antigenul carcinoembrionar (CEA)

Antigenul carcinoembrionar (CEA) este prezent in tumorile tractului digestiv uman, in tumorile intestinului subtire induse cu carcinogene chimice, dar si in cancerul extradligestiv, ca de pilda in carcinomul medular al tiroidei, neoplasmul cervical intraepitelial, cancerul vezicii urinare (cresterea CEA in urina folosind ca detector al cresterii maligne in vezica), in bila umana.

Odata cu schimbarea premaligna si cu atit mai evident in carcinomul pornit din leziunile colitei ulceroase (in contrast cu mucoasa benigna, fie ca prezinta sau nu displazie inflamatorie) se pune in evidenta CEA , fapt care dovedeste implicarea proceselor regenerative indelungate si incomplete in transformarea neoplazica. S-a demonstrat experimental ca injuria extensiva a cecului provoaca aparitia CEA la 84% din animale la 24 de ore dupa vatamare, antigenul carcinoembrionar persistind la majoritatea animalelor 15-20 de zile, perioada care corespunde cu etapa celei mai pronuntate regenerari a mucoasei intestinale . Studiul relatiei dintre prezenta antigenelor fetale si tumorile induse cu diversi factori oncogeni a stabilit ca leziuni histologic diferite in tumorile provocate fie cu carcinogenechimice, fie cu virusuri oncogene au in comun antigene fetale care lipsesc in celulele singenice adulte.

CEA decelate in tumorile intestinale induse cu 1,2 dimetilhidrazina apar in mod normal in a 7-a si a 9-a zi a dezvoltarii embrionului. Cercetarea activarii genice determinatoare a antigenelor carcinoembrionare (CEA) in ontogeneza fetala si adenocarcinomul colonului a dus la rezultatul potrivit caruia toate CEA la 20 de adenoame primare individuale au fost detectate la un anumit stadiu al dezvoltarii fetale normale.

Tot in urma cu peste un deceniu a fost decelata alfafefcoproteina serica (AFP) la bolnavi cu hepatom primar. Dupa cum s-a dovedit, AFP este sintetizata si de culturile celulare derivate din tumori, de exemplu, tumori de testicul uman.

Culturi monostrat primare din diferite hepatocite de sobolan fetale diferentiale sintetizeaza si elibereaza alfafetoproteina (AFP) in timpul ciclului de crestere. AFP fetala umana si cea din ficatul canceros sint structural indistructibile si probabil identice. AFP produsa in vitro in celule provenite din hepatomul soarecelui este identica imunologic cu AFP elaborata in vivo. Desi neoantigenele sint caracteristice in celulele transformate cu cancerigene chimice (3 metilcolantren, 7, 12 dimetilbenzantracen), s-a dovedit ca expresia antigenelor fetale este in foarte mare masura o trasatura comuna a celulelor transformate in general.  

S-a demonstrat experimental ca producerea AFP este asociata cu diviziunea hepatocitului normal, atit la sobolanii fetali cit si la cei adulti, dar si cu expunerea la carcinogene chimice. Derepresia expresiei acestei proteine a oncodezvoltarii ofera un sistem interesant pentru studiul expresiei genei in dezvoltarea normala care urmeaza ca raspuns la injuria hepatocelulara, in timpul si dupa expunerea la carcinogeni chimici. Deci, alfafetoproteina este o expresie (un produs) al genei oncodezvoltarii in timpul dezvoltarii fetale si oncogenezei adulte (Sell, Beeker, Leffert si Watabe, 1976). Studiul sintezei si localizarii AFP in ficatul regenerativ la soarece a dovedit ca productia principala a acestui aratigen este realizata de hepatocitele mature angrenate in procesul de regenerare reparatorie (Engelgardt, Poltoranina, Lazareva si altii, 1976). Mecanismele de care depinde productia crescuta de AFP dupa intoxicatia cu tetraclorura de carbon (CCL4) ca si dupa hepatectomia partiala la sobolani (in virsta de 5 saptamini) se deosebesc intre ele (Watanabe,Mivazaki si Taketa, 1976). Cu ocazia colocviului asupra afetoproteinei care s-a desfasurat la Nisa (7—9 martie 1974), s-a ajuns la concluzia ca acest antigen este tot o proteina importanta a embrionului sintetizata intr-un stadiu precoce al dezvoltarii sale si ca filogenetic exista dintr-o epoca, foarte indepartata a evolutiei, de ordinul a 400 milioane de ani.

