Malignant human thyroid neoplasms associated with blood parasitic (haemosporidian) infection

Full Text

Злокачественные новообразования щитовидной железы человека как следствие кровепаразитарной (гемоспоридийной) инфекции

Исследования архивного цитологического материала, полученного врачами-цитологами в ходе выполнения тонкоигольной аспирационной пункционной биопсии при фолликулярном, папиллярном и медуллярном раках щитовидной железы человека, позволили выявить гемоспоридийную (кровепаразитарную) инфекцию. Гемоспоридийная инфекция выявлена в виде экзо- и интраэритроцитарной стадии развития, в тироцитах − шизогония. Экзоэритроцитарная стадия развития представлена в виде микрошизонтов в образце пункционной биопсии щитовидной железы. Кровепаразитарная инфекция, вероятно, является общей этиологией для данных патологий. Весь биопсийный материал в условиях медицинских лабораторий был окрашен по Романовскому-Гимзе. Для уточнения локализации ядер (ДНК) тироцитов и ядер (ДНК) гемоспоридийной инфекции в цитологическом материале после изучения всего массива мазков решено было окрасить (перекрасить) выборочный ряд оригинальных архивных мазков реактивом Шиффа по Фельгену. Метод окрашивания мазков по Романовскому-Гимзе является адсорбционным, что позволяет повторно использовать эти же мазки для окраски реактивом Шиффа по Фельгену, где краситель фуксин после гидролиза ДНК соляной кислотой встраивается в ДНК и окрашивает её в красно-фиолетовый (малиново-сиреневый) цвет. Специально неокрашенная протоплазма кровепаразитарной инфекции выявлялась в виде светлой полосы вокруг ядер в эритроцитах. При фолликулярном раке щитовидной железы окрашивание тироцитов по Фельгену позволило локализовать ядерную ДНК и паразитарную ДНК (ядра гемоспоридий) в виде точечных включений, кольцевых форм и диффузно распределенную в цитоплазме тироцита. Цитоплазма и ядра тироцитов вакуолизированы, ядра тироцитов при этом деформированы, уплощены и смещены к периферии клетки. Эритроциты, первоначально окрашенные эозином в оранжевый цвет, содержали ядра (ДНК) гемоспоридий. Эндоглобулярные включения в тироцитах и эритроцитах по размерам в ряде случаев случаях совпадали. При папиллярном раке щитовидной железы удалось локализовать ядерную ДНК тироцитов и паразитарную ДНК в виде точечных включений, а также диффузно распределенную в цитоплазме тироцитов. В гиперплазированной цитоплазме могут располагаться эксцентрично два и более полиморфные ядра. Микрошизонты гемоспоридий выявлены в тироцитах приядерно, а также в виде экзоэритроцитарной стадии в крови. В цитоплазме эритроцитов крови находились полиморфные ядра (ДНК) гемоспоридий красно-фиолетового цвета. При медуллярном раке щитовидной железы в гиперплазированной цитоплазме тироцитов удалось локализовать эксцентрично расположенные ядра (ДНК) тироцитов и мелкие ядра (ДНК) гемоспоридий, которые могли заполнять всё пространство тироцита. Выявлены тироциты с вакуолизированной цитоплазмой и выраженым полиморфизмом ядер. Размеры гиперплазированных ядер в несколько раз превышали размеры ядер нормальных тироцитов. Вакуоли цитоплазмы и ядер тироцитов окрашивались светлее красно-фиолетовым цветом, чем окружающие ткани, что, по всей вероятности, свидетельствует о наличии в них паразитарной ДНК. Ядерный материал гемоспоридий в эритроцитах крови представлен полиморфными ядрами, что может свидетельствовать об одновременном присутствии в крови разных видов и / или генераций возбудителя. Внутриклеточное паразитирование гемоспоридийной инфекции в тироцитах (шизогония) при трёх видах рака щитовидной железы приводит к выраженной гиперплазии цитоплазмы и её вакуолизации, вакуолизации самого ядра тироцита с последующим нарушением секреторной функции. Появляются многоядерные тироциты с незавершённым цитокинезом. Отсутствие литической гибели поражёных тироцитов, свидетельствует о способности инфекта управлять апоптозом и влиять на физиологические функции клетки. Происходит деформация ядер с уменьшением их в размере, уплощение и смещении их на периферию клетки, с высокой вероятностью возникновения мутаций и делеций ДНК пораженных клеток, достигая неопластического уровня.

Ключевые слова:

Щитовидная железа, фолликулярный рак, папиллярный рак, медуллярный рак, кровепаразитарная (гемоспоридийная) инфекция

Введение

Имеются разные предположения о причинах доброкачественных и злокачественных заболеваний щитовидной железы (ЩЖ), однако, до сих пор этиология остаётся невыясненной [37].

В Новосибирской области на 2019 г. [36] зарегистрировано 60 295 больных с патологией ЩЖ, из них 23 578 (39.1 %) имели узловую форму зоба. Рак ЩЖ был у 970 человек, что составило 4.7 % от всех узловых форм зоба. Наиболее распространенной формой рака был высокодифференцированный папиллярный рак (ПР) у 79.6 % (n=772), реже встречались фолликулярный рак (ФР) 16.8 % (n=163), медуллярный рак (МР) 3.0 % (n=29) и недифференцированный (анапластический рак) 0.6 % (n=6). В этом же году выявлено 66 новых случаев рака ЩЖ, из них у 53 был ПР, у 8 − ФР, у 5 − МР. Возраст на момент диагностики варьировал от 10 до 85 лет, при ФР – 57.1±12.6 года, при ПР в среднем составил 49.5±14.9 года, при МР – 52.5±15.8 года. При ФР радиойодтерапия проводилась в 9.8 % (n=16), у 1.2 % (n=2) были повторные курсы радиойодтерапии. При ПР метастазы в региональные лимфатические узлы и легкие были у 15.5 % (n=120), радиойодтерапия проводилась в 16.7 % (n=129), у 2.5 % (n=19) потребовались повторные курсы радиойодтерапии в связи с прогрессированием рака, таргетную терапию получали 1.9 % (n=15). Частота рака ЩЖ была выше у женщин (90,1 %). Наиболее распространенной формой являлся ПР ЩЖ (79,6 %).

Настораживающими моментами для нас при исследовании документированного врачами-цитологами архивного цитологического материала после тонкоигольной аспирационной пункционной биопсии (ТАПБ) явились описания к мазкам с одновременным присутствием в долях ЩЖ в разных сочетаниях аутоиммунного тиреоидита, кистозного образования, узлового зоба, а также ФР, ПР и МР. Невольно возник вопрос об их возможной этиологической взаимосвязи [32]. Ранее Автандилов Г.Г. (1984), Юшков П.В. с соавт. (2003) [цит. по 37], а также [64, 99, 145, 167, 174] предполагали, что фолликулярная аденома и ФР являются последовательными стадиями одного патологического процесса. Молекулярными методами исследования показано, что это одни и те же опухоли, но на разных стадиях патологического прогрессирования [91].

В литературных публикациях по злокачественным опухолям ЩЖ имеется подробное морфологическое и цитогистологическое дифференциальное описание структуры и характеристик опухолей без связи с конкретной этиологической причиной.

Результатами наших исследований [32] установлено, что причиной воспалительных и доброкачественных образований ЩЖ могут быть гемоспоридийные инфекции крови. По классификации, основанной на цитологических и ультраструктурных особенностях строения простейших и специфике паразитирования у животных, − это тип Sporozoa (Apicomplexa), отряд Hemosporidia, подкласс Piroplasmia, отряд Piroplasmida, сем. Babesiidae и сем. Theileriidae) [16].

В современном представлении: царство Eukaryota, класс Alveolata, тип Apicomplexa, подкласс Aconoidasida, отряд Piroplasmida, сем. Babesiidae и сем. Theileriidae. (http://lifemap.univ-lyon1.fr/explore.html).

Гемоспоридий из типа Apicomplexa объединяет наличие апикомплексной пластиды, или «апикопласта», вторичной эндосимбиотической органеллы, приобретенной, поглощением древним хромальвеолатом эукариотической водоросли и сохранившим пластиду водорослей как отдельную органеллу [173]. Апикопласт (нефотосинтезирующий) участвует в производстве изопреноидов, жирных кислот и биосинтезе гемма, без пластид паразиты не могут развиваться после внедрения в новую клетку [204]. Репликация апикопластной ДНК, транскрипция РНК и синтез белка являются по своей природе прокариотическими [75]. По сути, в паразите находятся две эукариотические ДНК – ядерная и митохондриальная и одна прокариотическая ДНК − апикопласта.

Babesia spp. (B. spp.) и Theileria spp. (Th. spp.) являются патогенными эукариотическими простейшими, паразитирующими в крови и ретикулоэндотелиальной системе теплокровных животных. Морфологически отличить бабезий от тейлерий в эритроцитах периферической крови при микроскопическом исследовании практически невозможно. Основным отличием этих возбудителей является первичное инфицирование разных тканей, клетками-мишенями для них являются эритроциты, эндотелий сосудов, лейкоциты, клетки паренхиматозных органов и нервной ткани [15, 32, 33, 51, 106, 128].

При бабезиозе характерным признаком является первичное развитие паразита (спорозоита) после попадания в организм хозяина в эндотелии сосудов, где происходит шизогония, с последующим инфицированием мерозоитами эритроцитов и бинарным делением [15]. Может быть прямое заражение эритроцитов спорозоитами после укуса клеща [1, 29]. После эритроцитарной стадии развития происходит инфицирование лимфоидной ткани с гиперплазией лимфоузлов и проявлением лимфомы Ходжкина [93, 203].

Цикл развития тейлерий, как было показано на животных, отличается от цикла развития бабезий стадией преэритроцитарной шизогонии во внутренних органах, богатых лимфатическими клетками и клетками ретикулоэндотелия, что приводит к инфицированию и выключению первичного механизма защиты − ретикулоэндотелиальной системы. Образовавшиеся здесь гаметоциты после шизогонии попадают в кровяное русло и внедряются в эритроциты [16, 21]. При развитии тейлерий в лимфоидной ткани (лимфоузлах) образуются макро- и микрошизонты («коховские шары» или «гранатные тела»), которые можно увидеть только при пункции лимфоузлов. Впервые их увидел Р. Кох в 1897 году в лимфоузлах у больного крупного рогатого скота. Ранее считалось, что отличительным признаком при тейлериозе является расположение делящегося трофозоита в эритроците крови в виде «мальтийского креста», однако, при паразитировании некоторых видов бабезий также отмечают внутриэритрацитарное расположение в виде «мальтийского креста» [29].

Что касается бабезий, впервые выявленных в крови травоядных и плотоядных животных, то давно показано отсутствие строгой видовой специфичности по отношению к теплокровному хозяину. Эту инфекцию стали выявлять в крови человека [27, 93, 95, 183]. Тейлерии, считавшиеся специфичными для травоядных животных, в настоящее время выявляют у плотоядных животных (собаки, лисицы) [113, 142].

Доброкачественные и злокачественные опухоли ЩЖ, по нашему мнению, – это взаимосвязанное поэтапное клиническое проявление хронической формы гемоспоридийной инфекции с вовлечением в патологический процесс последовательно всех её клеточных структур.

Предопухолевые изменения, как правило, развиваются по следующему принципу: диффузной гиперплазии, очаговой гиперплазии с образованием очагов пролиферации, доброкачественных опухолей и злокачественных опухолей [34].

Таким образом, ФР – первая стадия формирования злокачественной опухоли из неопластически трансформированных тироцитов доброкачественной опухоли вследствие внутриклеточного паразитирования в них гемоспоридийной инфекции (шизогония). Гемоспоридии (отряд. Piroplasmida: сем. Babesiidae и сем. Theileriidae) паразитируют в эритроцитах, где размножение происходит простым бинарным делением или почкованием. В клетках паренхиматозных органов, в эндотелии сосудов и клетках белой крови размножение происходит множественным бесполым размножением (шизогонией).

