Glioblastoma pembuluh darah dan mimikri pembuluh darah Pendahuluan Glioblastoma (GB) adalah keganasan intrakranial yang paling umum dengan insiden tahunan sekitar 3 sampai 5 kasus per 100.000 orang. Dalam hal beban kanker secara keseluruhan, GB jarang terjadi, namun, kombinasi lokalisasi otak, invasif, dan prognosis yang sangat buruk membuatnya menjadi salah satu yang paling ditakuti dari semua diagnosis kanker. Glioblastoma saat ini memiliki rata-rata waktu kelangsungan hidup keseluruhan 12 sampai 15 bulan meskipun telah dilakukan terapi kombinasi bedah saraf, radiasi, dan kombinasi termoterapi secara maksimal. Sangat menarik untuk dicatat bahwa perkembangan terapi/pengobatan yang sangat lambat sangat kontras dengan fondasi pengetahuan yang berkembang pesat mengenai patogenesis molekuler penyakit ini. Sebagian besar penelitian di bidang neuro-onkologi telah dipublikasikan dalam 20-30 tahun terakhir, sebagian besar didorong oleh pemahaman yang lebih besar tentang genetika tumor otak. Klasifikasi molekuler yang lebih baru telah memberikan dasar bagi keberadaan empat jenis yang berbeda dari glioblastoma primer bermutu tinggi: subtipe klasik, mesenkim, saraf, dan pro-neural. Subtipe ini dibedakan secara molekuler berdasarkan berbagai fitur proteomik, mutasi khas, fitur metilasi, dan regulator tranional yang saat ini telah diidentifikasi. Klasifikasi molekuler yang komprehensif dari glioma tingkat tinggi baru saja mulai mengubah klasifikasi saat ini, yang saat ini mengikuti konsensus kriteria histopatologi WHO. Meskipun skema klasifikasi molekuler yang canggih, persentase glioma yang relatif tinggi tetap sulit untuk dikategorikan secara reproduktif karena tumpang tindih histologis yang cukup besar. Secara fenotipik, tumor menunjukkan hiperselularitas yang ditandai, area nekrosis serpiginosa, dan proliferasi sel endotel yang luas dengan pembuluh darah tumor yang menyiksa, tidak terorganisir, dan sangat permeabel. Neoplasma tingkat IV menunjukkan proliferasi sel endotel yang sangat agresif dibandingkan dengan tumor tingkat II dan III. Peningkatan permeabilitas pembuluh darah memperparah masalah ini dengan menyebabkan peningkatan edema dan peradangan otak. Kelainan pada dinding endotel, cakupan perisit, dan membran basal juga menyebabkan hilangnya struktur dan fungsi sawar darah otak yang kritis. Pembentukan pembuluh darah glioma terjadi melalui setidaknya tiga proses yang berbeda. 1) Angiogenesis ； proses menghasilkan pembuluh darah baru dari pengalihan rute dan renovasi pembuluh darah yang sudah ada sebelumnya, 2) Vaskulogenesis ； secara klasik dianggap sebagai proses embrionik, tetapi sejak itu telah diidentifikasi pada tumor sebagai de novoformasi pembuluh darah primitif oleh diferensiasi sumsum tulang yang bersirkulasi sel progenitor endotel yang berasal dari sumsum tulang, dan 3) Vascular Mimicry (VM) ； baru-baru ini diidentifikasi untuk memberikan kontribusi pada pembuluh darah tumor melalui trans-diferensiasi sel glioma menjadi sel endotel yang diturunkan dari tumor (TDEC). Jalur molekuler Dikatakan bahwa metastasis kanker, terlepas dari tumor primernya, bermain dengan seperangkat aturan yang berbeda dari tumor primernya, dan kematian akibat kanker terutama diakibatkan oleh invasi dan metastasis yang resisten terhadap terapi konvensional yang dapat mengobati tumor primer secara efektif. Kelangsungan hidup tumor bergantung pada suplai darah yang kaya yang diperlukan untuk mempertahankan pertumbuhan tumor dan metastasis lebih lanjut. Glioma ganas, seperti neoplasma lainnya, memerlukan angiogenesis untuk membangun sumber nutrisi/oksigen dan menghilangkan produk limbah seluler. Pembuluh darah tumor juga menciptakan lingkungan mikrovaskular “ceruk” yang terlokalisasi, di