Ο ρόλος του ελικοβακτηριδίου του πυλωρού στην καρκινογένεση του παχέος εντέρου

Abstract

While the etiology of colorectal cancer (CRC) remains largely undefined, it appears that environmental and hereditary factors play an important role in tumorigenesis of the gastrointestinal tract including the colon. Relative studies show that a progressive development of genetic alterations in oncogenes and tumor suppressor genes in combination with environmental factors seem to correspond with a progressive clinical and histological sequence of events involving transformation of the normal colonic epithelium to adenoma, dysplasia and finally CRC. Recent observations indicate the possible involvement of Helicobacter pylori (H. pylori) infection and stem cell in the tumorigenesis of the upper gastrointestinal tract. H. pylori infection leads to upper gastrointestinal tract tumorigenesis through the following sequence: H. pylori-induced chronic gastritis, gastric atrophy, metaplasia, dysplasia, gastric cancer development. Experimental and pilot studies in humans suggest that H. pylori infection is also involved in gastric tumorigenesis through induction of chronic gastric inflammation that promotes the recruitment of bone marrow-derived stem cells (BMDSCs) from the circulation into the stomach, which, via intestinal metaplasia, may contribute to gastric tumorigenesis. No relative data on a possible involvement of H. pylori infection in the mentioned colon carcinogenesis sequence have as yet been reported international. The aim of this study was to investigate the possible involvement of H. pylori infection in the sequence: chronic inflammation - adenoma - mild-moderate/severe dysplasia - CRC development. For this purpose, the relative investigation focused on the following: 1. Endoscopic and conventional histological examination of patients with CRC, colorectal adenomas versus controls to detect the presence of H. pylori infection. 2. Immunohistochemical determination of: a. presence of H. pylori, b. expression of transmembrane adhesion molecule CD44, indicator of malignant stem cells (CSCs) and BMDSCs, c. expression of oncogene ki-67, d. expression of tumor suppressor gene p53, e. expression of antiapoptotic Bcl-2 oncogene. 3. Monitoring and assessment of immune surveillance locally by immunohistochemical detection of T and B lymphocytes (CD45). 4. Correlation of the studied parameters with the presence or absence of H. pylori. 5. Comparison of all afore-mentioned parameters between patients with CRC and adenomas. 6. Apart from the conventional histological investigation, comparison for the immunohistochemical expression of the presence of H. pylori and CD44 between the 2 groups of patients and controls. In this study, a total of 50 patients with CRC, 25 patients with colorectal adenomas and 10 patients with iron deficiency anemia and concomitant absence of macroscopic endoscopic findings based on the upper and lower gastrointestinal endoscopic investigation, who constituted the control group, were included. The subjects underwent a thorough endoscopic and histological investigation of the lower gastrointestinal tract. The analysis of the findings showed: Ia. Presence of H. pylori infection in a significant proportion of our patients with colorectal adenomas (68%) and CRC (84%) compared with a smaller proportion of controls (30%). Ib. Progressive increase in the presence of H. pylori infection, associated with the degree of dysplasia in biopsy specimens of colorectal adenomas and the degree of malignancy in CRC. Ic. Compared with the right colon, an increased presence of H. pylori infection in adenomas (79%) and tumors (64%) in the left colon. These findings may suggest the involvement of H. pylori infection in the sequence: transformation of normal colonic epithelium to adenoma - mild-moderate/severe dysplasia - CRC development. IIa. Presence of immunohistochemical expression of CD44 in a small proportion of controls (10%) and progressively in a significant proportion of neoplastic tissue in patients with colorectal adenomas (84%) and CRC (90%). IIb. Comparative presence of H. pylori infection with accompanying immunohistochemical expression of CD44 in colon biopsy specimens in a small proportion of controls (33%) and progressively in a significant proportion of neoplastic tissue of patients with colorectal adenomas (81%) and CRC (91%). IIc. Presence of H. pylori infection with accompanying immunohistochemical expression of CD44 in biopsy specimens in a high proportion of patients with colorectal adenomas accompanied with moderate/severe dysplasia (88%) and CRC patients with moderate/severe degree of malignancy (91%). These findings may suggest the possible