Postepy Hig Med Dosw. (online), 2011; 65: 752-758
Review
Full Text PDF  

Aktywność N-acetylo-β-D-heksozoaminidazy i jej izoenzymów A i B w nowotworach
Activity of N-acetyl-β-hexosaminidase and its isoenzymes A and B in cancer
Barbara Choromańska1  , Magdalena Luto2  , Sławomir Dariusz Szajda3  , Napoleon Waszkiewicz4  , Alina Kępka5  , Jacek Janica6  , Jerzy Robert Ładny3  , Jacek Dadan1  , Piotr Myśliwiec1  , Krzysztof Zwierz7  
1I Klinika Chirurgii Ogólnej i Endokrynologicznej
2Klinika Chorób Zakaźnych i Hepatologii
3Zakład Medycyny Ratunkowej i Katastrof
4Klinika Psychiatrii Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku
5Zakład Biochemii i Medycyny Doświadczalnej, Instytut Pomnik Centrum Zdrowia Dziecka w Warszawie
6Zakład Radiologii Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku
7Wyższa Szkoła Ochrony Zdrowia TWP w Łomży
Adres do korespondencji
mgr Barbara Choromańska, I Klinika Chirurgii Ogólnej i Endokrynologicznej Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku, ul. Marii Skłodowskiej Curie 24 A, 15-276 Białystok; e-mail: basia_27_86@o2.pl

Otrzymano:  2011.08.11
Zaakceptowano:  2011.11.03
Opublikowano:  2011.11.23

Streszczenie
W 2008 roku odnotowano w Polsce 93,06 tysięcy zgonów z powodu nowotworów złośliwych, a prognozy umieralności wskazują na możliwy wzrost liczby zgonów w 2025 roku prawie do 105 tysięcy.
Wczesne wykrycie choroby nowotworowej sprawia problemy nie tylko w Polsce, lecz i na ca­łym świecie, dlatego wielu badaczy poszukuje ciągle swoistych i czułych markerów dla wcze­snego rozpoznania określonego nowotworu. Pewne nadzieje stwarza oznaczanie aktywności eg­zoglikozydaz lizosomalnych, w tym N-acelo-β-D-heksozoaminidazy (HEX) i jej izoenzymów HEX A i HEX B.
HEX jest najaktywniejszą z egzoglikozydaz lizosomalnych, biorących udział w katabolizmie gli­kokoniugatów (glikoprotein, glikolipidów, proteoglikanów).
Aktywność HEX i jej izoenzymów HEX A i HEX B w analizowanych pracach była oznaczana metodami: spektrofotometryczną i izoelektroogniskowania. Stwierdzono istotny wzrost aktywno­ści HEX w nowotworach nerek, trzustki, tarczycy, jelita grubego, jajnika, mózgu, ślinianek, żo­łądka i krtani. Celem pracy był przegląd aktualnego piśmiennictwa oraz omówienie badań wła­snych aktywności HEX w nowotworach złośliwych wraz z oceną ich potencjalnej przydatności w diagnostyce nowotworów.
Słowa kluczowe: N-acetylo-β-D-heksozoaminidaza • HEX A • HEX B • rak • jelito grube • trzustka • żołądek • nerka • jajnik • tarczyca • gruczoł ślinowy • krtań • mózg


Summary
There were approximately 93,060 deaths from cancers in Poland in 2008, and about 105,000 are predicted for the year 2025. Early detection of cancer is a major problem throughout the world, which is why many researchers are still looking for specific and sensitive markers of malignant tumors.
Our work is a review of recent publications on activity of N-acetyl-β-D-hexosaminidase (HEX) and its isoenzymes A (HEX A) and B (HEX B) as potential markers of malignant tumors. HEX is the most active of the lysosomal exoglycosidases, taking part in degradation of glycoconjugates (glycoproteins, glycolipids, proteoglycans). HEX cleaves N-acetyl-D-glucosamine and N-acetyl-D-galactosamine from non-reducing ends of oligosaccharide chains of glycoproteins, glycolipids and glycosaminoglycans.
The activity of HEX, and its isoenzymes A (HEX A) and B (HEX B), was determined by spec­trophotometric and isoelectric focusing methods. There was a statistically significant increase in activity of HEX in tumors of the kidney, pancreas, thyroid, colon, ovary, brain, salivary gland, stomach and larynx, which suggests potential applicability of HEX and its isoenzymes in cancer diagnosis.
Key words: N-acetyl-β-hexosaminidase • HEX A • HEX B • cancer • large intestine • pancreas • stomach • kidney • ovary • thyroid • salivary gland • larynx • brain




Wstęp
W 2008 roku odnotowano w Polsce około 93 tysięcy zgo­nów z powodu nowotworów złośliwych, co było drugą przyczyną zgonów (po chorobach układu krążenia), stano­wiąc prawie 26% zgonów u mężczyzn i 23% u kobiet [42]. Prognozy umieralności na nowotwory złośliwe w Polsce są niekorzystne: wskazują na wzrost rocznej liczby zgo­nów w 2025 roku prawie do 105 tysięcy [10].