mana sel-sel pemicu tumor dapat secara efektif melawan terapi. Angiogenesis adalah peristiwa patologis utama dan diperlukan untuk perkembangan neoplasma lokal soliter menjadi tumor yang sangat agresif. Penyewa kritis ini kemudian memicu bidang penelitian angiogenesis neoplastik, yang berfokus pada penargetan sel endotel yang membentuk neovaskularisasi tumor yang sedang tumbuh dan berfungsi sebagai prinsip pengorganisasian utama untuk pengembangan obat berbagai uji klinis. Karena GB adalah salah satu tumor yang paling kaya akan pembuluh darah dan VEGF (faktor pertumbuhan endotel vaskular) diproduksi oleh sel tumor, antibodi anti-VEGF (bevacizumab / Avastin) telah digunakan dalam uji klinis. Hasil uji klinis cukup mengecewakan, lebih dari separuh pasien dengan GB hanya merespons sementara terhadap pengobatan kombinasi Avastin dan Irinotecan. Mekanisme yang diusulkan untuk menjelaskan resistensi terhadap terapi anti-VEGF meliputi 1) Aktivasi jalur sinyal pro-angiogenik lainnya 2) Perekrutan sel mieloid turunan sumsum tulang (BM) yang melindungi dan memelihara sel vaskular dan / atau 3) Perlindungan pembuluh darah dengan peningkatan cakupan perisit. Pada GB, efek antitumor dari terapi antiangiogenik kemungkinan besar disebabkan oleh normalisasi pembuluh darah, yang juga mengurangi edema. Hasil yang mengecewakan dari uji coba penghambat angiogenesis, bersama dengan bukti baru yang dihasilkan dari penelitian molekuler dan hewan tentang perkembangan tumor GB manusia, telah memberikan wawasan tentang mekanisme molekuler yang mendasari perfusi tumor, terutama yang mengekspresikan fenotipe invasif agresif seperti GB. Dalam angiogenesis tumor, prekursor sel endotel yang berasal dari sumsum tulang (ECP) secara historis dikenal sebagai sumber utama sel endotel vaskular. Namun, baru-baru ini ditunjukkan bahwa sel prekursor endotel yang berasal dari BM tidak hanya berkontribusi pada endotel vaskular, dan sekarang dipahami bahwa TDEC dalam GB berdiferensiasi dari neuroectoderm dan bahwa sel tumor itu sendiri dapat terlibat dalam angiogenesis tumor. Bukti yang lebih baru ini menunjukkan mekanisme alternatif, di mana mikrovaskular tumor berasal langsung dari sel tumor, dan proses ini disebut Vascular mimicry (VM). VM menggambarkan plastisitas fungsional sel kanker agresif yang membentuk jaringan de novovaskular, menyediakan jalur perfusi untuk memperluas tumor, mengangkut cairan dari pembuluh darah yang bocor, dan / atau menghubungkan ke pembuluh darah yang dilapisi endotel. Bukti VM menunjukkan bahwa mikrovaskuler yang dipenuhi darah ini memainkan peran penting dalam perkembangan tumor dan tidak tergantung pada angiogenesis sel endotel. Menariknya, jaringan VM juga telah terbukti menunjukkan sifat antikoagulan melalui ekspresi lokal molekul antikoagulan dengan tujuan keseluruhan untuk memfasilitasi aliran darah ke dalam dan di antara tumor yang agresif. Studi awal yang menggambarkan VM didasarkan pada bukti yang menunjukkan pengangkutan zat warna fluoresen yang disuntikkan ke seluruh jaringan VM. Bukti eksperimental selanjutnya telah menunjukkan perfusi darah secara vivofisiologis antara pembuluh darah tikus yang dilapisi endotel dan jaringan VM pada xenograft tumor manusia dengan menggunakan pencitraan Doppler sirkulasi microbead. Penelitian ini kemudian menunjukkan bahwa sel melanoma agresif mampu membentuk struktur vaskular tiga dimensi secara de novo, temuan ini kemudian divalidasi dengan Mikroskop Elektron resolusi tinggi yang menunjukkan detail morfologi/struktural dari pembuluh darah yang terbentuk dari tumor dan kesamaan ultrastruktur antara VM dan pembuluh darah tradisional yang dilapisi endotel. Studi melanoma juga menunjukkan bahwa sel tumor dapat mengekspresikan