involvement of H. pylori infection through induction of CD44 expression in the sequence: transformation of the normal colonic epithelium to adenoma - mild-moderate/severe dysplasia - CRC development. It is speculated that H. pylori infection causes colon tumorigenesis through induction of tumor CD44(+) CSCs or by recruiting CD44(+) BMDSCs into the colon mucosa, which, by trying to repair the H. pylori-induced damage of the colon, might promote tumorigenesis, in line with the relative data in the upper gastrointestinal tract carcinogenesis. IIIa. Presence of immunohistochemical expression of ki67 progressively in a significant proportion of neoplastic tissue of patients with colorectal adenomas (87%) and in all patients with CRC (100%). IIIb. Comparative presence of H. pylori infection associated with ki67 immunohistochemical expression in colon biopsy specimens progressively in a significant proportion of neoplastic tissue of patients with colon adenomas (80%) and in all patients with CRC (100%). IIIc. Presence of H. pylori infection associated with ki67 immunohistochemical expression in biopsy specimens of colorectal adenomas in a high proportion of patients with moderate/severe dysplasia (75%) and in all patients with moderate/severe degree of malignancy in CRC specimens (100%). These findings suggest the possible involvement of H. pylori infection through induction and progressively increased expression of cell proliferation index (ki67) in the sequence: adenoma-dysplasia-development-progress of CRC. IVa. Immunohistochemical expression of the anti-apoptotic Bcl-2 protein with a progressive increase in neoplastic tissue of patients with colorectal adenomas (40%) and in patients with CRC (53%). IVb. Comparative presence of H. pylori infection accompanied by immunohistochemical expression of Bcl-2 in colon biopsy specimens with a progressive increase in the tumor tissue in patients with colorectal adenomas (40%) and in patients with CRC (50%). IVc. Presence of H. pylori infection with accompanying immunohistochemical expression of Bcl-2 in a large proportion of patients with mild dysplasia, colon adenomas (67%) and in 40% of patients with CRC and moderate/severe degree of malignancy. These findings suggest possible involvement of H. pylori infection through induction of the anti-apoptotic Bcl-2 in the sequence: adenoma - CRC development. Va. Increased immunohistochemical expression of p53 in the neoplastic tissue of patients with colorectal adenomas (62%) compared with patients with CRC (33%). Vb. Increased presence of H. pylori infection accompanied by immunohistochemical p53 expression in biopsy specimens of colorectal neoplastic tissue of patients with colorectal adenomas (40%) compared with the CRC patients (14%). Vc. Presence of H. pylori infection accompanied by immunohistochemical p53 expression in biopsy specimens of colorectal adenomas in 50% of patients with moderate/severe dysplasia and in all patients with mild degree of malignancy and CRC (100%). These findings also suggest the possible involvement of H. pylori infection through induction of p53 in the sequence: adenoma - CRC development. VIa. Presence of immunohistochemical expression of CD45 progressively in a small proportion of neoplastic tissue in patients with colon adenomas (8%) and in a significant proportion of patients with CRC (80%). VIb. Presence of H. pylori infection accompanied by immunohistochemical expression of CD45 in colon biopsy specimens progressively in a small proportion of neoplastic tissue in patients with colorectal adenomas (6%) and in a significant proportion in patients with CRC (81%). VIc. Presence of H. pylori infection accompanied by immunohistochemical expression of CD45 in biopsy specimens of neoplastic colon tissue in a small percentage of patients with moderate/severe dysplasia adenomas (13%) and in a significantly high percentage of patients with moderate/severe degree of malignancy and CRC (82%). These findings further indicate the possible presence of a degree of the host immune response in relation with H. pylori-associated sequence: adenoma-development-progress of CRC. In conclusion, the findings of this study show that the presence of H. pylori infection in the colon, causing a possible chronic inflammatory mucosal damage, stimulating CSCs or recruiting BMDSCs and affecting oncogenes and immune surveillance processes, may be involved in the sequence: transformation of normal colon epithelium to adenoma - moderate-severe dysplasia - CRC development; the eradication of the bacterium may have a inhibiting effect on colon tumorigenesis. However, prospective studies are required in large numbers of patients to confirm the findings of this study.

