Abstrakti

Syndekaani-1 (CD138) on transmembraaniproteoglykaani, jota tiedetään esiintyvän erilaisissa normaaleissa ja pahanlaatuisissa kudoksissa. Se on kiinnostava johtuen mahdollisesta differentiaaliekspression prognostisesta roolista kasvaimissa ja sen roolista indatuksimabin, monoklonaalisen vasta-aineen ja sytotoksisen aineen, kohteena. Analysoidaksemme cd138: aa kokonaisvaltaisesti normaaleissa ja neoplastisissa kudoksissa käytimme tmas: ia (tmas) analysoidaksemme immunohistokemiallisesti havaittavia CD138-ilmentymiä 2 518 kudosnäytteessä 85 eri kasvainyksiköistä ja 76 erilaisesta normaalista kudostyypistä. Aineisto osoitti, että cd138-ekspressiota esiintyy runsaasti kasvaimissa. Ainakin satunnaisesti heikko CD138-immunosisältö voitiin havaita 71: ssä 82: sta (87%) eri kasvaintyypistä, ja 58: ssa yksikössä (71%) oli vähintään yksi kasvain, jolla oli vahva positiivisuus. Normaaleissa kudoksissa erityisen vahva ilmentymä löytyi eri elinten normaalista levyepiteelistä, ruoansulatuskanavan pikari-ja pylvässoluista sekä maksasoluista. Useimpien ihmisen syöpätyyppien erittäin standardoitu analyysi johti kasvainten paremmuusjärjestykseen CD138-lausekkeen yleisyyden ja tasojen mukaan. CD138-immunosisältöä esiintyi eniten okasolusyövissä, kuten ruokatorvessa (100%), kohdunkaulassa (79, 5%), keuhkoissa (85, 7%), emättimessä (89, 7%) tai ulkosynnyttimissä (73, 3%) ja invasiivisessa uroteelisyövässä (76, 2%). Adenokarsinoomissa CD138: aa esiintyi runsaasti myös keuhko – (82, 9%) ja kolorektaalisyövissä (85, 3%), mutta usein vähemmän haimassa (73, 3%), mahassa (54, 2% suolistotyypissä) tai eturauhassyövässä (16, 3%). CD138: n ilmentyminen oli yleensä vähäistä tai puuttuvaa sukusolukasvaimissa, sarkoomissa, endokriinisissä kasvaimissa kuten kilpirauhassyövässä ja neuroendokriinisissä kasvaimissa. Yhteenvetona voidaan todeta, että eri alueiden levyepiteelikarsinoomien suosiminen tekee näistä syövistä cd138-vastaisten hoitojen ensisijaisia kohteita, kun nämä saattavat tulla saataville. Runsas ilmentyminen monissa erilaisissa normaaleissa kudoksissa saattaa kuitenkin aiheuttaa esteitä CD138: n hyödyntämiselle terapeuttisena kohteena.

1. Johdanto

Syndekaani-1 (CD138) on yksi neljästä syndekaaniperheen jäsenestä. Se on solun pintaproteiini, joka koostuu kolmesta rakenteellisesta domeenista, joista yksi on solunulkoinen ja sitoo hepariinisulfaatteja ja kondroitiinisulfaatteja . Syndekaani-1: llä on merkitystä solun ja solun ja matriisin yhteisvaikutuksissa . Se osallistuu solujen proliferaation, migraation ja sytoskeletonin järjestämiseen . Normaaleissa kudoksissa CD138: n tiedetään ilmentyvän plasmasoluissa ja erilaisissa epiteelisolutyypeissä.