bersama penanda sel endotel, embrionik/induk, dan sel tumor. Sebuah penelitian yang sangat menarik yang menggambarkan hipoksia sebagai katalisator fenotipe VM ditunjukkan dengan transplantasi sel melanoma metastasis manusia ke dalam tungkai tikus iskemik, yang menghasilkan pembentukan pembuluh darah campuran yang terdiri dari melanoma manusia dan sel endotel tikus. Setelah aliran darah ke anggota tubuh disektor, sel-sel melanoma membentuk tumor besar, penelitian ini menunjukkan pengaruh luar biasa dari lingkungan mikro pada diferensiasi transendotel sel melanoma, yang kembali ke fenotipe yang lebih tumorigenik ketika isyarat lingkungan berubah. Transdiferensiasi sel punca GB (GSC) menjadi sel tumor mirip mural (otot polos pembuluh darah / mirip perisit) menyoroti plastisitas GSC. Plastisitas GSC lebih lanjut ditunjukkan oleh multi-potensi sel punca neuron yang mampu berdiferensiasi menjadi beberapa garis keturunan sel (yaitu, astrosit, neuron, dan oligodendrosit), dan menjadi berbagai sel seperti sel darah, sel otot, dan sel endotel pembuluh darah. Banyak detail molekuler yang mendasari VM telah diuraikan, tetapi seperti halnya topik penelitian ilmiah lainnya, masih ada lebih banyak pertanyaan daripada jawaban. Namun, diketahui bahwa gen pemodulasi VM yang kritis terkait dengan vaskular (VE-cadherin, EphA2, VEGF1) embrionik dan / atau sel punca (Nodal, Notch4), dan jalur pensinyalan yang terkait dengan hipoksia (HIF, Twist1). Beberapa gen dan jalur umum yang dipilih akan dibahas secara singkat dalam artikel ini. 1) Jalur pensinyalan Notch dan Nodal adalah jalur penarik yang telah terbukti sangat penting baik untuk regulasi sel punca embrionik dan perilaku sel tumor ； yang menarik, crosstalk antara jalur ini mengatur perilaku sel tumor, agresivitas, dan pembentukan jaringan VM. Pensinyalan nodal memodulasi embriogenesis vertebrata yang berfungsi dalam penentuan asimetri kiri-kanan dan pluripotensi sel punca ； umumnya tidak ada pada jaringan orang dewasa tetapi diketahui diaktifkan kembali pada kanker yang agresif. Yang perlu diperhatikan adalah fakta bahwa kanker agresif mengaktifkan kembali Nodal, tetapi bukan protein pengatur Lefty, oleh karena itu pensinyalan Nodal berjalan tanpa kendali dan mampu mendorong perilaku sel tumor yang agresif. Pensinyalan takik penting dalam diferensiasi sel punca dan pembaruan diri dan diekspresikan dalam berbagai jaringan embrionik dan dewasa. 2) Kompleks Hypoxia-Inducible-Factor (HIF) adalah pengatur utama homeostasis oksigen di lingkungan fisiologis dan patologis. HIF dapat memodulasi dan melakukan komunikasi silang dengan jalur pensinyalan Notch dan Nodal. Ekspresi berlebih HIF pada kanker menginduksi ekspresi produk gen yang terlibat dalam angiogenesis (yaitu, VEGF). Penting untuk dicatat bahwa hipoksia telah terbukti menginduksi jalur Notch dan Nodal melalui pensinyalan HIF1-alpha/2-alpha dan HRE. Ada pembicaraan silang yang signifikan antara HIF1-alpha dan pensinyalan Notch, yang secara keseluruhan bekerja di dalam sel tumor untuk mempromosikan keadaan sel yang tidak berdiferensiasi. Dengan demikian, dapat dibayangkan bahwa penggunaan terapeutik agen antiangiogenik secara berlawanan dapat meningkatkan plastisitas tumor dan perkembangan metastasis / invasif. Analisis genetik EC individu melalui diseksi mikro diikuti dengan analisis genetik EC GB menunjukkan bahwa 50-90% ； EC pada tumor GB membawa kelainan genetik yang ditemukan pada sel tumor itu sendiri, yang menunjukkan asal usul yang sama.
