Διερεύνηση του ρόλου των μαστοκυττάρων και CXC ELR motif (ELR+) χυμοκινών στην αγγειογένεση του πολλαπλού μυελώματος

Abstract

Background: Multiple myeloma is a malignant plasma cell diseaes, being located in bonemarrow. Malignant cells interact with bone marrow microenvironment, modifying it.Angiogenesis represents the formation of new blood vessels from pre-existing ones, isdependent on those interactions, and finally is implicated in the development of tumorby multiple manners. Angiogenesis process has been studied in both benign andmalignant diseases included multiple myeloma, achieving the development of antiangiogenictherapies, even in myeloma, with satisfying results. Despite the progress in theunderstanding of myeloma pathophysiology, the disease remains incurable. Therefore,the investigation of implicated mechanisms in the biology of myeloma evolution isnessecary.Aim of the study: The aim of the study was to investigate the role of ELR CXC+chemokines and mast cells in angiogenic activity of multiple myeloma. Circulating levelsof those chemokines in the peripheral blood, as well mast cells’ location in bone marrowwere studied. Furthermore, their relationship with bone marrow angiogenic process wasalso studied.Patients and methods: Sixty-three myeloma patients were studied during diagnosis.Moreover, 30 of them achieving remission after therapy as well 30 healthy controls werealso studied. This was a study in 2 phases. Initially, ELR+ CXC chemokines (GRO-α,ENA-78 and ΙL-8) were measured in peripheral blood, along with the estimation of bonemarrow angiogenic activity, both directly, estimating bone marrow microvascular density(MVD) and indirectly, measuring circulating levels of known angiogenic cytokines, suchas HGF, VEGF, TNF-α, angiogenin and PDGF-AB. In the next phase, bone marrowmast cell density (MCD) was estimated, along with the estimation of bone marrowangiogenic activity, both directly, estimating bone marrow microvascular density (MVD) and indirectly, measuring circulating levels of known angiogenic cytokines, such asVEGF, bFGF, TNF-α, as well ELR+ CXC chemokines.Results: All measured variables were significantly increased in multiple myeloma patientscompared to healthy population. Furthermore, they were all increasing in parallel withdisease activity, with the exception of ENA-78. Similarly, all variables decreased aftereffective treatmen, with the exceptions of ENA-78 and GRO-α, where no difference wasfound. Significant positive correlations were found between GRO-α with HGF, VEGF,TNF-α, MVD and MCD. Significant positive correlations were also noted betweenΕΝΑ-78 with VEGF, TNF-α and MCD but not with MVD. IL-8 also correlated with TNF-α, PDGF-AB, angiogenin and MCD, but also not with MVD. Finally, MCDcorrelated with MVD and all angiogenic cytokines as well.Conclusions: Circulating levels of ELR+ CXC chemokines (IL-8, GRO-α and ΕΝΑ-78), as well bone marrow MCD are elevated in multiple myeloma patients, are dependenton disease stage and decrease after effective therapy. Their correlations with theangiogenic process suggest their participation in multiple myeloma angoiogenesis.