CD138: n ilmentyminen syövässä saattaa olla kliinistä merkitystä, sillä spesifisiä cd138: aan kohdistuvia lääkkeitä arvioidaan parhaillaan kliinisissä tutkimuksissa. Plasmosytoomaa koskevassa faasin II tutkimuksessa on raportoitu kliinistä tehoa ja vähäisiä haittavaikutuksia . Prekliinisissä tutkimuksissa nämä vasta-aineet osoittivat tehoa myös kolmoisnegatiivista rintasyöpää ja melanoomaa vastaan . Jos anti-CD138-hoidot osoittautuvat onnistuneiksi, muut CD138-positiiviset syöpätyypit saattavat yhtä hyvin hyötyä tällaisista hoidoista.

muuntunutta CD138-ilmentymää on kuvattu useissa pahanlaatuisissa kasvaimissa. Esimerkiksi cd138: n yliekspressiota on raportoitu rinta -, virtsarakko -, sappirakko -, haima -, munasarja -, endometrium-ja eturauhassyövissä . Muissa syöpätyypeissä, kuten keuhko -, pää/kaula -, maha -, munuais-ja kolorektaalisyövässä CD138: n ekspression havaittiin vähentyvän verrattuna viereiseen normaaliin epiteeliin . Useissa näistä kasvaintyypeistä joko vähentynyt tai lisääntynyt CD138-ilmentymä oli yhteydessä epäedulliseen kasvaimen fenotyyppiin ja huonoon potilaan ennusteeseen . Aiemmissa SYÖPÄTUTKIMUKSISSA cd138: lla on käytetty erilaisia reagensseja ja protokollia niiden immunohistokemialliseen värjäykseen. Se on luultavasti tämän vuoksi, että nykyinen kirjallisuus on hyvin ristiriitaisia suhteen esiintyvyys CD138 ilmaisun eri kasvaintyyppejä. Esimerkiksi CD138-positiivisuuden vaihteluväli on 26-100% virtsarakon syövässä, 23-89% okasolusyövässä, 33-100% rintasyövässä, 50, 5% – 87% ruokatorven okasolusyövässä ja 24, 7% – 89, 7% kohdunkaulan okasolusyövässä.

ottaen huomioon nämä heterogeeniset tiedot olemassa oleva kirjallisuus ei helposti mahdollista määrittää näitä syöpätyyppejä, joissa CD138: lla on erityisen tärkeä rooli. Jotta voitaisiin vertailla cd138: n esiintyvyyttä ja voimakkuutta kasvainyksiköiden välillä ja tunnistaa nämä syöpätyypit, jotka saattavat olla optimaalisia ehdokkaita anti-CD138-lääkkeille, analysoimme siten yli 2500 syöpää ja 76 normaalia kudosta yhden standardiprotokollan avulla. Tähän tarkoitukseen käytettiin multitumor tissue microarrayta (TMA), joka sisälsi jopa 50 eri kasvainta 85 eri kasvaintyypistä ja alatyypistä. Tutkimuksemme tulokset tunnistavat laajan valikoiman erittäin CD138-ilmentäviä kasvainyksiköitä.

2. Materiaalit ja menetelmät

2.1. Tissue Microarrays (tmas)

käytimme kahta erilaista olemassa olevaa tmas-sarjaa tutkiaksemme CD138: n ilmentymistä normaaleissa ihmisen ja syövän ihmisen kudoksissa. Ensimmäinen TMA koostui yhdestä näytteestä, jossa oli 76 erilaista normaalia kudostyyppiä (608 näytettä yhdellä levyllä). Toinen TMA sisälsi yhteensä 3 642 primaarista kasvainta 85 kasvaintyypistä ja alatyypistä. Näytteet jaettiin 7 eri TMA-lohkoon (joissa oli 414-522 näytettä). TMA: n koostumus on kuvattu taulukossa 1 tuloksissa. Kaikki näytteet olivat peräisin Hampurin yliopistollisen sairaalan patologian instituutin arkistoista (Hampuri, Saksa). Jokainen TMA-lohko sisältää identtisen standardin mukaisen kontrolliosion, jossa on 40 normaalia ja kasvainkudoskohtaa, jotta voidaan kontrolloida immunostisoivien aineiden mahdollista dia-to-dia-vaihtelua. Kudokset kiinnitettiin 4-prosenttisesti puskuroituun formaliiniin ja upotettiin sitten parafiiniin. TMA-kudospisteen halkaisija oli 0,6 mm. kaikki teokset olivat Helsingin julistuksen mukaisia. Tietoon perustuva suostumus ei ollut tarpeen.

2.2.

