Προσδιορισμός πρωτεϊνών φαρμακευτικής αντίστασης και τοποϊσομερασών Ι και ΙΙ σε ασθενείς με καρκίνο παχέος εντέρου που έχουν υποβληθεί σε χημειοθεραπεία

Abstract

Purpose: To investigate whether chemotherapy with 5-FU induces an alteration in the levels of Pgp, MRP and LRP, which are multidrug resistance-related proteins, as well as in the levels of topoisomerase IIα and topoisomerase I, in patients with colorectal cancer. Patients and methods: Our study included 40 patients with colorectal cancer who underwent surgical resection of the primary tumour, received chemotherapy with 5-FU plus leucovorin according to the Mayo Clinic regimen, and then recurred and underwent a second surgery. Therefore, we had two specimens from each patient: one from the primary location (before chemotherapy) and a second one from the recurrence (after chemotherapy). The presence of the three multidrug resistance-related proteins and topoisomerase I and IIα before and after chemotherapy with 5-FU was studied by means of standard three-step imunohistochemistry on paraffin sections, using appropriate monoclonal antibodies. Immunostaining for each protein was estimated both semiquantitatively (graded according to the percentage of tumor cells staining positive) and quantitatively (the percentage of tumor cells staining positive was calculated by an image analysis system). We used McNemar's paired chi-square test to assess the possible alteration of the levels of each protein after chemotherapy with 5-FU, according to the semiquantitative estimation. We used Wilcoxon matched-pairs signed-ranks test to assess the possible alteration of the levels of each protein after chemotherapy with 5-FU, according to the quantitative estimation. Results: The expression of Pgp, MRP and LRP did not change significantly after chemotherapy with 5-FU, neither with the semiquantitative (p=0.5959, p=0.5403, p=0.2301 respectively), nor with the quantitative (p=0.476, p=0.643, p=0.122 respectively) estimation. On the contrary, there was a statistical significant increase in the levels of topoisomerase IIα and topoisomerase I (p<0.0001 with both the semiquantitative and the quantitative estimation). Discussion: The increase of topoisomerase IIα in cancer cells after chemotherapy with 5-FU doesn’t seem to have clinical significance. Topoisomerase IIα is the molecular target of widely used antineoplastic drugs, like anthracyclines and epipodophyllotoxins, which are not used in chemotherapy of colorectal cancer and are substrates of Pgp, MRP and LRP. The increase of topoisomerase I has clinical significance, as the enzyme is the molecular target of irinotecan, a drug widely used in chemotherapy of colorectal cancer. In general, irinotecan is not susceptible to multidrug resistance.

Σκοπός: O προσδιορισμός των μεταβολών που προκαλεί η χημειοθεραπεία με 5-φθοριοουρακίλη στις πρωτεΐνες φαρμακευτικής αντίστασης Pgp, MRP, LRP και στις τοποϊσομεράσες Ι και ΙΙα, σε ασθενείς με καρκίνο παχέος εντέρου. Ασθενείς και μέθοδοι: Η μελέτη περιλαμβάνει 40 ασθενείς με καρκίνο παχέος εντέρου που υποβλήθηκαν αρχικά σε χειρουργική επέμβαση αφαίρεσης του πρωτοπαθούς όγκου, έλαβαν χημειοθεραπεία με λευκοβορίνη και 5-φθοριουρακίλη σύμφωνα με το σχήμα της Mayo Clinic, και στην πορεία υποτροπίασαν, οπότε και υποβλήθηκαν σε δεύτερη χειρουργική επέμβαση. Έγινε ανοσοϊστοχημικός προσδιορισμός των Pgp, MRP, LRP και των τοποϊσομερασών Ι και ΙΙα, με κατάλληλα μονοκλωνικά ανισώματα, σε τομές παραφίνης από δύο ιστολογικές εξετάσεις για κάθε ασθενή (μία από την πρώτη χειρουργική επέμβαση, δηλαδή τον πρωτοπαθή όγκο, και μία από τη δεύτερη χειρουργική επέμβαση, δηλαδή την υποτροπή). Η ανοσοϊστοχημική χρώση εκτιμήθηκε με βάση το ποσοστό των θετικά χρωσθέντων κυττάρων τόσο ημιποσοτικά (με σταυρούς), όσο και ποσοτικά, με πρόγραμμα ανάλυσης εικόνας. Η μη παραμετρική στατιστική δοκιμασία κατά ζεύγη X2 (McNemar's paired chi-square) χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση πιθανής μεταβολής των υπό μελέτη πρωτεϊνών μετά τη χημειοθεραπεία με 5-φθοριουρακίλη, με βάση την ημιποσοτική (με σταυρούς) εκτίμηση της ανοσοϊστοχημικής χρώσης. Η επίσης μη παραμετρική στατιστική δοκιμασία Wilcoxon για παρατηρήσεις κατά ζεύγη (Wilcoxon matched-pairs signed-ranks test) χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση πιθανής μεταβολής των υπό μελέτη πρωτεϊνών μετά τη χημειοθεραπεία με 5-φθοριουρακίλη, με βάση την ποσοτική (με ανάλυση εικόνας) εκτίμηση της ανοσοϊστοχημικής χρώσης. Αποτελέσματα: Η Pgp, η MRP και η LRP δεν εμφάνισαν στατιστικά σημαντική μεταβολή τόσο με τον ημιποσοτικό (p=0.5959, p=0.5403 και p=0.2301 αντίστοιχα), όσο και με τον ποσοτικό (p=0.476, p=0.643 και p=0.122 αντίστοιχα) προσδιορισμό. Αντίθετα, η τοποϊσομεράση ΙΙα και η τοποϊσομεράση Ι εμφάνισαν λίαν στατιστικώς σημαντική αύξηση μετά τη χημειοθεραπεία με 5-φθοριουρακίλη (p<0.0001 τόσο με τον ημιποσοτικό όσο και με τον ποσοτικό προσδιορισμό). Συζήτηση: Η αύξηση της τοποϊσομεράσης ΙΙα στα καρκινικά κύτταρα μετά τη χημειοθεραπεία με 5-φθοριοουρακίλη δε φαίνεται να έχει κλινική σημασία. Το ένζυμο αυτό αποτελεί στόχο της δράσης πολλών γνωστών αντινεοπλασματικών φαρμάκων, όπως οι ανθρακυκλίνες και οι επιποδοφυλλοτοξίνες, τα οποία δεν έχουν θέση στη χημειοθεραπεία του καρκίνου παχέος εντέρου και τα οποία υπόκεινται στη δράση της Pgp, της MRP και της LRP. Η αύξησή της τοποϊσομεράσης Ι μετά από χημειοθεραπεία με 5-φθοριοουρακίλη έχει πιθανότατα και κλινική σημασία, αφού το ένζυμο αυτό αποτελεί στόχο της δράσης της ιρινοτεκάνης, ενός αντινεοπλασματικού φαρμάκου με ευρεία χρήση στο μεταστατικό καρκίνο παχέος εντέρου. Η ιρινοτεκάνη δεν υπόκειται στους μηχανισμούς της πολλαπλής φαρμακευτικής αντίστασης.