Μοριακή ανάλυση και διαπίστωση μεταβολών δομικών και λειτουργικών μακρομοριακών συστατικών στον καρκίνο του λάρυγγα

Abstract

Introduction: Laryngeal cancer, especially in the advanced stages, is a highly devastating disease, characterized by increased invasiveness and high rates of metastasis. The identification of reliable tumour marker for prompt diagnosis, surveillance and prognosis would be highly desirable. There is a growing body of evidence with regard to the prognostic value of gelatinases and their possible role as tumour markers.Aim: To identify the pattern of alteration of serum gelatinases A and B in patients with laryngeal cancer following treatment, and a possible correlation with various clinicopathological parameters prior to and past treatment.Materials and methods: Forty nine patients and 8 healthy controls were included in the study. Pre-treatment and post-treatment serum samples were collected and processed by gelatin zymography. The presence of gelatinases was verified by western blotting. The zymograms were scanned by a digital scanner and the lysis bands were quantified by Scion Image PC. Analysis of the quantitative results was performed by using SPSS 17 (SPSS Inc, Chicago, IL, USA).Results: Only the latent forms of MMP-2 and -9 (proforms) were identified. Both gelatinases were increased in the serum of laryngeal cancer patients compared to healthy individuals. Patients with supraglottic tumours and active smokers had significantly higher pre-treatment levels of proMMP-2 than patients with glottic tumours and ex-smokers, respectively. Patients with primary disease and patients with lymph node involvement showed lower proMMP-9 pre-treatment levels than patients with recurrence and patients without neck disease, respectively. During the follow-up period the proMMP-2 serum levels increased significantly in the first ten to fifteen days after treatment, gradually decreasing over the following months. Smokers showed a very high decrease rate of proMMP-2 levels during the follow-up period, whereas in ex-smokers proMMP-2 levels significantly increased. Stage II patients showed significantly lower levels of circulating enzyme compared to patients with more advanced disease five to eight months past treatment. Similarly, conservative management was associated with lower levels of serum proMMP-2 compared to surgical management five to eight months following treatment. The proMMP-9 serum levels also showed a gradual decrease after treatment, which was statistically significant. Significant alterations in the rate of decrease developed among groups with regard to stage, grade, location, type of disease (primary or recurrence), regional disease, treatment modality and alcohol consumption. Nevertheless those differences were not maintained five to eight months past treatment, with the exception of patients who underwent surgery and who maintained higher levels of proMMP-9. An increase to the levels of both gelatinases were observed in patients with recurrent disease after having been treated for a primary compared to patients who did not develop a recurrence. However, the small sample of patients with recurrent disease during the follow-up period does not allow extrapolating sound conclusions.Conclusions: Although as yet normal values have not been established in the literature, the post-treatment alteration pattern of proMMP-9 serum levels indicates that this enzyme might play a role as a tumour marker. Nevertheless this study provides evidence that both gelatinases might be useful for surveillance on strictly individual basis in laryngeal cancer patients. Further research is necessary to clarify the contribution of both gelatinases to the disease progress and determine their role as prognostic factors and tumour markers.