Vastaleikattuja TMA-osioita immunostettiin yhtenä päivänä ja yhdessä kokeessa. Diat depaffinoitiin ja altistettiin kuumuuden indusoimalle antigeenihaulle 5 minuutin ajan autoklaavissa 121°C: n lämpötilassa pH 9 Dako-Kohdehaun Liuospuskurissa. Kokonaissyndekaani-1 : lle spesifinen primaarinen vasta-aine (hiiren monoklonaalinen vasta-aine, klooni JASY1, Dianova, Hampuri, Saksa, laimennos 1: 200) levitettiin 37°C: ssa 60 minuutin ajan. Bound antibody visualisoitiin sitten EnVision kitillä (Dako, Glostrup, Tanska) valmistajan ohjeiden mukaan. Kasvainkudosten osalta arvioitiin positiivisten epiteelisolujen osuus ja kirjattiin värjäysvoimakkuus puolikvantitatiivisesti (0, 1+, 2+ ja 3+). Tilastollisia analyysejä varten värjäystulokset luokiteltiin neljään ryhmään. Kasvaimia, joissa ei ollut lainkaan värjäystä, pidettiin negatiivisina. Kasvaimia, joiden värjäytymisvoimakkuus oli 1+ ≤70%: ssa soluista ja voimakkuus 2 + ≤30%: ssa soluista, pidettiin heikosti positiivisina. Kasvaimia, joiden värjäytymisvoimakkuus oli 1+ >70% soluista, 2+ intensiteetti 30%: sta 70%: iin tai 3 + intensiteetti ≤30%: iin, pidettiin kohtalaisen positiivisina. Kasvaimia, joiden voimakkuus >70% tai 3+ intensiteetti >30% soluista pidettiin vahvasti positiivisina. Nämä kategoriat edustavat standardileikkauksia, joita muut ja me olemme käyttäneet lukuisissa IHC-tutkimuksissa .

3. Tulokset

3.1. Tekniset ongelmat

yhteensä 2 518 (69%) 3 642 kasvainnäytteestä oli tulkittavissa TMA-analyysissämme. Syitä analyysin epäonnistumiseen olivat murto-osa puuttuvista näytteistä tai näytteistä, joista puuttui yksiselitteisiä kasvainsoluja. Riittävä määrä näytteitä oli analysoitavissa kaikista 76 normaalista kudostyypistä, mikä mahdollisti täydellisen normaalin kudosarvion.

3, 2. Syndekaani-1 normaaleissa kudoksissa

kaikki positiiviset CD138-immunostainentit normaaleissa kudoksissa on esitetty taulukossa 2. CD138: aa esiintyi runsaasti, enimmäkseen eri epiteelisolutyypeissä. CD138: n erityisen voimakas ilmentyminen havaittiin eri elinten levyepiteelisoluissa(Kuva 1 a), ruoansulatuskanavan pikarisoluissa (Kuva 1 b), sappirakon pylvässoluissa(Kuva 1 c) ja maksasoluissa (Kuva 1 d). CD138-värjäytymiä ei havaittu seuraavissa kudoksissa: aortta/intima, aortta/väliaine, sydän (vasen kammio), luurankolihas, luurankolihas/kieli, myometrium, lihasseinämän umpilisäke, ruokatorvi, vatsa, ileum, paksusuolen laskeutuminen, munuaisallas ja virtsarakko, penis (glans/corpus spongiosum), munasarja (strooma), rasvakudos (valkoinen), perna, kateenkorva, munasarja (keltarauhanen), munasarja (follikulaarinen kysta), kilpirauhanen, pikkuaivot, aivot, aivolisäke (takalohko), aivolisäke (etulohko)) ja luuytimen.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

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

Kuva 1

edustavat kuvat CD138-immunostisoivista aineista normaaleissa ja kasvainkudoksissa: a) normaali maksa, B) hepatosellulaarinen karsinooma, c) normaali ruokatorvi, d) ruokatorven okasolusyöpä, e) paksusuolen adenooma ja f) paksusuolen karsinooma.