Ενώ η αιτιολογία του καρκίνου παχέος εντέρου (Κ.Π.Ε.) παραμένει εν πολλοίς αβέβαιη, φαίνεται ότι περιβαλλοντικοί και κληρονομικοί παράγοντες παίζουν σπουδαίο ρόλο στην ογκογένεση του γαστρεντερικού συστήματος συμπεριλαμβανομένου του παχέος εντέρου. Σχετικές μελέτες δείχνουν ότι μια προοδευτική εμφάνιση γενετικών μεταβολών σε ογκογονίδια και ογκοκατασταλτικά γονίδια σε συνδυασμό με περιβαλλοντικούς παράγοντες, φαίνεται ότι βαίνει παράλληλα με προοδευτική κλινική και ιστολογική αλληλουχία γεγονότων που περιλαμβάνουν μετάπτωση του φυσιολογικού επιθηλίου του παχέος εντέρου σε ανάπτυξη αδενώματος, δυσπλασίας και τελική εμφάνιση Κ.Π.Ε.. Πρόσφατες παρατηρήσεις επισημαίνουν την πιθανή εμπλοκή της Helicobacter pylori (Η. pylori) λοιμώξεως και του αρχέγονου κυττάρου στην ογκογένεση του γαστρεντερικού σωλήνα. Η Η. pylori λοίμωξη οδηγεί στην ογκογένεση του ανωτέρου πεπτικού μέσω της ακόλουθης αλληλουχίας: Η. pylori-προκαλούμενη χρόνια γαστρίτιδα-γαστρική ατροφία-μεταπλασία-δυσπλασία-ανάπτυξη γαστρικού καρκίνου. Πειραματικά και πρόδρομα δεδομένα στον άνθρωπο δείχνουν ότι η Η. pylori λοίμωξη εμπλέκεται, επίσης, στην ογκογένεση του στομάχου μέσω της επαγόμενης χρόνιας γαστρικής φλεγμονής που προάγει την στρατολόγηση αρχέγονων κυττάρων του μυελού των οστών (BMDSCs) από την κυκλοφορία στο γαστρικό βλεννογόνο, τα οποία μέσω εντερικής μεταπλασίας δυνατόν να συμβάλουν στη γαστρική ογκογένεση. Αντίστοιχα δεδομένα πιθανής εμπλοκής της Η. pylori λοιμώξεως στην αναφερόμενη αλληλουχία ογκογενέσεως του παχέος εντέρου δεν υφίστανται διεθνώς. Σκοπός της μελέτης αυτής ήταν η έρευνα πιθανής εμπλοκής της Η. pylori λοιμώξεως στην αλληλουχία: χρόνια φλεγμονή- αδένωμα- ήπια - μέτρια/σοβαρή δυσπλασία-ανάπτυξη Κ.Π.Ε. Για τον σκοπό αυτό η σχετική έρευνα εστιάστηκε στα ακόλουθα: 1. Ενδοσκοπικός και συμβατικός ιστολογικός έλεγχος ασθενών με Κ.Π.Ε., αδενώματα παχέος εντέρου και μαρτύρων για ανίχνευση παρουσίας H. pylori λοιμώξεως. 2. Ανοσοϊστοχημικός προσδιορισμός: a. παρουσίας H. Pylori, b. εκφράσεως διαμεμβρανικού μορίου προσκόλλησης CD44 που αποτελεί και δείκτη κακοήθων αρχέγονων κυττάρων (CSCs) και BMDSCs, c. εκφράσεως ογκογονιδίου ki-67, d. εκφράσεως ογκοκατασταλτικού γονιδίου p53, e. εκφράσεως αντιαποπτωτικού ογκογονιδίου Bcl-2, 3. Έλεγχος και εκτίμηση της ανοσιακής επιτηρήσεως: σε τοπικό επίπεδο με ανοσοϊστοχημικό προσδιορισμό Τ και Β λεμφοκυττάρων (CD45). 