Υπάρχοντα δεδομένα: Το πολλαπλό μυέλωμα είναι μια νεοπλασματική νόσος τωνπλασματοκυττάρων, εντοπιζόμενη στο μυελό των οστών. Αυτά τα νεοπλασματικά κύτταρααλληλοεπιδρούν με το μυελικό μικροπεριβάλλον, με αποτέλεσμα να το τροποποιήσουν. Ηαγγειογένεση, δηλαδή η δημιουργία νέων αγγείων από τα προϋπάρχοντα, εξαρτάται απόαυτές τις αλληλεπιδράσεις, και τελικά εμπλέκεται στην ανάπτυξη του όγκου με πολλαπλούςτρόπους. Η διαδικασία της αγγειογένεσης έχει ήδη μελετηθεί σε διάφορα καλοήθη καικακοήθη νοσήματα, συμπεριλαμβανομένου του μυελώματος, και ήδη έχουν προκύψειειδικές αντιαγγειογενετικές θεραπευτικές παρεμβάσεις, ακόμα και στο πολλαπλό μυέλωμαμε ικανοποιητική αποτελεσματικότητα. Όμως, παρά την εξέλιξη στην κατανόηση τηςπαθοφυσιολογίας της νόσου και στην κλινική εφαρμογή της, το πολλαπλό μυέλωμαπαραμένει ανίατο και συνεπώς απαιτεί περισσότερη διερεύνηση των εμπλεκόμενωνμηχανισμών στη βιολογία της εξέλιξής του.Σκοπός της μελέτης: Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν να μελετήσει το ρόλο τωνELR CXC+ χυμοκινών και των μαστοκυττάρων στην αγγειογενετική δραστηριότητα τουπολλαπλού μυελώματος. Μετρήθηκε η περιφερική ανίχνευση αυτών των χυμοκινών καθώςκαι η εντόπιση των μαστοκυττάρων στο μυελό και εξετάσθηκε η σχέση τους, τόσο με τηναγγειογενετική δραστηριότητα του μυελού.Υλικά και μέθοδοι: Μελετήθηκαν 63 ασθενείς κατά τη διάγνωση του μυελώματος, καθώςκαι 30 από αυτούς, που μπήκαν σε ύφεση μετά από θεραπεία. Επίσης μελετήθηκαν 30 υγιείςμάρτυρες. Η μελέτη έγινε σε 2 φάσεις. Αρχικά μελετήθηκαν οι ELR+ CXC χυμοκίνες(GRO-α, ENA-78 και ΙL-8) στο περιφερικό αίμα, σε συνδυασμό με την εκτίμηση τηςαγγειογενετικής δραστηριότητας του μυελού, μέσω άμεσης μέτρησης της μικροαγγειακήςπυκνότητας του (MVD) και μέσω έμμεσης μέτρησης των αγγειογενετικών κυτταροκινώνHGF, VEGF, TNF-α, αγγειογενίνη και PDGF-AB, στο περιφερικό αίμα.. Στην επόμενηφάση μετρήθηκε η μαστοκυτταρική πυκνότητα στο μυελό (MCD) σε συνδυασμό με τηνεκτίμηση της αγγειογενετικής δραστηριότητάς του, μέσω άμεσης μέτρησης της MVD τουκαι μέσω έμμεσης μέτρησης των αγγειογενετικών κυτταροκινών VEGF, bFGF, TNF-ακαθώς των ELR+ CXC χυμοκινών.Αποτελέσματα: Τα επίπεδα των ELR+ CXC χυμοκινών, των μετρούμενων αγγειογενετικώνπαραγόντων καθώς και η MVD και η MCD στο μυελό, ήταν όλα στατιστικά σημαντικάαυξημένα στους ασθενείς σε σχέση με τους υγιείς μάρτυρες. Επίσης όλες οι παραπάνωπαράμετροι αυξάνονταν με την πρόοδο του σταδίου της νόσου, με εξαίρεση την ΕΝΑ-78.Παρόμοια, όλες οι παραπάνω παράμετροι ελαττώνονταν στατιστικά σημαντικά μετά από αποτελεσματική θεραπεία, με εξαίρεση την ENA-78 και το GRO-α, όπου δε διαπιστώθηκεδιαφορά. Σημαντικές θετικές συσχετίσεις βρέθηκαν ανάμεσα στις τιμές του GRO-α με αυτέςτων HGF, VEGF, TNF-α αλλά και με τη MVD και MCD. Επίσης η ΕΝΑ-78συσχετίσθηκε με τον VEGF και τον TNF-α, καθώς και με τη MCD, αλλά όχι με τη MVD.H IL-8 σχετίσθηκε με τον TNF-α, τον PDGF-AB, την αγγειογενίνη και τη MCD, αλλά όχιμε τη MVD. Τέλος η MCD συσχετίσθηκε τόσο με τη MVD, όσο και με τις υπόλοιπεςαγγειογενετικές κυτταροκίνες..Συμπεράσματα: Τα κυκλοφορούντα επίπεδα των ELR+ CXC χυμοκινών (IL-8, GRO-ακαι ΕΝΑ-78) καθώς και η μαστοκυτατρική πυκνότητα του μυελού είναι αυξημένα στουςασθενείς με πολλαπλό μυέλωμα, εξαρτώνται από το στάδιο της νόσου και ελαττώνονται μετάαπό αποτελεσματική θεραπεία. Οι συσχετίσεις τους με την αγγειογενετική διαδικασίαπροτείνει τη συμμετοχή των ELR+ CXC χυμοκινών και των μαστοκυττάρων στηδιαδικασία της μυελωματικής αγγειογένεσης.