Ο ορθοκολικός καρκίνος και η διαφοροποίηση της έκφρασης των δεικτών μοριακής βιολογίας και κυτταροκινητικής συμπεριφοράς στις διάφορες μοίρες του παχέος εντέρου

Abstract

Cancer of the colon and rectum has been classically viewed as the same disease entity. However it has been well known, for quite a long time, that there are some differences both in the clinical features and gross macroscopic pathology between right and left sited colonic malignancies. Furthermore the distinct embryologic origin between proximal and distal colon, which is reflected in the dual blood supply of the normal colon, has added to the notion that the two segments of the large intestine are literally two different organs, and that two types of carcinogenesis are involved in the development of colorectal neoplasia. The molecular basis of tumor development in the large intestine on the other hand has been extensively studied during the latest years in an effort of better understanding the nature of the disease. Yet, despite intense investigation results reported to date have been inconsistent, and consequently the role of molecular markers in improving information related to the molecular pathogenesis of the disease, has still to be clarified. In the present retrospective, randomized trial, six common molecular markers, p53, PCNA, Ki-67, bcl-2, and Bax, have been immunohistologically determined in a series of 109 colorectal cancer cases. There were 43 right side tumors and 66 left side tumors. Two patients with synchronous lesions in the right and the left colon were included independently in the corresponding patient group, along with the rest of the patients. The ploidy status of the tumor cells was also determined in 93 cases using the image analysis technology which permits more accurate results. The results proved to be inconclusive. No statistically significant differences were detected between right and left sited colonic malignancies concerning all the parameters studied, save the Bax gene expression. Mutational inactivation of the pro-apoptotic Bax gene was detected in a significantly higher incidence in the right colon carcinomas for grade II lesions compared to those of the left colon (p=0.015). Moreover with respect to stage II lesions the aforementioned gene was found to be inactivated much more often in right colon cancers (p=0,085). Actually, right colon adenocarcinomas of moderate differentiation had 4.5 higher probability to express immunohistochemically inactivated Bax gene compared to left colon tumors. The corresponding figure for stage II lesions of the right colon was 4.3. Finally, when multiple logistic regression model was applied the only variable among age, gender, stage, grade, and location which was found to affect the expression of the Bax gene, was the location of the tumor. In particular patients who suffer from right colon carcinomas presented with 2.45 higher probability to express Bax gene inactivation compared to those suffering from left colon lesions. This study however, failed to establish any clinically sound differences with respect to grade differentiation and stage classification between right and left sited malignancies of the large intestine. Staging using the TNM system, and to a lesser extent histologic features currently represent the only practical ways by which clinicians estimate prognosis and therefore mutational inactivation of the pro-apoptotic Bax gene does not seem to correlate to worse prognosis. There are several potential explanations for the failure to establish a role for the molecular markers studied such as the subjective and semi-quantitative nature of immunohistochemical analysis, but an important consideration should be the possibility that specific molecular markers are relevant to only a portion of patients with colorectal cancer. It now seems that approximately 85 percent of colorectal tumors follow the molecular pathway characterized by generalized chromosomal instability. The major “players” include APC, K-ras, 18q genes (such as DCC) and p53 gene. Colorectal cancers with microsatellite instability (the other 15 percent) tend not to develop mutations in the same regulatory genes as cancers with generalized chromosomal instability and may represent a clinically discreet subtype with different biologic behavior. It is therefore probable that molecular markers need to stratify for microsatellite instability status to avoid “contaminating” analyses by including tumors with biologically improved survival. Conclusively, the data presented by this study do not support the hypothesis that there are important biologic differences between the proximal and distal large intestine that might impart different behavior at adenocarcinomas at these sites.

