analysis in cerebral gliomas: a review of the literature. Am J Neuroradiol 2019;40(6):928–34. doi: 10.3174/ajnr.A6075.
  2. Malzkorn B., Reifenberger G. Integrated diagnostics of diffuse astrocytic and oligodendroglial tumors. Pathologe 2019;40(Suppl 1):9–17. doi: 10.1007/s00292-019-0581-8.
  3. Wood M.D., Halfpenny A.M., Moore S.R. Applications of molecular neurooncology – a review of diffuse glioma integrated diagnosis and emerging molecular entities. Diagn Pathol 2019;14(1):29. doi: 10.1186/s13000-019-0802-8.
  4. Ewing J. The Bulkley Lectur. The modern attitude toward traumatic cancer. Bull New York Academy Med 1935;11:281–333.
  5. Zulch K.J., Meinel H.D. The biology of brain tumours. In: Tumours of the brain and skull. Part I. Handbook of Clinical Neurology. Vol. 16. Ed. By P.J. Vinkin, G.W. Bruyn. Amsterdam: North Holland, 1974. Pp. 1–56.
  6. Manuelidis E.E. Glioma in trauma. In: Pathology of the Nervous System. Ed. by J. Minckler. Vol. 2. New York: McGraw-Hill, 1978. Pp. 2237–40.
  7. Moorthy R.K., Rajshekhar V. Development of glioblastoma multiforme following traumatic cerebral contusion: case report and review of literature. Surg Neurol 2001;61(2):180–4. doi: 10.1016/s0090-3019(03)00423-3.
  8. Monteiro G.T., Pereira R.A., Koifman R.J., Koifman S. Head injury and brain tumours in adults: A case-control study in Rio de Janeiro, Brazil. Eur J Cancer 2006;42(7):917–21. doi: 10.1016/j.ejca.2005.11.028.
  9. Munch T.N., Gørtz S., Wohlfahrt J., Melbye M. The long-term risk of malignant astrocytic tumors after structural brain injury – a nationwide cohort study. Neuro Oncol 2015;17(5):718–24. doi: 10.1093/neuonc/nou312.
  10. Morantz R.A., Shain W. Trauma and brain tumours: an experimental study. Neurosurgery 1978;3:181–6.
  11. Brenner M. Role of GFAP in CNS injuries. Neurosci Lett 2014;565:7–13. doi: 10.1016/j.neulet.2014.01.055.
  12. Zhang L., Zhang W.P., Hu H. et al. Expression patterns of 5-lipoxygenase in human brain with traumatic injury and astrocytoma. Neuropathology 2006;26(2):99–106. doi: 10.1111/j.1440-1789.2006.00658.x.
  13. Härtig W., Michalski D., Seeger G. et al. Impact of 5-lipoxygenase inhibitors on the spatiotemporal distribution of inflammatory cells and neuronal COX-2 expression following experimental traumatic brain injury in rats. Brain Res 2013;1498:69–84. doi: 10.1016/j.brainres.2012.12.022.
  14. Nathoo N., Prayson R.A., Bondar J. et al. Increased expression of 5-lipoxygenase in high-grade astrocytomas. Neurosurgery 2006;58(2):347–5. doi: 10.1227/01.NEU.0000195096.43258.94.
  15. Ishii K., Zaitsu M., Yonemitsu N. et al. 5-lipoxygenase pathway promotes cell proliferation in human glioma cell lines. Clin Neuropathol 2009;28(6):445–52. doi: 10.5414/npp28445.
  16. Tyagi V., Theobald J., Barger J. et al. Traumatic brain injury and subsequent glioblastoma development: Review of the literature and case reports. Surg Neurol Int 2016;7:78. doi: 10.4103/2152-7806.189296.
  17. Coskun S., Coskun A., Gursan N., Aydin M.D. Post-traumatic glioblastoma multiforme: a case report. Eurasian J Med 2011;43(1):50–3. doi: 10.5152/eajm.2011.10.
  18. Juškys R., Chomanskis Ž. Glioblastoma following traumatic brain injury: case report and literature review. Cureus 2020;12(5):e8019. doi: 10.7759/cureus.8019.
  19. Zhou B., Liu W. Post-traumatic glioma: report of one case and review of the literature. Int J Med Sci 2010;7(5):248–50. doi: 10.7150/ijms.7.248.
  20. Spallone A., Izzo C., Orlandi A. Posttraumatic glioma: report of a case. Case Rep Oncol 2013;6(2):403–9. doi: 10.1159/000354340.
  21. Monteiro G.T., Pereira R.A., Koifman R.J., Koifman S. Head injury and brain tumours in adults: a case-control study in Rio de Janeiro, Brazil. Eur J Cancer 2006;42(7):917–21. doi: 10.1016/j.ejca.2005.11.028.