Potrivit unor date recente, antigenul membranei unei linii de melanom uman cultivata (UCLASO Ml4) a fost decelat intr-o varietate de tipuri histologice de celule canceroase biopsiate si cultivate. Acest anitigen nu a fost detectat in tesuturile normale biopsiate, insa a aparat in culturile de piele si muschi si a fost, de asemenea, prezent in tesuturile fetale, mai ales in cele de creier la a 22-a saptamina a dezvoltarii (Irie H.F., Irie K. si Morton, 1976).

Ong, Page si Chytil (1975) au pus in evidenta in pulmonul fetal de sobolan o proteina care are proprietatea de a fixa in mod specific acidul retinoic (vitamina A acida). In plamânul sobolanului adult nu se produce sinteza acestei proteine. Fapt important este ca acest antigen embriofetal a fost decelat, de catre autorii citati, si in extracte de carcinom pulmonar. Astfel, Desi nu a fost posibil de a studia material fetal uman, nu este exclus ca prezenta in tesuturile tumorale a acestei proteine cu inalta afinitate pentru acidul retinoic sa fie un alt caz de reaparitie a unui component celular fetal in tesuturile canceroase (M. Goosens, 1976) (32). Se studiaza in prezent existenta antigenelor preneoplazice (Okita si Kligman, 1975) si sint cercetate asiduu diferentele survenite la proteinele nehistonice tumorale in comparatie cu cele din tesuturile normale.

Fractiunea pruteinica nehistonica indica o specificitate mai evidenta a tesutului decit histonele (Barret si Gould, 1973), continutul lor creste in raport direct cu activitatea cromatinei in vivo (Dingman si Sporn, 1964), proportia proteinelor nehistonice fiind mai crescuta in partile mai active ale cromatinei in comparatie cu partile mai putin active (Zirkin, 1973), astfel ca se poate admite interventia acestor proteine pentru expresia genei diferentiate. Date interesante vin in sprijinul acestei asertiuni, si anume constatarea ca cromatina specifica pentru transcrierea ARN masager globinic poate fi reconstituita din ADN-ul purificat, histona si din fractiunile proteinice nehistonice potrivite (Gilmour si Paul, 1969) si dovada ca fractiunea nehistonica controleaza expresia genelor globinei in cromatina eritrocitara reconstituita (Barret, Maryanka, Hambyn si Gould, 1974). Fapt important, in procesele regenerative si tumorile survin schimbari in compozitia si caracterul specific al proteinelor nehistonice nucleare, aparind cantitati crescute de proteine nehistonice primitive. Astfel studiul cu privire la schimbari timpurii si tardive in proteinele ne-histonice ale cromatinei in ficatul regenerativ a dovedit ca in primele 48 de ore dupa hepatectornia partiala proteina totala raportata la ADN nu s-a schimbat semnificativ. Inca de la prima ora au fost detectate descresteri in marime si intensitate la spoturile unor proteine si cresterea spoturilor altor proteine. Densitatile si marimile spotului la majoritatea proteinelor nehistonice nu au suferit modificari deosebite in cursul regenerarii ficatului (Yeoman, Taylor, Jordan si Busch, 1975). Totodata, procesele sintezei ADN in tesuturile regenerative normale si neoplazice,    studiate prin incorporarea    timidinei 14C au aratat o corelare liniara in ritmul cresterii in ambele tesuturi (Bogdanova si Smonina, 1975).