ФР встречается сравнительно редко – в 15 % всех злокачественных опухолей ЩЖ. Наиболее характерным признаком при цитологической диагностике является увеличение ядер в размерах, хроматин крупно-зернистый, незначительный ядерный полиморфизм, наличие ядрышек, увеличение их числа и размеров [4]. В большинстве случаев ядра округлые, полиморфизм и атипия ядер не выражены, ядра располагаются тесно, хроматин в ядрах преимущественно мелкозернистый, относительно равномерный, ядрышки чаще одиночные мономорфные с преимущественно эксцентрическим расположением в ядре [25]. Иизвестно, что ФР крайне редко метастазирует в лимфоузлы, в головной мозг, печень и кожу [145], зато гематогенные метастазы отмечают в легких, костях и кровеносных сосудах, отмечают инкапсулирование, инвазивный рост в капсулу и сосуды [37].

ПР – вторая стадия развития гемоспоридий в опухоли ЩЖ, одна из самых частых (60-80 %) злокачественных опухолей ЩЖ. Ядра тироцитов округлой и овальной формы с характерной бороздкой по длиннику, в 80 % случаев отмечают внутриядерные включения цитоплазмы, напоминающие вакуоль при жировой дистрофии клеток с наличием резкого уплотнения хроматина вокруг неё в виде гиперхромного пояса [4]. При ПР отмечается лимфоаденопатия, метастазирование в региональные лимфоузлы. Реже гематогенное метастазирование в легкие и спинной мозг. Отмечают фиброз, склероз стромы, образование кальцинатов [37].

МР – третья стадия развития гемоспоридий в опухоли с более глубоким проникновением инфекции в ЩЖ, при этом отмечают образование кальцинатов, отложение белка амилоида и в редких случаях меланина. Выявляют многоядерные и гигантские клетки и патологические митозы [37].

Для гемоспоридий отряда Piroplasmida местом шизогонии, как было показано на животных, являются эндотелий кровеносных и лимфатических сосудов, клетки паренхиматозных органов, с последующим заражением эритроцитов крови [15]. В лёгких в местах локализации колоний экзоэритроцитарной стадии развития Вabesia equi (В. equi) = Teileria equi (Th. equi) выявляли поражения в виде узлов размерами от 5 мм и более [33]. На пике гемоспоридийной инвазии во внутренних органах животных количество зараженных эритроцитов может быть высоким, в то время как в кровяном русле инфицированных эритроцитов может и не быть [31].

Наряду с эритроцитарными стадиями у бабезий, например, найдены стадии, локализующиеся внеклеточно, свободно в плазме крови. Чаще всего это округлые или неправильной формы тельца размером от 1.2 до 4.8 мкм в длину и от 1.2 до 3.0 мкм в ширину с различными по величине и форме ядрами. В некоторых из них содержатся по 2-3 ядра, сохранивших между собой перетяжку, реже встречаются 5-15 ядерные стадии, достигающие 7.7х9.9 мкм. Наибольшее число этих стадий встречается в мелких кровеносных сосудах легких, почек, сердечной мышцы, спинного мозга, печени и селезёнки. Наибольшее количество их встречается в органах, богатых кислородом [16].

У двух видов бабезий В. equi = Th. equi и Вabesia microti, начальная стадия жизненного цикла проходит в лимфоцитах и лимфоузлах с обазованием шизонтов, что приводит к выраженной гиперплазии лимфатических узлов [149, 150]. Babesia divergens (B. divergens) выявляли у пациента с лимфогранулематозом (болезнью Ходжкина) [93, 203]. Перенос экзоэритроцитарной стадии развития может быть как из лимфоузла к месту формирования опухоли, так и наоборот.

При этом объективно видимые эндоглобулярные включения в эритроцитах крови, попадающие при ТАПБ в мазки, врачи-цитологи воспринимали как нарушение технологии производства и окрашивания мазков.

Данная информация послужила основанием провести ретроспективное сравнительное микроскопическое исследование цитологического материала после ТАПБ с конкретными клиническими диагнозами (ФР, ПР и МР) с целью выяснения возможной причины этих заболеваний.

По нашему предположению, с учётом предыдущего исследования [32], появление внутриклеточной базофильной зернистости в тироцитах при разных видах карцином ЩЖ есть следствие шизогональной стадии развития гемоспоридийной инфекции крови.

Материалы и методы

В данном цитологическом исследовании мазков ТАПБ ЩЖ использован документированный врачами-цитологами архивный материал с клиническими диагнозами ФР, ПР и МР за 2007-2014 года по 20 человек для каждого вида рака, соответственно.

Весь цитологический материал, подлежащий исследованию, изначально в условиях медицинских лабораторий был окрашен красителем по Романовскому-Гимзе. Метод окрашивания мазков по Романовскому-Гимзе является адсорбционным, что позволяет повторно использовать эти же мазки для окрашивания (перекрашивания) реактивом Шиффа по Фельгену для уточнения локализации ДНК гемоспоридий в тироцитах и клетках крови. Реактив Шиффа (фуксинсернистая кислота) является характерным реактивом на альдегиды. На свойстве реактива Шиффа взаимодействовать с альдегидными группами основана реакция Фельгена. В молекуле ДНК альдегидные группы связаны, их необходимо предварительно освободить. При слабом кислотном гидролизе нуклеиновых кислот (вследствие отщепления пуринов и пиримидинов от дезоксирибозофосфата) появляются свободные альдегидные группы, образующие ярко окрашенный комплекс при взаимодействии с фуксином (реакция Фельгена). Реактив Шиффа окрашивает только ядра и хромосомы в красновато-фиолетовый цвет, цитоплазма остается совершенно неокрашенной. Реакция Фельгена указывает на присутствие ДНК, она может быть использована для констатации наличия или отсутствия ядер в клетках, их размеров, формы, местоположения, а интенсивность окрашивания может дать косвенные представления о количественных изменениях ДНК.

В процессе гидролиза ДНК в течении 8 минут в 1 н. растворе соляной кислоты при температуре 60 º С в мазках, окрашенных по Романовскому-Гимзе, основной краситель (метиленовая синь) отходил с мазков в раствор соляной кислоты, окрашивая его в синий цвет. Мазки промывали в дистиллированной воде, быстро ополаскивали в холодном 1 н. растворе соляной кислоты и переносили в реактив Шиффа на 16 часов при температуре от 0 до 4 º С (время экспозиции выбрано опытным путём). Не споласкивая, мазки последовательно помещали в три порции сернистой воды на 2 мин в каждую. Препараты промывали в дистиллированной воде по 10 мин и сушили на воздухе.

Такое перекрашивание оригинальных архивных мазков позволяет точно идентифицировать место ядерной ДНК тироцитов и ДНК возможных внутриклеточных инфекций в цитоплазме тироцитов и в эритроцитах крови. Эритроциты, первоначально окрашенные эозином, сохраняют свой цвет без изменения. Протоплазму гемоспоридий, определяемую в виде светлой полосы вокруг ядер, специально не окрашивали для контрастного восприятия ДНК в тироцитах и эритроцитах.

При рутинном цитологическом исследовании мазков после ТАПБ основное внимание обращают на структурные изменения в тироцитах и клеточном составе ткани ЩЖ, что является основным в интерпретации и постановке диагноза.

Исследования цитологических мазков проводили на микроскопе Axiostar plus (Carl Zeiss). Основное внимание обращали на внутриклеточные структуры в тироцитах и клетках крови при увеличении микроскопа в 1000 раз с иммерсией (Окуляр PL 10×/18 ∞, объектив CP-ACHROMAT 100×/1.25 oil, ∞/0.17). Фотографии делали камерой Olympus SP-310.

Результаты

В цитологическом материале ТАПБ, окрашенном по Романовскому-Гимзе, были выявлены:

− при ФР (рис. 1-4) тироциты с мелкими и крупными внутриклеточными базофильными включениями от 0.5 мкм до 3 мкм, заполняющими всю гиперплазированную цитоплазму. В мазках встречаются тироциты с вакуолизированными ядром и цитоплазмой, в которых могут присутствовать округлые включения с повышенной оптической плотностью от 2 мкм до 5 мкм подобные участкам шизогонии. Окрашивание содержимого тироцита метиленовым синим свидетельствует о кислой структуре. Ядра в гиперплазированных тироцитах могут быть смещены на периферию клетки, располагаться эксцентрично. В некоторых тироцитах присутствуют одновременно два ядра, что свидетельствует о незавершенности цитокинеза при делении клетки. Рядом с тироцитами находятся одиночные или цитоадгезированные эритроциты с эндоглобулярными включениями внутри, видна вакуолизация эритроцитов (рис. 5).

− при ПР (рис. 6-12) в тироцитах и плазме крови, окрашенных по Романовскому-Гимзе, выявлена мелкая базофильная зернистость 0.1-1.0 мкм, свидетельствующая о кислом характере структуры. В тироцитах находились множественные мелкие включения с участками повышенной оптической плотности подобной шизогонии. Заполнение базофильной зернистостью всей цитоплазмы клетки придаёт ей шаровидную форму. Базофильная зернистость в тироцитах по своей оптической плотности идентична эндоглобулярным включениям в эритроцитах. В цитоплазме тироцитов можно увидеть крупные круглые образования повышенной оптической плотности (от 5 до 10 мкм). Мелкая базофильная зернистость при микроскопии выявляется не только в цитоплазме, но и на ядрах, и внутри вакуолей ядер тироцитов. Из-за внутриклеточной базофильной зернистости цитоплазма клетки гиперплазируется, и увеличивается по сравнению с размером ядра в несколько раз. В клетках, цитоплазма которых заполнена множественными базофильными включениями, при митозе не завершается цитокинез, поэтому в тироците могут быть два и более ядер с выраженным полиморфизмом. В последующем базофильная зернистость покидает клетку, а в цитоплазме отмечается выраженная вакуолизация. Присутствие в узловых образованиях ЩЖ подобных тироцитов свидетельствует об отсутствии их литической гибели, связаной, скорее всего, с блокированием апоптоза. Деструкция цитоплазмы и ядра тироцита, естественно, снижает или тормозит его секреторную функцию. Исследование эритроцитов крови, попадающих в мазок при ТАПБ, показало наличие в эритроцитах беспигментных полиморфных эндоглобулярных включений. Эритроциты при этом цитоадгезированы и вакуолизированы, что наблюдается при кровепаразитарных (гемоспоридийных) инфекциях (рис. 13-16).

− при МР выявлены веретенообразные клетки, заполненные мелкой базофильной зернистостью размерами от 0.1 до 1.0 мкм, с высокой оптической плотностью у одного из полюсов клетки, прилегающей непосредственно к ядру тироцита. Базофильная окраска зернистости свидетельствует о наличии кислой структуры в цитоплазме клетки. Процесс компактной концентрации базофильной зернистости около ядра клетки наблюдается, как правило, при шизогонии гемоспоридийной инфекции. Базофильная зернистость в тироцитах по своей оптической плотности совпадает с эндоглобулярными включениями в эритроцитах. В цитологическом материале встречаются микрошизонты гемоспоридийной инфекции подобные таковым при тейлериозе. Наличие дву- и четырёхядерных тироцитов свидетельствует о незавершённости цитокинеза. В четырёхядерных тироцитах отмечается наличие более крупной по размерам базофильной зернистости. В двуядерных тироцитах прослеживается вакуолизация цитоплазмы и ядер, которые могут быть гиперплазированы в 3-4 раза по сравнению с нормальными тироцитами (рис. 17-23). Эритрорциты в мазках содержат полиморфные эндоглобулярные включения, отмечается выраженая цитоадгезия эритроцитов, что свойственно гемоспоридийным инфекциям (рис. 24-25).

В результате окрашивания цитологических мазков ТАПБ по Фельгену реактивом Шиффа удалось:

− при ФР локализовать ядерную ДНК тироцитов и паразитарную ДНК (ядра гемоспоридий) в виде точечных включений, кольцевых форм и диффузно распределенную в цитоплазме фиолетового или красно-фиолетового цвета. Отмечена выраженная вакуолизация ядер и цитоплазмы, ядра тироцитов при этом деформированы, уплощены и смещены к периферии клетки. В отдельных тироцитах присутствуют два ядра, что свидетельствует о незавершённости цитокинеза. Большинство эндоглобулярных включений в тироцитах и эритроцитах по размерам совпадают (рис. 26-29). Эритроциты, первоначально окрашенные эозином в оранжевый цвет, содержали ядра (ДНК) гемоспоридий красно-фиолетового цвета. Ядра гемоспоридий в эритроцитах варьировали от 0.1 до 8 мкм, мелкие ядра располагались как внутри эритроцитов, так и по периферии. Крупные ядра гемоспоридий могут занимать всё пространство эритроцита (рис. 30-32).