4. Συσχέτιση των μελετούμενων παραμέτρων με την παρουσία ή μη του H. pylori. 5. Σύγκριση όλων των αναφερθέντων παραμέτρων μεταξύ ασθενών με Κ.Π.Ε. και αδενωμάτων. 6. Εκτός από το συμβατικό ιστολογικό έλεγχο, σύγκριση ανοσοϊστοχημικής εκφράσεως παρουσίας H. pylori και CD44 μεταξύ των 2 ομάδων ασθενών και μαρτύρων. Στην παρούσα μελέτη συμπεριελήφθησαν συνολικά 50 ασθενείς με Κ.Π.Ε., 25 ασθενείς με αδενώματα παχέος εντέρου και 10 ασθενείς με σιδηροπενική αναιμία και συνοδό απουσία μακροσκοπικών ευρημάτων από τον ενδοσκοπικό έλεγχο ανωτέρου και κατωτέρου πεπτικού, οι οποίοι απετέλεσαν την ομάδα ελέγχου. Οι εξεταζόμενοι υποβλήθηκαν σε ενδελεχή ενδοσκοπικό και ιστολογικό έλεγχο του κατωτέρου πεπτικού. Από την ανάλυση των ευρημάτων διαπιστώθηκε: Ια. Παρουσία Η. pylori λοιμώξεως σε μια σημαντική αναλογία των ασθενών μας με αδενώματα παχέος εντέρου (68%), Κ.Π.Ε. (84%) και συγκριτικά σε μικρή αναλογία μαρτύρων (30%). Ιβ. Προοδευτική αύξηση παρουσίας H. pylori λοιμώξεως σχετιζόμενη με το βαθμό δυσπλασίας σε δείγματα βιοψιών αδενωμάτων παχέος εντέρου και βαθμό κακοήθειας σε Κ.Π.Ε. Ιγ. Συγκριτικά με το δεξιό κόλον, αυξημένη παρουσία Η. pylori λοιμώξεως στα αδενώματα (79%) και στους όγκους (64%) του αριστερού τμήματος του παχέος εντέρου. Τα ευρήματα αυτά πιθανόν να υποδηλώνουν την εμπλοκή της H. pylori λοιμώξεως στην αλληλουχία: μετάπτωση φυσιολογικού επιθηλίου παχέος εντέρου σε αδένωμα- ήπια - μέτρια/σοβαρή δυσπλασία-ανάπτυξη Κ.Π.Ε. ΙΙα. Παρουσία ανοσοϊστοχημικής έκφρασης CD44 σε μικρή αναλογία μαρτύρων (10%) και προοδευτικά σε σημαντική αναλογία νεοπλασματικού ιστού ασθενών με αδενώματα παχέος εντέρου (84%) και Κ.Π.Ε. (90%). ΙΙβ. Συγκριτική παρουσία H. pylori λοιμώξεως με συνοδό ανοσοϊστοχημική έκφραση CD44 σε δείγματα βιοψιών παχέος εντέρου σε μικρή αναλογία μαρτύρων (33%) και προοδευτικά σε σημαντική αναλογία νεοπλασματικού ιστού ασθενών με αδενώματα παχέος εντέρου (81%) και Κ.Π.Ε. (91%). ΙΙγ. Παρουσία H. pylori λοιμώξεως με συνοδό ανοσοϊστοχημική έκφραση CD44 σε δείγματα βιοψιών αδενωμάτων παχέος εντέρου σε υψηλό ποσοστό ασθενών με μέτρια/σοβαρή δυσπλασία (88%) και ασθενών με Κ.Π.Ε. και μέτριo/σοβαρό βαθμό κακοήθειας στον Κ.Π.