Abstrakt

Syndecan-1 (CD138) je transmembránový proteoglykan známo, že být vyjádřeny v různých normálních a maligních tkání. Je to zajímavé z důvodu možné prognostické role diferenciální exprese v nádorech a její role jako cíle pro indatuximab, monoklonální protilátku spojenou s cytotoxickým činidlem. Komplexně analyzovat CD138 v normálních a nádorových buňkách, použili jsme tissue microarrays (TMAs) pro analýzu immunohistochemically zjistitelné CD138 výraz v 2,518 vzorky tkáně z 85 různých nádorových subjektů a 76 různých běžných typů tkání. Data ukázala, že exprese CD138 je bohatá na nádory. Alespoň občasný slabý CD138 immunostaining může být detekován v 71 82 (87%) různých typů nádorů, a 58 osob (71%) má alespoň jeden nádor se silnou pozitivitou. V normálních tkáních byla zvláště silná exprese zjištěna v normálním dlaždicovém epitelu různých orgánů, pohárkových a sloupcových buňkách gastrointestinálního traktu a v hepatocytech. Vysoce standardizovaná analýza většiny typů rakoviny člověka vedla k pořadí nádorů podle frekvence a úrovní exprese CD138. CD138 immunostaining byl nejvyšší v dlaždicových karcinomů jako z jícnu (100%), cervix uteri (79.5%), plic (85.7%), vagina (89.7%) nebo vulvy (73.3%), a v invazivní urothelial rakoviny (76.2%). V adenokarcinomů, CD138 byl také vysoký obsah plic (82.9%) a kolorektálním karcinomem (85.3%), ale často nižší v slinivky břišní (73.3%), žaludku (54,2% v intestinální typ), nebo prostaty karcinomy (16.3%). Exprese CD138 byla obvykle nízká nebo chyběla u nádorů zárodečných buněk, sarkomů, endokrinních nádorů včetně rakoviny štítné žlázy a neuroendokrinních nádorů. Stručně řečeno, preferenční exprese v spinocelulárních karcinomech různých míst činí tyto rakoviny hlavními cíli pro léčbu anti-CD138, jakmile budou k dispozici. Hojná exprese v mnoha různých normálních tkáních však může představovat překážky pro využití CD138 jako terapeutického cíle.

1. Úvod

Syndecan-1 (CD138)je jedním ze čtyř členů rodiny syndecan. Jedná se o buněčný povrchový protein sestávající ze tří strukturních domén, z nichž jedna je extracelulární a váže heparin sulfáty a chondroitin sulfáty . Syndecan-1 má význam pro interakce buňka-buňka a buňka-matrix . Podílí se na regulaci buněčné proliferace, migrace a organizace cytoskeletu . V normálních tkáních je známo, že CD138 je exprimován na plazmatických buňkách a různých typech epiteliálních buněk.

exprese CD138 u rakoviny má potenciální klinický zájem, protože specifické léky zaměřené na CD138 jsou v současné době hodnoceny v klinických studiích. Ve studii fáze II s plazmocytomem byla hlášena klinická účinnost a nízké vedlejší účinky . V předklinických studiích tyto protilátky také prokázaly účinnost proti trojnásobnému negativnímu karcinomu prsu a melanomu . Pokud by se terapie anti-CD138 měla ukázat jako úspěšná, mohou z této léčby těžit i jiné typy rakoviny pozitivní na CD138.

změněná exprese CD138 byla popsána u různých maligních nádorů. Například nadměrná exprese CD138 byla hlášena u rakoviny prsu, močového měchýře, žlučníku, pankreatu, vaječníků, endometria a prostaty . U jiných typů rakoviny, jako je rakovina plic, hlavy/krku, žaludku, ledvin a kolorektálního karcinomu, bylo zjištěno, že exprese CD138 byla snížena ve srovnání se sousedním normálním epitelem . U několika z těchto typů nádorů byla snížená nebo zvýšená exprese CD138 spojena s nepříznivým fenotypem nádoru a špatnou prognózou pacienta . Předchozí studie na CD138 u rakoviny aplikovaly různé různé činidla a protokoly pro jejich imunohistochemické barvení. To je pravděpodobně kvůli tomu, že existující literatury je velmi rozporných s ohledem na výskyt CD138 výraz v různých typů nádorů. Například, rozsah vykazovaných CD138 pozitivita se pohybuje v rozmezí od 26% do 100% v močových rakoviny močového měchýře, z 23% na 89% v dlaždicové rakoviny plic, z 33% na 100% v prsu, z 50,5% na 87% u spinocelulárního karcinomu jícnu, a z 24,7% 89,7% u spinocelulárního karcinomu děložního čípku.