− при ПР локализовать ядерную ДНК тироцитов и паразитарную ДНК в виде точечных включений, диффузно распределенную в гипертрофированной цитоплазме тироцитов. В гиперплазированной цитоплазме могут распологаться эксцентрично два и более полиморфных ядер. Внутри цитоплазмы тироцитов и между эритроцитами удалось локализовать микрошизонты гемоспоридий (рис. 33-37). В эритроцитах крови при окрашивании выявили ДНК (ядра) гемоспоридий разных размеров, окрашенных в красно-фиолетовый цвет. В эритроцитах присутствуют кольцевые формы ядер гемоспоридий, а также разные полиморфные ядра от 0.1 до 8 мкм в длину, в отдельных эритроцитах находили от 1 до 16 и более ядер гемоспоридий. Отмечается выраженная цитоадгезия эритроцитов (рис. 38-41).

− при МР локализовать ядра (ДНК) в гиперплазированной цитоплазме тироцитов, расположенные чаще эксцентрично. В цитоплазме тироцитов распологаются диффузно или контурированно ядра (ДНК) гемоспоридий красно-фиолетового цвета (рис. 42-45). Вследствие паразитирования гемоспоридий в тироцитах цитоплазма гиперплазируется и увеличивается по сравнению с ядром в 10 и более раз. Цитоплазма тироцитов может быть заполнена гемоспоридийной ДНК до такого состояния, что клетки приобретают веретенообразную или шаровидную формы. Вакуоли в цитоплазме и ядре, которые были хорошо видны при окрашивании по Романовскому-Гимзе (рис. 22), при окрашивании реактивом Шиффа по Фельгену приобрели красно-фиолетовый цвет (рис. 45), что свидетельствует о наличии чужеродной ДНК в структуре ядерного материала тироцита и его цитоплазмы. Наличие чужеродной ДНК (гемоспоридийной) в ядре тироцита препятствует, вероятно, нормальному делению клеток, и ядра инфицированных тироцитов по размерам в 4 раза превосходят нормальные здоровые ядра. Энергетический метаболизм инфицированных гемоспоридиями тироцитов будет повышаться, а физиологическая функция снижаться, в связи с нарушением гемоспоридиями внутренней цитоплазматической структуры (компартментов клетки). Эритроциты, присутствующие в мазках, вакуолизированны, цитоадгезированы и заполнены ядрами гемоспоридий красно-фиолетового цвета. Выраженая цитоадгезия пораженных гемоспоридиями эритроцитов оказывает существенное влияние на локальную и общую гемодинамику (рис. 46-47).

Следовательно, внутриклеточное паразитирование гемоспоридийной инфекции в тироцитах может приводить к выраженной гиперплазии клетки, её вакуолизации после шизогонии, к ярко выраженному полиморфизму ядер и многоядерности тироцитов с их деформацией и вакуолизацией. Ядра тироцитов могут как гиперплазироваться, так и уменьшаться в размерах с последующей деградацией. Деформация ядра часто проявляется при этом в виде уменьшения его размеров, уплощения и смещения на периферию клетки (эксцентричное расположение), с высокой вероятностью возникновения мутаций и делеций ДНК пораженных клеток, достигая неопластического уровня.

Выявленная в эритроцитах крови ДНК, окрашенная по Фельгену в красно-фиолетовый цвет, однозначно свидетельствует о наличии кровепаразитарной (гемоспоридийной) инфекции. Наличие ДНК в эритроцитах без пигмента гемозоина (гемомеланина) характерно для бабезий и тейлерий. В нашем исследовании пигмент гемозоин (гемомеланин) в эритроцитах отсутствовал, что позволило исключить в образцах наличие малярийного плазмодия. Предполагаем возможное присутствие в мазках ещё неизученного вида гемоспоридий. Ядерный полиморфизм гемоспоридий в эритроцитах может свидетельствовать о разных видах и / или генерациях возбудителя. Неокрашенная специальным красителем протоплазма кровепаразитарной инфекции выявлялась виде светлой полосы вокруг ядер в эритроцитах.

Обсуждение

Рак − многофакторное и сложное заболевание. Это происходит в результате генетических и эпигенетических изменений клетки, нарушающих ее нормальное функционирование. Окружающая среда и генетический состав играют важную роль в предрасположенности к развитию болезни [77].

Большинство видов рака являются генетически нестабильными, истоки этой нестабильности и молекулярные механизмы, ответственные за индуцирование канцерогенных мутаций и перестроек, многочисленны и в некоторых случаях неясны. Разрешение и масштаб генетической нестабильности значительно различаются: от незначительных изменений последовательности, включающих замены оснований, делеции или вставки нескольких нуклеотидов, до анеуплоидии и серьезных изменений в структуре хромосом [130].

В настоящее время признаётся, что повреждение генома патогенными инфектами способствует онкогенезу, и в 20 % всех раковых заболеваний человека их считают основным фактором, инициирующим развитие рака, а некоторые инфекционные агенты классифицируют как прямые канцерогены [84, 109].

С позиции только вирусной теории не могли быть объяснены все формы злокачественного роста. По мнению исследователей, вирусный этиологический фактор был выбран в качестве основного теми, чьи научные интересы были сосредоточены на вирусах, чем на опухолях в их бесконечном разнообразии. Высказывалось мнение, что вирусная теория злокачественного роста не должна занимать доминирующего и подавляющего положения по отношению к другим теориям опухолевого роста [23].

Зильбер Л.А. (1953) считал, что в опухолевых клетках образуется белок, отличный от нормального, который представляет собой сущность злокачественного превращения» [цит. по 23].

Некоторые патогены кодируют белки, необходимые для поддержания их собственной генетической целостности (например, бактерии), тогда как другие в значительной степени зависят от механизмов хозяина (например, вирусы). Патогены воздействуют на геномы клетки-хозяина напрямую через генотоксины и онкопротеины, которые вызывают изменения клеточной ДНК и нарушают механизмы репарации ДНК. Секретируемые бактериальные белки могут напрямую изменять структуру хроматина хозяина и способствовать эффективной внутриклеточной репликации путем подавления экспрессии генов хозяина [172], что также может вызывать повреждение ДНК. Многие бактерии и паразиты продуцируют секретируемые факторы, которые проникают в ядра инфицированных клеток и вмешиваются в регуляцию хроматина [52, 53].

Инфекционные патогены могут влиять на клеточные функции, которые представляют собой типичные признаки рака, включая стимулирование пролиферативного роста, уклонение от подавления роста и предотвращение апоптоза, а также на новые признаки, такие как изменение клеточного энергетического обмена и предотвращение иммунного разрушения [105, 151]. Они могут действовать как прямые канцерогены или могут косвенно способствовать онкогенезу за счет индукции хронического воспаления, что приводит либо к локализованным мутационным изменениям, либо глобальным хромосомным дефектам, которые являются особенностями геномного ландшафта рака [202].

По теории Вирхова полиэтиологизм неоплазий связан с полиэтиологическим процессом воспаления. Факторами риска для рака являются хронические пролиферативные воспалительные процессы [11]. Хроническое воспаление, можно рассматривать как аберрантную и длительную форму защитной реакции на потерю гомеостаза тканей [92]. Оно может длиться долго и не обязательно быть предшественником туморогенеза. Для перехода в туморогенез необходимы определённые условия и причины, которыми могут быть зоонозные (неизвестные для гуманитарной медицины) и зооантропонозные недиагностируемые массово инфекции крови.

Если онкогенный потенциал у вирусов хорошо изучен и изучается в настоящее время для многих бактерий [59, 129, 176, 205], то гипотеза о потенциальном вкладе внутриклеточных эукариотических паразитов в число случаев рака до сих пор в значительной степени игнорировалась [77] или воспринималась медицинским и научным сообществом с большой долей скептицизма.

Эпидемиологические и клинические наблюдения показывают, что внутриклеточные эукариотические простейшие (тип Apicomplexa − возбудители Babesia, Cryptosporidium и Theileria) вызывают заболевания животных и человека, и могут быть связаны с различными видами рака, трансформируя клетки хозяев в раковые [41, 49, 72, 80, 108, 115, 120, 139, 169, 187, 189, 194], в то время как Plasmodium (из этого же типа) эпидемиологически был связан с «поясом африканских лимфом». Малярийного плазмодия связывают с развитием эндемичной лимфомы Беркитта. Считают, что Plasmodium falciparum может нарушать функцию иммунной системы у маленьких детей, увеличивая пул B-клеток, и реактивируя латентный вирус Эпштейн-Барра [61, 118, 135, 160]. Лимфома Беркитта − рак, поражающий В-лимфоциты. Когда малярия была искоренена в ряде стран Африканского континента, лимфома Беркитта полностью исчезла. И наоборот, когда программа ликвидации малярии была остановлена, наблюдались новые случаи лимфомы Беркитта. Лимфома Беркитта характеризуется реципрокной транслокацией протоонкогена c-Myc на хромосоме 8 и одного из генов тяжелой или легкой цепей иммуноглобулина G на хромосомах 14, 2 или 22 [62]. Вирус Эпштейна – Барра (EBV) может способствовать мутации генов-супрессоров опухолей, а малярийный плазмодий вызывает хромосомную нестабильность, создавая синергию, необходимую для появления эндемичной лимфомы Беркитта [77, 170, 175].

Эукариот Toxoplasma gondii (T. gondii) из типа Apicomplexa был связан, как считают, с некоторыми аденомами, лимфомами, карциномами: мозга, прямой кишки, желудка, носоглотки, гепатоцеллюлярной карциномы и лейкемией [69, 116, 159, 196, 210]. Имеются данные о том, что паразиты Theileria и другие Sporozoa (Apicomplexa), такие как Cryptosporidium и Toxoplasma, влияют на целостность ДНК клетки-хозяина [202].

Наиболее четкие прямые связи между одноклеточными простейшими и туморогенезом прослеживаются у таких представителей типа Apicomplexa, как: Theileria annulata (Th. annulata), Theileria parva (Th. parva) и Cryptosporidium parvum (Cr. parvum).

Некоторые виды тейлерий способны трансформировать инфицированную клетку-хозяина (лейкоциты) и вызывать неконтролируемую пролиферацию. Таким образом, Th. annulata и Th. parva вызывают лимфопролиферативное заболевание  крупного рогатого скота, они дедифференцируют и стимулируют деление инфицированных миелоидных клеток, что приводит к образованию опухолей с метастатическим / инвазивным потенциалом по механизму, связанному с ингибированием апоптоза [88]. Трансформация включает паразитарно-зависимые нарушения путей передачи сигнала лейкоцитов, которые регулируют апоптоз, деление и экспрессию генов, и имеются данные о транслокации ДНК-связывающих белков Theileria в ядро клетки-хозяина. Описаны сигнальные пути клетки-хозяина, которые способствуют трансформации, включая активацию онкогенов c-Jun и Myc [76, 180]. Тейлерии – эукаритические организмы, способные трансформировать другие эукаритические клетки. Поры мембран шизонта Theileria и ядра клетки-хозяина плотно прилегают друг к другу, что позволяет паразиту секретируемыми белками влиять на геном инфицированной клетки [112]. Тейлерии обладают регуляторной способностью вызывать повсеместные изменения экспрессии генов клеток-хозяев сложным и в значительной степени необратимым образом, то есть демонстрируют необратимую реконфигурацию экспрессии генов клеток-хозяев [120].

Клеточная трансформация, индуцированная паразитом Theileria, сопровождается модуляцией ферментов, модифицирующих гистоны хозяина, к таким относится метилтрансфераза H3K4 SMYD3, которая способствует трансформированным и метастатическим фенотипам [81].

