Abstract
Syndecaan-1 (CD138) is een transmembraanproteoglycaan waarvan bekend is dat het in verschillende normale en maligne weefsels tot expressie komt. Het is van belang vanwege een mogelijke prognostische rol van differentiële expressie in tumoren en zijn rol als doelwit voor indatuximab, een monoklonaal antilichaam gekoppeld aan een cytotoxisch middel. Om CD138 in normale en neoplastische weefsels uitvoerig te analyseren, gebruikten wij weefselmicroarrays (TMAs) voor het analyseren van immunohistochemisch detecteerbare cd138 uitdrukking in 2518 weefselsteekproeven van 85 verschillende tumorentiteiten en 76 verschillende normale weefseltypes. De gegevens toonden aan dat CD138 uitdrukking overvloedig in tumors is. Ten minste een occasionele zwakke CD138 immunostaining kon worden gedetecteerd in 71 van 82 (87%) verschillende tumortypes, en 58 entiteiten (71%) had ten minste één tumor met een sterke positiviteit. In normale weefsels, werd een bijzonder sterke uitdrukking gevonden in normaal plaveiselepitheel van diverse organen, beker en zuilvormige cellen van het maagdarmkanaal, en in hepatocytes. De hoogst gestandaardiseerde analyse van de meeste menselijke kankertypes resulteerde in een rangorde van tumors volgens de frequentie en niveaus van cd138 uitdrukking. CD138 immunostaining was het hoogst bij plaveiselcelcarcinomen zoals uit de slokdarm (100%), baarmoederhals (79,5%), long (85,7%), vagina (89,7%) of vulva (73,3%) en bij invasieve urotheliale kanker (76,2%). Bij adenocarcinomen was CD138 ook hoog bij longkanker (82,9%) en colorectale kanker (85,3%), maar vaak lager bij alvleesklierkanker (73,3%), maagkanker (54,2% bij intestinaal type) of prostaatcarcinomen (16,3%). CD138 expressie was meestal laag of afwezig in kiemcel tumoren, sarcomen, endocriene tumoren met inbegrip van schildklierkanker, en neuro-endocriene tumoren. Samengevat, de voorkeursuitdrukking in plaveiselcelcarcinomen van verschillende plaatsen maakt deze kanker prime targets voor anti-CD138 behandelingen zodra deze beschikbaar zouden kunnen komen. De overvloedige uitdrukking in vele verschillende normale weefsels zou hindernissen aan het exploiteren van CD138 als therapeutisch doel, nochtans kunnen vormen.
1. Inleiding
Syndecaan-1 (CD138) is een van de vier leden van de syndecaanfamilie. Het is een proteïne van de celoppervlakte die uit drie structurele domeinen bestaat, waarvan één extracellulair is en heparinesulfaten en chondroitinesulfaten bindt . Syndecaan-1 is relevant voor cel-cel-en celmatrixinteracties . Het is betrokken bij de verordening van celproliferatie, migratie, en de organisatie van cytoskeleton . In normale weefsels, CD138 is gekend om op plasmacellen en diverse epitheliaale celtypes worden uitgedrukt.de expressie van
CD138 bij kanker is van potentieel klinisch belang, aangezien specifieke geneesmiddelen gericht op CD138 momenteel worden geëvalueerd in klinische studies. In een Fase II-onderzoek met plasmocytoom zijn klinische werkzaamheid en lage bijwerkingen gemeld . In preklinische studies toonden deze antilichamen ook werkzaamheid tegen drievoudige negatieve borstkanker en melanoom . Als anti-CD138 therapieën succesvol blijken te zijn, kunnen andere CD138-positieve kankertypes net zo goed profiteren van dergelijke behandelingen.