Pomimo wprowadzenia w ostatnich latach wielu nowych metod diagnostycznych, nowotwory w Polsce nadal są zbyt późno wykrywane. Stwierdza się często zaawanso­wane stadium choroby z naciekaniem pobliskich tkanek oraz przerzuty do innych narządów. Rozwój nowotwo­ru może powodować zmianę aktywności i struktury wie­lu enzymów. Sugeruje się, że w diagnostyce nowotworów może być pomocne oznaczanie aktywności N-acetylo-β-D-heksozoaminidazy (HEX) i jej izoenzymów A (HEX A) i B (HEX B). HEX jest najaktywniejszym enzymem należącym do egzoglikozydaz lizosomalnych, biorących udział w degradacji glikokoniugatów (glikoproteiny, gliko­lipidy, proteoglikany) [43]. HEX odszczepia N-acetylo-D-glukozoaminę i N-acetylo-D-galaktozoaminę od niereduku­jącego końca łańcucha oligosacharydowego glikoprotein, glikolipidów i proteoglikanów [8,24,39]. HEX występuje w: surowicy krwi, moczu, płynie mózgowo-rdzeniowym i płynie stawowym [18,22,25,39] oraz w wielu tkankach i narządach ludzkich [24]. Wyróżniamy kilka postaci mo­lekularnych HEX (izoenzymy: A, B, C, S, I1, I2, P), które można rozdzielić metodami chromatografii jonowymien­nej i powinowactwa oraz elektroforezy, na różnych pod­łożach, np.: żelu poliakrylamidowym, octanie celulozy, żelu skrobiowym [8,9]. HEX jest to glikoproteina o ma­sie 150-160 kDa, zbudowana z dwóch łańcuchów poli­peptydowych α i β. Łańcuchy polipeptydowe występują w trzech możliwych kombinacjach: izoenzym A-αβ, izo­enzym B-ββ i izoenzym S-αα [7,44]. HEX A składa się z dwóch łańcuchów polipeptydowych alfa i dwóch beta [16]. HEX B natomiast składa się z czterech łańcuchów polipeptydowych β [14].
Ocena aktywności HEX stosowana jest w klinicznej diagno­styce zaburzeń genetycznych związanych z niedoborem lub zmniejszeniem aktywności izoenzymu A w chorobie Tay-Sachs i izoenzymu B w chorobie Sandhoffa [9,19,22,27].
Celem pracy był przegląd aktualnego piśmiennictwa i omó­wienie własnych wyników badań aktywności HEX w nowo­tworach złośliwych: nerki, trzustki, tarczycy, jelita grubego, jajnika, mózgu, gruczołu ślinowego, żołądka oraz krtani. Aktywność HEX, HEX A i HEX B była oznaczana w su­rowicy krwi, moczu, ślinie oraz tkankach nowotworowych metodami izoelektroogniskowania na płaskich żelach po­liakryloamidowych i spektrofotometryczną na podstawie ilości uwolnionego p-nitrofenolu z pochodnych p-nitrofe­nolowych N-acetyloglukozoaminy.
Rak jelita grubego
Rak jelita grubego należy do najczęściej rozpoznawanych nowotworów w krajach wysoko rozwiniętych. W 2008 roku w Polsce rak jelita grubego występował na dru­giej lub trzeciej pozycji u obu płci stanowiąc u mężczyzn 10,9%, a u kobiet 11,6% zgonów na nowotwory złośliwe [42]. Dzięki endoskopii, testom na krew utajoną w kale, testom immunochemicznym, badaniu stężenia CEA (an­tygen karcinoembrionalny) oraz innym badaniom labo­ratoryjnym [33], poprawia się wykrywalność raka jelita grubego. Nadal jednak brakuje prostych i tanich testów do badań przesiewowych w kierunku raka jelita grube­go. W poszukiwaniu testów diagnostycznych nasz zespół podjął próbę wykorzystania oznaczania aktywności HEX, HEX A i HEX B w surowicy i moczu pacjentów z gruczo­lakorakiem jelita grubego oraz ze śluzotwórczym rakiem jelita grubego, jako potencjalnych markerów raka jelita grubego [32,33,36]. Stwierdziliśmy istotny wzrost stęże­nia aktywności HEX, HEX A i HEX B w surowicy krwi i moczu, aktywności swoistej HEX i jej izoenzymu HEX A oraz aktywności w przeliczeniu na kreatyninę, HEX, HEX A i HEX B w moczu (tab.1) [32,36].
Tabela 1. Zmiany w aktywności HEX i jej izoenzymów A i B u chorych w wybranych nowotworach w stosunku do osób zdrowych; * pKat/ml, ** pKat/mg białka ***, pKat/mg kreatyniny

Istotny wzrost stężenia aktywności HEX, HEX A i HEX B w surowicy krwi, HEX A w moczu i aktywności HEX, HEX A oraz HEX B w moczu w przeliczeniu na kreatyninę we wczesnej fazie rozwoju raka jelita grubego, w porów­naniu do grupy kontrolnej, wskazuje na możliwość wyko­rzystania oznaczenia aktywności egzoglikozydaz lizoso­malnych w rozpoznaniu raka jelita grubego we wczesnej fazie jego rozwoju [32].