Виды Cryptosporidium − апикомплексные простейшие, обитающие во всем мире. Эти паразиты представляют большой риск для здоровья человека и животных. Инфекция вызывает диарею, индуцирует развитие неоплазии желудочно-кишечного тракта и образование аденомы в кишечнике у людей и лабораторных животных. Cr. parvum способна активировать путь NF-κB, предотвращая индукцию гибели клеток сразу после заражения. Предотвращение апоптоза, вероятно, необходимо паразиту для стабилизации клетки-хозяина на достаточно длительный срок, позволяющий завершить свой жизненный цикл. Устойчивость к апоптозу может быть важным шагом на пути развития злокачественного новообразования. Аденомы с интраэпителиальной неоплазией низкой или высокой степени, связанные с многочисленными стадиями жизни Cr. parvum, наблюдали в различных областях пищеварительного тракта, включая желудок, двенадцатиперстную кишку и илеоцекальную область [49, 50, 70, 71, 72, 187, 188, 189].

Бабезии (Babesia) из типа Apicomplexa были выявлены при лимфоме Ходжкина [93, 203], при хроническом паразитоносительстве вызывают у животных аналогичные изменения картины крови, что и при лейкозе [28].

Инфекционные агенты развивают сложные механизмы взаимодействия с путями клетки-хозяина, подчиняя и контролируя генетический и эпигенетический механизмы, чтобы изменить фенотипические состояния [139]. Внутриклеточные эукариотические паразиты захватывают клеточные пути, чтобы манипулировать эпигеномом клетки-хозяина, клеточными механизмами, сигнальными путями и эпигенетическими программами и метками, такими как метилирование и ацетилирование, для собственной выгоды. Они могут преодолевать клеточные барьеры и использовать сигнальные пути для защиты инфицированной клетки от иммунитета хозяина. Развитие опухолей может начинаться с хронического воспаления, вызванного эукаритическими внутриклеточными паразитами (гемоспоридиями), которые, проникая в клетку, подчиняют и контролируют клеточный аппарат хозяина для собственных биологических потребностей, активируя онкогены и инактивируя гены супрессоры опухолей [77]. Таким образом, эукариотические паразиты способны воспроизводить определенные механизмы туморогенеза, приводя к раку, в качестве моноинфекции, либо комбинированной (ассоциированной) инфекции в совокупности с факторами окружающей среды. Синергизм патогенного вирусно-бактериально-протозойного микробиоценоза может существенно ускорять онкогенез и усугублять его клиническое течение.

При злокачественных опухолях ЩЖ общими клиническими признаками являются локальное прогрессирующее увеличение объёма какого-то участка органа за счёт роста числа клеток в нём и гематогенное метастазирование: ФР – в легкие, кости, кровеносные сосуды, редко в лимфоузлы; ПР – в лимфоузлы, реже в легкие и спинной мозг, и появление кальцинатов (псаммомных телец) при ПР и МР [37].

При исследовании документированного врачами-цитологами архивного цитологического материала при ТАПБ мы отмечали в описаниях к мазкам одновременное присутствие в долях ЩЖ в разных сочетаниях аутоиммунного тиреоидита, кисты, узлового зоба, а также ФР, ПР и МР, что невольно подтверждает высказывания Вирхова [цит. по 11] о первичности воспалительного процесса в онкогенезе и свидетельствует о возможной общей этиологической взаимосвязи [32].

Основной интегрирующей тканью в организме человека является кровь, на которую врачи-цитологи при исследовании мазков, к сожалению,  меньше всего обращают внимание. При этом объективно видимые эндоглобулярные включения в эритроцитах крови, попадающих при ТАПБ в мазок при разных видах раков ЩЖ, воспринимают как нарушения в технологии приготовления или окрашивания мазков. По результатам нашего исследования выявленые эндоглобулярные включения в эритроцитах являются гемоспоридийной (кровепаразитарной) инфекцией крови.

Гемоспоридийная инфекция может протекать как моноинфекция, так и с одновременным паразитированием нескольких видов гемоспоридий, относящихся к одному или разным родам в виде смешанных инвазий [16, 29]. Марков А.А. (1946) заметил, что при одновременном паразитировании нескольких штаммов гемоспоридий их патогенные свойства проявляются последовательно, а не одновременно, один возбудитель развивается, а другие в это время остаются латентными [цит. по 21]. Данное явление может вносить существенное разнообразие в проявление клинической манифестации и течение заболевания. При ультраструктурном исследовании в цитоплазме трофозоитов и мерозоитов Nuttallia musculi Muratov (Piroplasmida) обнаружены тела, по своей структуре очень похожие на бактерий [17]. Таким образом, паразитирование эукариотических простейших (гемоспоридий), в протоплазме которых могут персистировать неизвестные для гуманитарной медицины патогенные вирусы и бактерии, может существенно осложнять течение онкологического заболевания.

При гемоспоридийной инфекции бабезиозе (пироплазмозе) у животных выделяют две формы заболевания – острую и хроническую [7]. Если острая форма заболевания у животного не вызывает сомнений при постановке диагноза, то хроническое течении заболевания диагностируется крайне редко. Часто симптомы при хронической форме гемоспоридийной инфекции у собак ошибочно интерпретируют как признаки онкологического заболевания [8].

Огромное видовое разнообразие патогенных гемоспоридий с различной вирулентностью и индивидуальной избирательной тропностью к органам и тканям, с возможностью одновременного микст-паразитирования в разных сочетаниях и отсутствием строгой видовой специфичности по отношению к теплокровному хозяину может провоцировать неспецифическую клиническую манифестацию, свойственную другим заболеваниям, что затрудняет раннюю диагностику и своевременное лечение пациентов.

На примере собак был показан полиморфизм клинических симптомов и  тяжесть течения бабезиоза (пироплазмоза), вызванного Babesia canis (B. canis), Babesia gibsoni (B. gibsoni), Th. annae=Babesia vulpes sp. nov. (B. vulpes sp. nov.) и Babesia conradae (B. conradae), от умеренного до тяжелого в зависимости от индивидуальных и породных особенностей животных [122, 142]. В экперименте у собак в Ростовской области выявлено методом ПЦР моноинфицирование B. canis, а также одновременная микст-инвазия B. canis и Babesia vogeli (B. vogeli). В остальных случаях идентифицировать вид бабезий не удалось [14].

Как было отмечено ранее, на один клинический случай бабезиоза (пироплазмоза) у людей, приходятся сотни случаев бессимптомного паразитоносительства [163]. Появление клинических симптомов – это вопрос времени и накопления критической массы паразитов для конкретного биологического объекта. Гемоспоридийная инфекция может протекать, судя по морфологическим различиям возбудителей, как моно-, так и ассоциированная инфекция. В теле теплокровного хозяина гемоспоридии могут паразитировать в эритроцитах, размножение простым бинарным делением каждые 6-8 часов [42, 156], или почкованием с последующим выходом мерозоитов в плазму, множественным делением в паренхиматозных органах, эндотелии сосудов и клетках белой крови (шизогония). Диссеминирование по организму происходит посредством зараженных эритроцитов, свободно плавающих в крови мерозоитов и внеэритроцитарных форм развития гемоспоридий.

Как было показано на животных, развитие гемоспоридий Babesia ovis (B. ovis) в крови овец  приводит к нарушению окислительно-восстановительных процессов [31]. При исследовании окислительного повреждения эритроцитов собак, инфицированных B. gibsoni, было установлено, что инфицированные животные с высоким уровнем паразитемии имели значительное увеличение концентрации метгемоглобина (metHb) и малонового диальдегида (MDA) в эритроцитах по сравнению с таковыми у неинфицированных собак. Эти результаты показали, что окислительное повреждение эритроцитов было вызвано размножением B. gibsoni, и что неинфицированные эритроциты  также подвергались окислительному стрессу при заражении [155]. Так же более высокие уровни метгемоглобина в моче были обнаружены у собак при естественном заражении B. сanis [131]. Что касается малонового диальдегида, то он является естественным продуктом перекисного окисления липидов и биосинтеза простагландинов, являясь при этом мутагенным и канцерогенным. Он способен реагировать с ДНК, образуя ДНК - аддукты, в первую очередь мутагенный M₁G, который, по-видимому, является основным эндогенным аддуктом ДНК, и может вносить значительный вклад в канцерогенез у людей [137, 138].

При паразитировании гемоспоридийной инфекции отмечают повышение газового и энергетического обменов, при этом коэффициент утилизации кислорода на высоте инвазии снижается [31], вполне вероятно, из-за метгемоглобина в эритроцитах, который образуется в процессе паразитирования гемоспоридий [155]. Изменяется пластичность инфицированных эритроцитов, и они плохо проникают в мелкие сосуды и капилляры [60]. Цитоадгезия поражённых гемоспоридиями эритроцитов в мелких сосудах, обусловленая выбросом ими на мембраны эритроцитов цитоадгезивных лигандов, приводит к нарушению микроциркуляции в тканях [161].

Schuberg, Reichenow (1912) на примере B. canis считали, что развитие паразитов может происходить в агглютинированных эритроцитах, которые закупоривают поверхностные капилляры. Kinoshita (1907) полагал, что поражённые паразитами эритроциты агглютинируют в количестве от 5 до 20, вызывая эмболию капилляров [цит. по 16].

Паразитированием гемоспоридийной инфекции, по сути, объясняется развитие оксидативного стресса, наличие метгемоглобина и появление малонового диальдегида, вызывающего мутационные процессы в клетках [137]. Оксидативный стресс – нарушение обмена веществ и энергии, накопление активных повреждающих агентов (свободных радикалов, прооксидантов, активных форм кислорода (АФК)), инициирующих повреждение клеток и ведущих к развитию различных патологических состояний.

Длительное отсутствие кислорода (гипоксия) нарушает работу митохондрий и делает их неспособными к тканевому дыханию. На начальном этапе, при кислородном голодании любой этиологии в митохондриях снижается скорость аэробного окисления и окислительного фосфорилирования. Это ведёт к понижению количества аденозинтрифосфата (АТФ) и возрастанию содержания аденозиндифосфата (АДФ) и аденозинмонофосфата (АМФ). Уменьшается коэффициент АТФ/АДФ+АМФ, снижаются функциональные возможности клетки. При низком соотношении АТФ/АДФ+АМФ активизируется фермент фосфофруктокиназа (ФФК). Это позволяет резко увеличить пропускную способность реакций анаэробного гликолиза. Клетка расходует гликоген, обеспечивая себя энергией за счёт бескислородного распада глюкозы. В последующем происходит адаптация к гипоксии и поставка энергии стабилизируется. Сопровождается адаптация истощением запасов гликогена в клетке. На системном уровне в организме гипоксия провоцирует стресс и гормоны стресса – катехоламины и глюкокортикоиды – усиливают гликолиз, гликогенолиз, глюконеогенез и транспорт экзогенной глюкозы в наиболее жизненно важные органы и ткани. Конечным продуктом гликолиза является молочная кислота. Острая гипоксия создаёт условия, когда содержание лактата и свободного фосфата в клетках (и крови) значительно возрастает. Это вызывает в клетке ацидоз, и pH цитоплазмы понижается. Считается, что ацидоз, сам по себе, не разрушает клеточных мембран и его рассматривают в качестве защитной реакции клетки, т.к. снижение pH оказывает стабилизирующее действие на клеточные мембраны. Усиленное освобождение лактата при гипоксии даёт метаболический лактацидоз. Но наиболее значимым для клетки является влияние ацидоза на ФФК. В зрелых клетках ФФК – кислотоугнетаемый фермент. Это лимитирует адаптацию: гипоксия усиливает гликолиз, гликолиз порождает ацидоз, ацидоз тормозит гликолиз. В этой стадии гипоксии в клетке формируется настоящий дефицит АТФ, поскольку аэробный механизм не работает из-за кислородного дефицита, а анаэробный – из-за ацидоза. В таком случае гомеорез сохраняется на новом стабильно-динамическом уровне, что приводит к клеточной адаптации. Результатом является увеличение размера клетки и числа функционирующих структур в ней – то есть адаптация в форме гипертрофии. При этом может увеличиваться масса клетки, внутриклеточное увеличение числа митохондрий, других исполнительных элементов, полиплоидизация клеточных ядер [10].