Ο ορθοκολικός καρκίνος κλασικά θεωρείται ενιαία νοσολογική οντότητα. Παρά ταύτα είναι ευρέως γνωστό ότι υφίστανται σημαντικές διαφορές τόσο στη μακροσκοπική εμφάνιση του καρκίνου του παχέος εντέρου όσο και στις κλινικές του εκδηλώσεις μεταξύ δεξιού και αριστερού κόλου. Επιπρόσθετα, η διαφορετική εμβρυολογική καταβολή του δεξιού και του αριστερού τμήματος του παχέος εντέρου, η οποία και αντανακλάται στην διττή αιμάτωση του οργάνου από την άνω και την κάτω μεσεντέρια αρτηρία, έχει περαιτέρω ενισχύσει την άποψη ότι τα δύο τμήματα του κόλου είναι στην πραγματικότητα δύο διαφορετικά όργανα και επομένως δύο διαφορετικά είδη καρκινογένεσης λαμβάνουν χώρα στην ανάπτυξη του ορθοκολικού καρκίνου, ανάλογα με την εντόπισή του κατά μήκος του κόλου. Η μοριακή βάση της καρκινογένεσης στο παχύ έντερο από την άλλη πλευρά, έχει γίνει αντικείμενο ενδελεχούς μελέτης κατά τα τελευταία χρόνια σε μία σύντονη προσπάθεια να κατανοηθεί καλύτερα η φύση της νόσου. Παρά ταύτα, τα αποτελέσματα μέχρι σήμερα παραμένουν αντιφατικά, με αποτέλεσμα να μην έχει διευκρινιστεί ακόμη η σημασία των δεικτών της μοριακής βιολογίας στην καλύτερη κατανόηση της παθογένεσης της νόσου στο κυτταρικό επίπεδο. Στην παρούσα αναδρομική, τυχαιοποιημένη μελέτη, σε μία σειρά 109 περιπτώσεων αδενοκαρκινώματος του παχέος εντέρου προσδιορίστηκαν με ανοσοϊστοχημικές μεθόδους 6 δείκτες μοριακής βιολογίας, οι p53, PCNA, Ki-67, Bcl-2 και Bax. Από τους ασθενείς αυτούς οι 43 είχαν υποβληθεί σε επέμβαση δεξιάς κολεκτομής ενώ οι 66 είχαν χειρουργηθεί για καρκίνο του αριστερού κόλου (αριστερή κολεκτομή, χαμηλή πρόσθια εκτομή και κοιλιοπερινεϊκή εκτομή). Δύο περιπτώσεις ασθενών με σύγχρονες βλάβες στο δεξιό και το αριστερό κόλον συμπεριελήφθησαν ανεξάρτητα στις αντίστοιχες ομάδες μαζί με τους υπόλοιπους ασθενείς. Με τη χρήση της τεχνολογίας του αναλυτή εικόνας (image analysis), προσδιορίστηκε επίσης, σε 93 από αυτούς τους όγκους, η κατάσταση πλοϊδίας των καρκινικών κυττάρων (ploidy status). Τα αποτελέσματα της ανάλυσης δεν τεκμηρίωσαν την ορθότητα της υπόθεσης περί διαφορετικής μοριακής βιολογίας της καρκινογένεσης μεταξύ δεξιού και αριστερού κόλου. Συγκεκριμένα, δε διαπιστώθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές ανάμεσα στα αδενοκαρκινώματα του δεξιού και του αριστερού κόλου όσον αφορά την έκφραση όλων των δεικτών που μελετήθηκαν, με εξαίρεση την έκφραση του γονιδίου Bax. Το προαγωγό της απόπτωσης αυτό γονίδιο βρέθηκε να έχει αδρανοποιηθεί σε στατιστικά σημαντικά υψηλότερη συχνότητα στα μέτριας διαφοροποίησης (grade II) αδενοκαρκινώματα του δεξιού κόλου σε σχέση με εκείνα του αριστερού (p=0.015). Επιπρόσθετα, στους όγκους του δεξιού κόλου σταδίου II το γονίδιο Bax είχε αδρανοποιηθεί συνεπεία μετάλλαξης πολύ συχνότερα σε σχέση με εκείνους του αριστερού κόλου (p=0.085). Συμπερασματικά, τα μέτριας διαφοροποίησης αδενοκαρκινώματα του δεξιού κόλου παρουσίαζαν 4.5 φορές μεγαλύτερη πιθανότητα ανοσοϊστοχημικά διαπιστωμένης αδρανοποίησης του γονιδίου Bax σε σχέση με τους καρκίνους