veranderde CD138 expressie is beschreven in verschillende maligne tumoren. Bijvoorbeeld, is de overexpressie van CD138 gemeld in Borst, urineblaas, galblaas, pancreas, ovariale, endometrial, en prostate kanker . In andere kankertypes, zoals Long, Hoofd/nek, maag, nier, en colorectal kanker, werd CD138 uitdrukking gevonden om in vergelijking met aangrenzend normaal epitheel worden verminderd . In verscheidene van deze tumortypes, of verminderde of verhoogde cd138 uitdrukking werd verbonden met ongunstige tumorfenotype en slechte geduldige prognose . Eerdere studies over CD138 bij kanker hebben verschillende reagentia en protocollen toegepast voor hun immunohistochemische kleuring. Het is waarschijnlijk vanwege dit dat de bestaande literatuur zeer verschillend is met betrekking tot de prevalentie van CD138 expressie in verschillende tumortypes. Het bereik van de gerapporteerde cd138-positiviteit varieert bijvoorbeeld van 26% tot 100% bij urineblaaskanker, van 23% tot 89% bij plaveisellongkanker, van 33% tot 100% bij borstkanker, van 50,5% tot 87% bij plaveiselcelcarcinoom van de slokdarm en van 24,7% tot 89,7% bij plaveiselcelcarcinoom van de baarmoederhals.
gezien deze heterogene gegevens is het in de bestaande literatuur niet gemakkelijk om deze typen kanker te bepalen, waarbij CD138 een bijzonder belangrijke rol speelt. Om de prevalentie en intensiteit van CD138 expressie tussen tumorentiteiten te vergelijken en om deze kankertypes te identificeren die optimale kandidaten zouden kunnen zijn voor anti-CD138 drugs, analyseerden we dus meer dan 2500 kankers en 76 normale weefsels met behulp van één standaardprotocol. Voor dit doel, werd een multitumor Weefsel microarray (TMA) gebruikt die tot 50 verschillende tumors van 85 verschillende tumortypes en subtypes bevatten. De resultaten van onze studie identificeren een breed scala van zeer CD138-expressie tumor entiteiten.
2. Materialen en methoden
2.1. Tissue Microarrays (TMA ‘s)
We gebruikten twee verschillende sets van reeds bestaande TMA’ s om de expressie van CD138 in normale menselijke en kankerachtige menselijke weefsels te bestuderen. De eerste TMA bestond uit één monster van 76 verschillende normale weefseltypes (608 monsters op één dia). De tweede TMA bevatte een totaal van 3.642 primaire tumoren van 85 tumortypes en subtypes. De monsters werden verdeeld over 7 verschillende TMA-blokken (met tussen 414 en 522 monsters). De samenstelling van de TMA wordt beschreven in Tabel 1 In resultaten. Alle monsters zijn afkomstig uit de archieven van het Instituut voor pathologie, Universitair Ziekenhuis van Hamburg (Hamburg, Duitsland). Elk TMA-blok bevat een identieke standaardcontrolesectie met 40 normale en tumorweefselvlekken om mogelijke dia-to-diavariabiliteit van immunostaining te controleren. Weefsels werden gefixeerd in 4% gebufferde formaline en vervolgens ingebed in paraffine. TMA Weefsel vlekdiameter was 0,6 mm. alle werken waren in overeenstemming met de Helsinki Declaration. Geïnformeerde toestemming was niet nodig.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.2. Immunohistochemie
vers gesneden TMA-secties werden op één dag en in één experiment immunobehandeld. De objectglaasjes werden gedeparaffiniseerd en gedurende 5 minuten blootgesteld aan warmte-geïnduceerde antigeen-retrieval in een autoclaaf bij 121°C bij pH 9 Dako Target Retrieval Solution buffer. Primair antilichaam specifiek voor totaal Syndecaan-1 (muis monoklonaal antilichaam, kloon JASY1, Dianova, Hamburg, Duitsland, verdunning 1 : 200) werd toegepast bij 37°C gedurende 60 minuten. Gebonden antilichaam werd vervolgens gevisualiseerd met behulp van de EnVision Kit (Dako, Glostrup, Denemarken) volgens de aanwijzingen van de fabrikant. Voor tumorweefsels werd het percentage positieve epitheliale cellen geschat en werd de kleuringsintensiteit semiquantatief geregistreerd (0, 1+, 2+ en 3+). Voor statistische analyses werden de kleuringsresultaten in vier groepen ingedeeld. Tumoren zonder kleuring werden als negatief beschouwd. Tumoren met 1 + kleuringsintensiteit in ≤70% van de cellen en 2 + intensiteit in ≤30% van de cellen werden als zwak positief beschouwd. Tumoren met 1+ kleuringsintensiteit in >70% van de cellen, 2+ intensiteit in 30% tot 70%, of 3 + intensiteit in ≤30% werden als matig positief beschouwd. Tumoren met 2+ intensiteit in >70% of 3+ intensiteit in >30% van de cellen werden als sterk positief beschouwd. Deze categorieën vertegenwoordigen standaard cutoffs die anderen en ons hebben gebruikt in tal van IHC studies .