В последнее время выявлена роль эпигенетических процессов в дерегулировании ферментативных активностей во время гликолиза, что в конечном итоге способствует возникновению опухолевого генеза. Эпигенетические модификации представляют собой механизмы, которые модулируют экспрессию гена без изменений в исходной последовательности ДНК. Подобно изменениям последовательности ДНК, эпигенетические изменения способствуют возникновению и прогрессированию опухолевого генеза. Выработка ключевых гликолитических ферментов меняется, что приводит к усилению метаболизма глюкозы в опухолевых клетках. Митохондрии являются основным источником производства АФК, вызывающих мутации в мтДНК. Мутации, обусловленные воздействием АФК, нарушают функции митохондрий и снижают синтез АТФ, что облегчает пролиферацию раковых клеток [101, 195, 201]. Большинство раковых клеток, вероятно, эволюционировали, чтобы использовать гликолиз, пентозофосфатный путь и митохондриальный метаболизм для обеспечения необходимыми ресурсами быстро пролиферирующих клеток. Основная роль аэробного гликолиза в раковых клетках, вероятно, будет обеспечивать гликолитические промежуточные соединения пентозофосфатного пути для синтеза нуклеотидов и фосфолипидов, в то время как образование гликолитического АТФ, вероятно, имеет важное значение для выживания в условиях гипоксии. Цикл ТЦА (TCA – цикл Кребса), подпитываемый глутамином, приводит к образованию АТФ, АФК, НАДФН, аминокислот, нуклеотидов и липидов [201].

Характерной чертой растущих опухолевых клеток, по теории Отто Варбурга [цит. по 195, 201] является их повышенная скорость гликолиза и снижение окислительного дыхания, при достаточном поступлении кислорода. Теория о происхождении рака постулирует, что опухолевые клетки имеют дефекты митохондриального окислительного фосфорилирования и, следовательно, полагаются на высокий уровень аэробного гликолиза как основного источника АТФ, способствующего клеточной пролиферации (эффект Варбурга), в этом проявляется отличие от нормальных клеток, которые используют окислительное фосфорилирование для роста и развития. Гликолиз обеспечивает не только энергией, но и основными предшественниками углерода, необходимыми для синтеза нуклеиновых кислот, фосфолипидов, жирных кислот, холестерина и порфиринов [166]. Сохраняя свою способность к дыханию, опухоли «становятся более паразитическими», увеличивая свою способность метаболизировать глюкозу из окружающей их среды. За счёт оттока молочной кислоты и протонов опухоль создаёт «ядовитую» среду для окружающих нормальных тканей, что, скорее всего, способствует появлению «зоны смерти» вокруг опухоли, в которую она может медленно вторгаться [141]. Митохондриям принадлежит роль в регуляции гибели клеток, а большинство опухолевых клеток устойчивы к апоптозу [101].

Однако, в отличие от первоначальной гипотезы Варбурга, поврежденные митохондрии не являются причиной аэробного гликолиза, проявляющегося в большинстве опухолевых клеток. Большинство опухолевых митохондрий не дефектны в своей способности осуществлять окислительное фосфорилирование. Вместо этого в пролиферирующих клетках митохондриальный метаболизм перепрограммируется для решения задач макромолекулярного синтеза. Эта возможность никогда не рассматривалась Варбургом и его современниками [199].

Вполне вероятно, что появление «эффекта Варбурга» − активация гликолиза и превращение нормальных клеток в раковые, принадлежит митохондриям гемоспоридий при внутриклеточном паразитировании (шизогонии). В одном лимфоците при шизогонии может быть 150-200 ядер тейлерий [29].

Как было отмечено ранее, внутриклеточное хроническое персистирование возбудителей болезней, объясняется способностью патогена управлять процессом запрограммированной гибели клеток (апоптозом), направленное на поддержание жизни клетки, а, следовательно, на выживание возбудителя, что связывают с большинством заболеваний и в первую очередь, с аутоиммунными, онкологическими, нейротрофическими заболеваниями и некоторыми болезнями крови [13].

Клетками-мишенями для эукариотических паразитов, таких как  Plasmodium являются гепатоциты и эритроциты, тогда как для Th. spp. и B. spp. − лейкоциты, эритроциты, эндотелий сосудов, клетки паренхиматозных органов и нервной ткани [15, 32, 33, 51, 106, 128]. Toxoplasma spp. могут выжить во всех типах ядерных клеток [128].

Тейлерии (гемоспоридии типа Apicomplexa) − паразиты крупного рогатого скота, овец, коз, лошадей и северных оленей, передаваемые клещами и кровососущими насекомыми. Патогенез тейлерий обусловлен внедрением возбудителя сначала в ретикулоэндотелиальную систему, а затем и в эритроциты. На месте внедрения развивается лимфаденит. Размножение тейлерий в кроветворных органах ведёт к разносторонним и глубоким нарушениям в организме, болезненный процесс становится генерализованным. При размножении тейлерий в кроветворных органах тормозится эритропоэз и одновременно идёт разрушение эритроцитов вследствие паразитирования в них тейлерий, в организме отмечается анемия. Нарушаются газовый и белковый обмены, развивается стойкая гипоксия. В местах скопления шизонтов повреждаются стенки сосудов, появляются гранулоподобные образования и на их месте позже язвы [1]. Бабезии в свою очередь изначально заражают эритроциты, а только потом все остальные органы и ткани, в том числе и лимфоузлы. На пике инвазии гемоспоридий в кровяном русле может не быть, в то время как зараженность эритроцитов в сосудах внутренних органах может быть высокой [31].

Для воспроизведения «эффекта Варбурга» была использована модель превращения нормальных клеток в раковые, на примере лейкоцитов крупного рогатого скота, инфицированных и трансформированных гемоспоридийным эукариотическим внутриклеточным паразитом рода Theileria. Тейлерии заражают лейкоциты и превращают их в инвазивные клетки подобно раковым клеткам в лимфопролиферативном заболевании. Внутри лейкоцитов хозяина гемоспоридийная инфекция прямо или косвенно вызывает повышенную выработку активных форм кислорода (АФК). Это увеличение окислительного стресса связано со стабилизацией и активацией индуцируемого гипоксией фактора 1α (HIF1α), который играет ключевую роль в установлении / поддержании эффекта Варбурга при различных видах рака. Основной сдвиг в потреблении клеточной глюкозы может быть следствием увеличения потребности в питательных веществах внутриклеточного паразита. Сдвиг в метаболизме глюкозы представляет собой эффективный способ в обеспечении питательными веществами (например, для синтеза нуклеотидов и липидов), которые необходимы для пролиферации и поддержания жизнедеятельности тейлерий в клетке-хозяине. Таким образом, метаболические потребности внутриклеточного паразита могут привести к метаболическому перепрограммированию клетки-хозяина. Исследования показали, что тейлерии могут секретировать белки в компартменты клетки организма хозяина, которые изменяют метаболизм глюкозы посредством регуляции HIF1α, тем самым непосредственно воздействуя на процессы метаболического гомеостаза [147].

Th. annulata, Th. parva, Theileria leostoquardi (Th. leostoquardi) и Theileria taurotragii (Th. taurotragii) инфицируют лейкоциты, дедифференцирует клетки макроорганизма, превращая фенотипы клеток в характерные для некоторых видов рака, с иммортализацией, гиперпролиферацией и диссеминацией. Они подчиняют себе молекулярные пути, которые контролируют фундаментальные клеточные процессы, изменяют профиль экспрессии генов и модулируют пути, которые регулируют пролиферацию лейкоцитов, апоптоз и деление [79, 182, 194]. Th. parva трансформирует бычьи B и T-лимфоциты, и Th. annulata − макрофаги, дендритные клетки и B клетки. Трансформация клеток в обоих случаях осуществляется на стадии макрошизонта [185].

Трансформация фенотипа клетки организма хозяина, индуцированная тейлериями, характеризуется сильным перепрограммированием сигнальных путей, а также эпигенетическими механизмами и обнаруживает сходство с другими потенциально онкогенными эукариотами типа Apicomplexa такими как: Babesia, Eimeria, Plasmodium и Toxoplasma spp., представляющими серьёзную опасность для человека, домашних и с/х животных [78, 181, 194].

В отличие от многих Sporozoa (тип Apicomplexa), тейлерии находятся не внутри паразитоформной вакуоли, а в цитозоле инфицированной клетки. Во время митоза инфицированных клеток шизонты тейлерий связываются с митотическим веретеном клетки теплокровного хозяина, обеспечивая сегрегацию в обе дочерние клетки с большой эффективностью для поддержания скорости инфицирования. Митотическое деление Th. annulata происходит следующим образом: в профазе ядрышки «гранатного тела» (тканевой стадии развития паразита) или «коховского шара» обнаруживаются в цитоплазме около хромосом. В метафазе паразит почти неизменно лежит между хромосомами, нарушая симметрию экваториальной пластинки. В анафазе «гранатное тело» обычно вытягивается и образует по своей форме цепочку, состоящую из расположенных в цитоплазме ядрышек. Образовавшиеся цепочки (их может быть одна, две и более в зависимости от количества «гранатных тел» в клетке) распологаются вдоль митотического веретена. В телофазе «гранатное тело» растягивается в связи с делением клетки, но всё ещё существует как одно целое. Иногда цепь разрывается в одном месте, обычно около середины. В стадии завершения цитокинеза наступает полное разделение клетки и «гранатного тела». Таким образом происходит увеличение числа лимфоцитов, инфицированных «гранатными телами» [29]. Поскольку жизнедеятельность паразита и клетки организма хозяина тесно связаны, у некоторых видов тейлерий (Th. parva и Th. annulata), появились механизмы, способствующие необратимой трансформации фенотипа инфицированных клеток хозяина [120, 182].

Как для тейлерий, так и для токсоплазм активация ядерного фактора - транскрипционного фактора-κB (NF-κB), по-видимому, имеет решающее значение для защиты инфицированных клеток от апоптоза [111, 128, 165]. Активация NF-κB в инфицированных трансформированных клетках, как известно, опосредуется мобилизацией мультисубъединичной киназы IκB (IKK) в большие активированные фокусы на поверхности специфической стадии паразита (трансформирующегося шизонта) и подавляляется при дифференцировке в стадию нетрансформирующего мерозоита. Это указывает на то, что паразит, по-видимому, обходит обычные пути, которые связывают стимуляцию поверхностных рецепторов с активацией IKK [111].

Тейлерии секретирует белки, которые содержат AT − богатые ДНК-связывающие домены (мотивы AT hook), которые локализуются в ядре клетки-хозяина на разных уровнях во время инфекции и обладают способностью модулировать фенотип инфицированной клетки, контролировать деление клеток-хозяина и апоптоз. Полипептиды, выполняющие роль АТ hook, присутствуют в геномах T. gondii и P. falciparum, и указывают на то, что белки AT hook консервативны среди членов типа Apicomplexa [128, 181, 190, 191, 192].

Внутриклеточные гемоспоридийные паразиты тейлерии, находясь в цитоплазме клетки-хозяина, функционально перестраивают клетку, управляя её физиологическими и биохимическими механизмами жизнедеятельности для обеспечения благоприятной среды для паразитирования. Тейлерии внутри лейкоцитов хозяина прямо или косвенно вызывают повышенную выработку АФК. Это увеличение окислительного стресса связано со стабилизацией и активацией HIF1α (индуцируемого гипоксией фактора 1α), который играет ключевую роль в установлении / поддержании эффекта Варбурга при различных видах рака [178].

АФК − свободные радикалы, перооксиданты, представляют собой молекулярные частицы, обладающие высокой реакционной способностью, которая заключается в повреждении белков, нуклеиновых кислот и липидов биологических мембран клеток. Формирование свободных радикалов – важный защитный механизм, лежащий в основе неспецифического иммунитета [20].

Появление АФК в клетках, может быть и как компенсаторный механизм получения кислорода тейлериями (аэробы), необходимый им для биохимических реакций в период шизогонии (активного деления) в паренхиматозных или других клетках при гипоксии.

