Abstrakt

Syndekan-1 (CD138) er et transmembran proteoglykan som er kjent for å bli uttrykt i forskjellige normale og maligne vev. Det er av interesse på grunn av en mulig prognostisk rolle av differensialuttrykk i svulster og dens rolle som mål for indatuksimab, et monoklonalt antistoff kombinert med et cytotoksisk middel. For å analysere CD138 i normalt og neoplastisk vev, brukte vi vevsmikroarrays (TMAs) for å analysere immunhistokjemisk detekterbar CD138-uttrykk i 2,518 vevsprøver fra 85 forskjellige tumorenheter og 76 forskjellige normale vevstyper. Dataene viste AT CD138-uttrykk er rikelig i svulster. MINST en sporadisk svak CD138 immunostholdende kunne påvises hos 71 av 82 (87%) forskjellige svulsttyper, og 58 enheter (71%) hadde minst en svulst med sterk positivitet. I normalt vev ble det funnet et spesielt sterkt uttrykk i normalt plateepitel av forskjellige organer, bobler og kolonneceller i mage-tarmkanalen og i hepatocytter. Den svært standardiserte analysen av de fleste humane krefttyper resulterte i en rangeringsrekkefølge av svulster i henhold til frekvensen OG nivåene AV CD138-uttrykk. CD138 var høyest i plateepitelkarsinomer som fra spiserøret (100%), cervixuteri (79,5%), lunge (85,7%), vagina (89,7%) eller vulva (73,3%), og i invasiv urotelial kreft (76,2%). I adenokarsinomer VAR CD138 også høy i lunge (82,9%) og kolorektal kreft (85,3%), men ofte lavere i bukspyttkjertel (73,3%), mage (54,2% i tarmtype) eller prostata karsinomer (16,3%). CD138-ekspresjonen var vanligvis lav eller fraværende i kimcelletumorer, sarkomer, endokrine svulster inkludert skjoldbruskkjertelkreft og nevroendokrine svulster. I sammendraget gjør preferanseuttrykket i plateepitelkarsinomer på forskjellige steder disse kreftene primære mål for anti-CD138-behandlinger når disse kan bli tilgjengelige. Rikelig uttrykk i mange forskjellige normale vev kan imidlertid utgjøre hindringer for å utnytte CD138 som et terapeutisk mål.

1. Innledning

Syndecan-1 (CD138) er en av fire medlemmer av syndekan familien. Det er et celleoverflateprotein som består av tre strukturelle domener, hvorav det ene er ekstracellulært og binder heparinsulfater og kondroitinsulfater . Syndecan-1 har relevans for celle-celle-og celle-matriseinteraksjoner . Det er involvert i regulering av celleproliferasjon, migrasjon og organisering av cytoskelettet . I normalt vev er CD138 kjent for å bli uttrykt på plasmaceller og forskjellige epitelcelletyper.CD138-uttrykk i kreft er av potensiell klinisk interesse, da spesifikke legemidler rettet MOT CD138 for tiden blir evaluert i kliniske studier. I en fase II-studie på plasmocytom er klinisk effekt og lave bivirkninger rapportert . I prekliniske studier viste disse antistoffene også effekt mot trippel negativ brystkreft og melanom . Hvis anti-CD138-terapier skulle vise seg vellykket, kan andre CD138-positive krefttyper også ha nytte av slike behandlinger.

Endret CD138-uttrykk har blitt beskrevet i forskjellige maligne svulster. For eksempel er OVERUTTRYKK AV CD138 rapportert i brystkreft, urinblære, galleblære, bukspyttkjertel, ovarie, endometrial og prostatakreft . I andre krefttyper, som lunge, hode/nakke, mage -, nyre-og kolorektal kreft, BLE CD138-ekspresjon funnet å være redusert sammenlignet med tilstøtende normalt epitel . I flere av disse svulsttypene var enten redusert ELLER økt CD138-ekspresjon knyttet til ugunstig svulstfenotype og dårlig pasientprognose . TIDLIGERE studier PÅ CD138 i kreft har brukt ulike reagenser og protokoller for deres immunhistokjemiske farging. Det er trolig på grunn av dette at den eksisterende litteraturen er svært avvikende med hensyn til utbredelsen AV CD138-uttrykk i ulike svulsttyper. For eksempel varierer rekkevidden AV den rapporterte CD138-positiviteten fra 26% til 100% i urinblærekreft, fra 23% til 89% i squamous lungekreft, fra 33% til 100% i brystkreft, fra 50,5% til 87% i squamouscellekarsinom i spiserøret og fra 24,7% til 89,7% i squamouscellekarsinom i livmorhalsen.