Selain itu, percobaan pada tikus menunjukkan bahwa sel endotel yang berasal dari tumor berasal dari sel yang menginisiasi tumor dan tidak dihasilkan dari fusi sel EC dan sel tumor. Uji diferensiasi in vitrodiferensiasi dalam studi yang sama menunjukkan bahwa hipoksia adalah faktor yang sangat penting dalam diferensiasi sel tumor GB menjadi EC dan tidak tergantung pada VEGF. Pembentukan sel endotel turunan tumor (TDEC) tidak hanya resisten terhadap penghambat reseptor anti-VEGF, tetapi juga menyebabkan peningkatan frekuensinya. Dapat diduga bahwa TDEC memberikan kontribusi penting terhadap resistensi GB terhadap terapi anti-VEGF, dan oleh karena itu juga dapat menjadi target potensial untuk terapi GB. Pada umumnya, VM sel tumor dengan baik menggambarkan plastisitas fungsional dari fenotipe kanker yang agresif dan berfungsi sebagai keuntungan selektif untuk tumor yang tumbuh dengan cepat yang membutuhkan perfusi. VM dapat menyediakan salah satu dari beberapa sumber untuk suplai darah tumor yang secara langsung atau tidak langsung dapat berinteraksi dengan pembuluh darah lain. Literatur sepakat bahwa induksi yang mendasari VM tampaknya terkait dengan hipoksia, yang pada gilirannya mengaktifkan berbagai perubahan genetik seperti yang dijelaskan sebelumnya yang kemudian secara langsung mempromosikan fenotipe transendotelial sel tumor yang mampu melakukan VM. Hambatan Pengobatan Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, deion rinci dan tepat dari biologi molekuler glioblastoma sangat kontras dengan kurangnya kemajuan dalam terapi. Dengan pengetahuan biologi molekuler yang saat ini berkembang, lebih banyak target potensial telah diidentifikasi dan kuncinya adalah mengembangkan penghambat yang kuat dan secara efektif menggunakan kombinasi keduanya dengan cara yang tepat dan tepat sasaran. Keterbatasan utama dalam pemberian obat yang ditargetkan adalah bahwa sel GB tumor primer yang bermigrasi berbaur dengan jaringan normal, sulit untuk diidentifikasi dan ditargetkan, dan tidak menimbulkan respons angiogenesis. Hambatan terapeutik tambahan termasuk 1) Tidak ada agonis / antagonis yang efektif terhadap target yang diidentifikasi, 2) Molekul terapeutik harus melewati BBB untuk mencapai sel yang menyerang, termasuk yang terletak pada jarak dari bagian tengah tumor. Berbagai tingkat disregulasi BBB ada dalam tumor GB tertentu, dengan sendirinya, BBB diketahui menghadirkan tantangan untuk transit molekul terapeutik yang efektif ke otak, dan studi lanjutan tentang BBB dalam pengaturan tumor diperlukan untuk memberikan wawasan tentang pengiriman obat yang efektif dalam GB, dan 3) saat ini tidak memiliki model hewan yang ideal untuk studi pengobatan GB. Terapi antivaskular gabungan yang bertujuan untuk sel tumor yang mirip mural dan sel endotel, selain obat sitotoksik yang menargetkan sel tumor mungkin menjanjikan. Tampaknya masuk akal bahwa cara yang paling efisien untuk menargetkan plastisitas sel tumor adalah dengan menghambat beberapa jalur pensinyalan secara bersamaan. Jalur molekuler yang telah diidentifikasi secara eksperimental sebagai jalur yang secara kritis terlibat dalam VM. Jalur molekuler yang telah diidentifikasi secara eksperimental terlibat secara kritis dalam VM, bersama dengan data uji klinis yang gagal harus berfungsi sebagai peta jalan strategis untuk pengembangan obat dengan tujuan untuk mengatasi plastisitas sel tumor, resistensi obat, angiogenesis neoplastik, invasi, dan metastasis. Data yang muncul pada jalur embrionik, Notch dan Nodal, yang diaktifkan kembali pada sel tumor agresif, dapat memberikan target terapeutik yang berharga yang mengeksploitasi konvergensi pensinyalan embrionik dan tumorigenik. Penekanan jalur ini menghasilkan penghambatan VM, tumorigenitas, dan pembalikan fenotipe mirip sel punca ke jenis sel yang terdiferensiasi. Penargetan jalur Notch dan VEGF secara bersamaan mungkin dapat memberikan pendekatan kombinasi yang lebih layak untuk menargetkan