Адаптация раковых клеток к их микросреде − важная движущая сила в клональном отборе, который приводит к инвазивным и метастатическим заболеваниям. Концентрация кислорода заметно снижается при многих раковых заболеваниях человека по сравнению с нормальной тканью и является основным механизмом, опосредующим адаптивные реакции на сниженный уровень кислорода (гипоксию) − это регуляция транскрипции индуцируемым гипоксией фактором 1 (HIF1). Активация HIF1α важна для поддержания энергетического гомеостаза и углеводного обмена при низкой концентрации кислорода. Помимо регуляции энергетического гомеостаза в опухолевых клетках HIF-1α повышает клеточную адгезию к эндотелиальным клеткам. Адгезия раковых клеток к эндотелиальным клеткам, опосредованная селектинами и их углеводными лигандами, по всей вероятности, играет важную роль в метастазировании рака и васкулогенезе, связаном с прогрессированием опухоли. HIF непосредственно участвуют в стимулировании ангиогенеза опухоли, запуская транскрипцию фактора роста эндотелия сосудов для преодоления гипоксической среды. Таким образом, показана роль HIF1α в метастазировании опухолевых клеток, адгезии, ангиогенезе и росте опухолей [123, 195].

Тейлерии являются прототрофными только для трех аминокислот, остальные они получают при паразитировании [75]. В белках мембран Th. annulata эритроцитарной стадии преобладающими являются лейцин+изолейцин, глутаминовая кислота, треонин, метионин, фенилаланин и лизин. В белках 60 % составляют четыре аминокислоты: лейцин+изолейцин, глутаминовая кислота, треонин, метионин [2], а приобретение других метаболитов из цитозоля приводит к истощению питательных веществ в клетках организма хозяина.

Шизонты Th. annulata также индуцируют эффект Варбурга в инфицированных клетках, определяемый переходом генерации АТФ от преимущественно окислительного фосфорилирования к гликолизу. Это может представлять механизм выживания клеток организма хозяина, несмотря на истощение питательных веществ паразитом, или активное управление паразитом биохимическими реакциями для усиления пролиферации клеток организма хозяина. Индуцированная паразитом сверхэкспрессия гликолитических ферментов, нарушающая баланс АФК и вызывающая окислительно-восстановительный стресс, и связанная с ним стабилизация HIF-1α, являются также ключевыми регуляторами метаболизма раковых клеток [147, 152, 153, 195].

Инфицированые тейлериями клетки организма хозяина приобретают репликативное бессмертие, их можно неограниченно долго культивировать in vitro, как любую стандартную клеточную линию [100]. Превращение клеток, инфицированных шизонтами тейлерий, в бессмертные клеточные линии связано с приобретением ими свойств, типичных и характерных для некоторых раковых клеток, − это иммунное уклонение и устойчивость к апоптозу [194]. Иммунное уклонение тейлерий заключается в модуляции инфектом иммунного ответа самого хозяина. Инфицированные Th. annulata макрофаги крупного рогатого скота подавляют макрофаговые маркеры и теряют функции, такие как Fc-опосредованный фагоцитоз и продуцирование антимикробных молекул, включая оксид азота и TNF-α [115]. Они активируют некоторые цитокины, играющие решающую роль в иммунных реакциях против паразитов. Во время эффективных иммунных ответов основным  цитокином является IL-2, но чувствительность к IL-2 носит временный характер с небольшими контролируемыми «всплесками» продукции IFN-гамма. У животных, перенесших первичную инфекцию, продукция IFN-гамма значительно повышена, но IFN-гамма, по-видимому, не контролирует зараженные паразитами клетки (большое количество макрофагов входит в клеточный цикл развития  во время пикового периода продукции IFN-гамма) и может даже способствовать росту инфицированных макрофагов. Замечено также, что цитотоксические Т - лимфоциты (CTLs) неспособны лизировать клетки, инфицированные макрошизонтами [41, 67, 68]. Это может быть одной из причин, по которой Th. аnnulata не подавляется с помощью ответа Th1, хотя это обычно имеет место для других простейших, инфицирующих макрофаги [66, 68]. Профили цитокинов клонов T-клеток, инфицированных тейлериями, значительно различаются, даже в подгруппах Т-клеток, что указывает на то, что тейлерии могут вызывать случайные эффекты в клетках-хозяевах [146]. Ингибирование гибели инфицированных тейлериями клеток (блокирование апоптоза и продление жизни клетки) − важнейшая стратегия, которую используют многие внутриклеточные протозойные паразиты для обеспечения перехода на следующий этап их жизненного цикла и передачи между хозяевами [102].

Шизонты тейлерий бесконтрольно размножаются в макрофагах и лимфоцитах хозяина. Для установления фенотипа инфицированных клеток сразу после инвазии он активирует антиапоптотические белки, такие как c-FLIP, IAPs, Bcl-2, Bcl-XL, путем активации мультисубъединичной киназы IκB (IKK) и протоонкогенные белки, такие как C-myc, антиапоптотические гены, такие как C-FLIP, Bcl-2 и матричный металлопротеин (MMP9), в основном нацеливаясь на сигнальные пути хозяина, такие как NF-κB, JNK/AKT, JAK/STAT, фосфоинозитид-3-киназа (PI3-K)/MAPK и TGF-β2 [40, 85, 87, 102, 111, 120]. Тейлерии секвестируют белок-супрессор опухолей p53 на своей поверхности с последующим предотвращением ядерной транслокации и ингибированием пути апоптоза р 53 [104]. Инфекция Th. parva также придает устойчивость к индуцированному Fas / FasL апоптозу [124], что может иметь решающее значение для уклонения от цитотоксических Т-лимфоцитов (CTLs) [47] и вызванной активацией гибели клеток [103]. Регуляция этих сигнальных путей хозяина вызывает постоянное выживание и пролиферацию инфицированных паразитом клеток [73]. Увеличение популяции зараженных лимфоцитов приводит к развитию множественных опухолевидных очагов по всему телу инфицированного животного.

Важной особенностью модели трансформации нормальных клеток в раковые при внутриклеточном паразитировании тейлерий является её обратимость. Уничтожение тейлерий с использованием специфического антипротозойного препарата тормозит процесс трансформации клеток хозяина и устраняет эффект Варбурга. Обратное развитие эффекта Варбурга связано с инактивацией HIF1α, потерей экспрессии ключевых HIF1α -регулируемых гликолитических ферментов и последующей реверсией трансформированных фенотипов. Это показывает, что эффект Варбурга непосредственно способствует установлению или поддержанию трансформированного фенотипа, что является первым шагом к развитию опухоли из клеток, инфицированных тейлериями. Окислительный же стресс, вызванный присутствием паразита в цитоплазме хозяина, необходим для хронической активации HIF1α [148]. В конечном итоге химически очищенная клеточная линия бычьей лейкемии, заражённая Th. annulata, умирает от апоптоза в течение пары дней [81, 120, 194].

При некоторых видах рака генетические изменения в генах TP53, MYC и PI3K играют роль в индукции эффекта Варбурга [65]. Тейлерии способны индуцировать эффект Варбурга, манипулируя (управляя) белками этих генов в клетках хозяина [195].

Накопление и функция белка р53 нарушались в клетках, инфицированных Th. parva, после того, как цисплатин индуцировал повреждение ДНК, несмотря на повышенный уровень транскрипции р53. Сверхэкспрессия гена MDM2, отрицательного регулятора опухолевого супрессора p53, тесно связана с ингибированием p53-зависимого апоптоза лимфоцитов, инфицированных T. parva. [110]. Показано, что паразиты Theileria блокируют и секвестируют белок р53 на своей собственной поверхности и в цитозоле хозяина, препятствуя выполнению его роли в поддержании геномной стабильности [104].

Тейлерии при заражении лейкоцитов хозяина изменяют экспрессию miR-155 хозяина, вызывая эпигенетическую перестройку регуляторных цепей и способствуя трансформации лейкоцитов [140, 209]. Инфицированные тейлериями клетки организма хозяина активируют miR-155, повышая скорость спонтанных мутаций и вызывая геномную нестабильность подавлением генов, участвующих в репарации ДНК [193].

Трансформация клеток организма хозяина, инфицированных Th. annulata, происходит за счёт активации экспрессии гистонметилтрансферазы SMYD3 (SET and MYND-domain containing 3), которая кодирует ди- и триметилтрансферазу гистона H3K4 и способствует инвазии рака за счёт эпигенетической активации металлопротеиназы ММР-9, играющей важную роль в онкогенезе, метастазировании, ангиогенезе и инвазии клеток [81, 194].

Было показано, что метилирование играет важную роль в сохранении целостности генома. При злокачественных опухолях часто демонстрирует аберрантное метилирование промоторных областей гена, что связано с потерей функции гена. Это изменение ДНК представляет собой наследуемое состояние, не опосредованное измененной последовательностью нуклеотидов, которое, по-видимому, тесно связано с образованием транскрипционно-репрессивного хроматина. Этот эпигенетический процесс действует как альтернатива мутациям, чтобы нарушить функцию генов-супрессоров опухолей [171], и может предрасполагать к генетическим изменениям за счет инактивации генов репарации ДНК [48].

Опухолевые клетки, как известно, подвижны, они отвечают хемотаксисом на компоненты разрушаемого межклеточного матрикса и на некоторые хемокины, в том числе органоспецифические. Многие неопластические элементы аутокринно стимулируют собственную подвижность. Локомоция зависит от работы цитоскелета опухолевых клеток [11].

Некоторые представители типа Apicomplexa используют актин-миозиновый «мотор», который присутствует в их собственном цитоскелете, чтобы генерировать движущую силу, необходимую для активного продвижения себя в клетке организма хозяина. Это движение известно как скользящая подвижность и требуется для активного процесса инвазии, который опосредуется паразитом [128]. При паразитировании тейлерий одной из паразит-зависимой трансформацией является приобретение подвижных и инвазивных свойств инфицированными клетками организма хозяина in vitro и их метастатическое распространение у животного, что вызывает лихорадку Восточного побережья (Th. parva) или тропический тейлериоз (Th. annulata). Подвижность, инвазивность и диссеминирование по организму инфицированных тейлериями клеток организма хозяина активизируются зависимой от паразита, динамикой F-актина и хронической индукции TNFα, способствующей активации MAP4K4 (эволюционной консервативной киназы), которая контролирует динамику цитоскелета и подвижность клеток [134].

Заражённые и трансформированные гемоспоридиями клетки теплокровного хозяина до неопластического состояния (с возможными мутациями и делециями), с управлением апоптозом, с активацией F-актина способны активно «метастазировать» по организму с током крови и лимфы – это один из механизмов диссеминирования инфекции.

В ЩЖ клетки с онкоцитарной дифференцировкой представлены В-клетками – клетками Ашкенази-Гюртле (А-Г) – фолликулярными клетками с цитоплазматическими признаками онкоцитов, благодаря большому количеству в цитоплазме митохондрий, неравномерной цитоплазматической зернистости, сконцентрированной в одном из полюсов клеток за счёт крупных лизосом − «лизосомальной пигментации», что определяет феномен онкоцитарности [5].

Опухоли из клеток А-Г отличаются преобладанием больших делеций митохондриальной ДНК (мтДНК), мутаций генов мтДНК, кодирующих белки окислительного фосфорилирования (OXPHOS), а, именно, мутации генов субъединиц комплекса I, и мутации ядерных генов, кодирующих также митохондриальные белки OXPHOS. Считается, что митохондриальные аномалии играют важную роль в предрасположенности к некрозу вместо апоптоза, который, по-видимому, блокируется в большинстве опухолей из клеток А-Г [143]. Имеющиеся клинико-патологические и молекулярные данные указывают на то, что появление клеток А-Г представляет собой фенотип, обусловленный главным образом митохондриальными изменениями, вторичными по отношению к мутациям мтДНК и яДНК, кодирующим белки OXPHOS. Высокая распространенность трансформации клеток А-Г в поражениях ЩЖ может отражать высокий окислительный стресс и выработку АФК в клетках ЩЖ при нормальном метаболизме йода и гормонов ЩЖ [198, 207]. Такой высокий уровень АФК может привести к мутагенным генетическим событиям, а именно в мтДНК, что приводит к митохондриальной дисфункции [197]. Фрагментация ДНК является ключевой особенностью опухолей из клеток А-Г, лежащей в основе жесткой реакции на ишемические стимулы, приводящей к некротической, а не апоптотической реакции на стрессовые условия, что, вероятно, связано с блокадой апоптотических процессов из-за присутствия митохондриальных аномалий [144].