3, 3. CD138 tuumorikudoksissa

Immunosäilytys oli pääasiassa kalvomaista, mutta joskus myös sytoplasmassa. Satunnaista stroomavärjäystä esiintyi myös, mutta sitä ei otettu huomioon tässä analyysissä. CD138-positiivisuutta havaittiin 1 118: ssa 2 518: sta analysoitavasta kasvaimesta (Taulukko 1). CD138-immunosuppressoria pidettiin heikkona 330: llä (13%), kohtalaisena 226: lla (9%) ja vahvana 562 kasvaimessa (22%). Kuvioissa 1(e) ja 1(h) on esitetty edustavat kasvainkudosläiskät, joissa on cd138-ilmentymä . Ainakin joitakin CD138-ilmentymiä voitiin havaita 75: ssä 85: stä (88%) kasvainluokastamme, mukaan lukien 60 (71%) kategoriassa, joissa ainakin yksi kasvain osoitti voimakasta positiivisuutta (Taulukko 1). Tuumorityyppejä, joissa cd138: aa havaittiin kaikissa analysoiduissa tapauksissa, olivat tyvisoluadenooma, paksusuolen adenoma, ruokatorven okasolusyöpä, rakeinen solukasvain ja munasarjojen Brenner-kasvain. Erityisen merkittävä CD138-ilmentymä havaittiin myös peräaukon karsinoomassa (90,9%), ihon okasolusyövässä (92,9%), hepatosellulaarisessa karsinoomassa (97,7%), phyllodesin rintakarsinoomassa (94,4%) ja parotiksen Warthin-kasvaimessa (92,7%). Kasvaintyyppejä, joissa CD138-immunosisältö oli erityisen alhainen tai puuttuu, olivat kivesten sukusolukasvaimet, useat sarkoomat, melanooma, pahanlaatuinen mesoteliooma ja pienisoluinen virtsarakon karsinooma.

4.

tämän tutkimuksen tulokset antavat kattavan yleiskuvan Syndekan-1: n ilmentymisestä ihmisen kasvaimissa. Tiedot osoittavat, että kaikissa alkuperäelimissä okasolukarsinoomat (ja uroteelikarsinoomat) ovat erityisen alttiita ilmaisemaan Syndekaani—1: tä, usein suurina pitoisuuksina. Vaikka paksusuolen ja keuhkojen adenokarsinoomat ovat myös korkeita ilmentäjiä, CD138-immunosäilytys näyttää olevan yleensä vähäisempää ja harvinaisempaa adenokarsinoomissa. Tämä näkyy parhaiten elimissä, joissa esiintyy sekä adenokarsinoomia että okasolusyöpää kuten kohdun kohdunkaulassa ja ruokatorvessa. Levyepiteelisolujen hallitsevuus CD138 expression jopa ilmenee syöpiä identtinen patogeneesi kuten kohdunkaulan syöpä, suusyöpä, tai okasolusyöpä peräaukon, jotka ovat usein ihmisen papilloomavirus liittyy. Kliinisesti tärkeitä syöpätyyppejä, joiden esiintymistiheys ja CD138: n ilmentymistasot ovat pienet ja keskisuuret, ovat munuaisten ja kohdun limakalvon syövät, kun taas eturauhassyövissä, endokriinisissä kasvaimissa, mukaan lukien kilpirauhassyöpä, ja neuroendokriinisissä kasvaimissa sekä sukusolusyövissä positiivisuuden esiintymistiheys oli alhainen. Joistakin poikkeavista havainnoista huolimatta tietomme ovat pitkälti yhdenmukaisia kirjallisuuden kanssa. Useat muut tutkijat olivat aiemmin kuvanneet cd138: n ilmentymistä erityisen korkeiksi okasolusyövässä .