3. Resultaten
3.1. Technische problemen
in totaal waren 2.518 (69%) van de 3.642 tumorweefselmonsters interpreteerbaar in onze TMA-analyse. De redenen voor het falen van de analyse omvatten een fractie van ontbrekende steekproeven of steekproeven die ondubbelzinnige tumorcellen ontberen. Een voldoende aantal monsters was analyseerbaar voor alle 76 normale weefseltypen, waardoor een volledige normale weefselevaluatie mogelijk was.
3.2. Syndecaan-1 in normale weefsels
alle positieve CD138-immunostainings in normale weefsels zijn samengevat in Tabel 2. CD138 werd overvloedig uitgedrukt, meestal in diverse epitheliale celtypes. Een bijzonder sterke expressie van CD138 werd waargenomen in plaveiselepitheliale cellen van verschillende organen (figuur 1(A)), bekercellen van het maagdarmkanaal (figuur 1(b)), zuilvormige cellen in de galblaas (figuur 1(c)) en hepatocyten (figuur 1(d)). Er werd geen CD138-kleuring gevonden in de volgende weefsels: aorta/intima, aorta/media, hart (linker ventrikel), skeletspier, skeletspier/tong, myometrium, spierwandblindedarm, slokdarm, maag, ileum, colonafdalingen, nierbekken en urineblaas, penis (eikel/corpus spongiosum), eierstok (stroma), vetweefsel (Wit), milt, thymus, eierstok (corpus luteum), eierstok (folliculaire cyste), schildklier, cerebellum, cerebrum, hypofyse (achterste kwab), hypofyse (voorste kwab), en beenmerg.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
3.3. CD138 in tumorweefsel was
Immunostaining voornamelijk membraneus, maar soms ook in het cytoplasma. Incidentele stromakleuring kwam ook voor, maar werd bij deze analyse buiten beschouwing gelaten. CD138 positiviteit werd gezien in 1,118 van 2.518 analyseerbare tumoren (Tabel 1). CD138 immunostaining werd beschouwd als zwak in 330( 13%), matig in 226 (9%), en sterk in 562 tumoren (22%). Representatieve tumorweefselvlekken met CD138-expressie worden weergegeven in Figuur 1 (e) en 1(h). Ten minste enkele CD138 expressie kon worden gedetecteerd in 75 van 85 (88%) van onze tumorcategorieën, waaronder 60 (71%) categorieën waar ten minste één tumor een sterke positiviteit vertoonde (Tabel 1). De tumortypes waar sommige CD138 in alle geanalyseerde gevallen werd gezien omvatten basaalceladenoom, colonadenoom, plaveiselcarcinoom van de slokdarm, granulaire cel tumor, en ovariale Brenner tumor. Een bijzonder significante expressie van CD138 werd ook ontdekt in anaal carcinoom (90,9%), plaveiselcarcinoom van de huid (92,9%), hepatocellulair carcinoom (97,7%), phyllodes carcinoom van de borst (94,4%), en in warthin tumor van de parotis (92,7%). Tumortypen met een bijzonder laag of afwezig CD138 immunostaining opgenomen testiculaire kiemcel tumoren, verschillende sarcomen, melanoom, maligne mesothelioom, en kleincellig urineblaascarcinoom.
4. Discussie
de resultaten van deze studie bieden een uitgebreid overzicht van Syndecaan-1 expressie in menselijke tumoren. Uit de gegevens blijkt dat plaveiselcelcarcinomen (en urotheliale) in alle organen van oorsprong bijzonder gevoelig zijn voor expressie van Syndecaan-1, vaak in hoge concentraties. Hoewel de adenocarcinomas die van de dikke darm en de Long worden afgeleid ook hoge expressers zijn, schijnt CD138 immunostaining om over het algemeen minder intens en minder frequent in adenocarcinomas te zijn. Dit is het best zichtbaar in organen waar zowel adenocarcinomen als plaveiselcelcarcinomen voorkomen zoals in de baarmoederhals en in de slokdarm. De plaveiselcel overheersing van cd138 expressie wordt zelfs duidelijk in kanker met identieke pathogenese zoals baarmoederhalskanker, orale kanker, of plaveiselcelcarcinoom van de anus, die vaak humaan papillomavirus geassocieerd. Klinisch belangrijke kankertypen met lage tot gemiddelde frequenties en niveaus van CD138 expressie omvatten kanker van de nier en van het endometrium, terwijl lage frequenties van positiviteit werden gevonden in prostaatkanker, endocriene tumoren met inbegrip van schildklierkanker, en neuro-endocriene tumoren, evenals kiemcelkanker. Ondanks enkele uitschieters zijn onze gegevens grotendeels in overeenstemming met de literatuur. Verscheidene andere onderzoekers hadden eerder bijzonder hoge niveaus van cd138 uitdrukking in plaveiselcelkanker beschreven .