Считается, что трансформация клеток А-Г вызывается нарушением равновесия между пролиферацией митохондрий, с одной стороны, и разрушением митохондрий и / или делением клеток, с другой, что приводит к накоплению митохондрий Решающее значение для приобретения характеристик клеток А-Г имеет фактор времени, поскольку требуется много времени, чтобы увеличить количество митохондрий со 100/150/200 до 4000/5000 митохондрий на клетку ЩЖ, что характерно для клеток А-Г (Sobrinho-Simões et al., 1985) [цит. по 143, 144].

В интерфазных клетках митохондрии, по-видимому, сливаются вместе в некоторые интерфазные периоды, обеспечивая межмитохондриальный перенос и распространение мутаций среди разных митохондрий. В клетках А-Г сверхэкспрессированными генами были тяжелая цепь ферритина 1 (FTH1), интегрин α-V (ITGAV), полоса белка мембраны эритроцитов 4.1, подобная 4A (EPB41L4A), и пять генов с неизвестной функцией. Опухоли из клеток А-Г демонстрируют поразительную активацию генов мтДНК и генов, участвующих в белковом метаболизме, митохондриальная пролиферация явно связана с интенсивным обменом белков [114]. Было замечено, что первичные культуры, полученные из опухолей ЩЖ из клеток А-Г, содержащих мутации, разрушающие мтДНК комплекса I, не смогли поддерживать как мутации, так и фенотип клеток А-Г, что подтверждает предположение о том, что фенотип этих клеток индуцируется мутациями мтДНК. После ряда культуральных пассажей клетки теряют свой фенотип клеток А-Г, а также гомоплазмический статус мутаций мтДНК, которые постепенно эволюционируют до все более и более низких уровней гетероплазмии. Эти наблюдения подчеркивают роль, которую микроокружение и строма играют в приобретении и поддержании фенотипа клеток А-Г [97, 143].

При электронной микроскопии в клетках Гюртле митохондрии часто накапливаются в больших агрегатах и обнаруживают различные морфологические изменения, в том числе аномальные кристы и включения [158]. В клетках выявляют большое количество плотноупакованных митохондрий с потерей микроворсинок [82].

Можно предположить, что мутации в митохондриальной ДНК, нарушения в механизме производства энергии и увеличение количества митохондрий в клетках А-Г обусловлены внутриклеточной шизогонией (множественным делением гемоспоридий) и увеличением количества  митохондрий гемоспоридийной инфекции. Это же объясняется синтезом в клетках А-Г ферритина и белка мембраны эритроцитов, необходимых для жизнедеятельности гемоспоридий.

При карциномах ЩЖ выявляют псаммомные тельца – микроскопические шарообразные слоистые образования, возникающие вследствие выпадения в тканях белково-липидных субстанций, подвергающихся инкрустации солями кальция. Необходимо заметить, что кальцинаты, как правило, появляются в процессе отложения солей кальция в омертвевшие или находящиеся в состоянии глубокой дистрофии ткани. Карциномы человека часто содержат участки некроза, в которых раковые клетки погибают из-за недостаточной оксигенации [55, 107]. Клетки, прилежащие к перфузионному кровеносному сосуду, взаимодействуют с высокими концентрациями кислорода, которые уменьшаются по мере увеличения расстояния от сосуда вглубь ткани. Такие градиенты существуют и в нормальных тканях, при раке они намного круче, а концентрации кислорода падают почти до нуля в местах некроза. Помимо физических градиентов, внутри опухолей также часто возникают временные колебания оксигенации [86]. Большинство физиологических функций клеток модулируется в соответствии с клеточными концентрациями кислорода. Основным механизмом, обеспечивающим адаптивные ответы на снижение доступности кислорода (гипоксия), является регуляция транскрипции с помощью индуцируемого гипоксией фактора 1 (HIF-1) [179]. Эти адаптивные ответы сохраняются и поддерживаются раковыми клетками, в которых нормальные механизмы обратной связи были нарушены соматической мутацией и эпигенетическими изменениями. В результате адаптация к гипоксии способствует развитию многих ключевых аспектов прогрессирования рака [107, 178].

Описан меланин-содержащий вариант медуллярной карциномы ЩЖ, цитоплазма клеток которой содержит пигмент меланин, располагающийся в цитоплазме в виде полиморфных гранул [5]. Можно предположить, что появление меланина в опухолях человека может быть следствием паразитирования специфичного или неспецифического для человека малярийного плазмодия или какого-то другого вида гемоспоридий с преобразованием гемоглобина в гемомеланин (меланин). Ранее было показано, что в процессе паразитирования малярийного плазмодия птиц, передающегося комарами родов Culex, Aedes, Armigeres, Theobaldia, Mansonia, Anopheles, гемоглобин эритроцитов преобразуется в пигмент меланин (гемомеланин), появляющийся первоначально в виде мелких зёрнышек в плазме паразита; по мере развития плазмодия пигментные зёрна соединяются в одно скопление, окрашивая ткани в чёрный цвет [19]. В настоящее время помимо лимфомы Беркитта рассматривается роль малярийного плазмодия в развитии других онкологических заболеваний человека [118, 160].

Как было отмечено, закономерности опухолевого роста сближают его по ширине охвата с такими патологическими состояниями, как воспаление, инфекция, регенерация. Процесс этот реактивный, где после наступления малигнизации под воздействием какого-либо канцерогенного фактора возможен возврат к нормальному строению (демалигнизации) тканей под влиянием других факторов [22]. Один и тот же агент может вызывать различные опухоли, а опухоли одного вида могут вызываться различными агентами [34]. Явления опухолевого, в том числе и злокачественного роста, распространенные во всей живой природе, полиэтиологичны [23].

Ранее Вирхов (1859), Шеррик с соавт, (1964), Косицкий (1962) высказали гипотезу о роли метастатической инфекции (или трансфекции ДНК) как фактора сигнально-опосредованного превращения нормальных клеток в опухолевые на новом месте, отвергая «заражение свободными отделившимися клетками» родоначальной неоплазмы [цит. по 11]. Полученные нами результаты согласуются с обеими гипотезами: и с гипотезой «трансфекции ДНК», и с гипотезой «заражения свободными отделившимися клетками» родоначальной неоплазмы.

Важной иммунологической особенностью неоплазм, особенно, развившихся на метапластической основе, служит экспрессия ими гетероорганных антигенов – то есть антигенов, присущих другим органам и тканям, а также возможность «экранировать» метастатические очаги в различных органах от защитного воздействия иммунной системы [11]. Способность гемоспоридий к длительному персистированию в иммунном организме млекопитающего свидетельствует о том, что они в процессе эволюции разработали стратегию избегания и уклонения от иммунных ответов хозяина, значительно увеличивая тем самым вероятность распространения. Изменение антигенной структуры микроорганизмов (выброс ложных белков-антигенов) способствует эффективному противостоянию факторам иммунной защиты макроорганизма [42, 57, 58].

Вирхов о раке писал: «Каждая отдельная клеточка, в отношении к прочим частям тела живёт, как бы, жизнью паразита» (1867). Румынский автор Мирча (1964) с общебиологических позиций характеризовал рак, как «примитивный колониальный организм-паразит, с присущим ему свойством стихийного бесполого размножения» …Вирхов допускал аппозиционный рост опухоли – то есть вовлечение в неё первоначально неопухолевых соседних клеток, путём изменения их свойств под влиянием сигналов, генерируемых неопластическими клетками [цит. по 11].

Инфицированные гемоспоридиями клетки организма хозяина живут под контролем и управлением паразита, обеспечивая ему жизнедеятельность и внутриклеточное бесполое бинарное размножение, что согласуется с высказываниями Вирхова и Мирча. Сигналами, по нашему мнению, для близлежащих клеток могут являться молодые мерозоиты, которые при выходе в межклеточное пространство из паренхиматозных клеток, эндотелиального эпителия и эритроцитов вовлекают в патологический процесс близлежащие здоровые ткани.

В последнее время существует представление, что рост новообразований связан, прежде всего, не с «безудержным делением», а скорее, с накоплением клеток, которые вовремя не погибают. При исследовании механизмов апоптоза было установлено, что некоторые индукторы программированной клеточной гибели в неопластических клетках выключены или не работают (например, ген р53) [11]. Что, по сути, отражает специфику внутриклеточного эукариотического паразитирования не убивать клетки, в которых происходит развитие инфекта. Хотя нельзя исключать и взрывного роста и развития гемоспоридий при отсутствии сдерживающих факторов с прогрессирующим делением инфицированных гемоспоридиями клеток, а также вовлечением в процесс новых здоровых клеток.

На примере тейлерий, которых считают строго видоспецифичными для сельскохозяйственных травоядных животных, исследователи изучают модель поведения раковой клетки, но при этом не рассматривают возможность паразитирования тейлерий и других зоонозных гемоспоридий в организме человека с клинической манифестацией злокачественного онкологического заболевания.

История изучения гемоспоридиозного зоонозного заболевания пироплазмоза (бабезиоза) начиналась с сельскохозяйственных животных. В 1888 г. Babes V. (Румыния) впервые описал заболевание у румынского крупного рогатого скота. В России Качинский в 1898 г. впервые описал пироплазмоз крупного рогатого скота. Белицер и Марциновский (1906) выявили пироплазмоз у лошадей в Рязани. В 1911 г. Дементьев нашел возбудителя пироплазмоза у свиней [1]. В эти же годы в крови диких животных нутталиоз (бабезиоз) ежей был впервые выявлен Якимовым (1908) в Саратовской области, затем Лусом (1909) в Закавказье, Тартаковским (1913) в Крыму, на Северном Кавказе, Украине и в Средней Азии. У зайцев были обнаружены пироплазмы в Закавказье Джунковским и Лусом (1909). У полевых мышей пироплазмы были найдены Якимовым и Софроновым. Засухин (1931) у степного суслика Cytellus pygmeus выявил возбудителя Piroplasma kolzovi. За рубежом Фантэм (1906) в Лондоне в крови трёх павших белых крыс обнаружил кровепаразитов сем. Babesidae. Скот Макфи (1914) на Золотом Берегу (Африка) нашёл в крови коричневой крысы Mus decumanus возбудителя, которого он назвал Nuttalia decumani. Шпринхольд Шмидт (1937) описал кровепаразита нутталиозного типа, выделенного из крови хомяка. Ван ден Берг (1950) в Катанге в крови древесной крысы Thamnomys surdaster выявил кровепаразита Babesia rodhaini [цит. по 24].

Возбудителя тейлериоза впервые обнаружил в 1897 г. Р. Кох у крупного рогатого скота в Восточной Африке и принял его за одну из стадий развития возбудителя пироплазмоза (бабезиоза) крупного рогатого скота. В 1903 г. Р. Кох выявил у коров, больных береговой лихорадкой, особые плазматические включения, получившие в дальнейшем название «коховские шары», или «гранатные тела». Тейлериоз как самостоятельную болезнь крупного рогатого скота впервые описали Е.П. Джунковский и И.М. Лус в 1903 г. в Закавказье. С.А. Грюнер и М.Ф. Рыхловский (1903) наблюдали подобную болезнь в г. Баку и назвали её малярией крупного рогатого скота. Тейлер (1904) выявил в крови возбудителя, которого назвал Piroplasma parvum, а в 1906 г. описал в Трансваале новый вид возбудителя, назвав его Piroplasma mutans. Позже эти возбудители были названы его именем [29].