W naszych badaniach [32,36] wykazaliśmy wysoką war­tość diagnostyczną mikrometody do oznaczenia aktywności HEX, HEX B w surowicy krwi i moczu opracowanej przez nasz zespół. Badanie aktywności egzoglikozydaz lizosomal­nych w moczu sugeruje możliwość wykorzystania w dia­gnostyce gruczolakoraka jelita grubego stężenia aktywno­ści HEX, HEX A, HEX B oraz aktywności HEX, HEX A, HEX B w przeliczeniu na kreatyninę. Oznaczenie aktyw­ności swoistych HEX i HEX A w moczu może mieć istotne zastosowanie we wczesnej diagnostyce raka jelita grubego [36]. U osób ze śluzotwórczym rakiem jelita grubego ob­serwowaliśmy istotny wzrost aktywności HEX w surowicy krwi w porównaniu do grypy kontrolnej. W moczu stwier­dziliśmy istotny wzrost aktywności HEX i HEX B, wyra­żonej jako pKat/mg kreatyniny [32]. Stężenia aktywności HEX, HEX B i aktywności w przeliczeniu na kreatyninę HEX, HEX A i HEX B były istotnie wyższe w moczu cho­rych z gruczolakorakiem w porównaniu do moczu chorych na gruczolakoraka śluzowego jelita grubego [32].
Rak trzustki
Na raka trzustki w 2008 roku w Polsce umarło z porów­nywalną częstością 5,6% kobiet i 4,3% mężczyzn [42]. Diagnostyka raka trzustki opiera się głównie na metodach obrazowych (USG i tomografia komputerowa) oraz marke­rach białkowych: CA 19-9 - nowotworowy antygen przewo­du pokarmowego, CEA - antygen rakowo-płodowy i CA 50 - węglowodanowy antygen nowotworowy [37]. Pomimo tak wielu wskaźników raka trzustki poszukiwane są nowe bardziej swoiste i czułe markery, które pozwoliłyby na wykrycie nowotworu we wczesnym etapie jego rozwoju.
W badaniu własnym, metodą spektrofotometryczną [34,35,38] stwierdziliśmy istotny wzrost stężenia aktyw­ności (pKat/ml) HEX i aktywności swoistej (pKat/mg biał­ka) HEX w surowicy krwi oraz tendencję do wzrostu aktyw­ności swoistej HEX w moczu chorych z gruczolakorakiem trzustki w porównaniu do osób zdrowych. Wyniki naszych badań [37] wskazują na istotny wzrost stężenia aktywności i aktywności swoistej HEX A przy braku istotnego wzrostu aktywności HEX B w surowicy krwi chorych z gruczolako­rakiem trzustki w porównaniu do osób zdrowych. Badając mocz chorych z gruczolakorakiem trzustki stwierdziliśmy brak istotnego wzrostu aktywności HEX B w porównaniu do moczu osób zdrowych [37]. Prowadzone przez nasz ze­spół badania wskazują na istotną wartość diagnostyczną oznaczenia aktywności HEX w surowicy krwi i moczu chorych z gruczolakorakiem trzustki [35]. Wykazaliśmy wysoką czułość i swoistość diagnostyczną oznaczenia stę­żenia aktywności HEX w surowicy krwi i moczu chorych z gruczolakorakiem trzustki [37].
Rak żołądka
W 2008 roku w Polsce rak żołądka był przyczyną 7% zgonów u mężczyzn i 5% u kobiet [42]. Badania aktywności HEX w gruczolakoraku żołądka, w porównaniu do zdrowej błony śluzowej żołądka, podjęli Gill-Martin i wsp. [15]. Wykazali oni istotnie wyższą aktywność HEX w tkance nowotworo­wej w porównaniu do aktywności w tkance zdrowej [15].
Rak nerki
Rak nerki w 2008 roku w Polsce spowodował 3% zgonów u mężczyzn i 2,2% u kobiet. Rak nerki występuje częściej u mężczyzn niż u kobiet [42]. W diagnostyce nowotworów nerek wykorzystuje się badania obrazowe jamy brzusznej (ultrasonografię, tomografię komputerową, magnetyczny rezonans jadrowy) oraz scyntygrafie. W nerce najczęściej diagnozowany jest rak jasnokomórkowy (renal cell carci­noma - RCC) [42]. RCC pochodzi z nabłonkowych komó­rek cewek krętych, które charakteryzują się dużą aktywno­ścią HEX, HEX A i HEX B [2,4]. Za pomocą wirowania różnicowego kłębuszków i kanalików nerkowych wyka­zano, że aktywność HEX w kłębuszkach jest ponad trzy­krotnie niższa, niż w kanalikach. W korze i rdzeniu nerki występują oba izoenzymy HEX, z przewagą izoenzymu A [17,21,26]. Borzym-Kluczyk i wsp. [4] wykazali meto­dami spektrofotometryczną i izoelektroogniskowania, że w tkance nerkowej zdrowej i nowotworowej, większą ak­tywność swoistą wykazuje HEX A, w porównaniu do HEX B [4]. Borzym-Kluczyk i wsp. [2] oznaczyli również ak­tywność HEX, HEX A i HEX B w surowicy krwi i mo­czu pacjentów z RCC. Oznaczyliśmy również aktywność HEX, HEX A i HEX B w surowicy krwi i moczu pacjentów z RCC [2].Zaobserwowaliśmy istotny wzrost aktywności HEX, HEX A i HEX B wsurowicy krwi i moczu chorych z RCC w porównianiu do osób zdrowych [2]. Wykazaliśmy także istotny wzrost aktywności HEX, HEX A i HEX B w surowicy krwi i moczu chorych z RCC w porównaniu do osób zdrowych [2]. Kontynuując badanie aktywności izoenzymów HEX A i HEX B za pomocą metod kolory­metrycznych i izoelektroogniskowania wykazaliśmy zbli­żoną wartość diagnostyczną obu metod.