standardoitu arviointi 85 eri kasvaintyypistä ja alatyypistä mahdollisti sen, että pystyimme määrittelemään paremmuusjärjestyksen cd138: n ilmaisutason suhteen syövässä. Uskomme, että nämä tiedot ovat erityisen hyödyllisiä näille kasvaintyypeille, joiden aiemmat tiedot olivat osittain ristiriitaisia. Tutkimuksessa saatiin myös tietoa useista merkityksellisistä kasvaintyypeistä, joista CD138: n tiedot puuttuivat toistaiseksi. Näitä ovat esimerkiksi ulkosynnyttimien ja Peräaukkokanavan okasolusyöpä, ruokatorven adenokarsinooma, seminooma, alkiokarsinooma ja kiveksen keltuaispussikasvain, pienisoluinen virtsarakon syöpä, haiman neuroendokriiniset kasvaimet, feokromosytooma, tymoma, ruoansulatuskanavan strooman kasvain (gist), angiosarkooma ja leiomyosarkooma. Lisäksi saatiin alatyyppispesifisiä tietoja useista kasvaintyypeistä, joista aiemmat analyysit tehtiin kasvainkohorteilla, joissa oli vähemmän yksityiskohtaista tietoa kasvaimen morfologiasta, kuten uroteelisyöpä, rinta -, endometrium-ja munasarjasyöpä. Nämä tiedot ovat siis toinen esimerkki TMAs: n soveltuvuudesta, joka koostuu useista eri kasvaintyypeistä ja normaaleista kudoksista biomarkkerin tai vasta-aineen kokonaisvaltaiseen luonnehtimiseen (havainnollistaminen aiemmista tutkimuksista on esitetty kuvassa 2) .

useat aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet yhteyden huonoon potilastulokseen joko kohonneilla tai pienentyneillä Syndekan-1-pitoisuuksilla . CD138-proteiinilla voi olla kasvainsuppressoria ja kasvainta edistäviä toimintoja, jotka riippuvat kasvaimesta . Kasvainkohorttimme oli vailla mitään kasvaimen vaihetta tai kliinistä tulosta koskevaa tietoa. Epäsuoraa näyttöä muuttuva rooli ero CD138 expression kasvaimen etenemistä tulee vertailusta liittyvät kasvain alatyypit, kuitenkin. Esimerkiksi cd138: n alemmat ilmentymistasot paksusuolen adenokarsinoomassa ja invasiivisessa uroteelikarsinoomassa (pT2-4) verrattuna paksusuolen adenoomiin ja noninvasiivisiin virtsarakon kasvaimiin (pTa) puoltavat cd138: n häviämistä paralleling-kasvaimen etenemisestä näissä kasvaimissa. Cd138: n alempi ilmentymä kromofoobisessa munuaiskarsinoomassa verrattuna sen hyvänlaatuiseen vastineeseen onkosytoomaan voidaan myös katsoa argumentiksi sille, että CD138: n alasääntely liittyy kasvaimen aggressiivisuuteen näissä munuaissyövissä, jotka ovat peräisin distaalisesta nefronitubuluksesta. Kuitenkin korkeampi CD138 ilmentymisen kortikaalisessa lisämunuaiskarsinooma kuin lisämunuaisen adenoma viittaavat siihen, että lisääntynyt CD138 tasot voivat seurata etenemistä näissä kasvaimissa.

CD138 on kalvoproteiini ja sellaisena potentiaalinen vasta-ainehoidon kohde. CD138-positiivisiin syöpiin pyritään kehittämään sopivaa hoitoa. CD138: n osoitettiin yliekspressoituvan multippelin myeloomasolujen pinnalla, jota käytettiin prekliinisessä tutkimuksessa antitumoraalihoidossa indatuksimabilla, monoklonaalisella vasta-aineella yhdistettynä sytotoksiseen aineeseen, jota tällä hetkellä arvioidaan plasmasytoomaa ja kolmoisnegatiivista rintasyöpää koskevissa prekliinisissä tutkimuksissa yhdessä muiden lääkkeiden kanssa . Tietojemme perusteella levyepiteelikarsinoomat, niiden alkuperästä riippumatta, tulevat esiin mahdollisina ehdokkaina anti-CD138-hoidolle, kunhan tällainen hoito osoittautuu tehokkaaksi ja tulee saataville. CD138: n runsas ilmentyminen erilaisissa normaaleissa kudoksissa, mukaan lukien levyepiteeli eri elimistä, tunnistaa useita kohtia, joissa näiden hoitojen mahdolliset haittavaikutukset saattavat ilmetä.