του αριστερού κόλου, ενώ ως προς το στάδιο της νόσου οι καρκίνοι σταδίου II του δεξιού κόλου παρουσίαζαν 4.3 φορές μεγαλύτερη πιθανότητα αδρανοποίησής του σε σχέση με εκείνους που εντοπίζονταν στο αριστερό κόλον. Τέλος, με την εφαρμογή της δοκιμασίας της πολλαπλής λογιστικής παλινδρόμησης (multiple logistic regression model) η μόνη από τις μεταβλητές ηλικία, φύλο, βαθμός ιστοπαθολογικής κακοήθειας, στάδιο της νόσου και εντόπιση του όγκου που διαπιστώθηκε ότι επηρεάζει την έκφραση του γονιδίου Bax ήταν η μεταβλητή εντόπιση. Ειδικότερα, ασθενείς που έπασχαν από αδενοκαρκινώματα του δεξιού κόλου παρουσίαζαν 2.45 φορές μεγαλύτερη πιθανότητα αδρανοποίησης του προαποπτωτικού γονιδίου Bax συγκρινόμενοι με εκείνους που έπασχαν από βλάβες του αριστερού κόλου. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων της παρούσης μελέτης δεν τεκμηριώνεται οποιαδήποτε κλινικά σημαντική διαφοροποίηση ως προς το στάδιο και τον ιστοπαθολογικό βαθμό κακοήθειας μεταξύ των καρκίνων του δεξιού και του αριστερού κόλου. Η σταδιοποίηση της νόσου κατά ΤΝΜ και σε μικρότερο βαθμό τα ιστοπαθολογικά χαρακτηριστικά του όγκου αποτελούν έως σήμερα τον μόνο ασφαλή και πρακτικό τρόπο για τον καθορισμό της πρόγνωσης. Με βάση τα προηγούμενα, η εκ μεταλλάξεως αδρανοποίηση του προαγωγού της απόπτωσης γονιδίου Bax δε φαίνεται να σχετίζεται με επιδείνωση της πρόγνωσης των ασθενών. Η αδυναμία κατάδειξης κάποιου συγκεκριμένου ρόλου για τους μοριακούς δείκτες που μελετήθηκαν μπορεί να αποδοθεί σε πολλές αιτίες, όπως π.χ. η υποκειμενική και ημιποσοτική φύση της ανοσοϊστοχημικής ανάλυσης, όμως θα πρέπει να ληφθεί σοβαρά υπ’ όψιν η πιθανότητα συγκεκριμένοι μοριακοί δείκτες να σχετίζονται με ένα μόνο μέρος του συνόλου των ασθενών που πάσχουν από ορθοκολικό καρκίνο. Φαίνεται δηλαδή ότι το 85% περίπου των ορθοκολικών καρκίνων ακολουθούν τη μοριακή οδό της καρκινογένεσης που χαρακτηρίζεται από γενικευμένη χρωμοσωμιακή αστάθεια, μείζονα ρόλο στην οποία διαδραματίζουν τα γονίδια APC, K-ras, τα γονίδια του χρωμοσώματος 18q (όπως το DCC) και το γονίδιο p53. Οι ορθοκολικοί καρκίνοι που αναπτύσσονται μέσω της οδού της μικροδορυφορικής αστάθειας από την άλλη πλευρά (το άλλο 15%), δεν έχουν την τάση να φέρουν μεταλλάξεις στα ίδια ρυθμιστικά γονίδια, όπως εκείνοι με γενικευμένη χρωμοσωματική αστάθεια και πιθανώς να αντιπροσωπεύουν έναν κλινικά διακριτό τύπο της νόσου με διαφορετική βιολογική συμπεριφορά. Θα ήταν επομένως σκόπιμο η μελέτη των μοριακών δεικτών να διακρίνει μεταξύ των ορθοκολικών καρκίνων ανάλογα με τον τύπο της μοριακής οδού της καρκινογένεσης, γενικευμένη χρωμοσωματική αστάθεια ή μικροδορυφορική αστάθεια, για να αποφευχθεί το ενδεχόμενο να παρεισφρήσουν στην ανάλυση περιστατικά με διαφορετική βιολογική συμπεριφορά. Εν κατακλείδι, από την ανάλυση των στοιχείων αυτής της μελέτης δε συνάγεται το συμπέρασμα ότι το μοριακό βιολογικό υπόστρωμα και η εν γένει κλινική πορεία του ορθοκολικού καρκίνου διαφοροποιούνται σε σχέση με την εντόπισή του κατά μήκος του κόλου.