Angiotensyna II (Ang II) jest spostrzegana głównie jako ważny regulator układu krążenia i ważny czynnik w patogenezie nadciśnienia tętniczego oraz miażdżycy. Głównym źródłem krążącej Ang II jest ogólnoustrojowy układ renina-angiotensyna (renin – angiotensin system, RAS), złożony z wątroby, która wytwarza cząsteczkę prekursorową dla angiotensyny – angiotensynogen, aparatów przykłębkowych nerek – odpowiedzialnych za syntezę reniny, enzymu wytwarzającego z angiotensynogenu dekapeptyd angiotensynę I, oraz śródbłonków naczyniowych, będących głównym miejscem ekspresji enzymu konwertazy angiotensynowej (angiotensin converting enzyme, ACE) przekształcającego nieaktywną angiotensynę I w aktywny oktapeptyd Ang II. Współczesna wiedza na temat układu renina-angiotensyna jest znacznie szersza i obraz, który uwidacznia, jest znacznie bardziej złożony.

Pierwszym powodem tej złożoności jest występowanie – obok ogólnoustrojowego RAS – wielu lokalnych układów renina-angiotensyna, umożliwiających miejscową generację Ang II w różnych tkankach i narządach. Takie lokalne układy RAS wykryto m.in. w mózgu i przysadce (1), nadnerczach (2), jądrach i jajniku (3), najądrzu (4), gruczole krokowym (5, 6), trzustce (7), gruczole mlecznym (8). Jakkolwiek Ang II jest bez wątpienia najważniejszym produktem zarówno ogólnoustrojowego RAS, jak i układów miejscowych, jej metabolity powstające w wyniku działania aminopeptydaz, takie jak angiotensyna III (Ang III, fragment 2-8 Ang II) (9), angiotensyna IV (Ang IV , fragment 3-8 Ang II) (10, 11) oraz angiotensyna 1-7 (Ang 1-7) (12) są wbrew początkowym poglądom również aktywne biologicznie (ryc. 1). Najlepiej poznanymi receptorami dla angiotensyn są receptory AT1 i AT2 (13) Większość znanych efektów Ang II, w tym jej działanie naczyniowężące i pobudzające proliferację komórek mięśni gładkich ściany naczyniowej, zachodzi poprzez receptor AT1. Receptor AT1 jest pobudzany także przez Ang III, a z mniejszym powinowactwem także przez Ang IV. Receptor AT2 pośredniczy natomiast w działaniach częściowo przeciwstawnych do tych, które zachodzą poprzez receptor AT1. Jego pobudzenie prowadzi m.in. do hamowania proliferacji i nasilenia apoptozy komórek mięśni gładkich naczyń krwionośnych (14). Receptor AT2 wiąże także, poza Ang II, również Ang III. Poza „klasycznymi” receptorami AT1 i AT2 sugeruje się istnienie jeszcze innych, wiążących swoiście peptydy angiotensynowe o krótszym łańcuchu: receptor AT3, swoisty dla Ang III, AT4 , swoisty dla Ang IV oraz odrębny receptor dla Ang 1-7. Nowsze prace wskazują, ze receptorem AT4 może być enzym określany jako aminopeptydaza regulowana przez insulinę (insulin-regulated aminopeptidase, IRAP), znany także pod nazwami cystynoaminopeptydazy lub oksytocynazy (15). Z kolei jako receptor dla Ang 1-7 zidentyfikowano proto-onkogen Mas (16). Równolegle z wiedzą o peptydach angiotensynowych i ich receptorach poszerzała się także nasza znajomość ich funkcji. Obok „klasycznych” aspektów działania RAS, związanych z układem krążenia, coraz liczniejsze publikacje wskazują na rolę peptydów angiotensynowych jako czynników modulujących proliferację komórkową, także poza układem sercowo-naczyniowym. Najwcześniejsze obserwacje, dotyczące roli Ang II jako stymulatora wzrostu kory nadnerczy, zostały dokonane już w latach siedemdziesiątych ubiegłego stulecia (17). Opisano także pobudzający wpływ Ang II na proliferację komórek laktotropowych przysadki (18) oraz komórek zrębu prostaty (19). Nie tylko Ang II , lecz także fragmenty tego peptydu generowane pod wpływem aminopeptydaz, takie jak Ang III, Ang 1-7) oraz Ang IV , także modulują proliferację komórkową (20-24). Peptydy angiotensynowe wpływają także na proliferację komórek nowotworowych, co wzbudziło zainteresowanie związkiem między ogólnoustrojowym oraz lokalnymi RAS a chorobami nowotworowymi. Inhibitory konwertazy angiotensyny (ACE) oraz blokery receptora AT1, stosowane szeroko jako leki przeciwnadciśnieniowe, są obecnie rozważane jako potencjalne leki przeciwnowotworowe (25, 26).