Gitt disse heterogene dataene, tillater den eksisterende litteraturen ikke lett å bestemme disse krefttypene, HVOR CD138 spiller en spesielt viktig rolle. For å sammenligne utbredelsen OG intensiteten AV CD138-uttrykk mellom tumorenheter og for å identifisere disse krefttypene som kan være optimale kandidater for ANTI-CD138-legemidler, analyserte vi dermed mer enn 2500 kreftformer og 76 normale vev ved hjelp av en standardprotokoll. Til dette formål ble det brukt en multitumor vev mikroarray (TMA) som inneholdt opptil 50 forskjellige svulster fra 85 forskjellige tumortyper og subtyper. Resultatene av vår studie identifiserer et bredt spekter av SVÆRT CD138-uttrykkende tumorenheter.

2. Materialer og Metoder

2.1. Tissue Microarrays (TMAs)

Vi brukte to forskjellige sett med eksisterende TMAs for å studere CD138-uttrykk i normalt humant og kreftformet humant vev. Den første TMA var sammensatt av en prøve av 76 forskjellige normale vevstyper (608 prøver på ett lysbilde). Den andre TMA inneholdt totalt 3,642 primære svulster fra 85 svulsttyper og subtyper. Prøvene ble fordelt på 7 FORSKJELLIGE tma-blokker (som inneholdt mellom 414 og 522 prøver). Sammensetningen AV TMA er beskrevet i Tabell 1 I Resultater. Alle prøver ble hentet fra arkivene Til Institutt For Patologi, Universitetssykehuset I Hamburg (Hamburg, Tyskland). Hver tma-blokk inneholder en identisk standard kontrollseksjon med 40 normale flekker og tumorvevspunkter for å kontrollere mulig variasjon mellom lysbildet og lysbildet i immunostatusen. Vev ble løst i 4% buffret formalin og deretter innebygd i paraffin. Tma vev spot diameter var 0,6 mm. alle arbeider var i samsvar Med Helsinki-Erklæringen. Informert samtykke var ikke nødvendig.

2.2. Immunhistokjemi

Ferske kutt TMA seksjoner ble immunostained på en dag og i ett eksperiment. Lysbilder ble deparaffinisert og eksponert for varmeindusert antigeninnhenting i 5 minutter i en autoklav ved 121°C i pH 9 Dako Målinnhentingsløsning buffer. Primært antistoff spesifikt for total Syndekan-1 (monoklonalt antistoff fra mus, KLON JASY1, Dianova, Hamburg, Tyskland, fortynning 1 : 200) ble påført ved 37°C i 60 minutter. Bundet antistoff ble deretter visualisert ved hjelp Av EnVision-Settet (Dako, Glostrup, Danmark) i henhold til produsentens anvisninger. For tumorvev ble prosentandelen av positive epitelceller estimert og fargeintensiteten ble semikvantitativt registrert (0, 1+, 2+og 3+). For statistiske analyser ble fargeresultatene kategorisert i fire grupper. Tumorer uten farging ble ansett som negative. Tumorer med 1 + fargeintensitet i ≤70% av cellene og 2+ intensitet i ≤30% av cellene ble ansett som svakt positive. Tumorer med 1 + fargeintensitet i >70% av cellene, 2+ intensitet i 30% til 70%, eller 3+ intensitet i ≤30% ble ansett som moderat positive. Tumorer med 2 + intensitet i > 70% eller 3+ intensitet i > 30% av cellene ble ansett som sterkt positive. Disse kategoriene representerer standard cutoffs som andre og oss har brukt i mange IHC studier .