De gestandaardiseerde beoordeling van 85 verschillende tumortypes en subtypes stelde ons in staat om een rangorde te bepalen met betrekking tot het niveau van CD138 expressie in kanker. Wij geloven dat deze gegevens bijzonder nuttig zijn voor deze tumortypen waarvoor eerdere gegevens gedeeltelijk verschillend waren. De studie leverde ook informatie op over een aantal relevante tumortypen waarvoor CD138-gegevens tot nu toe ontbraken. Deze omvatten bijvoorbeeld plaveiselcelcarcinoom van de vulva en het anale kanaal, adenocarcinoom van de slokdarm, seminoom, embryonale carcinoom en dooierzak tumor van de testis, kleincellige blaaskanker, neuroendocriene tumoren van de alvleesklier, feochromocytoom, thymoom, gastro-intestinale stroma tumor (GIST), angiosarcoom, en leiomyosarcoom. Bovendien werden subtype-specifieke gegevens verkregen voor verschillende tumortypen, waarvoor eerdere analyses werden uitgevoerd op tumorcohorten met minder gedetailleerde informatie over tumormorfologie zoals urothelial carcinoom, Borst, endometrium, en ovariumcarcinoom. Deze gegevens vertegenwoordigen zo een ander voorbeeld van de geschiktheid van TMA ‘ s samengesteld uit steekproeven van vele verschillende tumortypes en normale weefsels voor het uitvoerig karakteriseren van een biomarker of antilichaam (demonstratie van onze gegevens in vergelijking met vorige studies wordt getoond in Figuur 2) .
verschillende eerdere studies hebben een verband aangetoond met een slecht patiëntresultaat voor verhoogde of verlaagde Syndecaan-1-spiegels . CD138 de proteã ne kan tumorontstoringsapparaat en tumor-bevorderende functies hebben die van de tumor afhangen . Onze tumor cohort was verstoken van enige tumor stadium of klinische uitkomst informatie. Indirect bewijs voor een variabele rol van differentiële cd138 expressie voor tumorprogressie komt uit de vergelijking van verwante tumor subtypes, echter. Bijvoorbeeld, stelt de lagere uitdrukkingsniveaus van CD138 in colorectal adenocarcinoma en in invasief urothelial carcinoma (pT2-4) in vergelijking met dubbelpuntadenomen en niet-invasieve blaastumoren (pTa) voor een verlies van CD138 parallellerend tumorvooruitgang in deze tumors. De lagere uitdrukking van CD138 in chromofoob niercarcinoom in vergelijking met zijn goedaardige tegenhanger oncocytoom kan ook als argument voor CD138 downregulation worden gezien die met tumoragressiviteit in deze nierkankers worden verbonden die van de distale tubulus van nefron worden afgeleid. Echter, hogere niveaus van CD138-expressie in het corticale bijniercarcinoom dan in het bijnieradenoom suggereren dat verhoogde CD138-niveaus progressie in deze tumoren kunnen begeleiden.
CD138 is een membraaneiwit en als zodanig een potentieel doelwit voor antilichaamtherapeutica. Er zijn inspanningen om een geschikte therapie voor CD138-positieve kankers te ontwikkelen. CD138 bleek overexpressie te hebben op het oppervlak van multipel myeloomcellen, dat wordt gebruikt in een preklinisch onderzoek voor een antitumorale therapie met indatuximab, een monoklonaal antilichaam in combinatie met een cytotoxisch middel, dat momenteel wordt geëvalueerd in preklinisch onderzoek naar plasmacytoom en triple-negatieve borstkanker in combinatie met andere geneesmiddelen . Op basis van onze gegevens, plaveiselcelcarcinomen, ongeacht hun plaats van herkomst, ontstaan als verdere mogelijke kandidaten voor anti-CD138 therapie zodra een dergelijke behandeling efficiënt moet blijken te zijn en beschikbaar komen. De overvloedige expressie van CD138 in verschillende normale weefsels met inbegrip van plaveiselepitheel uit verschillende organen identificeert verschillende plaatsen waar potentiële bijwerkingen van deze therapieën kunnen ontstaan.