Borzym-Kluczyk i wsp. [5] wykazali także istotny wzrost aktywności HEX w surowicy krwi i moczu chorych z ra­kiem nerki palących i niepalących papierosy w porównaniu do osób zdrowych oraz istotnie większą aktywność HEX u chorych niepalących papierosy w porównaniu do palą­cych [5]. Kontynuując badanie aktywności izoenzymów HEX A i HEX B za pomocą metod kolorymetrycznej i izo­elektroogniskowania Borzym-Kluczyk i wsp. [4] wykazali zbliżoną wartość diagnostyczną metody kolorymetrycznej i elektroogniskowania. Metoda kolorymetryczna jest meto­dą prostszą, łatwiejszą w wykonaniu i tańszą, a tym samym wygodniejszą do zastosowania przy dużej liczbie próbek.
Rak jajnika
Rak jajnika jest u kobiet pierwszą przyczyną śmiertelno­ści z powodu nowotworów narządów rodnych [31], która w 2008 roku spowodowała 6,1% zgonów u kobiet w Polsce [42]. Zachorowalność na raka jajnika wzrasta w piątej deka­dzie życia, a ryzyko zależy od wielu czynników, np.: licz­by i częstości owulacji u kobiety, przebytych ciąż, hiper­estrogenizmu, hiperandrogenizmu, otyłości, niepłodności, endometriozy, zespołu Lynch II itd. [13]. Badania gineko­logiczne i USG pozwalają na wykrycie raka jajnika zwy­kle dopiero w późnym etapie jego rozwoju. Na stosunko­wo wczesne wykrycie tego nowotworu pozwala badanie PET (pozytronowa tomografia emisyjna) oraz podwyższo­ne we krwi stężenie markerów nowotworowych: CA 19-9 oraz CA-125. Chatterjee i wsp. [6] porównywali stężenia i profile izoenzymowe β-heksozoaminidazy w zdrowym jajniku i w nabłonkowym guzie jajnika metodą koloryme­tryczną oraz chromatografii, z użyciem DEAE-celulozy. Aktywność swoista HEX była istotnie wyższa w tkance nowotworowej, niż w zdrowym jajniku i zależała od stop­nia zróżnicowania komórek nowotworowych. Wysoko zróż­nicowane guzy nowotworowe miały aktywność w zakresie porównywalnym do tkanek zdrowych, podczas gdy słabo zróżnicowane miały istotnie większą aktywność HEX niż tkanki zdrowe [6].
Rak tarczycy
Rak tarczycy jest najczęstszym nowotworem złośliwym układu dokrewnego ze stałą tendencją wzrostwą. W 2008 roku w Polsce rozpoznawano go częściej u kobiet (0,52%) w porównaniu do mężczyzn (0,15%) [42]. Zwiększona za­chorowalność na raka tarczycy związana jest ze szkodliwym działaniem promieni jonizujących i niedoborem lub nadmia­rem jodu. Do czynników zwiększonego ryzyka powstawa­nia nowotworu tarczycy należą: podeszły wiek, płeć żeńska oraz nadmierne pobudzanie tarczycy przez TSH [28,29]. Badania Zwierza i wsp. [45] wskazują na istotny wzrost stężenia i aktywności swoistej HEX A oraz tendencję do wzrostu całkowitej aktywności HEX, z jednoczesnym bra­kiem wzrostu stężenia aktywności HEX B, a nawet obni­żenie aktywności swoistej HEX B w surowicy krwi u osób z rakiem tarczycy, w porównaniu do stężenia aktywności i aktywności swoistej HEX i jej izoenzymów A i B w su­rowicy krwi zdrowych mężczyzn [45]. Istotny wzrost stę­żenia aktywności i aktywności swoistej HEX A wskazuje na zwiększony katabolizm kwaśnych glikokoniugatów (gli­kozaminoglikanów oraz glikoprotein i glikolipidów zawie­rających kwas sialowy), mimo stanu wyrównania, a tym sa­mym na nadal toczący się proces chorobowy. Brak istotnych różnic w aktywności HEX i HEX B w surowicy krwi cho­rych z rakiem tarczycy w porównaniu do osób zdrowych, sugeruje możliwość zastosowania oznaczenia aktywności HEX i HEX B w diagnostyce eutyreozy [45].