Εισαγωγή: Ο καρκίνος του λάρυγγα, ιδιαιτέρως σε προχωρημένα στάδια, είναι μία καταστροφική νόσος η οποία χαρακτηρίζεται από αυξημένη διηθητικότητα και μεταστατικότητα. Η ανεύρεση ενός δείκτη πρώιμης διάγνωσης, παρακολούθησης και πρόγνωσης της νόσου θα ήταν ιδιαίτερα ευπρόσδεκτη. Συνεχώς αυξανόμενα δεδομένα στη βιβλιογραφία υποστηρίζουν την προγνωστική αξία των ζελατινασών και τον πιθανό ρόλο τους ως μοριακών δεικτών μεταξύ άλλων και στον καρκίνο του λάρυγγα.Σκοπός: Η διαπίστωση μεταβολών στα επίπεδα ορού των ζελατινασών Α και Β σε ασθενείς με καρκίνο του λάρυγγα μετά από εφαρμογή θεραπείας, καθώς και η πιθανή συσχέτιση με διάφορες κλινικοπαθολογικές παραμέτρους πριν και μετά τη θεραπευτική παρέμβαση.Υλικό και μέθοδος: Σαράντα εννέα ασθενείς και 8 υγιείς μάρτυρες συμπεριλήφθηκαν στη μελέτη. Ελήφθησαν προεγχειρητικά και μετεγχειρητικά δείγματα ορού τα οποία στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε ζυμογραφία ζελατίνης. Η παρουσία ζελατινασών επιβεβαιώθηκε με την τεχνική western blotting. Οι ζώνες λύσης ποσοτικοποιήθηκαν με τη χρήση Scion Image PC. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων πραγματοποιήθηκε με το πρόγραμμα SPSS 17 (SPSS Inc, Chicago, IL, USA).Αποτελέσματα: Στα ζυμογραφήματα αποτυπώθηκαν μόνο οι λανθάνουσες μορφές των ενζύμων (προένζυμα). Τα προ της θεραπείας επίπεδα και των δύο ζελατινασών στον ορό του αίματος των ασθενών με καρκίνο του λάρυγγα ήταν σημαντικά υψηλότερα σε σχέση με αυτά των υγιών μαρτύρων. Ασθενείς με υπεργλωττιδικό καρκίνωμα και ενεργοί καπνιστές είχαν σημαντικά υψηλότερα επίπεδα proMMP-2 σε σχέση με ασθενείς που έπασχαν από γλωττιδικό καρκίνωμα και με πρώην καπνιστές αντίστοιχα. Ασθενείς με πρωτοδιαγνωσμένη νόσο και ασθενείς με λεμφαδενικές μεταστάσεις είχαν σημαντικά χαμηλότερα προ της θεραπείας επίπεδα proMMP-9 σε σχέση με ασθενείς που προσήλθαν με υποτροπή και με ασθενείς στους οποίους δεν διαπιστώθηκε επιχώρια νόσος αντίστοιχα. Κατά τη διάρκεια της συστηματικής παρακολούθησης τα επίπεδα της proMMP-2 στον ορό παρουσίασαν σημαντική αύξηση τις πρώτες 10 με 15 ημέρες μετά την εφαρμογή θεραπείας, για να μειωθούν σταδιακά εντός των επόμενων μηνών. Οι ενεργοί καπνιστές παρουσίασαν σημαντική μείωση των επιπέδων της proMMP-2 κατά την περίοδο παρακολούθησης, σε αντίθεση με τους πρώην καπνιστές οι οποίοι εμφάνισαν σημαντική αύξηση κατά το ίδιο χρονικό διάστημα. Οι ασθενείς σταδίου ΙΙ είχαν σημαντικά χαμηλότερα επίπεδα proMMP-2 σε σχέση με ασθενείς προχωρημένων σταδίων πέντε με οκτώ μήνες μετά τη θεραπεία, όπως και οι ασθενείς οι οποίοι υποβλήθηκαν σε συντηρητική αντιμετώπιση σε σχέση με τους χειρουργημένους ασθενείς. Τα επίπεδα της proMMP-9 στον ορό επίσης παρουσίασαν σημαντική πτώση μετά την εφαρμογή θεραπείας. Διαφορές στο ρυθμό μείωσης των επιπέδων της proMMP-9 παρατηρήθηκαν μεταξύ των διαφόρων ομάδων ως προς το στάδιο, τη διαφοροποίηση, την εντόπιση, τον τύπο της νόσου (πρωτοδιαγνωσμένη ή υποτροπή), τις λεμφαδενικές μεταστάσεις, τον τρόπο αντιμετώπισης και την κατανάλωση αλκοόλ. Ωστόσο αυτή η διαφορά δεν διατηρήθηκε πέντε με οκτώ μήνες μετά την εφαρμογή θεραπείας, με εξαίρεση την ομάδα των χειρουργημένων ασθενών, οι οποίοι διατήρησαν σημαντικά υψηλότερα επίπεδα ενζύμου στον ορό. Αύξηση των ζελατινασών παρατηρήθηκε στον ορό ασθενών που εκδήλωσαν υποτροπή μετά από αντιμετώπιση πρωτοδιαγνωσμένης νόσου σε σχέση με αυτούς που δεν υποτροπίασαν. Ωστόσο εξαιτίας του μικρού δείγματος δεν είναι δυνατόν να εξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα.Συμπεράσματα: Αν και δεν υφίστανται φυσιολογικές τιμές, το πρότυπο μεταβολής των επιπέδων της proMMP-9 στον ορό μετά από θεραπεία καταδεικνύει πιθανές ιδιότητες μοριακού δείκτη. Ωστόσο υπάρχουν ενδείξεις ότι και οι δύο ζελατινάσες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την εξατομικευμένη παρακολούθηση ασθενών με καρκίνο του λάρυγγα. Περαιτέρω έρευνα απαιτείται για την αποσαφήνιση του ζητήματος.