  22. Nygren C., Adami J., Ye W., Bellocco R. Primary brain tumors following traumatic brain injury – a population-based cohort study in Sweden. Cancer Causes Control 2001;12(8):733–7. doi: 10.1023/A:10112276172568.8.
  23. Chen Y.H., Keller J.J., Kang J.H., Lin H.C. Association between traumatic brain injury and the subsequent risk of brain cancer. J Neurotrauma 2012;29(7):1328–33. doi: 10.1089/neu.2011.22357.
  24. Munch T.N., Gørtz S., Wohlfahrt J., Melbye M. The long-term risk of malignant astrocytic tumors after structural brain injury – a nationwide cohort study. Neuro Oncol 2015;17(5):718–24. doi: 10.1093/neuonc/nou3126.
  25. Han Z., Du Y., Qi H., Yin W. Post-traumatic malignant glioma in a pregnant woman: case report and review of the literature. Neurol Med Chir (Tokyo) 2013;53(9):630–4. doi: 10.2176/nmc.cr2013-0029.
  26. Anselmi E., Vallisa D., Bertè R. et al. Post-traumatic glioma: report of two cases. Tumori 2006;92(2):175–7.
  27. Hirsiger S., Simmen H.P., Werner C.M. et al. Danger signals activating the immune response after trauma. Mediators Inflamm 2012;315941. doi: 10.1155/2012/315941.
  28. Jha R.M., Kochanek P.M., Simard JM. Pathophysiology and treatment of cerebral edema in traumatic brain injury. Neuropharmacology 2019;145(Pt.B):230–246. doi: 10.1016/j.neuropharm.2018.08.004.
  29. Wofford K.L., Loane D.J., Cullen D.K. Acute drivers of neuroinflammation in traumatic brain injury. Neural Regen Res 2019;14(9):1481–9. doi: 10.4103/1673-5374.255958.
  30. Xu B., Yu D.M., Liu F.S. Effect of siRNA induced inhibition of IL 6 expression in rat cerebral gliocytes on cerebral edema following traumatic brain injury. Mol Med Rep 2014;10(4):1863–8. doi: 10.3892/mmr.2014.2462.
  31. Cho A., McKelvey K.J., Lee A., Hudson A.L. The intertwined fates of inflammation and coagulation in glioma. Mamm Genome 2018;29(11–12):806–16. doi: 10.1007/s00335-018-9761-8.
  32. Neagu M., Constantin C., Caruntu C. et al. Inflammation: a key process in skin tumorigenesis. Oncol Lett 2019;17(5):4068–84. doi: 10.3892/ol.2018.9735.
  33. Needham E.J., Helmy A., Zanier E.R. et al. The immunological response to traumatic brain injury. J Neuroimmunol 2019;332:112–25. doi: 10.1016/j.jneuroim.2019.04.005.
  34. Elder G.A., Ehrlich M.E., Gandy S. Relationship of traumatic brain injury to chronic mental health problems and dementia in military veterans. Neurosci Lett 2019;707:134294. doi: 10.1016/j.neulet.2019.134294.
  35. Clark D.P.Q., Perreau V.M., Shultz S.R. et al. Inflammation in traumatic brain injury: roles for toxic A1 astrocytes and microglial-astrocytic crosstalk. Neurochem Res 2019;44(6):1410–24. doi: 10.1007/s11064-019-02721-8.
  36. Smith C., Gentleman S.M., Leclercq P.D. et al. The neuroinflammatory response in humans after traumatic brain injury. Neuropathol Appl Neurobiol 2013; 39(6):654–66. doi: 10.1111/nan.12008.
  37. Mostofa A.G., Punganuru S.R. et al. The process and regulatory components of inflammation in brain oncogenesis. Biomolecules 2017;7(2):E34. doi: 10.3390/biom7020034.
  38. Jo J., Wen P.Y. Antiangiogenic therapy of high-grade gliomas. Prog Neurol Surg 2018;31:180–99. doi: 10.1159/000467379.
  39. Schiffer D., Annovazzi L., Casalone C., Corona C., Mellai M. Glioblastoma: Microenvironment and Niche Concept. Cancers (Basel) 2018;11(1).E5. doi: 10.3390/cancers11010005.
  40. Van Bodegraven E.J., van Asperen J.V. et al. Importance of GFAP isoform-specific analyses in astrocytoma. Glia 2019;67(8):1417–33. doi: 10.1002/glia.23594.
  41. Valori C.F., Guidotti G., Brambilla L., Rossi D. Astrocytes: Emerging therapeutic targets in neurological disorders. Trends Mol Med 2019;25(99):750–9. doi: 10.1016/j.molmed.2019.04.010.