Nowotwory gruczołu ślinowego
W 2008 roku w Polsce odnotowano 0,14% zgonów zarów­no u mężczyzn jak i u kobiet z powodu nowotworu ślinian­ki przyusznej [42]. Gruczolak wielopostaciowy ślinian­ki przyusznej jest łagodnym guzem gruczołu ślinowego z tendencją do złośliwienia. Diagnostyka nowotworów ślinianek opiera się głównie na ultrasonografii i biopsji cienkoigłowej. Borzym-Kluczyk i wsp. [3] przeprowadzi­li badania aktywności HEX A i HEX B w zdrowej tkan­ce oraz gruczolaku wielopostaciowym gruczołu ślinowe­go. Do oznaczeń wykorzystali metody: kolorymetryczną i izoelektroogniskowanie. Całkowita aktywność HEX, HEX A i HEX B oznaczana spektrofotometrycznie była istotnie wyższa w gruczolaku wielopostaciowym w porównaniu do tkanek zdrowych gruczołu ślinowego. Autorzy izoelektro­ogniskowaniem wykazali obecność obu izoenzymów HEX (HEX A i HEX B) w zdrowych i nowotworowych tkankach gruczołu ślinowego. Stwierdzili oni istotny wzrost aktyw­ności HEX A i HEX B w gruczolaku wielopostaciowym, w porównaniu do tkanek zdrowych gruczołu ślinowego [3]. Bierć i wsp. [1] podjęli kolejne badania egzoglikozydaz u pacjentów z łagodnymi i złośliwymi guzami gruczołów ślinowych. Przeprowadzili je na fragmentach tkanek, su­rowicy krwi oraz ślinie, pobranych od 42 chorych z łagod­nymi i złośliwymi guzami gruczołów ślinowych. Wykazali istotny wzrost aktywności HEX i jej izoenzymów A i B w surowicy krwi oraz tkankach osób z guzem gruczołu śli­nowego, w porównaniu do osób zdrowych. Istotny wzrost aktywności HEX, HEX A oraz tendencję do wzrostu HEX B były stwierdzane w ślinie osób z guzem gruczołu ślino­wego, w odniesieniu do osób zdrowych [1].
Rak krtani
W Polsce w 2008 roku z powodu nowotworów krtani zmar­ło 2,7% mężczyzn i 0,45% kobiet [42]. Zachorowalność na raka krtani wzrasta po 45 roku życia, częściej u męż­czyzn. W diagnostyce raka krtani wykorzystywana jest la­ryngoskopia, tomografia komputerowa oraz magnetycz­ny rezonans jądrowy. Pierwsze badania aktywności HEX w nowotworze krtani przeprowadzili Olszewska i wsp. [23]. Zaobserwowali oni istotny wzrost aktywności HEX w raku krtani, w porównaniu z tkankami zdrowymi krtani [23]. Uzyskane wyniki zachęcają do dalszych badań aktyw­ności HEX, a także HEX A i HEX B w tym nowotworze.
Guzy mózgu
W Polsce w 2008 roku guzy mózgu były przyczyną 2,7% zgonów u mężczyzn i 3,3% u kobiet [42]. Nowotwory ośrodkowego układu nerwowego sprawiają wiele proble­mów zdrowotnych na całym świecie, ponieważ leczenie zarówno chirurgiczne, jak i farmakologiczne, nie jest wy­starczające. Diagnostyka nowotworów ośrodkowego ukła­du nerwowego głównie opiera się na lekarskim wywiadzie oraz badaniach neurologicznych. Do diagnostyki guzów mózgu wykorzystywane są: rezonans magnetyczny, tomo­grafia komputerowa, angiografia, PET.
Jednym z wielu badań przeprowadzonych na guzach mózgu była ocena roli egzoglikozydaz w katabolizmie glikokoniu­gatów wykonana przez Wielgata i wsp. [41]. W badaniach porównywano aktywność HEX, HEX A i HEX B, w róż­nych guzach mózgu. Stwierdzono istotnie większą aktyw­ność swoistą HEX w guzach mózgu, w porównaniu z pra­widłowymi tkankami. Najwyższą aktywność swoistą HEX i HEX B badacze zaobserwowali w guzach przerzutowych. Była ona sześciokrotnie wyższa, niż w zdrowej tkance mó­zgowej. Aktywność HEX A była istotnie większa w gwiaź­dziaku anaplastycznym, w porównaniu do innych guzów mózgu. Glejak wielopostaciowy odznaczał się najwyższą aktywnością HEX spośród guzów glejowych. Z przepro­wadzonych badań wynika, że aktywność HEX rośnie wraz ze stopniem złośliwości nowotworu [41]. Takie stwierdze­nie sugeruje możliwość wykorzystania oznaczenia aktyw­ności HEX i jej izoenzymów HEX A i HEX B jako bada­nia uzupełniającego ocenę histopatologiczną guza mózgu.
