Διερεύνηση της ανοσοτοπογραφικής κατανομής πρωτεϊνών της απόπτωσης και του κυτταρικού κύκλου σε σχέση με την εκτελεστική δυνατότητα της απόπτωσης, σε φυσιολογικό θύμο και σε λεμφοζιδιακή υπερπλασία θύμου

Abstract

Purpose: Despite numerous studies, there is paucity of multiparametric, combined immunohistological information regarding apoptosis/cell cycle in human thymus in relation to age. We investigated the expression levels and the immunotopographical distribution of major proteins involved in apoptosis/cell cycle regulation and the presence of apoptotic cellsMaterial and methods: 32 thymuses from different age groups were studied for the immunohistochemical expression patterns of major apoptosis/cell cycle proteins. In addition, the distribution of apoptotic cells using the TUNEL method in combination with morphology and cleaved caspase-3 immunostaining was also analysed. Most immunostainings were performed by the LSAB procedure with the use of the Ventana autoimmunostainer. Results: In TECs there is a concordant decrease of cell proliferation and increase of cell death potential from the cortex to the medulla. Nevertheless, the high expression of the antiapoptotic proteins bcl-2 and FLIPS/L in medullary TECs, the absence of cleaved caspase-3 immunostaining and the absence of TUNEL positive medullary TECs, suggests activation of cell survival program in medullary TECs. These findings suggest reduction of the proliferative and a balance between apoptotic potential and survival potential of TECs from the cortex to the medulla. HBs are highly differentiated epithelial structures with low potential of cell proliferation and cell death and evidence of cell senescence. In favor of this hypothesis are also our previous findings that HBs are characterized by high p21 expression which has been associated with terminal cell differentiation and high p16 expression which has been associated with cell senescence. In thymocytes, there is a reduction of the proliferative and apoptotic potential and increase of the survival potential of thymocytes from the cortex to the medulla. Conclusion: The present study reveals the variability of the immunotopographical distribution and the expression levels of proteins playing central roles in the regulation of apoptosis/cell cycle in the human thymuses, shows changes in the expression levels of these proteins in relation to the differentiation of lymphoid and epithelial cells, demonstrates differences in the expression patterns of these proteins between TECs and thymocytes, and shows reduction of the proliferative and apoptotic potential and increase of the survival potential of thymocytes and TECs from the cortex to the medulla.

Σκοπός: Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η συστηματική διερεύνηση του πρότυπου έκφρασης στο φυσιολογικό ανθρώπινο θύμο πρωτεϊνών που εμπλέκονται στη ρύθμιση κυτταρικού κύκλου/απόπτωσης και η αναζήτηση παρουσίας αποπτωτικών κυττάρων.Υλικό και μέθοδος: Σε 32 περιπτώσεις φυσιολογικού ανθρώπινου θύμου αδένα διαφόρων ηλικιακών ομάδων μελετήθηκαν ανοσοϊστοχημικά σε ιστολογικές τομές παραφίνης προαποπτωτικές και αντιαποπτωτικές πρωτεΐνες, οι πρωτεΐνες Fas/FasL, η ανενεργής και ενεργοποιημένη μορφή της κασπάσης-3, πρωτεΐνες του κυτταρικού κύκλου και οι πρωτεΐνες p53, Rb-1 και Hdm2. Η τεχνική που χρησιμοποιήθηκε ήταν αυτή της στρεπταβιδίνης-βιοτίνης υπεροξειδάσης και πραγματοποιήθηκε με τη χρήση αυτοματοποιημένου μηχανήματος ανοσοϊστοχημείας (Ventana Benchmark). Ο προσδιορισμός του ποσοστού των κυττάρων που υφίστανται προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο σε συσχέτιση με την κυτταρική μορφολογία, πραγματοποιήθηκε με την ανοσοϊστοχημική χρώση ενεργοποιημένης κασπάσης-3 και με τη μέθοδο in situ σήμανσης TUNEL. Αποτελέσματα: Στα θυμοκύτταρα παρατηρείται μείωση του κυτταρικού δυναμικού πολλαπλασιασμού και αύξηση του δυναμικού επιβίωσης από το φλοιό προς το μυελό. Η αύξηση έκφρασης της κυκλίνης D2 από το φλοιό προς το μυελό, υποδηλώνει συμμετοχή της κυκλίνης D2 στο πρόγραμμα τελικής διαφοροποίησης των θυμοκυττάρων. Στα θυμικά επιθηλιακά κύτταρα παρατηρείται μείωση του πολλαπλασιασμού και αύξηση δυναμικού κυτταρικού θανάτου από το φλοιό προς το μυελό. Η παρουσία όμως ικανού αριθμού θετικών κυττάρων για τις αντιαποπτωτικές πρωτεΐνες bcl2 και FLIPS/L στα μυελικά επιθηλιακά κύτταρα, η απουσία θετικότητας για ενεργοποιημένη κασπάση-3 και η απουσία TUNEL θετικών κυττάρων στα μυελικά επιθηλιακά κύτταρα, υποδηλώνουν ενεργοποίηση αντιαποπτωτικού προγράμματος, το οποίο τους προσφέρει δυναμικό επιβίωσης. Όσον αφορά τα σωμάτια Hassall, αυτά είναι επιθηλιακές δομές τελικής διαφοροποίησης με πολύ χαμηλό δυναμικό πολλαπλασιασμού και απόπτωσης, αλλά με στοιχεία κυτταρικής γήρανσης.Συμπεράσματα: Τα ευρήματά μας αναδεικνύουν τη διαφορετική ανοσοτοπογραφική κατανομή και τις διαφορές των επιπέδων έκφρασης πρωτεϊνών που έχουν κεντρικό ρόλο στη ρύθμιση της απόπτωσης και του κυτταρικού κύκλου στα θυμικά επιθηλιακά κύτταρα και λεμφοκύτταρα, αποκαλύπτουν μεταβολές έκφρασης αυτών των πρωτεϊνών σε σχέση με την κυτταρική διαφοροποίηση των επιθηλιακών και λεμφικών κυττάρων του θύμου και αναδεικνύουν διαφορές προτύπων έκφρασης αυτών των πρωτεϊνών μεταξύ θυμικών επιθηλιακών κυττάρων και λεμφοκυττάρων.