Cancer and its biological basis (Council of Medical and Biological Sciences)
40 %
Organ physiology and pathophysiology (Council of Medical and Biological Sciences)
40 %
Organ physiology and pathophysiology (Council of Medical and Biological Sciences)
20 %
Ortelius classification: General pathology
Panel
Publications Panel
Department or equivalent
Dept. of Pathology and Experimental Cancer Research (Semmelweis University)
Starting date
2010-01-01
Closing date
2010-03-31
Funding (in million HUF)
0.900
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Summary in Hungarian
Normál máj mikrovaszkulatúrájának vizsgálata megmutatta, hogy az artériás rendszernek minden lebenykéhez általában egy csatlakozópontja van, mely a lebenyke alján helyezkedik el. A korróziós készítményeken az artériákból a szinuszoidokba ömlő vér piramis formájú struktúrák alakjában jelenik meg, melyeknek csúcsa a centrális véna felé mutat. Hasonló struktúrákat írtak le korábban a portális rendszer feltöltése során, amelyeket a máj mikrocirkulációs alegységeinek neveztek el (HMS, Hepatic Microcirculatory Subunit) Ennek alapján mi az általunk megfigyelt struktúrákat arteriális mikrocirkulációs alegységnek nevezzük (aHMS). A májmetasztázisokat vizsgálva azt tapasztaltuk, hogy a metasztázisok növekedésük során új erek képződése helyett a szinuszoidok fúzióját váltják ki és ezek inkorporációja során alakul ki a tumorok érhálózata, függetlenül attól, hogy a tumor milyen növekedési mintázatot mutat. A folyamatot az alábbi lépésekre bonthatjuk fel: 1/ az arteriális HMS-nek a tumor kompressziója által kiváltott torzulása, 2/ az aHMS-ek szinuszoidjainak kezdeti fuziója a tumor felszínének közelében. 3/ az aHMS szinuszoidjainak teljes fúziója, ami az aHMS alapján elhelyezkedő az arteriális rendszert határoló záróizom destrukciójához vezet, 4/ a fuzionált szinuszoidok és az arterióla inkorporációja a tumorba. 5/ az arterióla kitágulása és a metasztázis érhálózatának további fejlődése a szinuszoidok folytonos fúziója és inkorporációja révén. Adataink szerint a metasztázisok 95%-a csak a 2mm-es méret elérése után arterializálódik, de ebben eltérések mutatkoznak a tumorok növekedési mintázatának és a növekedési sebességének megfelelően. Differenciált vagy lassan növekvő tumorok később arterializálódnak, de 2,5mm-es méret felett minden metasztázis elsődlegesen artériás ellátású. Az artériák a metasztázisokba döntő részben a hilus felöl lépnek be. Az 1800μm alatti metasztázisok 85-95%-át egyetlen artéria látja el és ezek az artériák nagyrészt a metasztázis centrumában helyezkednek el. A fenti eredmények azt mutatják, hogy annak ellenére, hogy bár számos esetben kimutatták a máj szinuszoidális rendszere és a tumor vaszkulatúrája közötti közvetlen kapcsolatot, a metasztázisok nem portális ellátásúak. A szinuszodok fúziójuk következtében csak a metasztázis véredényrendszerének kialakításában játszanak szerepet az arteriális HMS-ek inváziója elengedhetetlenül már nagyon korán a metasztázisok arterializációjához vezet.
Summary
Here we present a mechanism for the development of arterial blood supply in experimental liver metastases. Before analyzing the arterialization process of experimental liver metastases we had to elucidate a few key questions regarding the blood supply of hepatic lobules in mice. The microvasculature of the mouse liver is characterized by numerous arterioportal anastomoses and arterial terminations at the base of the lobules. These terminations supply one hepatic microcirculatory subunit (HMS) per lobule, which we call an arterial hepatic microcirculatory subunit (aHMS). The process of arterialization can be divided into the following steps: 1/ distortion of the aHMS by metastasis, 2/ initial fusion of the sinusoids of the aHMS at the tumor parenchyma interface, 3/ fusion of the sinusoids located at the base of the aHMSs, leading to the disruption of the vascular sphincter (burst pipe), 4/ incorporation of the dilated artery and the fused sinusoids into the tumor. 5/ Further development of the tumor vasculature (arterial tree) by proliferation, remodeling and continuous incorporation of fused sinusoids at the tumor -parenchyma interface. This process leads to inevitable arterialization of liver metastases above the size of 2000-2500μm regardless of the origin and growth pattern of the tumor.
Final report
Results in Hungarian
A májmetasztázisokat vizsgálva azt tapasztaltuk, hogy a metasztázisok növekedésük során új erek képződése helyett a szinuszoidok fúzióját váltják ki és ezek inkorporációja során alakul ki a tumorok érhálózata. A folyamatot az alábbi lépésekre bonthatjuk fel: 1/ az arteriális HMS-nek a tumor kompressziója által kiváltott torzulása, 2/ az aHMS-ek szinuszoidjainak kezdeti fuziója a tumor felszínének közelében. 3/ az aHMS szinuszoidjainak teljes fúziója, ami az aHMS alapján elhelyezkedő az arteriális rendszert határoló záróizom destrukciójához vezet, 4/ a fuzionált szinuszoidok és az arterióla inkorporációja a tumorba. 5/ az arterióla kitágulása és a metasztázis érhálózatának további fejlődése a szinuszoidok folytonos fúziója és inkorporációja révén.
A metasztázisok elméletileg tehát egy lebenykének megfelelő méret elérése után már arterializálódnak. Adataink szerint azonban a metasztázisok 95%-a csak a 2mm-es méret elérése után arterializálódik, de ebben eltérések mutatkoznak a tumorok növekedési mintázatának és a növekedési sebességének megfelelően. Az artériák a metasztázisokba döntő részben a hilus felöl lépnek be, és ezek az artériák nagyrészt a metasztázis centrumában helyezkednek el. A szinuszodok fúziójuk következtében csak a metasztázis véredényrendszerének kialakításában játszanak szerepet az arteriális HMS-ek inváziója elengedhetetlenül már nagyon korán a metasztázisok arterializációjához vezet.
Results in English
Here we present a mechanism for the development of arterial blood supply in experimental liver metastases. Before analyzing the arterialization process of experimental liver metastases we had to elucidate a few key questions regarding the blood supply of hepatic lobules in mice. The microvasculature of the mouse liver is characterized by numerous arterioportal anastomoses and arterial terminations at the base of the lobules. These terminations supply one hepatic microcirculatory subunit (HMS) per lobule, which we call an arterial hepatic microcirculatory subunit (aHMS).
The process of arterialization can be divided into the following steps: 1/ distortion of the aHMS by metastasis, 2/ initial fusion of the sinusoids of the aHMS at the tumor parenchyma interface, 3/ fusion of the sinusoids located at the base of the aHMSs, leading to the disruption of the vascular sphincter (burst pipe), 4/ incorporation of the dilated artery and the fused sinusoids into the tumor. 5/ Further development of the tumor vasculature (arterial tree) by proliferation, remodeling and continuous incorporation of fused sinusoids at the tumor -parenchyma interface. This process leads to inevitable arterialization of liver metastases above the size of 2000-2500μm regardless of the origin and growth pattern of the tumor.
Dezső K, Bugyik E, Papp V, László V, Döme B, Tóvári J, Tímár J, Nagy P, Paku S:: Development of arterial blood supply in experimental liver metastases, Am J Pathol 175: 835-843., 2010