Podsumowanie
Nowotwory w Polsce stanowią drugą przyczynę umieral­ności, po chorobach układu krążenia [42]. Tak duża umie­ralność z powodu nowotworów może wynikać ze zbyt póź­nego ich wykrywania. Ze względu na to, że dotychczasowe metody leczenia nowotworów złośliwych często są niewy­starczające, stąd też ciągle poszukiwane są bardziej czułe i swoiste markery nowotworowe, które umożliwiłyby roz­poznanie nowotworu we wczesnym stadium. Jak wynika z przeglądu piśmiennictwa oraz badań własnych N-acetylo-β-D-heksozoaminidaza (HEX) może być czułym, choć nieswoistym wskaźnikiem rozwoju nowotworu, ponieważ aktywność HEX wzrasta również w przypadku innych cho­rób. W autoimmunologicznym zapaleniu wątroby, zapale­niu trzustki, boreliozowym przewlekłym zapaleniu stawów; w moczu: w wodonerczu, nefropatii cukrzycowej; w śli­nie: w cukrzycy typu I [7,11,12,20,30,40]. Wydaje się, że dopiero oznaczenie aktywności enzymatycznej HEX i jej izoenzymów A i B wraz z aktywnością innych egzogliko­zydaz lizosomalnych: β-galaktozydazy (GAL), α-fukozy­dazy (FUC) i α-mannozydazy (MAN) [33,34,37,38,45] z rutynowo oznaczanymi markerami np. raka jelita gru­bego czy trzustki [33,34,37,38,45] może poprawić efek­tywność rutynowej diagnostyki onkologicznej nowotwo­rów złośliwych. Z naszych badań wynika, że w surowicy krwi chorych z rakiem tarczycy istotnie wzrasta tylko HEX A [45]; HEX, HEX A i HEX B istotnie wzrasta w raku ner­ki [4,5], natomiast w raku trzustki istotnie wzrasta HEX i HEX A [34]. Wyniki naszych badań wskazują na istot­ną wartość diagnostyczną oceny aktywności HEX, HEX A i HEX B w surowicy krwi oraz HEX, HEX A i HEX B w moczu chorych na raka jelita grubego w przeliczeniu na kreatyninę w moczu. Wzrost aktywności HEX w porów­naniu do tkanek zdrowych zaobserwowano w tkankach na­błonkowego guza jajnika [6], gwiaździaka anaplastycznego [41], glejaka wielopostaciowego [41], nowotworów gruczo­łu ślinowego [1,3], gruczolakoraka żołądka [15] oraz raku krtani [23]. Przedstawione wyniki zachęcają do dalszych badań nad degradacją glikokoniugatów w tkankach zmie­nionych nowotworowo, aktywnością HEX, HEX A i HEX B w płynach biologicznych i prób zastosowania tego enzy­mu w badaniach przesiewowych w kierunku nowotworów złośliwych oraz wykorzystaniu w monitorowaniu leczenia nowotworów złośliwych. Argumentami przemawiającymi za możliwością wykorzystania HEX w diagnostyce prze­siewowej nowotworów są prostota i niski koszt oznacza­nia aktywności HEX metodą spektrofotometryczną, a co najważniejsze, wykorzystanie surowicy krwi, moczu lub śliny jako materiału łatwo dostępnego, często możliwego do pobrania w sposób nieinwazyjny.
PIŚMIENNICTWO
[1] Bierć M., Minarowski Ł., Woźniak Ł., Chojnowska S., Knaś M., Szajda S., Zwierz K.: The activity selected glycosidases in salivary gland tumors. Fol. Histochem. Cytobiol., 2010; 48: 471-474
[PubMed]  [Full Text PDF]  
[2] Borzym-Kluczyk M., Darewicz B., Knaś M., Szajda S.D., Sulik M., Olszewska E., Zwierz K.: The activity of N-acetyl-β-glucosaminidase and its isoenzymes in the renal tissue, serum and urine of patient with renal cancer. Współ. Onkol., 2005; 9: 287-290
[Abstract]  
[3] Borzym-Kluczyk M., Olszewska E., Radziejewska I., Lewszuk A., Zwierz K.: Isoenzymes of N-acetyl-β-hexosaminidase in human adenoma and healthy salivary glans: a preliminary study. Clin. Chem. Lab. Med., 2008; 46: 131-136
[PubMed]  
[4] Borzym-Kluczyk M., Olszewska E., Szajda S. D., Knaś M., Darewicz B., Zwierz K.: Aktywność izoenzymów A i B N-acetylo-β-heksozoaminidazy w tkance raka nerki. Współ. Onkol., 2006; 10: 502-505
[Abstract]  
[5] Borzym-Kluczyk M., Radziejewska I., Zaniewska A., Borzym-Lewszuk A., Szajda S.D., Knaś M., Zwierz K., Darewicz B.: Effect of smoking on activity of N-acetyl-β-hexosaminidase in serum and urine of renal cancer patients. Clin. Biochem., 2009; 42: 1565-1567
[PubMed]  
[6] Chatterjee S.K., Chowdhury K., Bhattacharya M., Barlow J.J.: Beta-hexosaminidase activities and isenzymes in normal human ovary and ovarian adenocarcinoma. Cancer, 1982; 49: 128-135
[PubMed]  