Wzrost szeregu linii nowotworowych, takich jak ludzki neuroblastoma SH-SY5Y(27), ludzki rak piersi MCF-7(28), ludzki rak trzustki (29), mysi rak okrężnicy Colon 26 (30) i szczurzy glejak C6 (31) jest pobudzany in vitro przez Ang II, działającą poprzez swój klasyczny receptor AT1. AngII pobudza także proliferację komórek izolowanych ze szczurzego doświadczalnego guza prolaktynowego oraz z ludzkich gruczolaków prolaktynowych (32) Również mniejsze fragmenty Ang II mogą wpływać na wzrost linii nowotworowych. Wykazano, że Ang1-7 hamuje in vitro wzrost linii komórkowych raka płuc (33). W naszej pracowni stwierdzono hamujące działanie Ang III oraz Ang IV wywierają na wzrost komórek hormono-niezależnego raka prostaty DU-145 (34) i szczurzego guza przysadki GH3 (35). W przypadku komórek GH3 hamujące działanie wywierają także Ang 4-8 i Ang 5-8 . Podobny hamujący wpływ na wymienione nowotwory wywiera również Ang II, ale jej działanie jest osłabiane przez zastosowanie inhibitorów aminopeptydaz i prawdopodobnie zależy od generacji mniejszych fragmentów peptydowych.

Neoangiogeneza jest niezwykle ważnym procesem warunkującym progresję guzów nowotworowych, których wzrost in vivo jest zależny od rozwoju naczyń krwionośnych (36). W inicjowaniu procesu angiogenezy bierze udział szereg czynników humoralnych, z których za najważniejszy uważany jest czynnik wzrostu śródbłonków naczyniowych (vascular endothelial growth factor, VEGF). AngII nasila ekspresję VEGF, jego receptora VEGF-R2 oraz działającej synergicznie z VEGF angiopoetyny 2 w komórkach śródbłonkowych (37) oraz ekspresję VEGF w komórkach raka endometrium (38). Selektywne inhibitory receptora AT1 hamują z kolei ekspresję VEGF i neowaskularyzację nowotworów. Inhibitor AT1 kandesartan hamował rozwój przerzutów mysiego raka nerki do płuc, równolegle z zahamowaniem ekspresji VEGF (39). Kandesartan hamował także wydzielanie VEGF z komórek ludzkiego androgenoniezależnego raka prostaty C4-2 oraz waskularyzację i wzrost guza po przeszepieniu ww. raka u myszy (40). W naszych wcześniejszych badaniach stwierdziliśmy hamujący wpływ innego inhibitora AT1, losartanu, na unaczynienie guza przysadki wywoływanego dietylstilbestrolem estrogenami u szczura (41). Jakkolwiek działania proangiogenne Ang II wydają się zachodzić głównie przez receptory AT1, wykazano ostatnio, że w siatkówce również blokada receptora AT2 hamuje ekspresję VEGF (42). Także inhibitory ACE, które zmniejszają wytwarzanie endogennej Ang II, okazały się w wielu doświadczeniach efektywnymi inhibitorami wydzielania VEGF, angiogenezy i wzrostu nowotworów. Enalapryl hamuje wzrost szczurzego guza przysadki indukowanego dietylstilbestrolem (43). Inny inhibitor ACE, kaptopryl hamuje wzrost szczurzego mięsaka, guzków preneoplastycznych wątroby wywołanych dietylnitrozaminą u szczurów (44) oraz wzrost ludzkiego czerniaka przeszczepionego u myszy (45). Pod wpływem perindaprylu obserwowano supresję genu VEGF, angiogenezy i wzrostu mysiego raka wątroby (46).

Mechanizm działania antyangiogennego inhibitorów ACE może być bardziej złożony niż samo blokowanie syntezy endogennej Ang II. Wskazuje się tu na możliwość działania niektórych z nich jako inhibitorów metaloproteinaz macierzy zewnątrzkomórkowej (26, 47).

Ponadto kaptopryl jako donor grup sulfhydrylowych może także łącznie z aktywatorem plazminogenu generować angiostatynę, jeden z ważnych czynników anty-angiogennych .

Możliwy udział mniejszych fragmentów AngII w regulacji angiogenezy jest słabo poznany. Istnieją obserwacje wskazujące na możliwość antyangiogennego działania Ang1-7 (47).