  42. Guan X., Hasan M.N., Maniar S. et al. Reactive Astrocytes in glioblastoma multiforme. Mol Neurobiol 2018;55(8):6927–38. doi: 10.1007/s12035-018-0880-8.
  43. Gimple R.C., Bhargava S., Dixit D., Rich J.N. Glioblastoma stem cells: lessons from the tumor hierarchy in a lethal cancer. Genes Dev 2019;33(11–12):591–609. doi: 10.1101/gad.324301.119.
  44. Schiffer D., Giordana M.T., Cvalla P. et al. Immunohistochemistry of glial reaction after injury in the rat: double staining and markers of cell proliferation. Int J Dev Neurosci 1993;11(2):269–80.
  45. Hill-Felberg S.J., McIntosh T.K., Oliver D.L. et al. Concurrent loss and proliferation of astrocytes following lateral fluid percussion brain injury in the adult rat. J Neurosci Res 1999;57(2):271–9. doi: 10.1002/(SICI)1097-4547(19990715)57:2<271::AID-JNR13>3.0.CO;2-Z.
  46. Kernie S.G., Erwin T.M., Parada L.F. Brain remodeling due to neuronal and astrocytic proliferation after controlled cortical injury in mice. J Neuroci Res 2001;66(3):317–26. HTTPS://DOI.ORG/10.1002/jnr.10013.
  47. Cassatella M.A., Östberg N.K., Tamassia N., Soehnlein O. Biological roles of neutrophil-derived granule proteins and cytokines. Trends Immunol 2019;40(7):648–64. doi: 10.1016/j.it.2019.05.003.
  48. Ferrer V.P., Moura Neto V., Mentlein R. Glioma infiltration and extracellular matrix: key players and modulators. Glia 2018;66(8):1542–65. doi: 10.1002/glia.23309.
  49. West P.K., Viengkhou B., Campbell I.L., Hofer M.J. Microglia responses to interleukin-6 and type I interferons in neuroinflammatory disease. Glia 2019;67(10):1821–41.doi: 10.1002/glia.23634.
  50. Chang N., Ahn S.H., Kong D.S. et al. The role of STAT3 in glioblastoma progression through dual influences on tumor cells and the immune microenvironment. Mol Cell Endocrinol 2017;451:53–65. doi: 10.1016/j.mce.2017.01.004.
  51. Linder B., Weirauch U., Ewe A. et al. Therapeutic targeting of Stat3 using lipopolyplex nanoparticle-formulated siRNA in a syngeneic orthotopic mouse glioma model. Cancers (Basel) 2019;11(3):E333. doi: 10.3390/cancers11030333.
  52. Zhan X., Gao H., Sun W. Correlations of IL-6, IL-8, IL-10, IL-17 and TNF-α with the pathological stage and prognosis of glioma patients. Minerva Med 2019;(111)20:192–5. doi: 10.23736/S0026-4806.19.06101-9.
  53. Samaras V., Piperi C., Korkolopoulou P. et al. Application of the ELISPOT method for comparative analysis of interleukin (IL)-6 and IL-10 secretion in peripheral blood of patients with astroglial tumors. Mol Cell Biochem 2007;304(1–2):343–51. doi: 10.1007/s11010-007-9517-3.
  54. Li R., Li G., Deng L. et al. IL-6 augments the invasiveness of U87MG human glioblastoma multiforme cells via up-regulation of MMP-2 and fascin-1. Oncol Rep 2010;23:1553–9. doi: 10.3892/or_00000795.
  55. Wang H., Lathia J.D., Wu Q. et al. Targeting interleukin 6 signaling suppresses glioma stem cell survival and tumor growth. Stem Cells 2009;27(10):2393–404. doi: 10.1002/stem.188.
  56. Yousefzadeh-Chabok S., Dehnadi Moghaddam A., Kazemnejad-Leili E. et al. The relationship between serum levels of Interleukins 6, 8, 10 and clinical outcome in patients with severe traumatic brain injury. Arch Trauma Res 2015;4(1):e18357. doi: 10.5812/atr.18357.
  57. Kosmopoulos M., Christofides A., Drekolias D. et al. Critical role of IL-8 targeting in gliomas. Curr Med Chem 2018;25(17):1954–67. doi: 10.2174/0929867325666171129125712.
  58. Christofides A., Kosmopoulos M., Piperi C. Pathophysiological mechanisms regulated by cytokines in gliomas. Cytokine 2015;71(2):377–84. doi: 10.1016/j.cyto.2014.09.008.
  59. Carlsson S.K., Brothers S.P., Wahlestedt C. Emerging treatment strategies for glioblastoma multiforme. EMBO Mol Med 2014;6(11):1359–70. doi: 10.15252/emmm.201302627.
  60. Figarella-Branger D., Colin C., Tchoghandjian A. et al. Glioblastomas: gliomagenesis, genetics, angiogenesis, and microenvironment. Neurochirurgie 2010;56(6):441–8. doi: 10.1016/j.neuchi.2010.07.010.