In cromatinele a doua tumori cu origini foarte deosebite (hepatomul Novikoff si carcinomul Walker 256) s-a detectat o glicoproteina fetala, antigen care lipseste insa in cromatina si citoplasma ficatului normal si ale celui regenerativ de 18 ore ia sobolan, ale inimii si rinichilor de sobolan (Yeoman, Jordan, Busch, Taylor, Savage si Bush, 1976; Bush, Yeoman, Busch si altii, 1976). Dupa cum subliniaza Bresnick (1971), absenta acestui antigen nuclear din ficatul regenerativ (de sobolan) de 18 ore denota ca aceasta proteina nu pare a fi un antigen specific al cresterii, deoarece acest timp cuprinde perioadele G0, G1 si S ale ciclului celular, dar nu si faza postsintetica, G, sau M. Ratiunea pentru care a fost folosit ficatul de sobolan de 18 ore dupa hepatectomie este ca in acest timp continutul sau in proteine nehistonice cromozomale ale regiunii C este foarte crescut (Yeoman, Taylor si Jordan, 1975). Astfel, Yeoman si colab. (1976) citati mai sus, conchid ca Daca aceasta proteina nehistonica exercita un efect stimulator asupra cresterii celulare care nu este inhibata in tesuturile adulte din cauza lipsei mecanismelor represoare fetale, prezenta sa continua poate sta drept dovada a cresterii necontrolate a celulelor tumorale (108, pag. 3262).
Recent, s-a constatat represia in vitro a sintezei ARN datorita efectului asupra ADN a unei proteine nehistonice (izolata din cromatina tumorii ascitice Ehrlich) inhibitoare a initierii formarii lantului ARN (Kostraba si Wang, 1975).

Identitatea electroforegramelor proteinelor nucleare din ficat normal si din hepatom (indus cu un colorant aminoazo) si identitatea majoritatii benzilor electroforegrmelor proteinelor cromozomale care nu sint solubile la aceasta concentratie de sare denota ca aceste proteine nehistonice care pot fi identificate ca benzi majore in electroforegramele proteinelor cromozomale nu sint reglatori specifici ai expresiei genice (Fujitani si Holoubek, 1975). Date experimentale atesta ca nucleele celulelor epiteliale ale colonului contin un set eterogen de proteine nehistonice oare se schimba in proportii relative in timpul diferentierii normale, insa in complementul proteinelor nehistonice nucleare in tumorile colonului induse cu un carcinogen chimic (1,2 dimetilhidrazina) se constata schimbari in compozitie, si anume o crestere frapanta a doua clase majore de proteine (greutatea moleculara 44 000 si 62 000), urmare a cresterii selective timpurii in ritmurile sintezei (Boff, Vidali si Allfrev, 1976). In timpul hepatocancerogenezei  provocate cu carcinogene chimice survine o alterare secventiala fenotipica si biochimica. Analiza proteinelor nehistonice izolate din nodulii neoplazici a dovedit aparitia multor specii noi in eucromatina si in heterocromatina (Becker, 1976). Alti autori (Aczel si Enesco, 1975) au constatat, de asemenea, cresterea heterocromatinei in hepatom.
  Cele aratate aici denota, fara echivoc, derepresarea (activarea) unor gene primitive, gene situate in regiunile cromozomale care replica ADN-ul timpuriu. In sustinerea concluziei noastre pledeaza si o recenta descoperire potrivit careia anomaliile in leucemie sint induse in legatura cu regiunile heterocromatice si nu intâmplator chimicele cancerigene (de exemplu, hidrocarburile aromatice) determina rupturi in regiunile heterocromatice care replica ADN-ul tardiv (gene tardive) (Sugiyama, 1975). Actiunea de detectare a proteinelor embriofetale in tumorile maligne a obtinut noi rezultate valoroase.