Ε. (91%). Τα ευρήματα αυτά πιθανόν να υποδηλώνουν την εμπλοκή της H. pylori λοιμώξεως μέσω επαγωγής CD44 έκφρασης στην αλληλουχία: μετάπτωση φυσιολογικού επιθηλίου παχέος εντέρου σε αδένωμα- ήπια - μέτρια/σοβαρή δυσπλασία-ανάπτυξη Κ.Π.Ε. Πιθανολογείται ότι η H. Pylori λοίμωξη προκαλεί ογκογένεση παχέος εντέρου μέσω επαγωγής των CD44 (+) αρχέγονων καρκινικών κυττάρων (CSCs) ή στρατολογώντας CD44 (+) αρχέγονα κύτταρα του μυελού των οστών (BMDSCs) στον βλεννογόνο παχέος εντέρου, τα οποία στην προσπάθειά τους να επισκευάσουν τη H. pylori – προκαλούμενη βλάβη του παχέος εντέρου δυνατόν να προάγουν την ογκογένεση, σε αντιστοιχία με τα ανάλογα δεδομένα ογκογενέσεως ανωτέρου πεπτικού. ΙΙΙα. Παρουσία ανοσοϊστοχημικής έκφρασης του ki67 προοδευτικά σε σημαντική αναλογία νεοπλασματικού ιστού ασθενών με αδενώματα παχέος εντέρου (87%) και στο σύνολο των ασθενών με Κ.Π.Ε. (100%). ΙΙΙβ. Συγκριτική παρουσία H. pylori λοιμώξεως με συνοδό ανοσοϊστοχημική έκφραση ki67 σε δείγματα βιοψιών παχέος εντέρου προοδευτικά σε σημαντική αναλογία νεοπλασματικού ιστού ασθενών με αδενώματα παχέος εντέρου (80%) και στο σύνολο ασθενών με Κ.Π.Ε. (100%) ΙΙΙγ. Παρουσία H. pylori λοιμώξεως με συνοδό ανοσοϊστοχημική έκφραση ki67 σε δείγματα βιοψιών αδενωμάτων παχέος εντέρου σε υψηλό ποσοστό ασθενών με μέτρια/σοβαρή δυσπλασία (75%) και στο σύνολο των ασθενών με μέτριo/σοβαρό βαθμό κακοήθειας (100%) σε δείγματα Κ.Π.Ε. Τα ευρήματα αυτά υποδηλώνουν την πιθανή εμπλοκή της H. pylori λοιμώξεως μέσω επαγωγής και προοδευτικά αυξημένης έκφρασης του δείκτη πολλαπλασιασμού των κυττάρων (ki67) στην αλληλουχία: αδένωμα- δυσπλασία-ανάπτυξη-πρόοδος Κ.Π.Ε. IVα. Ανοσοϊστοχημική έκφραση της αντιαποπτωτικής Bcl-2 πρωτεΐνης με προοδευτική αύξηση στο νεοπλασματικό ιστό ασθενών με αδενώματα παχέος εντέρου (40%) και ασθενών με Κ.Π.Ε (53%). ΙVβ. Συγκριτική παρουσία H. pylori λοιμώξεως με συνοδό ανοσοϊστοχημική έκφραση Bcl-2 σε δείγματα βιοψιών παχέος εντέρου, προοδευτικά αυξανόμενη στο νεοπλασματικό ιστό ασθενών με αδενώματα παχέος εντέρου (40%) και ασθενών με Κ.Π.Ε. (50%). IVγ. Παρουσία H. pylori λοιμώξεως με συνοδό ανοσοϊστοχημική έκφραση Bcl-2 σε μεγαλύτερο ποσοστό ασθενών με ήπια δυσπλασία αδενωμάτων παχέος εντέρου (67%) και σε ποσοστό 40% ασθενών με Κ.Π.Ε. και συνοδό μέτριο/σοβαρό βαθμό κακοήθειας. Τα ευρήματα αυτά υποδηλώνουν πιθανή εμπλοκή της H. Pylori λοιμώξεως μέσω επαγωγής της αντι-αποπτωτικής Bcl-2 στην αλληλουχία: αδένωμα-ανάπτυξη Κ.