3. Resultater

3.1. Tekniske Problemer

Totalt 2518 (69%) av de 3642 tumorvevsprøvene var tolkbare i VÅR tma-analyse. Årsaker til analysefeil inkluderte en brøkdel av manglende prøver eller prøver som manglet utvetydige tumorceller. Et tilstrekkelig antall prøver var analyserbare for alle 76 normale vevstyper som muliggjør en fullstendig evaluering av normalt vev.

3.2. Syndecan-1 i Normalt Vev

alle positive CD138 immunosthold i normalt vev er oppsummert i Tabell 2. CD138 ble rikelig uttrykt, hovedsakelig i forskjellige epitelcelletyper. ET spesielt sterkt uttrykk FOR CD138 ble observert I plateepitelceller i forskjellige organer (Figur 1 (a)), bobelceller i mage-tarmkanalen(Figur 1 (b)), kolonneceller i galleblæren(Figur 1 (c)) og hepatocytter(Figur 1 (d)). INGEN CD138-farging ble påvist i følgende vev: aorta/intima, aorta/media, hjerte (venstre ventrikkel), skjelettmuskulatur, skjelettmuskulatur/tunge, myometrium, muskelveggtillegg, spiserør, mage, ileum, nedstigning i tykktarmen, nyrebekkenet og urinblæren, penis (glans/corpus spongiosum), eggstokk (stroma), fettvev (hvitt), milt, thymus, eggstokk (corpus luteum), eggstokk (follikulær cyste), skjoldbruskkjertel, cerebellum, cerebrum, hypofyse (bakre lapp), hypofyse (fremre lapp) OG BENMARG.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

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

Figur 1

Representative bilder AV CD138 immundannende i normalt og tumorøst vev: (a) normal lever, (b) hepatocellulært karsinom, (c) normal spiserør, (d) plateepitelkarsinom i spiserøret, (e) kolonadenom og (f) kolonkarsinom.

3.3. CD138 i Tumorvev

Immunostaterende var hovedsakelig membranøs, men noen ganger også i cytoplasma. Sporadisk stroma-farging oppstod også, men ble ignorert for denne analysen. CD138 positivitet ble sett hos 1118 av 2518 analyserbare svulster (Tabell 1). CD138 immunostholdende ble ansett svak i 330 (13%), moderat i 226 (9%) og sterk i 562 svulster (22%). Representative tumorvevsflekker med CD138-uttrykk er vist I Figur 1(e) og 1 (h) . MINST NOEN CD138-uttrykk kunne påvises i 75 av 85 (88%) av våre svulstkategorier, inkludert 60 (71%) kategorier hvor minst en svulst viste sterk positivitet (Tabell 1). Tumortypene HVOR NOEN CD138 ble sett i alle analyserte tilfeller inkluderte basalcelleadenom, kolonadenom, plateepitelkarsinom i spiserøret, granulærcelletumor og ovariebrenner-tumor. ET SPESIELT SIGNIFIKANT CD138-uttrykk ble også påvist ved analkarsinom (90,9%), plateepitelkarsinom i huden (92,9%), hepatocellulært karsinom (97,7%), phyllodes karsinom i brystet (94,4%) og I warthin tumor i parotis (92,7%). Svulsttyper med en spesielt lav ELLER fraværende CD138 immuniserende inkluderte testikulære kimcelletumorer, flere sarkomer, melanom, malignt mesotheliom og småcellet urinblærekarsinom.