Interesujące jest także spostrzeżenie, że transfekcja komórek raka endometrium leucyloaminopeptydazą, enzymem uczestniczącym w degradacji AngII, prowadzi do utraty ich zdolności do ekspresji VEGF (38). Podsumowując, pobudzający wpływ angiotensyny II na rozwój nowotworów in vivo jest wypadkową jej bezpośredniego działania na komórki nowotworowe oraz pośredniego działania proangiogennego.

Poznanie roli Ang II w rozwoju nowotworów pociągnęło za sobą wzrost zainteresowania ekspresją receptorów angiotensynowych w tkankach nowotworowych. Dotychczasowe dane są jednak dość skąpe i ograniczone do „klasycznych” receptorów AT1 i AT2. Do ich wykrywania stosowano techniki biologii molekularnej (PCR, hybrydyzacja in situ) oraz immunohistochemię. W gruczole mlecznym stwierdzono podwyższoną ekspresję receptorów AT1 w tkankach hiperplastycznych i raku przewodowym in situ, a zanik ekspresji w raku inwazyjnym (48). Ci sami autorzy stwierdzili zwiększoną ekpresję AT2 zarówno w hiperplazji, raku in situ, jak i inwazyjnym raku piersi (49). Wysoką ekpresję AT1 stwierdzono w raku endometrium (38), w raku trzustki (50, 51) Ekspresja AT1 jest zwiększona także w wysokozróżnicowanym, lecz nie niskozróżnicowanym raku krtani (52). Receptory angiotensynowe zidentyfikowano także w guzach nadnerczy. Opocher i inni (53) na podstawie wiązania (125 I)- Ang II wykazał, że gęstość receptorów angiotensynowych w gruczolakach kory wydzielających aldosteron (aldosteronoma) jest podobna jak w prawidłowej korze nadnerczy, natomiast w gruczolakach powodujących zespół Cushinga ich gęstość jest obniżona w porównaniu z kontrolą. Z kolei w przypadkach raka nadnerczy oraz guzów chromochłonnych (pheochromocytoma) gęstość omawianych receptorów jest niska lub niewykrywalna. Nowsze badania, z zastosowaniem m.in. metody PCR, wykazały, że ekspresja receptora AT1 w czynnych hormonalnie gruczolakach kory (aldosteronoma i zespół Cushinga) jest wyższa niż w niezmienionym nowotworowo nadnerczu, natomiast niska w nieczynnych hormonalnie gruczolakach kory i większości badanych raków (54). Nasze własne nie opublikowane badania (Pawlikowski M, Winczyk K, Śledź B) z zastosowaniem metody immunohistochemicznej dały z grubsza podobne wyniki, z tym, że pozwoliły na wykrycie także dodatkowych interesujących zmian lokalizacyjnych. Kora prawidłowych nadnerczy oraz czynne i nieczynne hormonalnie gruczolaki kory wykazują silną ekspresję receptorów AT1, umiejscowioną w błonach komórkowych, a także w części jąder komórkowych. W guzach chromochłonnych oraz rakach kory nadnerczy obserwowaliśmy natomiast zanik odczynu w błonach i jądrach komórkowych oraz jego słabą ekspresję w cytoplazmie. Badania te sugerują udział opisywanego „receptora jądrowego”w działaniu angiotensyn, w prawidłowej tkance oraz łagodnych guzach kory nadnerczy oraz zaburzenie (zanik?) tego receptora w nowotworach złośliwych (rak) lub potencjalnie złośliwych (pheochromocytoma). Odczyn na receptor AT2 był śladowy lub nawet ujemny w komórkach gruczołowych kory i komórkach pheochromocytoma, natomiast dodatni w naczyniach krwionośnych i podścielisku. Występowanie receptorów angiotensynowych w nowotworach niewątpliwie wymaga wielu dalszych badań. W szczególności brak danych na temat ekspresji „nieklasycznych” receptorów, takich jak receptor AT4 i receptor dla Ang 1-7. Podsumowując, badania receptorów angiotensynowych w nowotworach, choć niekompletne, zdają się wskazywać na zwiększoną lub przynajmniej nie zmniejszoną ekspresję receptora AT1 w większości badanych wysokozróżnicowanych nowotworów, natomiast w nowotworach niskozróżnicowanych obserwuje się zmniejszenie bądź zanik ekspresji. Oznaczać to może, że tak jak w prawidłowych tkankach, Ang II może poprzez receptor AT1 pobudzać wzrost wysokozróżnicowanych guzów nowotworowych.