CD138 expressieanalyse wordt momenteel gebruikt in routinematige diagnostische pathologie om plasmacellen te onderscheiden en te kwantificeren, bijvoorbeeld in het beenmerg en in endometriumbiopten waar de aanwezigheid van plasmacellen duidt op chronische endometritis. Afgezien van twee mogelijke uitzonderingen, bieden onze gegevens weinig bewijs voor Syndecan-1 expressieanalyse die diagnostische aanwijzingen geeft in moeilijke diagnostische situaties. De lage expressie in mesothelioom in vergelijking met de hoge prevalentie van sterke expressie in pulmonale adenocarcinoom suggereert dat Syndecan-1 mogelijk zou kunnen worden toegevoegd aan de lange lijst van antilichamen die helpen om deze tumor entiteiten te onderscheiden. Een lage frequentie van Syndecaan-1 expressie (10%) is onlangs ook beschreven voor peritoneale mesothelioom . Bovendien was CD138 aanzienlijk hoger in hepatocellulair carcinoom in vergelijking met cholangiocellulair carcinoom van de lever. Nochtans, zijn andere antilichamen zoals, bijvoorbeeld, arginase of BSEP betere afscheiders van deze tumorentiteiten .
Het is een beperking van deze studie dat immunohistochemie benaderingen, vooral wanneer gebruik wordt gemaakt van bright-field visualisatie, niet optimaal zijn voor eiwitkwantificatie. Belangrijk is dat het ontbreken van immunostaining een biologisch relevante CD138 expressie in “negatieve” normale of neoplastische cellen niet uitsluit. Elk protocol bepaalt een detectiedrempel waaronder weefsels als negatief worden beschouwd. Boven deze opsporingslimiet, laat de het bevlekken intensiteit een bepaalde kwantificering van proteã nen toe maar dit wordt beperkt door een maximum intensiteitskleuring die in het geval van nog hogere eiwituitdrukkingsniveaus niet waarneembaar sterker kan worden. Bovendien, occasionele stromale kleuring was genegeerd in onze studie, hoewel anderen en ons hebben aangetoond dat er bewijs is voor een klinisch relevante rol van CD138 expressie in de tumor-geassocieerde stroma . Nochtans, is stroma het bevlekken onregelmatig en zou Grotere steekproefaantallen per kankertype voor een zinvolle analyse vereisen.
samengevat geeft deze studie een uitgebreid overzicht van CD138 expressie in menselijke tumoren. De preferentiële uitdrukking in plaveiselcelcarcinomen van verschillende plaatsen maakt deze kanker prime targets voor anti-CD138 behandelingen zodra deze beschikbaar zouden kunnen komen. De overvloedige uitdrukking in vele verschillende normale weefsels zou hindernissen aan het exploiteren van CD138 als therapeutisch doel, nochtans kunnen vormen.
beschikbaarheid van gegevens
De immunohistochemische gegevens die worden gebruikt om de bevindingen van deze studie te ondersteunen, zijn opgenomen in het artikel.
belangenconflicten
De auteurs verklaren dat er geen belangenconflicten zijn met betrekking tot de publicatie van dit artikel.
bijdragen van de auteurs
JI, DP, C H-M, GS, RS, CM en C M-K ontwierpen en ontwierpen de studie, analyseerden de gegevens en stelden het manuscript op. SW, CF en SK voerden de meeste belangrijke immunohistochemische analyses uit. GS, SK en RS waren betrokken bij de oorspronkelijke opzet van de studie. TC, FB, FJ en C H-M hebben de gegevens verstrekt. WW, VC, AL, AH, DH, GS, SK en KM namen deel aan weefselverwerking, pathologische diagnose en immunohistochemische analyse. DD, AB, CG, AM, GS en RS hebben de materialen, klinische follow-upgegevens en technische bijstand verstrekt. Alle auteurs hebben het manuscript gelezen en goedgekeurd.