vzhledem k těmto heterogenním údajům stávající literatura neumožňuje snadno určit tyto typy rakoviny, kde CD138 hraje zvláště důležitou roli. Porovnat prevalenci a intenzitu CD138 výraz nádor mezi subjekty a identifikovat tyto typy rakoviny, které by mohly být vhodnými kandidáty pro anti-CD138 drogy, jsme tedy analyzovali více než 2500 druhů rakoviny a 76 normální tkání pomocí jednoho standardního protokolu. Pro tento účel byla použita multitumorová tkáňová mikroarray (TMA) obsahující až 50 různých nádorů z 85 různých typů a podtypů nádorů. Výsledky naší studie identifikují širokou škálu vysoce CD138 exprimujících nádorových entit.

2. Materiály a metody

2.1. Tkáňové Mikroarrays (TMAs)

použili jsme dvě různé sady již existujících TMAs ke studiu exprese CD138 v normálních lidských a rakovinných lidských tkáních. První TMA byl složen z jednoho vzorku 76 různých normálních typů tkání (608 vzorků na jednom sklíčku). Druhé TMA obsahovalo celkem 3 642 primárních nádorů z 85 typů a podtypů nádorů. Vzorky byly rozděleny mezi 7 různých bloků TMA (obsahujících mezi 414 a 522 vzorky). Složení TMA je popsáno v tabulce 1 ve výsledcích. Všechny vzorky byly odvozeny z archivu Ústavu patologie, Fakultní nemocnice v Hamburku (Hamburk, Německo). Každý blok TMA obsahuje identickou standardní kontrolní sekci se 40 normálními a nádorovými tkáňovými skvrnami, aby bylo možné kontrolovat možnou variabilitu imunostainingu. Tkáně byly fixovány ve 4% pufrovaném formalinu a poté vloženy do parafínu. TMA tkáně místo průměru 0,6 mm. Všechny práce byly v souladu s Helsinskou Deklarací. Informovaný souhlas nebyl nutný.

2.2. Imunohistochemie

čerstvě řezané řezy TMA byly imunostainovány v jeden den a v jednom experimentu. Diapozitivy byly deparafinizovány a vystaveny teplem indukovanému získávání antigenu po dobu 5 minut v autoklávu při 121°C v pufru pH 9 Dako cílového Retrieval Solution. Primární protilátka specifická pro celkem Syndecan-1 (myší monoklonální protilátka, klon JASY1, Dianova, Hamburk, Německo, ředění 1 : 200) byl aplikován při teplotě 37°C po dobu 60 minut. Vázaná protilátka byla poté vizualizována pomocí Envision Kit (Dako, Glostrup, Dánsko) podle pokynů výrobce. U nádorových tkání bylo odhadnuto procento pozitivních epiteliálních buněk a intenzita barvení byla zaznamenána semikvantitativně (0, 1+, 2+ a 3+). Pro statistické analýzy byly výsledky barvení rozděleny do čtyř skupin. Nádory bez barvení byly považovány za negativní. Nádory s intenzitou barvení 1+ v ≤70% buněk a intenzitou 2 + v ≤30% buněk byly považovány za slabě pozitivní. Nádory s intenzitou barvení 1+ u >70% buněk, intenzita 2 + u 30% až 70% nebo intenzita 3 + u ≤30% byly považovány za středně pozitivní. Nádory s intenzitou 2+ v >70% nebo intenzita 3 + v >30% buněk bylo považováno za silně pozitivní. Tyto kategorie představují standardní mezní hodnoty, které ostatní a my použili v mnoha studiích IHC .

