Μορφολογική μελέτη της διαντίδρασης επιθηλίου-μικροπεριβάλλοντος κατά την καρκινογένεση στο παχύ έντερο, με προοπτική ανάπτυξης στρατηγικών χημειοπρόληψης και εξατομικευμένης θεραπείας

Abstract

Background: Epidemiological and molecular data suggest the involvement of estrogen signaling in colorectal tissue mediated mainly through estrogen receptor beta (ERβ). Estrogens may mediate their effects in epithelial cells indirectly by acting on stromal cells. Methods: Expression of Era, ERβ1 and the ER coregulators AIB-1, TIF-2, PELP1 and NCoR were evaluated in 107 colorectal carcinomas, 77 paired samples of normal mucosa and 29 adenomas by immunohistochemistry. Additionally, the expression pattern of ALDH1 in 98 specimens of colorectal carcinomas and 66 paired samples of normal mucosa was analyzed. Results: Nuclear expression of ERβ1, AIB-1, TIF-2 and PELP1 in myofibroblasts gradually increased from normal mucosa through adenomas to carcinomas. Regarding the epithelium, no difference was noted in the expression of ERs AIB-1, TIF-2 and PELP1 between normal mucosa adenomas and carcinomas. However, nuclear expression of NCoR in epithelial cells was more common in normal mucosa, whereas cytoplasmic expression was higher in carcinomas. Cytoplasmic expression of NCoR in epithelial cells correlated with better disease free and overall survival on univariate analysis and was an independent prognostic marker for disease free survival on multivariate analysis. Rare nuclear NCoR positive cells may represent the cancer stem cells of colorectal carcinomas ALDH1 has been proposed as a promising functional marker of normal and cancer stem cells of various origins. In our study ALDH1 expression displayed a specific pattern of localization in epithelial cells of normal mucosa. Staining was intensified in the epithelial cells located at the basal portion of the crypts, whereas expression was fainter in cells of the surface epithelium. Carcinomas displayed lower levels of ALDH1 expression in epithelial cells. Regarding myofibroblasts ALDH1 expression in pericryptal myofibroblasts of normal mucosa was very rare whereas carcinoma associated myofibroblasts displayed higher levels of ALDH1 expression. Increased expression of ALDH1 in malignant epithelial cells correlated with metastasis increased probability of relapse and shorter disease free survival whereas increased expression in myofibroblasts correlated with lower probability of relapse and longer disease free survival on univariate analysis. Notably the combination of increased expression in epithelial cells and decreased expression in myofibroblasts was associated with worse disease free and overall survival. Our findings imply that ERβ1 dependent signal transduction in myofibroblasts may be involved in the initiation and progression of colorectal carcinomas. Additionally, increased expression of ALDH1 in normal mucosa might delineate the stem cell/progenitor cell compartment of colonic epithelium. During colorectal carcinogenesis distinct functions of ALDH1 might be noted depending on the cell where it is expressed.

Σκοπός: Οι μέχρι τώρα ενδείξεις από τη βιβλιογραφία εισηγούνται ένα πιθανό προστατευτικό ρόλο των οιστρογόνων στην καρκινογένεση στο παχύ έντερο. Η έκφραση των οιστρογονικών υποδοχέων στο φυσιολογικό βλεννογόνο του παχέος εντέρου στα αδενώματα και τα καρκινώματα και οι αλληλεπιδράσεις τους με διάφορους συμπαράγοντες θα πρέπει να μελετηθούν υπό το πρίσμα των πολύπλοκων μοριακών δικτύων μεταξύ επιθηλιακών κυττάρων και μυοϊνοβλαστών (MF) του στρώματος. Μέθοδος: Οι οιστρογονικοί υποδοχείς ERa και ERβ1 και οι συν-ρυθμιστές της μεταγραφής ΑΙΒ-1, TIF-2 PELP1 και NCoR μελετήθηκαν ανοσοϊστοχημικά σε 107 καρκινώματα παχέος εντέρου, 77 δείγματα φυσιολογικού βλεννογόνου και 29 αδενώματα. Επίσης μελετήθηκε η έκφραση ALDH1 σε 98 καρκινώματα και 66 συζευγμένα δείγματα φυσιολογικού βλεννογόνου. Εκτιμήθηκαν τόσο τα επιθηλιακά κύτταρα όσο και οι MF. Αποτελέσματα: Η έκφραση των ERβ1, ΑΙΒ-1, TIF-2 και PELP1 ήταν πιο συχνή σε MF του στρώματος των καρκινωμάτων σε σχέση με τα αδενώματα και το φυσιολογικό βλεννογόνο. Αντίθετα δεν υπήρχε διαφορά μεταξύ του φυσιολογικού βλεννογόνου των αδενωμάτων και των καρκινωμάτων στο ποσοστό έκφρασης των δεικτών αυτών στα επιθηλιακά κύτταρα. Επίσης ο NCoR εκφραζόταν πιο συχνά στο κυτταρόπλασμα και σπανιότερα στον πυρήνα των κακοήθων επιθηλιακών κυττάρων σε σχέση με τα φυσιολογικά επιθηλιακά κύτταρα. Η κυτταροπλασματική έκφραση του NCoR στα επιθηλιακά κύτταρα σχετιζόταν με μεγαλύτερη ελεύθερη νόσου και συνολική επιβίωση και αποτελούσε ανεξάρτητο προγνωστικό δείκτη της ελεύθερης νόσου επιβίωσης. Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ένα πιθανό ρόλο της ενεργοποίησης του μονοπατιού των οιστρογονικών υποδοχέων στους MF του στρώματος στην ανάπτυξη των καρκινωμάτων του παχέος εντέρου. Δεδομένου ότι η πυρηνική έκφραση του NCoR έχει προταθεί ως δείκτης των stem κυττάρων, τα ελάχιστα κύτταρα στα οποία παρατηρήθηκε πυρηνική έκφραση στον καρκίνο παχέος εντέρου πιθανότατα αντιστοιχούν σε καρκινικά stem κύτταρα. Η αλδεϋδική δεϋδρογενάση (ALDH1) αποτελεί δείκτη φυσιολογικών και καρκινικών stem κυττάρων σε διάφορα όργανα. Στη μελέτη μας η ALDH1 εκφράστηκε έντονα στα κύτταρα του φυσιολογικού βλεννογόνου που βρίσκονταν στη βάση των κρυπτών περιοχή όπου εντοπίζονται τα stem/προγονικά κύτταρα του εντερικού επιθηλίου. Κατά αντιστοιχία, η έκφραση της ALDH1 στα καρκινικά κύτταρα σχετιζόταν με παρουσία μεταστάσεων και χειρότερη ελεύθερη νόσου επιβίωση. Αντίθετα, η έκφραση ALDH1 στους MF των καρκινωμάτων σχετιζόταν με ευνοϊκούς προγνωστικούς παράγοντες και μεγαλύτερο ελεύθερο νόσου διάστημα. Επίσης, περιστατικά με χαμηλή έκφραση ALDH1 στους MF και υψηλή έκφραση στα επιθηλιακά κύτταρα σχετιζόταν με μικρότερο διάστημα ελεύθερης νόσου και συνολικής επιβίωσης. Τα ευρήματα αυτά υποδεικνύουν το σημαντικό ρόλο των πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων επιθηλίου στρώματος κατά την καρκινογένεση στο παχύ έντερο και επισημαίνουν τα πολύπλοκα μοριακά δίκτυα που ρυθμίζουν τη λειτουργία των επιθηλιακών κυττάρων.