  61. Salazar-Ramiro A., Ramírez-Ortega D., de la Cruz V.P. et al. Role of redox status in development of glioblastoma. Front Immunol 2016;7:156. doi: 10.3389/fimmu.2016.00156.
  62. Korbecki J., Gutowska I., Kojder I. et al. New extracellular factors in glioblastoma multiforme development: neurotensin, growth differentiation factor-15, sphingosine-1-phosphate and cytomegalovirus infection. Oncotarget 2018;9(6):7219–70. doi: 10.18632/oncotarget.24102.
  63. Ma Q., Long W., Xing C. et al. Cancer stem cells and immunosuppressive microenvironment in glioma. Front Immunol 2018;9:2924. doi: 10.3389/fimmu.2018.02924.
  64. Zhou J., Shrikhande G., Xu J. et al. Tsc1 mutant neural stem/progenitor cells exhibit migration deficits and give rise to subependymal lesions in the lateral ventricle. Genes Dev 2011;25(15):1595–600. doi: 10.1101/gad.16750211.
  65. Rinaldi M., Caffo M., Minutoli L. et al. ROS and brain gliomas: an overview of potential and innovative therapeutic strategies. Int J Mol Sci 2016;17(6):E984. doi: 10.3390/ijms17060984.
  66. Ciccarone F., Castelli S., Ciriolo M.R. Oxidative stress-driven autophagy acROSs onset and therapeutic outcome in hepatocellular carcinoma. Oxid Med Cell Longev 2019;2019:6050123. doi: 10.1155/2019/6050123.
  67. Sanchez-Perez Y., Soto-Reyes E., GarciaCuellar C.M. et al. Role of epigenetics and oxidative stress in gliomagenesis. CNS Neurol Disord Drug Targets 2017;16(10):1090–8. doi: 10.2174/1871527317666180110124645.
  68. Colquhoun A. Cell biology-metabolic crosstalk in glioma. Int J Biochem Cell Biol 2017;89:171–81. doi: 10.1016/j.biocel.2017.05.022.
  69. Galgano M., Toshkezi G., Qiu X. et al. Traumatic brain injury: current treatment strategies and future endeavors. Cell Transplant 2017;26(7):1118–30. doi: 10.1177/0963689717714102.
  70. Conti A., Gulì C., La Torre D. et al. Role of inflammation and oxidative stress mediators in gliomas. Cancers (Basel) 2010;2(2):693–712. doi: 10.3390/cancers2020693.
  71. Khan M., Khan H., Singh I., Singh A.K. Hypoxia inducible factor-1 alpha stabilization for regenerative therapy in traumatic brain injury. Neural Regen Res 2017;12(5):696–701. doi: 10.4103/16735374.206632.
  72. Tu J., Fang Y., Han D. et al. Activation of nuclear factor-kappaB in the angiogenesis of glioma: Insights into the associated molecular mechanisms and targeted therapies. Cell Prolif 2021;54(2):e12929. doi: 10.1111/cpr.12929.
  73. D’Souza L.C., Mishra S., Chakraborty A. et al. Oxidative stress and cancer development: are noncoding RNAs the missing links? Antioxid Redox Signal 2020;33(17):1209–29. doi: 10.1089/ars.2019.7987.
  74. Li X., Wu C., Chen N. et al. PI3K/Akt/ mTOR signaling pathway and targeted therapy for glioblastoma. Oncotarget 2016;7(22):33440–50. doi: 10.18632/oncotarget.7961.
  75. Cohen A.L., Colman H. Glioma biology and molecular markers. Cancer Treat Res 2015;163:15–30. doi: 10.1007/978-3-31912048-5_2.
  76. Kupats E., Stelfa G., Zvejniece B. et al. Mitochondrial-protective effects of R-phenibut after experimental traumatic brain injury. Oxid Med Cell Longev 2020;2020:9364598. doi: 10.1155/2020/9364598.
  77. Vander Heiden M.G., DeBerardinis R.J. Understanding the Intersections between Metabolism and Cancer Biology Cell 2017;168(4):657–69. doi: 10.1016/j.cell.2016.12.039.
  78. Shteinfer-Kuzmine A., Arif T., Krelin Y. et al. Mitochondrial VDAC1-based peptides: attacking oncogenic properties in glioblastoma. Oncotarget 2017;8(19):31329–46. doi: 10.18632/oncotarget.15455.
  79. Vaupel P., Schmidberger H., Mayer A. The Warburg effect: essential part of metabolic reprogramming and central contributor to cancer progression. Int J Radiat Biol 2019;95(7):912–9. doi: 10.1080/09553002.2019.1589653.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ,


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 57560 от  08.04.2014.