4. Diskusjon

resultatene av denne studien gir en omfattende oversikt over Syndekan-1-uttrykk i humane svulster. Dataene viser at—på tvers av alle opprinnelsesorganer—plateepitelceller (og uroteliale) karsinomer er spesielt utsatt For å uttrykke Syndekan-1, ofte på høye nivåer. Selv om adenokarsinomer avledet fra tykktarmen og lungen også er høye ekspresere, SYNES CD138 immunostholdende å være generelt mindre intens og mindre hyppig i adenokarsinomer. Dette er best synlig i organer hvor både adenokarsinomer og plateepitelkarsinomer forekommer som i livmorhalsen og i spiserøret. Plateepitel-overvekt AV CD138-ekspresjon blir til og med tydelig i kreftformer med identisk patogenese som livmorhalskreft, oral kreft eller plateepitelkarsinom i anus, som ofte er assosiert med humant papillomavirus. Klinisk viktige krefttyper med lave til middels frekvenser og NIVÅER AV CD138-uttrykk inkluderer kreft i nyrene og endometrium, mens lave frekvenser av positivitet ble funnet i prostatakreft, endokrine svulster inkludert skjoldbruskkreft og nevroendokrine svulster samt kimcellekreft. Til tross for noen uteliggere, våre data er i stor grad i samsvar med litteraturen. Flere andre etterforskere hadde tidligere beskrevet spesielt høye NIVÅER AV CD138-uttrykk i squamouscellekreft .

den standardiserte vurderingen av 85 forskjellige svulsttyper og subtyper gjorde det mulig for oss å definere en rangeringsordre med hensyn til NIVÅET AV CD138-uttrykk i kreft. Vi tror disse dataene er spesielt nyttige for disse svulsttyper som tidligere data hadde vært delvis avvikende. Studien ga også informasjon om en rekke relevante svulsttyper som CD138-data manglet så langt. Disse omfatter for eksempel plateepitelkarsinom i vulva og analkanalen, esophageal adenokarsinom, seminom, embryonal karsinom og plommesekktumor i testis, småcellet blærekreft, nevroendokrine svulster i bukspyttkjertelen, feokromocytom, tymom, gastrointestinal stromatumor (GIST), angiosarkom og leiomyosarkom. Videre ble det innhentet subtype-spesifikke data for flere tumortyper, hvor tidligere analyser ble utført på tumorkohorter med mindre detaljert informasjon om tumormorfologi som urotelial karsinom, bryst, endometrium og ovariecancer. Disse dataene representerer dermed et annet eksempel På egnetheten Til Tma som består av prøver av mange forskjellige svulsttyper og normalt vev for å karakterisere en biomarkør eller antistoff (demonstrasjon av våre data sammenlignet med tidligere studier er vist I Figur 2).

Ulike tidligere studier har antydet en kobling til dårlig pasientutfall for enten økt Eller redusert Syndecan-1-nivå . CD138 protein kan ha tumorsuppressor og tumorfremmende funksjoner som avhenger av svulsten . Vår tumor kohort var blottet for noen tumor stadium eller klinisk utfallsinformasjon. Indirekte bevis for en variabel ROLLE av differensielt CD138-uttrykk for tumorprogresjon kommer imidlertid fra sammenligningen av relaterte tumorsubtyper. For eksempel argumenterer de lavere ekspresjonsnivåene AV CD138 i kolorektalt adenokarsinom og i invasivt urotelialt karsinom (pT2-4) sammenlignet med kolonadenomer og ikke-invasive blæretumorer (pTa) for tap AV CD138 parallelt med tumorprogresjon i disse svulstene. Det lavere uttrykket AV CD138 i kromofob nyrekarsinom sammenlignet med dets godartede motpart oncocytoma kan også ses som et argument for AT CD138 nedregulering er knyttet til tumor aggressivitet i disse nyrekreft avledet fra den distale nephron tubulus. Høyere NIVÅER AV CD138-ekspresjon i det kortikale binyrekarsinom enn i binyreadenom tyder imidlertid på at økte CD138-nivåer kan følge med progresjon i disse svulstene.