[7] Chmarek M., Milnerowicz H., Milnerowicz S., Nabzdyk S.: Stężenie interleukiny 6 oraz aktywność enzymów lizosomalnych: N-acetyl-β-D-glukozaminidazy i β-glukuronidazy w surowicy chorych na zapalenie trzustki. Adv. Clin. Exp. Med., 2004; 13: 961-967
[8] Czartoryska B.: Glikozydazy lizosomalne w katabolizmie glikoheteropolimerów. Postępy Biochem., 1977; 23: 229-266
[PubMed]  
[9] De Gasperi R., Gama Sosa M.A., Grebner E.E., Mansfield D., Battistini S., Sartorato E.L., Raghavan S.S., Davis J.G., Kolodny E.H.: Substitution of alanine543 with threonine at the carboxy terminal end of the β-chain is associated with thermolabile hexosaminidase B in a Jewish family of oriental ancestry. Biochem. Mol. Med., 1995; 56: 31-36
[PubMed]  
[10] Didkowska J., Wojciechowska U., Zatoński W.: Prognozy zachorowań i umieralności na nowotwory złośliwe w Polsce do 2025 roku. Centrum Onkologii Instytut im. M. Skłodowskiej-Curie, Warszawa 2009
[11] Dutkiewicz E., Knaś M., Stypułkowska A., Ferens-Sieczkowska M., Borzym-Kluczyk M., Szajda S., Zwierz K.: Activity of N-acetyl-beta-hexosaminidase and its isoenzymes in serum of patients with autoimmune hepatitis and primary biliary cirrhosis. EC Hepatol., 2006; 2: 13-17
[12] Ebisawa T., Uechi M., Hori Y., Yamano S.: Short term change of urinary N-acetyl-β-D-glucosaminidase in reduced kidney mass with renal artery ligation. J. Vet. Med. Sci., 2006; 68: 1355-1357
[PubMed]  [Full Text PDF]  
[13] Edmondson R.J., Monaghan J.M.: The epidemiology of ovarin cancer. Int. J. Gynecol. Cancer, 2001; 11: 423-429
[PubMed]  
[14] Geiger B., Arnon R.: Chemical characterization and subunit structure of human N-acetylhexosaminidases A and B. Biochemistry, 1976; 15: 3484-3493
[PubMed]  
[15] Gil-Martin E., Gil-Seijo S., Nieto-Novoa C., Fernandez-Briera A.: Elevation of acid glycosidase activities in thyroid and gastric tumors. Int. J. Biochem. Cell Biol., 1996; 28: 651-657
[PubMed]  
[16] Hanock L.W., Horwitz A.L., Cashman N.R., Antel J.A., Dawson G.: N-acetyl-β-hexosaminidase B deficiency in cultured fibroblast from a patients with progressive motor neuron disease. Biochem. Biophys. Res. Commun., 1985; 130: 1185-1192
[PubMed]  
[17] Hauser A.C., Fabrizii V., Derfler K., Balcke P.: Beta-N-acetylglucosaminidase (beta-NAG) as a parameter in the diagnosis and evaluation of primary glomerular and tubulointerstitial kidney diseases. Wien. Klin. Wochenschr., Suppl. 1991; 189: 13-16
[PubMed]  
[18] Ikonne J.U., Ellis R.B.: N-acetyl-β-D-hexosaminidase component A. Different forms in human tissues and fluids. Biochem. J., 1973; 135: 457-462
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[19] Kaback M.M.: Hexosaminidase A deficiency. W: GeneReviews, red: Pagon R.A., Bird T.D., Dolan C.R., Stephens K., Seattle 2006 (24.10.2011)
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1218/
[20] Knaś M., Kraszewska K., Szajda S.D., Zarzycki W., Dudzik D., Zwierz K.: Saliva of patients with type I diabetes: effect of smoking on activity of lysosomal exoglycosidases. Oral Dis., 2006; 12: 278-282
[PubMed]  
[21] Morita A., Numata Y., Kosugi Y., Noto A., Takeuchi N., Uchida K.: Stabilities of N-acetyl-β-D-glucosaminidase (NAG) isoenzymes in urine: adventage of NAG isoenzyme B measurement in clinical applications. Clin. Chim. Acta, 1998; 278: 35-43
[PubMed]  
[22] O'Brien J.S., Okada S., Chen A., Fillerup D.L.: Tay-Sachs disease: detection by serum hexosaminidase assay. N. Engl. J. Med., 1970; 283: 15-21
[PubMed]  
[23] Olszewska E., Borzym-Kluczyk M., Rzewnicki I., Rutkowska J., Knaś M., Rogowski M., Waniewska E., Wielgosz R.: Hexosaminidase as a new potential marker for larynx cancer. Clin. Biochem., 2009; 42: 1187-1189
[PubMed]  
[24] Ostrowska L., Zwierz K., Koniusz Z., Gindzieński A.: Rola, właściwości i znaczenie kliniczne N-acetylo-β-D-heksozoaminidazy. Postępy Hig. Med. Dośw., 1993; 47: 67-79
[PubMed]  
[25] Pott G., Chi-Boesler D., Gerlach U.: Isoenzymes of N-acetyl-β-glucosaminidase from human liver and serum: separation by electrofocusing in thin layers of polyacrylamide gel. J. Clin. Chem. Clin. Biochem., 1978; 16: 15-18