W świetle powyższych badań ważnym jest pytanie, czy nasilenie aktywności RAS ma wpływ na ryzyko chorób nowotworowych. Badania nad tym zagadnieniem są dość skąpe. W populacji kobiet chińskich stwierdzono, że polimorfizmy genu ACE oraz receptora AT1 warunkujące zmniejszoną aktywność RAS są związane z mniejszym ryzykiem raka piersi (55). Z kolei autorzy portugalscy wykazali związek między polimorfizmem genu ACE warunkującym wysoką aktywność RAS (D/D) a stopniem zaawansowania raka prostaty (56). Odmienne wnioski przedstawiają Moskowitz i Johnson (57), według których wyższa aktywność ACE zwiększa ryzyko łagodnego przerostu prostaty, lecz zmniejsza ryzyko raka tego gruczołu u białych mężczyzn (ale ma zwiększać to ryzyko u rasy czarnej). Genotyp ACE D/D jest także związany z podwyższonym ryzykiem białaczek i chłoniaków (57). Jeśli związek między polimorfizmami ACE warunkującymi zwiększoną generację endogennej Ang II a ryzykiem chorób nowotworowych się potwierdzi, to w jego wyjaśnieniu poza proliferogennym i proangiogennym działaniem tego peptydu należy wziąć pod uwagę generację reaktywnych postaci tlenu przez Ang II (57).

Ze względu na rolę RAS w chorobach układu krążenia, opracowano i wprowadzono do praktyki klinicznej liczne leki wpływające na jego aktywność. Leki te, a zwłaszcza inhibitory ACE, zażywa miliony ludzi na całym świecie. Istnieje więc możliwość odpowiedzi na pytanie, jak ich stosowanie wpływa na ryzyko raka. Dotychczasowe wyniki badań nie są jednak jednoznaczne. Badania autorów duńskich nie potwierdziły wcześniejszych sugestii dotyczących ochronnego działania inhibitorów ACE w odniesieniu do zachorowania na raka piersi (58). Fitzpatrick i inni (59) wykazali zmniejszone ryzyko raka prostaty u mężczyzn zażywających leki hipotensyjne, ale związek ten nie ograniczał się do inhibitorów ACE. Z kolei Ronquist i inni (60) wykazali zmniejszone ryzyko raka prostaty u osób leczonych kaptoprylem, ale nie innymi rodzajami inhibitorów ACE. Mimo tych rozbieżności sugerowana jest możliwość wykorzystania leków działających na RAS w leczeniu nowotworów (25,61).Uemura i inni (62) opisują poprawę stanu ogólnego i obniżenie stężenia PSA u chorych z hormononiewrażliwym rakiem prostaty pod wpływem blokerów receptora AT1. Stwierdzono także efektywność kaptoprylu w leczeniu mięsaka Kaposiego (63). Opisano także przypadek spektakularnej, choć przejściowej poprawy stanu chorego z rakiem trzustki w trakcie leczenia innym inhibitorem ACE – kwinaprylem (57).

Poza swoją dobrze poznaną rolą w układzie krążenia, RAS ma wiele innych funkcji, wśród których kontrola wzrostu komórkowego i angiogenezy budzi ostatnio szczególne zainteresowanie ze względu na związek z procesami nowotworzenia. Ang II poprzez receptory AT1 pobudza proliferację komórkową oraz angiogenezę, a poprzez receptory AT2 indukuje procesy apoptozy. Działanie fragmentów Ang II, generowanych przy udziale aminopeptydaz, jest słabo poznane, ale szereg badań sugeruje możliwość ich przeciwstawnego do Ang II (m.in. antyproliferacyjnego) działania. Wyłania się kilka nierozwiązanych dotąd w pełni zagadnień:

1) Czy zmieniona aktywność RAS ma wpływ na ryzyko zachorowania na choroby nowotworowe?

2) Czy i jaki wpływ na ryzyko chorób nowotworowych ma przyjmowanie leków z grupy inhibitorów ACE oraz blokerów receptora AT1, powszechnie stosowanych w leczeniu nadciśnienia tętniczego i miażdżycy?

3) Czy inhibitory ACE i/lub blokery receptorów angiotensynowych mogą znaleźć zastosowanie w leczeniu chorób nowotworowych?

4) Czy fragmenty Ang II ( Ang IV, Ang 1-7 i inne) lub ich analogi mogą być potencjalnymi lekami przeciwnowotworowymi?

Odpowiedź na te pytania o kluczowym znaczeniu wymaga prowadzenia dalszych intensywnych badań.