Este dovedit, de pilda, ca 20-85%, din hemoglobina nounascutilor este hemoglobina fetala (Hb F) care dispare aproape total oina la virsta de 21/2—3 ani. La imaturi Hb dispare mai incet, deoarece este posibila formarea ei in continuare si dupa nastere, la acesti copii constatindu-se si o intirziere a eritropoezei normale. Hb F se deosebeste net de hemoglobina adultului (Hb A) atit in privinta compozitiei sale chimice, cit si printr-o rezistenta mai mare la alcaline si o mai accentuata afinitate pentru oxigen (Tirkina, 1962). S-au constatat rediferentieri biochimice fetale ale eritropoezei si valori ridicate ale Hb F in leucemia mielocitara cronica (Gahr, Jentsch si Schroeter, 1976) si in plasmocirtom (Monamedi, Sinzinger. Scheiner si Pietschmann, 1976).Dupa infectarea fibroblastelor de pui cu virusul sarcomului Rous sint detectate 100—500 de copii ale secventei ARNm complementara cu ADN (cADN) specific pentru globina puilor. Gena globinei activata de virusul sarcomuluii Rous este activa in globulele rosii ale embrionilor de pui. In acest caz secventa care specifica globina de adult nu a fost detectata (Groudine si Weintraub. 1975).  In hepatom, atit concentratia in feritina serica, precum si proportia fierului din proteina feritinei sint scazute in comparatie cu feritina ficatului normal. Aceasta din urma prezinta unele deosebiri structurale si functionale fata de feritina serica produsa de hepatom. Cercetarile imuno logice nu au dovedit o specificitate antigenica a feritinei hepatomului. In timpul cancerogenezei la sobolani se observa o crestere timpurie pasagera si apoi o a doua persistenta (similara frecventei aparitiei alfafotoproteinei in aceleasi conditii patologice) a fetoproteinei serice (Niltsu, Ohtsuska, Kohgo si altii, 1975). Inca o dovada concludenta a expresiei fenotipice a proteinelor fetale in celulele canceroase este si aceea ca si celulele tumorale umane pot produce izoferitine caracteristice (care arata schimbare fetala) si care nu sint prezente in feritina ficatului adult normal (Drysdale si Alpert, 1975). S-a demonstrat si faptul ca nivelul ghicozofosfatizomerazei (GPI) este crescut in singele circulant la hamsterii purtatori de grefe intramusculare de tumoare umana (GW 39) in comparatie cu tesuturile normale de hamster. Ca si antigenul carcinoembrionar (CEA), GPI este un marker crescut in acest model experimental tumoral si este eliberat in circulatia sanguina proportional cu cresterea lui in masa tumorala (Munjal si Goldenberg, 1976). Prin comparatia electrotoretica si imunochimica dintre modelele izoenzimelor glicogenosforilazei din hepatoamele Morris si Yoshida si cele din tesuturile normale de sobolan in timpul dezvoltarii s-a constatat ca o 3 fosiorilaza izozima este aproape singurul tip in placenta si embrionul timpuriu; in ficat si muschiul scheletal ea este inlocuita in timpul dezvoltarii fetale cu cea organospecifica ficatului si a tipului de muschi. S-a dovedit ca aceasta izozima prezenta in hepatoame trebuie considerata a fi un prototip al carui aspect este unul din binecunoscutele exemple ale expresiei proteinice fetale in cancer (Sato K,  Sato T. si altii, 1976).    Dovezi concludente asupra derepresiei genelor ancestrale in tumorile maligne sint si sintezele si activitatile crescute ale unor izoenzime anaerobe in dauna celor aerobe apartinând aceleiasi specii enzimatice. De exemplu, in mod normal din cunoscuta oxidoreductaza: lactiodehidrogenaza (LDH) au fost izolate 5 forme enzimatice multipie, toate avind, bineinteles, aceeasi activitate catalitica, aparute din diferente determinate genetic in structura primara, din care motiv sunt denumite izoenzime sau izozime (Webb, 1964). Distributia procentuala a activitatii catalitice, tipul si cantitatea acestor cinci izolactat dehidrogenaze depind de tesutul, specia, stadiul ontogenetic al organismului ca si de cerintele in starea normala sau patologica, sintezele acestor izozime fiind reglate genetic. Dupa subunitatile H (heart) si M (muscle), deosebim izozime LDH de tip IT (miocard) si de tip M (musculatura scheletala). Biosinteza subunitatilor PI se realizeaza cu metabolismul aerob (de aceea LDH-1 este brusc inhibata in anaerobioza), insa cea a subunitatilor M este strict legata de glicoliza anaeroba (cazul izozimei LDH-5, activitatea sa maxima fiind in conditiile anaerobiozei) si, fapt deosebit de important, subunitatile H si M sint exprimate de doua gene distincte (Zamfirescu-Gheorghiu M., 1967; Dumitru, Dana Tordachescu, 1974).