3. Výsledky

3.1. Technické Problémy

celkem 2,518 (69%) 3,642 nádoru vzorky tkáně byly interpretovatelné v naší TMA analýzy. Důvody selhání analýzy zahrnovaly zlomek chybějících vzorků nebo vzorků, které postrádaly jednoznačné nádorové buňky. Byl analyzován dostatečný počet vzorků pro všech 76 normálních typů tkání, což umožnilo úplné vyhodnocení normální tkáně.

3.2. Syndecan-1 v normálních tkáních

všechny pozitivní IMUNOSTAININGY CD138 v normálních tkáních jsou shrnuty v tabulce 2. CD138 byl hojně exprimován, většinou v různých typech epiteliálních buněk. Obzvláště silná exprese CD138 byl pozorován v dlaždicových epiteliálních buněk různých orgánů (Obrázek 1(a)), pohárkových buněk gastrointestinálního traktu (Obrázek 1(b)), cylindrických buněk ve žlučníku (Obrázek 1(c)), a hepatocytů (Obr. 1(d)). Ne CD138 barvení byl zjištěn v následujících tkání: aorta/intima aorty/média, srdce (levá komora), kosterní sval, kosterní sval/jazyk, myometria, svalové stěny dodatku, jícen, žaludek, ileum, colon descendens, ledvinové pánvičky a močového měchýře, penisu (žaludu/corpus spongiosum), vaječníku (stroma), tuková tkáň (white), slezina, brzlík, vaječníky (corpus luteum), vaječníku (folikulární cysta), štítné žlázy, mozku, mozku, hypofýzy (zadního laloku), hypofýza (přední lalok), a kostní dřeně.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)

Obrázek 1

Reprezentativní obrazy CD138 immunostaining v normální a nádorové tkáně: (a) normální játra, (b) hepatocelulární karcinom, (c) normální jícnu, (d) spinocelulární karcinom jícnu, (e) adenom tlustého střeva, a (f) karcinomu tlustého střeva.

3.3. CD138 v nádorových tkáních

Imunostaining byl převážně membránový, ale někdy i v cytoplazmě. Došlo také k občasnému barvení stromatu, ale pro tuto analýzu nebylo bráno v úvahu. Pozitivita CD138 byla pozorována u 1118 z 2518 analyzovatelných nádorů(Tabulka 1). IMUNOSTAINING CD138 byl považován za slabý u 330 (13%), mírný u 226 (9%) a silný u 562 nádorů (22%). Reprezentativní skvrny nádorové tkáně s expresí CD138 jsou znázorněny na obrázcích 1 (e) a 1(h). Alespoň nějaká exprese CD138 by mohla být detekována v 75 z 85 (88%) našich nádorových kategorií, včetně 60 (71%) kategorií, kde alespoň jeden nádor vykazoval silnou pozitivitu (Tabulka 1). Nádor typů, kde některé CD138 byl viděn ve všech analyzovaných případech zahrnuty bazocelulární adenom, adenom tlustého střeva, dlaždicový karcinom jícnu, granulární buňky nádoru, a vaječníků, Brenner nádor. Zvláště významné CD138 exprese byla také detekována v anální karcinom (90.9%), spinocelulární karcinom kůže (92.9%), hepatocelulární karcinom (97.7%), phyllodes karcinom prsu (94.4%), a v Warthin nádor parotis (92.7%). Typy nádorů se zvláště nízkým nebo nepřítomným IMUNOSTAININGEM CD138 zahrnovaly nádory zárodečných buněk varlat, několik sarkomů, melanom, maligní mezoteliom a malobuněčný karcinom močového měchýře.