[PubMed]  
[26] Rustom R., Costigan M., Shenkin A., Bone J.M.: Proteinuria and renal tubular damage: urinary N-acetyl-β-D-glucosaminidase and isoenzymes in dissimilar renal disease. Am. J. Nephrol., 1998; 18: 179-185
[PubMed]  
[27] Sakpichaisakul K., Taeranawich P., Nitiapinyasakul A., Sirisopikun T.: Identification of Sandhoff disease in a Thai family: clinical and biochemical characterization. J. Med. Assoc. Thai., 2010; 93: 1088-1092
[PubMed]  
[28] Samuel A.M., Mehta M.N., Desai K.B.: Thyroid hormones in differentiated thyroid cancer. Clin. Nucl. Med., 1994; 19: 49-53
[PubMed]  
[29] Sherman S.I.: Thyroid carcinoma. The Lancet, 2003; 361: 501-511
[PubMed]  
[30] Skelova S., Rejtar P., Kutilek S.: Increased urinary N-acetyl-beta-D-glucosaminidase activity in children with hydronephrosis. Int. Braz. J. Urol., 2007; 33: 80-86
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  
[31] Synowiec A., Wcisło G., Bodner L., Wcisło-Szarlej K., Cieślak A., Sieluzycka J., Szczylik C.: Status genu BRCA 1 a zachorowanie na dziedziczną postać raka jajnika. Współ. Onkol., 2010; 14: 72-78
[Abstract]  
[32] Szajda S.D., Borzym-Kluczyk M., Snarska J., Puchalski Z., Zwierz K.: N-acetyl-beta-D-hexosaminidase and its isoenzymes A and B in blood serum and urine, as a potential colon cancer markers. Hepatogastroenterology, 2009; 56: 1287-1298
[PubMed]  
[33] Szajda S.D., Jankowska A., Zwierz K.: Carbohydrate markers in colon carcinoma. Dis. Markers, 2008; 25: 233-242
[PubMed]  
[34] Szajda S.D., Snarska J., Jankowska A., Puchalski Z., Zwierz K.: Isoenzymes A and B of N-acetyl-β-D-hexosaminidase in serum and urine of patients with pancreatic cancer. Hepatogastroenterology, 2008; 55: 695-698
[PubMed]  
[35] Szajda S.D., Snarska J., Kamiński F., Siedlecka K., Waszkiewicz N., Knaś M., Zwierz K.: Aktywność N-acetylo-β-D-heksozaminidazay w surowicy krwi i moczu chorych na raka trzustki. Współ. Onkol., 2006; 10: 92-95
[Abstract]  
[36] Szajda S.D., Snarska J., Puchalski Z., Zwierz K.: Lysosomal exoglycosidases in serum and urine of patients with colon adenocarcinoma. Hepatogastroenterology, 2008; 55: 921-925
[PubMed]  
[37] Szajda S.D., Waszkiewicz N., Chojnowska S., Zwierz K.: Carbohydrate markers of pancreatic cancer. Biochem. Soc. Trans., 2011; 39: 340-343
[PubMed]  
[38] Szajda S.D., Waszkiewicz N., Stypułkowska A., Dadan J., Zwierz K.: Lysosomal exoglycosidases in serum and urine of patients with pancreatic adenocarcinoma. Fol. Histochem. Cytobiol., 2010; 48: 351-357
[PubMed]  
[39] Tucker S.M., Boyd P.J., Thompson A.E., Price R.G.: Automated assay of N-acetyl-β-glucosaminidase in normal and pathological human urine. Clin. Chim. Acta, 1975; 62: 333-339
[PubMed]  
[40] Wielgat P., Pancewicz S., Hermanowska-Szpakowicz T., Kondrusik M., Zajkowska J., Grygorczuk S., Popko J., Zwierz K.: Aktywność egzoglikozydaz lizosomalnych w surowicy pacjentów z boreliozowym przewlekłym zapaleniem stawów. Przegl. Epidemiol., 2004; 58: 451-458
[PubMed]  
[41] Wielgat P., Walczuk U., Szajda S., Bień M., Zimnoch L., Mariak Z., Zwierz K.: Activity of lysosomal exoglycosidases in human gliomas. J. Neurooncol., 2006; 80: 243-249
[PubMed]  
[42] Wojciechowska U., Didkowska J., Zatoński W.: Nowotwory złośliwe w Polsce w 2008 roku. Centrum Onkologii Instytut im. M. Skłodowskiej-Curie, Warszawa 2010
[43] Zwierz K., Gindzieński A., Ostrowska L., Stankiewicz-Choroszucha B.: Metabolism of glycoconjugates in human gastric mucosa. A review. Acta Med. Hung., 1989; 46: 275-288
[PubMed]  
[44] Zwierz K., Juszkiewicz J., Arciuch L., Gindzieński A.: N-acetylo-β-D-heksozoaminidaza - enzym chorób Tay-Sachsa i Sandhoffa. Postępy Biochem., 1992; 38: 127-132
[PubMed]  
[45] Zwierz P., Szajda S.D., Snarska J., Supranowicz Z.B., Zawadzki P., Zwierz K., Kamiński F.: Stężenie hormonu tyreotropowego oraz aktywność N-acetylo-β-D-heksozoaminidazy i jej izoenzymów A i B w surowicy chorych na raka tarczycy. Pol. Merk. Lek., 2006; 125: 439-442
[PubMed]  [Full Text PDF]  
Autorzy deklarują brak potencjalnych konfliktów interesów.