Ο ρόλος του TGF-B-R και των πρωτεϊνών Smad και Ski σε ασθενείς με καρκίνο μαστού και συσχέτιση με την επιβίωση

Abstract

Introduction: Transforming Growth Factor beta signaling pathway is thoroughly studied in a series of diseases and this molecule has been proved to act either as an oncogene or as a tumor suppressor molecule in human carcinogenesis. Recently, the Smad proteins' family has been identified as TGF-beta's intracellular substrates, which transfer the signal in the cell's nucleus. A lot of molecules have also been found to act as co-repressors or co-activators in this procedure. Ski protein is one of the most well-known Smad proteins' co-repressors. On the other hand, breast cancer is one of the most common cancers in women, and the discovery of new predictive factors, especially at early stages of the disease is very challenging. Objective: The purpose of the present study was the investigation of the expression of TGF-β receptor, as well as the expression of Smad2/3 and Ski protein in T1, T2, -node negative breast cancer specimens and the potent correlation of their expression with several clinicopathological parameters. The most important of these were tumor Grade, hormone receptors' positivity as well as the patients' outcome (blood - borne metastases or death of their disease). Materials and methods: 146 breast cancer specimens were used, among which 21 in situ and 125 invasive. The proteins' expression was studied using immunohistochemistry (biotin-streptabidin indirect method). The evaluation of the immunopositivity was not only qualitative (negative versus positive) but also quantitative (negative, weakly positive and strongly positive) depending on the number of positive tumor cells and the staining's intensity). The statistical analysis of the results was implemented using the SPSS13 for windows. Results: TGF-β receptor's expression was inversely correlated with tumor Grade as well as with the presence of blood- borne metastases and patients' death. The expression of Smad2/3 protein was proved to be an independent prognostic factor in Grade I invasive carcinomas while loss of Smad4 expression was strongly correlated with poor patients' outcome in ER (Estrogen Receptor)-positive tumors. All three proteins' positivity had statistically significant correlation with each other Ski proteins' expression (qualitative and quantitative) was strongly correlated with tumors' Grade, with the presence of distant metastases and was also proved to be an independent prognostic factor for patients' survival. Another important observation was the intracellular translocation of Ski’s expression from the nucleus to the cytoplasm of tumor cells in high Grade tumors and the strong relationship between cytoplasmic Ski expression and loss of expression of Smad2/3. Conclusions: Smad proteins seem to be TGF-beta intracellular substrates and, according to our results, play a tumor suppressor role in mammary gland tumorigenesis. On the other hand, Ski protein acts as an oncogene in breast carcinogenesis procedure modulating the TGF-beta pathways' effect. All the studied proteins are potent targets of a pioneering molecular therapy.

Εισαγωγή: Το μονοπάτι του Transforming-Growth Factor beta είναι ένα από τα πιο πολύπλοκα και πιο καλά μελετημένα σε μια σειρά παθήσεων και έχει βρεθεί να δρα άλλοτε ως ογκοκατασταλτικό και άλλοτε ως προαγωγό της κακοήθους εξαλλαγής Πρόσφατα έγινε η ανακάλυψη των υποστρωμάτων του, της οικογένειας των Smad πρωτεϊνών, που μεταφέρουν το σήμα στον πυρήνα του κυττάρου, μέσω αλληλεπίδρασης με πολλαπλούς παράγοντες, συν-ενεργοποιητές η συν-καταστολείς της δράσης τους. Η Ski πρωτεΐνη έχει ταυτοποιηθεί τελευταία ως ένας σημαντικός συν-καταστολέας του εν λόγω μονοπατιού. Ο καρκίνος του μαστού είναι ένας από τους πιο συχνούς καρκίνους στις γυναίκες και η ανακάλυψη καινούριων μορίων στόχων μοριακής θεραπείας αποτελεί μια μεγάλη πρόκληση, ιδίως σε ασθενείς με νόσο αρχικού σταδίου. Σκοπός: Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η μελέτη της έκφρασης του υποδοχέα του TGF-β, των πρωτεϊνών Smad2/3, Smad4 και Ski σε καρκινώματα μαστού σταδίου Τ1 και Τ2 με απουσία λεμφαδενικών μεταστάσεων, και η συσχέτιση της έκφρασης τους με ποίκιλες κλινικοεργαστηριακές παραμέτρους, κυριότερες των οποίων ήταν ο βαθμός κακοήθειας των όγκων, η έκφραση ορμονικών υποδοχέων, η εμφάνιση απομακρυσμένων μεταστάσεων καθώς και ο θάνατος των ασθενών. Υλικά και μέθοδος: Σε 146 δείγματα από πορογενή καρκινώματα μαστού (εκ των οποίων 21 in situ και 125 διηθητικά) μελετήθηκε με τη μέθοδο της ανοσοϊστοχημειας (έμμεση μέθοδος βιοτίνης-στρεπταβιδίνης) η έκφραση των προαναφερθέντων μορίων. Η εκτίμηση της ανοσοθετικότητας ήταν τόσο ποιοτική (θετική-αρνητική), όσο και ποσοτική (αρνητική, μέτρια, έντονη) ανάλογα με το ποσοστό τωνθετικών νεοπλασματικών κυττάρων και την ένταση της χρώσης. Η στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων έγινε με το στατιστικό πρόγραμμα SPSS 13 for windows. Αποτελεματα: Η έκφραση του υποδοχέα του TGF-β είχε στατιστικώς σημαντική, αντίστροφη συσχέτιση με το βαθμό κακοήθειας των όγκων, καθώς και με την εμφάνιση αιματογενών μεταστάσεων και θανάτου των ασθενών. Η έκφραση της Smad2/3 πρωτεΐνης αποδείχτηκε ανεξάρτητος προγνωστικός παράγοντας στα Grade Ι διηθητικά καρκινώματα και η Smad4 βρέθηκε να αποτελεί ισχυρό προγνωστικό παράγοντα στους ER (Estrogen Receptor) θετικούς όγκους. Η έκφραση της Smad2/3 και της Smad4 συσχετίστηκαν σημαντικά τόσο μεταξύ τους όσο και με την έκφραση του TGF-β υποδοχέα. Η έκφραση της πρωτεΐνης Ski συσχετίστηκε με το βαθμό κακοήθειας των όγκων, την παρουσία αιματογενών μεταστάσεων και αποδείχτηκε ανεξάρτητος προγνωστικός παράγοντας για την επιβίωση των ασθενών (πολυπαραγοντική ανάλυση). Επίσης σημαντική ήταν η παρατήρηση της ενδοκυττάριας μετακίνησης της Ski από τον πυρήνα προς το κυτταρόπλασμα του κυττάρου, με την αύξηση του βαθμού κακοήθειας των όγκων και η στατιστικώς σημαντική συσχέτιση της παρουσίας κυτταροπλασματικής Ski ανοσόχρωσης και απώλειας έκφρασης της πρωτεΐνης Smad2/3.Συμπεράσματα: Οι Smad πρωτεΐνες αποδεικνύεται για άλλη μια φορά να αποτελούν τα ενδοκυττάρια υποστρώματα του TGF-β και φαίνεται να διαδραματίζουν ρόλο ογκοκατασταλτικών πρωτεϊνών στην εξέλιξη της νεοπλασίας του μαζικού αδένα, ενώ η Ski πρωτεΐνη δρα ως ένα ισχυρό ογκογονίδιο καταστέλλοντας τη δράση του TGF-beta μονοπατιού. Όλες οι μελετηθείσες πρωτεΐνες αποτελούν δυνητικά ενδιαφέροντες στόχους μελλοντικής μοριακής θεραπείας.