4. Diskuse

výsledky této studie poskytují komplexní přehled o expresi Syndecan-1 u lidských nádorů. Data ukazují, že—napříč všemi orgány původu-jsou spinocelulární (a urotheliální) karcinomy zvláště náchylné k exprimaci Syndecan-1, často na vysokých úrovních. Přestože adenokarcinomy pocházející z tlustého střeva a plic jsou také vysokými expresory, zdá se, že IMUNOSTAINING CD138 je obecně méně intenzivní a méně častý u adenokarcinomů. To je nejlépe viditelné v orgánech, kde se vyskytují jak adenokarcinomy, tak spinocelulární karcinomy jako v děložním děložním čípku a v jícnu. Spinocelulární převahou CD138 výraz ani zřejmé, v rakoviny s identickými patogenezi jako je rakovina děložního čípku, rakovinu ústní dutiny, nebo spinocelulární karcinom konečníku, které jsou často lidský papilloma virus související. Klinicky důležité typy rakoviny s nízkou až střední frekvencí a úrovní CD138 výraz patří nádory ledvin a endometria, zatímco nízké frekvence pozitivity byly nalezeny v rakoviny prostaty, endokrinní nádory, včetně rakoviny štítné žlázy, a neuroendokrinní nádory, stejně jako v zárodečných buňkách rakoviny. Přes některé odlehlé hodnoty, naše data jsou do značné míry v souladu s literaturou. Několik dalších vyšetřovatelů dříve popsalo zvláště vysoké hladiny exprese CD138 u karcinomu dlaždicových buněk .

standardizované hodnocení 85 různých typů a podtypů nádorů nám umožnilo definovat pořadí s ohledem na úroveň exprese CD138 u rakoviny. Věříme, že tato data jsou zvláště užitečná pro tyto typy nádorů, u nichž byly předchozí údaje částečně rozporuplné. Studie také poskytla informace o řadě relevantních typů nádorů, pro které dosud chyběly údaje o CD138. Tyto například patří spinocelulární karcinom vulvy a anální kanál, adenokarcinom jícnu, seminom, embryonální karcinom a žloutek sac tumor varlete, malá buňka rakovina močového měchýře, neuroendokrinní nádory pankreatu, feochromocytom, nádor, gastrointestinální stroma nádoru (GIST), angiosarkom, leiomyosarkom. Navíc, podtyp specifické údaje byly získány pro několik typů nádorů, pro které předchozí analýzy byly provedeny na nádor kohort s méně podrobné informace o nádor morfologie jako urothelial carcinoma, prsu, endometria a vaječníků. Tyto údaje tedy představují další příklad vhodnosti TMAs skládá ze vzorků z mnoha různých typů nádorů a normálních tkání pro komplexně charakterizuje biomarker nebo protilátky (ukázka našich dat ve srovnání s předchozí studií je znázorněn na Obrázku 2) .

Obrázek 2

Přehled CD138 exprese v nádorové tkáně z různých studií zařadil podle této studie (červený kříž), tečky pro studium s podtypu specifických údajů, čtverců pro studium bez podtypu specifických údajů, a barevný kód udává počet nádorů zahrnuty v dřívějších studiích: červená: <10, žlutá: 10-25, a černá: >25.

Různé dřívější studie naznačují, odkaz na špatnou pacienta výsledkem buď zvýšené nebo snížené Syndecan-1 v krvi . Protein CD138 může mít funkce potlačující nádor a podporující nádor, které závisí na nádoru . Naše kohorta nádorů postrádala jakékoli Stadium nádoru nebo informace o klinickém výsledku. Nepřímý důkaz pro variabilní roli diferenciální exprese CD138 pro progresi nádoru pochází ze srovnání souvisejících podtypů nádoru. Například nižší výraz úrovní CD138 u kolorektálního adenokarcinomu a v invazivní urothelial carcinoma (pT2-4) jak ve srovnání s adenomů tlustého střeva a neinvazivní nádory močového měchýře (pTa) argumentuje pro ztrátu CD138 souběžné nádorové progrese v těchto nádorech. Nižší exprese CD138 v chromofóbní renální karcinom ve srovnání s jeho benigní protějšek oncocytoma může také být viděn jako argument pro CD138 downregulation spojená s nádoru agresivita v těchto nádorů ledvin odvozen od distálního tubulu nefronu. Nicméně, vyšší úrovně CD138 výraz v adrenální kortikální karcinom než v adrenální adenom naznačují, že zvýšená CD138 úrovně může doprovázet progrese v těchto nádorech.