Π.Ε. Vα. Αυξημένη ανοσοϊστοχημική έκφραση του p53 κυρίως στο νεοπλασματικό ιστό ασθενών με αδενώματα παχέος εντέρου (62%) σε σύγκριση με την ομάδα Κ.Π.Ε. (33%). Vβ. Αυξημένη παρουσία H. pylori λοιμώξεως με συνοδό ανοσοϊστοχημική έκφραση p53 κυρίως σε δείγματα βιοψιών παχέος εντέρου στο νεοπλασματικό ιστό ασθενών με αδενώματα παχέος εντέρου (40%) σε σύγκριση με την ομάδα Κ.Π.Ε (14%). Vγ. Παρουσία H. pylori λοιμώξεως με συνοδό ανοσοϊστοχημική έκφραση p53 σε δείγματα βιοψιών αδενωμάτων παχέος εντέρου στο 50% των ασθενών με μέτρια/σοβαρή δυσπλασία και στο σύνολο των ασθενών με Κ.Π.Ε. και ήπιο βαθμό κακοήθειας (100%). Τα ευρήματα αυτά επίσης υποδηλώνουν πιθανή εμπλοκή της H. Pylori λοιμώξεως μέσω επαγωγής του p53 στην αλληλουχία: αδένωμα-ανάπτυξη Κ.Π.Ε. VΙα. Παρουσία ανοσοϊστοχημικής έκφρασης του CD45 προοδευτικά σε μικρή αναλογία νεοπλασματικού ιστού ασθενών με αδενώματα παχέος εντέρου (8%) και σε σημαντική αναλογία ασθενών με Κ.Π.Ε. (80%). VIβ. Παρουσία H. pylori λοιμώξεως με συνοδό ανοσοϊστοχημική έκφραση CD45 σε δείγματα βιοψιών παχέος εντέρου προοδευτικά σε μικρή αναλογία νεοπλασματικού ιστού ασθενών με αδενώματα παχέος εντέρου (6%) και σε σημαντική αναλογία ασθενών με Κ.Π.Ε. (81%). VIγ. Παρουσία H. pylori λοιμώξεως με συνοδό ανοσοϊστοχημική έκφραση CD45 σε δείγματα βιοψιών νεοπλασματικού ιστού παχέος εντέρου σε μικρό ποσοστό ασθενών με μέτρια/σοβαρή δυσπλασία αδενωμάτων (13%) και σε σημαντικά υψηλό ποσοστό ασθενών με μέτρια/σοβαρή κακοήθεια και Κ.Π.Ε. (82%). Τα ευρήματα αυτά επιπλέον υποδηλώνουν την πιθανή παρουσία ενός βαθμού ανοσιακής απαντήσεως του ξενιστή έναντι της H. pylori σχετιζόμενης αλληλουχίας: αδένωμα-ανάπτυξη-πρόοδος Κ.Π.Ε. Συμπερασματικά, τα ευρήματα της παρούσης μελέτης δείχνουν ότι η παρουσία Η. pylori λοιμώξεως στο παχύ έντερο, προκαλώντας πιθανή χρόνια φλεγμονώδη βλάβη του βλεννογόνου, διεγείροντας CSCs ή στρατολογώντας BMDSCs και επηρεάζοντας ογκογονίδια και διεργασίες ανοσιακής επιτήρησης πιθανόν να εμπλέκεται στην αλληλουχία: μετάπτωση φυσιολογικού επιθηλίου παχέος εντέρου σε αδένωμα- ήπια-μέτρια/σοβαρή δυσπλασία-ανάπτυξη Κ.Π.Ε. η δε εκρίζωση του βακτηριδίου πιθανόν να επιδρά ανασταλτικά στην ογκογένεση του παχέος εντέρου. Εντούτοις, απαιτούνται προοπτικές μελέτες σε μεγάλο αριθμό ασθενών για την επιβεβαίωση των ευρημάτων της παρούσης μελέτης.