CD138 ER et membranprotein og som sådan et potensielt mål for antistoffterapi. Det er innsats for å utvikle en egnet terapi FOR CD138-positive kreftformer. CD138 ble vist å være overuttrykt på overflaten av multippelt myelomceller som brukes i en preklinisk studie for en antitumoral behandling med indatuksimab, et monoklonalt antistoff kombinert med et cytotoksisk middel, som for tiden evalueres i prekliniske studier på plasmacytom og trippelnegativ brystkreft i kombinasjon med andre legemidler . Basert på våre data vil plateepitelkarsinomer, uavhengig av opprinnelsessted, fremstå som ytterligere mulige kandidater for ANTI-CD138-behandling når en slik behandling skulle vise seg å være effektiv og bli tilgjengelig. Det rike uttrykket AV CD138 i forskjellige normale vev, inkludert plateepitel fra forskjellige organer, identifiserer ulike steder der potensielle bivirkninger av disse terapiene kan oppstå.CD138 ekspresjonsanalyse brukes for tiden i rutinemessig diagnostisk patologi for å skille og kvantifisere plasmaceller, for eksempel i benmarg og i endometriale biopsier hvor tilstedeværelsen av plasmaceller indikerer kronisk endometritis. Bortsett fra to mulige unntak, våre data gir lite bevis For Syndecan – 1 uttrykk analyse gir diagnostiske ledetråder i vanskelige diagnostiske situasjoner. Det lave uttrykket i mesothelioma i forhold til den høye forekomsten av sterkt uttrykk i pulmonal adenokarsinom antyder At Syndekan-1 potensielt kan legges til den lange listen over antistoffer som bidrar til å skille disse svulstenhetene. En lav frekvens Av Syndekan-1-uttrykk (10%) har nylig også blitt beskrevet for peritoneal mesotheliom . VIDERE VAR CD138 markant høyere i hepatocellulært karsinom sammenlignet med kolangiocellulært karsinom i leveren. Imidlertid er andre antistoffer som for eksempel arginase eller BSEP bedre separatorer av disse tumorenhetene .det er en begrensning i denne studien at immunhistokjemi tilnærminger, spesielt når du bruker lys-feltet visualisering, er ikke optimal for protein kvantifisering. Det er viktig at mangelen på immunostholdende ikke utelukker et biologisk relevant CD138-uttrykk i «negative» normale eller neoplastiske celler. Hver protokoll definerer en deteksjonsterskel under hvilke vev anses som negative. Over denne deteksjonsgrensen muliggjør fargeintensiteten en viss kvantifisering av proteiner, men dette er begrenset av en maksimal intensitetsfarging som ikke kan bli merkbart sterkere ved enda høyere proteinuttrykksnivåer. Videre hadde sporadisk stromalfarging blitt ignorert i vår studie, selv om andre og oss har vist at det er bevis for en klinisk relevant ROLLE AV CD138-uttrykk i tumorassosiert stroma . Stroma-farging er imidlertid sjelden og vil kreve større prøvetall per krefttype for en meningsfylt analyse.i sammendraget gir denne studien en omfattende oversikt over CD138-uttrykk i humane svulster. Den fortrinnsrett uttrykk i plateepitelkarsinomer av ulike steder gjør disse kreft primære mål for anti-CD138 behandlinger når disse kan bli tilgjengelig. Rikelig uttrykk i mange forskjellige normale vev kan imidlertid utgjøre hindringer for å utnytte CD138 som et terapeutisk mål.

Datatilgjengelighet

immunhistokjemidataene som brukes til å støtte funnene i denne studien, er inkludert i artikkelen.

Interessekonflikter

forfatterne erklærer at det ikke er noen interessekonflikter angående publisering av dette papiret.

Forfatternes Bidrag

JI, DP, C H-M, GS, RS, CM og C M-K utviklet og designet studien, analyserte dataene og utarbeidet manuskriptet. SW, CF og SK utførte de fleste av de viktigste immunhistokjemiske analysene. GS, SK og RS var involvert i den opprinnelige oppfatningen av studien. TC, FB, FJ og C H-M ga dataene. WW, VC, AL, AH, DH, GS, SK og KM deltok i vevsbehandling, patologisk diagnose og immunhistokjemisk analyse. DD, AB, CG, AM, GS og RS leverte materialene, kliniske oppfølgingsdata og teknisk assistanse. Alle forfattere har lest og godkjent manuskriptet.