На территории бывшего СССР наибольшее число видов гемоспоридий было известно из рода Babesia (18 видов), несколько меньше из рода Theileria (16 видов). У крупного рогатого скота (Bos taurus) в зонах лесостепи, степи, полупустынь и пустынь встречались Th. annulata и Theileria mutans. В зоне муссонных смешанных лесов и в горах Дальнего Востока с высокой поясностью у крупного рогатого скота паразитирует Theileria sergenti. У домашней козы (Carpa hircus) и домашней овцы (Ovis aries) в зонах лесостепи, степи и полупустынь паразитирует Theileria hirci и Theileria ovis. У северного оленя (Rangifer tarandus) паразитирует Theileria tarandirangiferis (Th. tarandirangiferis), в местах выявления тейлерий у северного оленя отсутствуют их специфические клещи-переносчики; более того, между крайней северной границей распространения тейлерий и ареалом Th. tarandirangiferis имеется достаточно большой разрыв [16]. Предполагаелось, что передача Th. tarandirangiferis осуществляется посредством кровососущих насекомых (гнуса), − слепни, мошки, комары, мухи, мокрецы (Ключарев, 1955) [цит. по 29]. Такого же мнения по векторам передачи тейлерий придерживаются и другие исследователи 18]. В граничащем с Россией Казахстане по данным Целищева (1946) было выявлено несколько штаммов тейлерий, отличающихся своей вирулентностью. Маловирулентные штаммы тейлерий распространены в районах с более суровыми погодными явлениями, где климатические условия не отвечают оптимуму (более низкая температура, недостаточная влажность и т.д.). В южных областях штаммы тейлерий более вирулентны [цит. по 21]. У крупного рогатого скота тейлериоз в большинстве случаев протекает в смешанной инвазии с пироплазмозом (бабезиозом), франсаиеллёзом и анаплазмозом, молекулярно-генетическим методом подтверждено наличие Th. annulata у крупного рогатого скота на Юге Казахстана [30, 35].

В Европе у собак были выделены Th. equi (паразитирует у лошадей) и Th. annulata (паразитирует у крупного рогатого скота), а у собак в Южной Африке – неклассифицированная Th. spp. В Испании Babesia microti-like является синонимом Th. anne [113], переклассифицированная в B. vulpes sp. nov. (резервуар рыжая лиса) в связи с отсутствием преэритроцитарной стадии развития в лимфоцитах [46]. У трёх видов Th. annulata, Th. equi и Th. spp. источник передачи неизвестен. При световой микроскопии внутриэритроцитарные стадии Babesia spp. неразличимы от Th. spp. [83, 142]. Из представленого выше материала следует, что тейлерии способны паразитировать не только у травоядных животных, но и в организме плотоядных животных.

У больных бабезиозом собак установлена корреляция между низким уровнем тироксина ЩЖ и высокой смертностью, а также высоким уровнем кортизола и АКТГ [177, 206]. Исследования по изучению уровня тироксина при гемоспоридийной инфекции у человека, вероятнее всего, не проводились.

На примере гемоспоридий из сем. Piroplasmidae показано отсутствие строгой видовой специфичности по отношению к теплокровному хозяину. В 1957 г. официально зафиксирован первый случай заболевания 33-летнего югославского фермера с удаленной селезенкой, вызванного B. divergens, считавшийся специфичным лишь для крупного рогатого скота [183]. В СССР в 1978 году сообщили о единичном случае заболевания женщины в Абхазии с летальным исходом (возбудитель от крупного рогатого скота − Вabesia caucasic, вид близкий к B. divergens [27]. Потенциальная же специфичность по отношению к хозяину у гемоспоридий может быть шире реальной. У неспецифического хозяина клиническая манифестация может существенно отличаться от симптомов  специфического хозяина, у которого впервые была выделена инфекция и описана в научной литературе. Восприимчивость и устойчивость хозяина к паразиту может существенно меняться в зависимости от многих факторов внутренней и внешней среды организма [16]. Во многих странах мира бабезиоз (пироплазмоз) регистрируют у человека только при острой форме заболевания, при хроническом течении заболевания его, как правило, не диагностируют.

Огромное разнообразие видов кровепаразитарных (гемоспоридийных) инфекций персистируют у домашних и диких видов животных (пироплазмиды рода Babesia выявлены у птиц, млекопитающих и паукообразных, рода Theileria – у млекопитающих и паукообразных [16].

Большое количество новых видов гемоспоридий попадает на территорию России с других континентов во время весенней миграции птиц. Птицы, являются механическими переносчиками кровососущих паразитов и клещей [3], в гемолимфе которых могут находиться неизученные виды гемоспоридий и другая внутриклеточная инфекция. Одновременное присутствие в кишечнике клещей нескольких видов представителей гемоспоридий и половой стадии развития у них может приводить к образованию новых видов. Паразитирование патогенных простейших в крови неспецифичных хозяев – это вероятность медленного атипичного хронического течения с клинической манифестацией, характерной для широкого спектра других заболеваний.

Клиническое проявление кровепаразитарных инфекций, таких как бабезии и тейлерии, изначально связывали с укусами клещей. Сейчас известна роль «лучистых телец», как определённой стадии жизненного цикла гемоспоридийных инфекций, возникающих из яйцевидной эритроцитарной стадии (гамонтов) [149] и передающихся кровососущими насекомыми о чём сообщали Homberg (1921), Мишин А.Ф. (1932) [цит. по 26, 74]. Заражение человека бабезиями из сем. Piroplasmidae возможно при переливании донорской крови и её продуктов [38, 54, 89, 90, 117, 125, 126, 127, 164, 184, 200, 208], трансплацентарно [39, 94, 96, 119, 157, 168, 169], при пересадке органов и тканей [43, 45, 56, 132, 133], на экспериментальных животных (мышах) показан оральный (алиментарный) путь заражения [136]. Не исключена вероятность полового пути заражения.

Гемоспоридийные инфекции приводят к поражению крови и костного мозга [44], эндокардитам [63], к развитию инфарктов и инсультов у человека [42, 121], к аутоиммунным, дерматологическим, онкологическим и нейротрофическим заболеваниям [51, 80, 98, 106, 108, 162, 169, 186].

Гемоспоридии могли быть первичными или вторичными паразитами комаров. Пироплазмид переносят не только клещи, но и пиявки [12]. Интересны сообщения о выявлении пироплазмид у рыб, где клещевой вектор передачи невозможен, но при этом личинки комаров являются пищевым субстратом для рыб [16].

Жители Крайнего Севера используют в пищу строганину (рыбу, оленину), в которой могут сохраняться гемоспоридии при длительной заморозке. Об успешном криоконсервировании возбудителей протозойных болезней при -75 º и -196 º С сообщали разные авторы, в частности о хранении Babesia bigemina – Barnett (1964), Piroplasma caballi и Nuttallia equi –Frerichs W.et al. (1968); Babesia rodhaini – Overdulve J. et al. (1970); Th. annulata – Viral A. et al. (1976); Plasmodium vivax – Coggeshall L. (1939), Saunders G. et al. (1947). Piroplasma bigeminum сохраняет свои инвазионные свойства после 222 дней (срок наблюдения) хранения в жидком азоте при температуре -196 º С. Toxoplasma gondii не теряет инвазионных свойств при той же температуре в течение 300 дней (срок наблюдения). Theileria recondita выдержала глубокое замораживание в жидком азоте и сохранила вирулентность более четырёх месяцев (срок наблюдения). Babesia rodhaini, замороженная в жидком азоте с 1972 по 2011гг. (39 лет назад) восстановила свои вирулентные свойства после нескольких пассажей через организм белых мышей [цит. по 9].

Исследованиями было показано, что при глубокой заморозке при температуре -196 º С (в жидком азоте) возбудитель Th. annulata сохраняет свою исходную вирулентность без изменений на протяжении 1010 - дневного (срок наблюдения) хранения (Заблоцкий В.Т., 1977), а Theileria evansi (Th. ninaekohljakimovae) 2020 дней (Петровский В.В., Малышев С.Н., 1981). Бабезии при температуре -196 º С выживают годами, в цитрированной и дефибринированной крови при плюс 2-4 º С сохраняются до двух недель [цит по 29].

Своеобразное проявление особой приспособительной жизнеспособности неоплазм – формирование лекарственной устойчивости [11]. Ранее было показано, что использование ряда противоопухолевых химиотерапевтических препаратов для лечения онкологических больных приводит к появлению резистентных к антибиотикам штаммов микрофлоры, при этом дозы некоторых антибактериальных препаратов для ингибирования микрофлоры приходится увеличивать в 1.5-2 раза [6].

Совершенно не изучено мутагенное влияние противоопухолевых препаратов, применяемых при онкологических заболеваниях, на зооантропонозные гемоспоридийные инфекции. В свою очередь многие цитостатики, как вещества облигатно взаимодействующие с ДНК, сами обладают бластомогенной активностью, приводя к возникновению вторичных опухолей [11].

Не исключаем, что под воздействием противоопухолевых препаратов вероятны как мутации самих гемоспоридий, так и патогенного вирусо-бактериального биоценоза, находящегося в их протоплазме, что может усугублять развитие и течение онкологических заболеваний [129].

В таком случае, удаление злокачественной опухоли и применение противоопухолевой химиотерапии без учёта этиологической причины, патогенного биоценоза, управляющего физиологическими процессами и геномом клетки организма хозяина, не может гарантировать полного выздоровления больного.

Только специфическая этиотропная терапия позволит санировать организм от гемоспоридийной и возможной сопутствующей внутриклеточной инфекции и способствовать выздоровлению больного.

При молекулярно-генетическом исследовании архивного цитологического материала на B. spp. (набор: D-5389 РеалБест ДНК Babesia species (комплект 1) № РЗН 2017/6258) образцов ФР, ПР и МР получен отрицательный результат. Как было отмечено ранее, не всегда удаётся идентифицировать вид бабезий у животных при использовании наборов для ПЦР-диагностики [14]. Планируем продолжить дальнейшие молекулярно-генетические исследования цитологического материала.

Выводы

1. Ретроспективными исследованиями архивного цитологического материала, документированного врачами-цитологами, после ТАПБ при ФР, ПР и МР ЩЖ человека, окрашенных по Романовскому-Гимзе, в эритроцитах и тироцитах выявлена внутриклеточная кровепаразитарная (гемоспоридийная) инфекция.
2. Исследования мазков, окрашенных по Фельгену, позволили локализовать ядерную ДНК тироцитов и подтвердить наличие ДНК гемоспоридий в виде экзоэритроцитарной, внутриэритроцитарной стадий развития и шизогонии в тироцитах.
3. В мазках, окрашенных по Фельгену, при ФР, ПР и МР удалось определить, что внутриклеточное развитие гемоспоридийной инфекции в тироцитах приводит к незавершённости цитокинеза, к выраженной гиперплазии цитоплазмы и её вакуолизации, к многоядерности и полиморфизму тироцитов, с их деформацией, вакуолизацией и смещению ядер на периферию клетки.
4. Присутствие в злокачественных образованиях ЩЖ аномальных клеток и отсутствие литической гибели инфицированных тироцитов свидетельствует о способности инфекции управлять апоптозом клеток.
5. Изменения цитоскелета тироцитов гемоспоридиями несомненно приводят к нарушениям биохимических и физиологических функций ЩЖ.
6. Хирургическое удаление злокачественной опухоли и применение противоопухолевой химиотерапии при гемоспоридийной инфекции не гарантирует полного выздоровления больного. Возможно последующее рецидивирование опухоли на прежнем месте или метастазирование инфицированных тироцитов по организму лимфогенным и гематогенным путями. Распространение гемоспоридийной инфекции в организме может происходить в виде интра- и экзоэритроцитарной стадий развития по организму.
7. Возможные мутации гемоспоридийной инфекции с сопутствующим вирусно-бактериальным биоценозом под воздействием цитостатической химиотерапии, могут существенно усугублять течение онкологического заболевания.

        Работа выполнена при финансовой поддержке программы фундаментальных научных исследований по теме FWGZ-2022-0014.

About the authors

Alexander Terletsky

Институт молекулярной и клеточной биологии СО РАН

Author for correspondence.
Email: terletsky_1@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5152-5526
SPIN-code: 6284-1164

кандидат биологический наук, научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики

Russian Federation, Lavrentieva ave, 8/2, Novosibirsk, Russia, 630090

Larisa Grigorievna Akhmerova

Institute of Molecular and Cellular Biology SB RAS

Email: ahmerova@mcb.nsc.ru
SPIN-code: 3476-8355

candidate of biological sciences, scientific secretary

Russian Federation, Lavrentieva ave, 8/2, Novosibirsk, Russia, 630090

References

Supplementary files

There are no supplementary files to display.