CD138 je membránový protein a jako takový potenciální cíl pro protilátková terapeutika. Existuje snaha vyvinout vhodnou terapii pro rakoviny pozitivní na CD138. CD138 bylo prokázáno, že nadměrně exprimován na povrchu buněk mnohočetného myelomu, který se používá v předklinické studii na stimulace, protinádorové terapii s indatuximab, monoklonální protilátka spolu s cytotoxická látka, která je v současné době hodnoceny v preklinických studiích na plazmocytom a triple-negativních karcinomů prsu v kombinaci s jinými léky . Na základě našich údajů se spinocelulární karcinomy, bez ohledu na místo jejich původu, objevují jako další možní kandidáti na léčbu anti-CD138, Jakmile by se taková léčba měla ukázat jako účinná a dostupná. Bohatá exprese CD138 v různých normálních tkání včetně dlaždicového epitelu z různých orgánů, identifikuje různé stránky, kde potenciální vedlejší účinky těchto terapií se může objevit.

CD138 výraz analýzy se v současné době používá v rutinní diagnostické patologii rozlišovat a quantitate plazmatické buňky, například v kostní dřeni a v endometriální biopsie, kde přítomnost plazmatických buněk, naznačuje, chronické endometritidy. Kromě dvou možných výjimek, naše data poskytují jen málo důkazů pro expresi Syndecan-1 Analýza poskytující diagnostické stopy v obtížných diagnostických situacích. Nízká výraz v mesothelioma ve srovnání s vysokou prevalencí silná exprese v plicní adenokarcinom naznačuje, že Syndecan-1 by mohly být potenciálně přidal na dlouhý seznam protilátek, které pomáhají rozlišit tyto nádor subjekty. Nízká frekvence exprese Syndekan-1 (10%) byla nedávno také popsána pro peritoneální mezoteliom . Kromě toho byl CD138 výrazně vyšší u hepatocelulárního karcinomu ve srovnání s cholangiocelulárním karcinomem jater. Jiné protilátky, jako například argináza nebo BSEP, jsou však lepšími separátory těchto nádorových entit .

je omezením této studie, že přístupy imunohistochemie, zejména při použití vizualizace jasného Pole, nejsou optimální pro kvantifikaci proteinů. Důležité je, že nedostatek imunostainingu nevylučuje biologicky relevantní expresi CD138 v „negativních“ normálních nebo neoplastických buňkách. Každý protokol definuje detekční práh, pod kterým jsou tkáně považovány za negativní. Nad tímto detekčním limitem intenzita barvení umožňuje určitou kvantifikaci proteinů, ale to je omezeno barvením maximální intenzity, které nemůže být znatelně silnější v případě ještě vyšších hladin exprese proteinu. Navíc, občasné stromální barvení byla vzata v úvahu naše studie, i když jiní a nám ukázaly, že existují důkazy pro klinicky relevantní roli CD138 výraz v tumor-asociovaný stroma . Barvení stromatu je však vzácné a pro smysluplnou analýzu by vyžadovalo větší počet vzorků na typ rakoviny.

souhrnně tato studie poskytuje komplexní přehled o expresi CD138 u lidských nádorů. Preferenční exprese v spinocelulárních karcinomech různých míst činí tyto rakoviny hlavními cíli pro léčbu anti-CD138, jakmile budou k dispozici. Hojná exprese v mnoha různých normálních tkáních však může představovat překážky pro využití CD138 jako terapeutického cíle.

Dostupnost Dat

imunohistochemie údaje použity na podporu závěrů této studie jsou zahrnuty do článku.

střet zájmů

autoři prohlašují, že neexistuje žádný střet zájmů ohledně zveřejnění tohoto příspěvku.

Autoři Příspěvků

JI, DP, C, H-M, GS, RS, CM, a C M-K-koncipován a navržen tak, studie, analyzovat data, a rukopis. SW, CF a SK provedly většinu klíčových imunohistochemických analýz. GS, SK a RS byly zapojeny do původní koncepce studie. Údaje poskytly TC, FB, FJ a C H-M. WW, VC, AL, AH, DH, GS, SK a KM se podílely na zpracování tkání, patologické diagnostice a imunohistochemické analýze. DD, AB, CG, AM, GS a RS poskytly materiály, klinická následná data a technickou pomoc. Všichni autoři přečetli a schválili rukopis.