Μορφολογική μελέτη του ρόλου των ενζύμων μεθυλίωσης καταλοίπων αργινίνης στον καρκίνο προστάτη: συσχέτιση της έκφρασής τους με κλινικές και παθολογοανατομικές παραμέτρους

Abstract

A review of histology slides of radical prostatectomy specimens retrieved from the archive of P.G.N.P. Hospital was performed as part of the study of the role of arginine methyltransferase in prostate cancer cases. Consequently, it was created a tissue biobank, consisting of fully characterized cases (from a pathology perspective), according to the latest guidelines of ISUP 2019 and 8th edition of AJCC. This sample, along with cases derived from MD Anderson Cancer Center that were acquired after a material transfer agreement, (#MT2017-17807) were stained immunohistochemically with the antibodies PRMT1, PRMT2, PRMT4/CARM1, PRMT7 and JMJD6. Additionally, collection of selected cases (high grade) was studied with Epithelial to Mesenchymal Transition markers, such as ZEB1, TWIST1, E-cadherin, mediators of the cell cycle, like cyclin D1, RB/pRB, p53, regulators of androgen signal transduction (AR/pAR, NKX3.1, PSA) and proliferation index ki67. Afterwards, it was conducted statistical analysis of the results, comparing the enzymes expression levels in the neoplastic foci with the normal prostate tissue of peripheral zone and lymphnode metastasis. Then, the expression was correlated with clinical and pathological parameters, such as Prognostic Grade Group/ Gleason score, pathology stage (T) and the preoperative hormonal therapy. Moreover, it was highlighted a correlation of PRMT1, CARM1, PRMT7 and JMJD6 expression and EMT- and cell cycle molecules. Week correlations between all the members of PRMT family were noted. In order to investigate the expression of the above molecules at the genetic level, data from Cancer Genome Atlas data base were retrieved and the mRNA expression levels of methyltransferase enzymes were compared in neoplastic prostate tissue and normal prostate specimens, while they were associated with pathology stage and Prognostic Grade Group. The results of the comparison demonstrated deregulation of PRMTs gene expression, with PRMT7 elevation and a decrease in PRMT2 and JMJD6 expression. As far as stage, PRMT7 seemed to decline with the upgrading of stage, while CARM1 was increased. Finally, CARM1 expression increased with the progress of grade. In conclusion, the results who came up, support the notion that PRMTs are deregulated during the prostate cancer progression, while a possible interaction with EMT mediators was observed. Further studies elucidating the functional role of these molecules are needed in light of therapeutic targeting of arginine methylation

Στα πλαίσια της μελέτης του ρόλου των μεθυλοτρανσφερασών σε κατάλοιπα αργινίνης σε περιστατικά καρκίνου προστάτη, έγινε ανασκόπηση ιστολογικών τομών από παρασκευάσματα ριζικής προστατεκτομής από το αρχείο του ΠΓΝΠ. Με αυτό τον τρόπο, δημιουργήθηκε μία ιστική βιοτράπεζα από πλήρως παθολογοανατομικά χαρακτηρισμένα περιστατικά, με βάσει τις τελευταίες κατευθυντήριες οδηγίες της ISUP 2019 και της 8ης έκδοσης του AJCC. Στη συνέχεια το δείγμα αυτό, καθώς και περιστατικά από το MD Anderson Cancer Center, τα οποία αποκτήθηκαν μετά από συμφωνία μεταφοράς υλικού (material transfer agreement #MT2017-17807), χρώσθηκαν με την τεχνική της ανοσοϊστοχημείας με τα αντισώματα PRMT1, PRMT2, PRMT4/CARM1, PRMT7, JMJD6. Ακόμα μελετήθηκαν σε επιλεγμένο δείγμα περιστατικών (υψηλού βαθμού κακοηθείας), δείκτες της Επιθηλιακής προς Μεσεγχυματικής μετατροπής (ΕΜΤ) όπως το ZEB1,TWIST1, E-cadherin, διαμεσολαβητές του κυτταρικού κύκλου όπως η cyclin D1, RB/pRB, p53, ρυθμιστές της ανδρογονικής σηματοδότησης (AR/pAR, NKX3.1, PSA) καθώς και ο δείκτης κυτταρικού πολλαπλασιασμού ki67. Ακολούθως έγινε στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων, συγκρίνοντας τα επίπεδα έκφρασης των ενζύμων στις νεοπλασματικές εστίες με φυσιολογικό παρακείμενο ιστό προστάτη από την περιφερική ζώνη του οργάνου καθώς και με λεμφαδενικές μεταστάσεις. Έπειτα συσχετίστηκε η έκφραση με κλινικοπαθολογοανατομικές παραμέτρους όπως η προγνωστική κατηγορία/Gleason score, το παθολογοανατομικό στάδιο (Τ) και η λήψη προεγχειρητικής ορμονοθεραπείας, ενώ έγιναν και στατιστικές συσχετίσεις με τους προαναφερθέντες δείκτες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όλες οι μεθυλοτρανσφεράσες και η JMJD6 υπερεκφράζονται στους νεοπλασματικούς ιστούς, ενώ η έκφραση της PRMT2 και της CARM1 ενισχύεται περαιτέρω στις λεμφαδενικές μεταστάσεις. Αναφορικά με τις παθολογοανατομικές παραμέτρους, η CARM1, η PRMT7 και η JMJD6 αυξάνουν την έκφρασή τους με την πρόοδο του σταδίου και της προγνωστικής κατηγορίας, καθώς και μετά από λήψη ορμονοθεραπείας. Αναδείχθηκε επίσης, συσχέτιση της έκφρασης των PRMT1,CARM1, PRMT7 και JMJD6 με τα μόρια της ΕΜΤ και του κυτταρικού κύκλου. Ασθενείς συσχετίσεις σημειώθηκαν και μεταξύ των μελών της PRMT οικογένειας. Με στόχο να διερευνηθεί η έκφραση των παραπάνω μορίων σε γονιδιακό επίπεδο, αναζητήθηκαν δεδομένα από την βάση Cancer Genome Atlas και συγκρίθηκαν τα επίπεδα έκφρασης των mRNA των μεθυλοτρανσφερασών σε νεοπλασματικούς ιστούς προστάτη σε σχέση με φυσιολογικά δείγματα ενώ επιπροσθέτως συσχετίστηκαν με το παθολογοανατομικό στάδιο και την προγνωστική κατηγορία. Από αυτήν την σύγκριση, προέκυψε απορρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης των PRMTs, με υπερέκφραση της PRMT7 και μείωση στις PRMT2 και JMJD6. Όσον αφορά το στάδιο, η έκφραση της PRMT7 φάνηκε να μειώνεται με την αύξηση του σταδίου ενώ η CARM1 αυξήθηκε. Τέλος η έκφραση της CARM1 αυξανόταν και με την άνοδο του βαθμού κακοηθείας. Συνοψίζοντας, τα δεδομένα που προέκυψαν υποστηρίζουν ότι οι PRMTs απορρυθμίζονται κατά την εξέλιξη του καρκίνου προστάτη, ενώ αναδείχτηκε μία πιθανή αλληλεπίδραση με τους διαμεσολαβητές της ΕΜΤ. Απαιτούνται περαιτέρω μελέτες που να αποκαλύπτουν το λειτουργικό ρόλο αυτών των μορίων ώστε να μπορέσουν να στοχευτεί φαρμακολογικά η μεθυλίωση της αργινίνης.