CD138-ekspressioanalyysiä käytetään nykyisin rutiinidiagnostiikassa erottamaan ja kvantitoimaan plasmasoluja esimerkiksi luuytimessä ja kohdun limakalvon koepaloissa, joissa plasmasolujen esiintyminen viittaa krooniseen endometriittiin. Kahta mahdollista poikkeusta lukuun ottamatta tietomme tarjoavat vain vähän näyttöä Syndecan-1-ekspressioanalyysille, joka tarjoaa diagnostisia vihjeitä vaikeissa diagnostisissa tilanteissa. Alhainen ilmentymä mesoteliooma verrattuna korkea esiintyvyys vahvan ilmaisun keuhkojen adenokarsinooma viittaa siihen, että Syndecan-1 voitaisiin mahdollisesti lisätä pitkä luettelo vasta-aineita, jotka auttavat erottamaan nämä kasvain yhteisöjä. Matala taajuus Syndecan-1 lauseke (10%) on viime aikoina kuvattu myös vatsakalvon mesotelioomaa . Lisäksi CD138 oli huomattavasti suurempi hepatosellulaarisessa karsinoomassa kuin kolangiosellulaarisessa maksasyövässä. Kuitenkin muut vasta-aineet, kuten esimerkiksi arginaasi tai BSEP ovat parempia erottajia näistä kasvainyksiköistä .

tämän tutkimuksen rajoituksena on, että immunohistokemian lähestymistavat, erityisesti kirkaskenttävisualisointia käytettäessä, eivät ole optimaalisia proteiinin kvantifiointiin. Tärkeää on, että immunostisoivien aineiden puute ei sulje pois biologisesti merkityksellistä CD138-ilmentymää” negatiivisissa ” normaaleissa tai neoplastisissa soluissa. Jokainen protokolla määrittelee havaitsemiskynnyksen, jonka alittuessa kudoksia pidetään negatiivisina. Tämän havaitsemisrajan yläpuolella värjäytymisvoimakkuus mahdollistaa proteiinien tietyn kvantifioinnin, mutta tätä rajoittaa enimmäisvärjäys, joka ei voi muuttua havaittavasti voimakkaammaksi, jos proteiinin ilmentymistasot ovat vielä korkeammat. Lisäksi satunnaiset strooman värjäykset oli jätetty tutkimuksessamme huomiotta, vaikka toiset ja me ovat osoittaneet, että on olemassa todisteita cd138: n kliinisesti merkittävästä roolista kasvaimeen liittyvässä stroomassa . Strooma-värjäys on kuitenkin harvinaista, ja se vaatisi suurempia näytemääriä syöpätyyppiä kohti mielekkään analyysin tekemiseksi.

yhteenvetona tämä tutkimus tarjoaa kattavan yleiskuvan CD138: n ilmentymisestä ihmisen kasvaimissa. Etuoikeutettu ilmaus okasolusyövissä eri sivustoja tekee näistä syövistä ensisijaisia tavoitteita anti-CD138-hoidoille, kun nämä saattavat tulla saataville. Runsas ilmentyminen monissa erilaisissa normaaleissa kudoksissa saattaa kuitenkin aiheuttaa esteitä CD138: n hyödyntämiselle terapeuttisena kohteena.

tietojen saatavuus

tämän tutkimuksen löydösten tueksi käytetyt immunohistokemialliset tiedot sisältyvät artikkeliin.

eturistiriidat

kirjoittajat ilmoittavat, ettei tämän paperin julkaisemiseen liity eturistiriitoja.

tekijöiden osuudet

ji, DP, C H-M, GS, RS, CM ja C M-K ideoivat ja suunnittelivat tutkimuksen, analysoivat aineiston ja laativat käsikirjoituksen. SW, CF ja sk suorittivat suurimman osan keskeisistä immunohistokemiallisista analyyseistä. GS, SK ja RS olivat mukana tutkimuksen alkuperäisessä konseptissa. TC, FB, FJ ja C H-M toimittivat tiedot. WW, VC, AL, AH, DH, GS, SK ja KM osallistuivat kudosten käsittelyyn, patologiseen diagnoosiin ja immunohistokemialliseen analyysiin. DD, AB, CG, AM, GS ja RS toimittivat materiaalit, kliiniset seurantatiedot ja teknisen avun. Kaikki kirjoittajat ovat lukeneet ja hyväksyneet käsikirjoituksen.