sel punca kanker dengan terapi anti-VEGF. Kesimpulan dan Pekerjaan di Masa Depan Beberapa abad penelitian telah menunjukkan tingkat plastisitas yang tinggi yang terkait dengan neoplasma agresif. Dengan penambahan alat molekuler yang canggih baru-baru ini, mekanisme yang tepat, etiologi, dan implikasi patobiologi sel tumor telah dijelaskan lebih lanjut. Selama ini, penelitian telah menunjukkan bahwa keberadaan populasi kecil GSC berkaitan erat dengan resistensi terhadap radioterapi dan terapi anti-angiogenik. Namun, pengobatan klinis dengan menggunakan terapi anti-VEGF saja secara rutin telah gagal secara signifikan mempengaruhi kelangsungan hidup pasien dan hasil klinis. Masuk akal untuk berspekulasi bahwa sebagai bagian dari kemampuannya untuk bertahan hidup dengan adanya agen anti-angiogenik dan muncul kembali dari tumor primer yang tidak aktif, GSC dapat menjalani vaskularisasi alternatif yang mengembangkan jaringan terkait sel seperti mural dan memberi makan sebagian besar sel tumor yang sedang tumbuh. Dari literatur dalam bidang angiogenesis neoplastik, sekarang diketahui bahwa pembuluh darah tumor sangat kompleks dan dapat berasal dari berbagai sumber, termasuk pembuluh darah angiogenik, kooptasi pembuluh darah yang sudah ada sebelumnya, pembuluh darah mosaik yang dilapisi oleh sel tumor dan endotel, dan vaskulogenesis pascakelahiran. Selain itu, penelitian terbaru telah menunjukkan asal mula tumor dari sel yang mirip endotel, mimikri vaskular, pada kanker tertentu, yang semakin memperumit strategi untuk menargetkan pembuluh darah yang secara genetik tidak stabil dan heterogen. Komitmen terhadap karakterisasi genom GB telah mendorong kemajuan substansial dalam memahami kanker ini, terutama dalam 5-10 tahun terakhir. Karakterisasi genom yang ekstensif telah memberikan gambar resolusi tinggi dari berbagai perubahan molekuler yang mendasari GB, dan menunjukkan bahwa memang penyakit ini mewakili beberapa penyakit yang secara histologis serupa, namun secara molekuler heterogen. Sifat heterogen dari neoplasma ini, baik di dalam maupun di seluruh tumor, menggarisbawahi kesulitan dalam mengembangkan pengobatan yang manjur dan memberikan tantangan baik untuk menganotasi tumor maupun untuk mengelompokkan pasien untuk uji coba dan pengobatan. Meskipun ada kemajuan luar biasa dalam memahami dasar genetik glioblastoma, pendekatan terapeutik yang ditargetkan berdasarkan perubahan genom yang diketahui masih belum terbukti manjur. Heterogenitas morfologi yang mendorong deion asli glioma tingkat tinggi sebagai “multiforme”, memang telah meluas ke tingkat molekuler. Sangat mungkin bahwa heterogenitas intratumoral dan kooperatifitas target bersekongkol untuk menciptakan keadaan ketergantungan ganda di mana penghambat target tunggal tidak cukup untuk secara signifikan melemahkan pertumbuhan tumor. Ada juga pemahaman yang tidak lengkap tentang konsekuensi fungsional dari banyak gen yang bermutasi pada GB. Penelitian baru saja mulai memahami bagaimana heterogenitas molekuler ini dimanifestasikan dan apa sebenarnya konsekuensi fungsional dari perubahan genetik ini. Juga tidak jelas apakah populasi sel yang bercampur dengan perubahan genom yang unik ini berperilaku sebagai tumor independen atau saling bergantung satu sama lain. Selain memahami dasar molekuler dari heterogenitas GB, penting juga untuk mempertimbangkan kontribusi dan fenotipe dari beragam jenis sel non-tumor, seperti sel stroma dan inflamasi yang juga mengisi lingkungan mikro glioma. Pekerjaan lebih lanjut memang diperlukan untuk sepenuhnya memahami biologi GB dan akan membutuhkan studi terintegrasi, termasuk genomik, model penyakit pada hewan, dan seperti biasa, studi yang cermat terhadap jaringan manusia.