rezumat
Syndecan-1 (CD138) este un proteoglican transmembranar cunoscut a fi exprimat în diferite țesuturi normale și maligne. Este de interes din cauza unui posibil rol prognostic al expresiei diferențiale în tumori și a rolului său de țintă pentru indatuximab, un anticorp monoclonal cuplat cu un agent citotoxic. Pentru a analiza în mod cuprinzător CD138 în țesuturile normale și neoplazice, am utilizat microarrays tisulare (TMA) pentru analiza expresiei CD138 detectabile imunohistochimic în 2.518 probe de țesut de la 85 de entități tumorale diferite și 76 de tipuri de țesuturi normale diferite. Datele au arătat că expresia CD138 este abundentă în tumori. Cel puțin un imunostimulator CD138 slab ocazional a putut fi detectat în 71 din 82 (87%) tipuri diferite de tumori, iar 58 de entități (71%) au avut cel puțin o tumoare cu o pozitivitate puternică. În țesuturile normale, o expresie deosebit de puternică a fost găsită în epiteliul scuamos normal al diferitelor organe, celule calciforme și coloane ale tractului gastro-intestinal și în hepatocite. Analiza extrem de standardizată a majorității tipurilor de cancer uman a dus la o ordine de clasificare a tumorilor în funcție de frecvența și nivelurile expresiei CD138. CD138 imunostimularea a fost cea mai mare în carcinoamele cu celule scuamoase, cum ar fi de la esofag (100%), uter de col uterin (79,5%), plămân (85,7%), vagin (89,7%) sau vulva (73,3%) și în cancerul urotelial invaziv (76,2%). În adenocarcinoame, CD138 a fost, de asemenea, ridicat în plămâni (82,9%) și cancer colorectal (85,3%), dar adesea mai scăzut în pancreas (73,3%), stomac (54,2% în tipul intestinal) sau carcinoame de prostată (16,3%). Expresia CD138 a fost de obicei scăzută sau absentă în tumorile celulelor germinale, sarcoame, tumori endocrine, inclusiv cancer tiroidian și tumori neuroendocrine. Pe scurt, expresia preferențială în carcinoamele cu celule scuamoase din diferite site-uri face ca aceste tipuri de cancer să fie ținte principale pentru tratamentele anti-CD138 odată ce acestea ar putea deveni disponibile. Expresia abundentă în multe țesuturi normale diferite ar putea reprezenta obstacole în calea exploatării CD138 ca țintă terapeutică.
1. Introducere
Syndecan-1 (CD138) este unul dintre cei patru membri ai familiei syndecan. Este o proteină de suprafață celulară formată din trei domenii structurale, dintre care unul este extracelular și leagă sulfații de heparină și sulfații de condroitină . Syndecan-1 are relevanță pentru interacțiunile celulă-celulă și celulă-matrice . Este implicat în reglarea proliferării celulare, a Migrației și a organizării citoscheletului . În țesuturile normale, CD138 este cunoscut a fi exprimat pe celulele plasmatice și pe diferite tipuri de celule epiteliale.
expresia CD138 în cancer prezintă un potențial interes clinic, deoarece medicamentele specifice care vizează CD138 sunt în prezent evaluate în studiile clinice. Într-un studiu de fază II privind plasmocitomul, au fost raportate eficacitate clinică și efecte secundare scăzute . În studiile preclinice, acești anticorpi au arătat, de asemenea, eficacitate împotriva cancerului de sân triplu negativ și a melanomului . Dacă terapiile anti-CD138 ar trebui să se dovedească de succes, alte tipuri de cancer CD138-pozitive ar putea beneficia la fel de bine de astfel de tratamente.expresia modificată a CD138 a fost descrisă în diferite tumori maligne. De exemplu, supraexprimarea CD138 a fost raportată în cancerul de sân, vezica urinară, vezica biliară, pancreatic, ovarian, endometrial și de prostată . În alte tipuri de cancer, cum ar fi cancerul pulmonar, cap/gât, gastric, renal și colorectal, expresia CD138 sa dovedit a fi redusă în comparație cu epiteliul normal adiacent . În mai multe dintre aceste tipuri de tumori, expresia CD138 redusă sau crescută a fost legată de fenotipul tumoral nefavorabil și de prognosticul slab al pacientului . Studiile anterioare privind CD138 în cancer au aplicat diferiți reactivi și protocoale diferite pentru colorarea lor imunohistochimică. Probabil din acest motiv, literatura existentă este foarte discrepantă în ceea ce privește prevalența expresiei CD138 în diferite tipuri de tumori. De exemplu, intervalul pozitivității CD138 raportate variază de la 26% la 100% în cancerul vezicii urinare, de la 23% la 89% în cancerul pulmonar scuamos, de la 33% la 100% în cancerul de sân, de la 50,5% la 87% în carcinomul cu celule scuamoase ale esofagului și de la 24,7% la 89,7% în carcinomul cu celule scuamoase ale colului uterin.având în vedere aceste date eterogene, literatura existentă nu permite cu ușurință determinarea acestor tipuri de cancer, unde CD138 joacă un rol deosebit de important. Pentru a compara prevalența și intensitatea expresiei CD138 între entitățile tumorale și pentru a identifica aceste tipuri de cancer care ar putea fi candidați optimi pentru medicamente anti-CD138, am analizat astfel peste 2500 de tipuri de cancer și 76 de țesuturi normale folosind un protocol standard. În acest scop, a fost utilizată o microarray de țesut multitumor (TMA) care conține până la 50 de tumori diferite din 85 de tipuri și subtipuri de tumori diferite. Rezultatele studiului nostru identifică o gamă largă de entități tumorale care exprimă CD138.
2. Materiale și metode
2.1. Microarrays tisulare (TMA)
am folosit două seturi diferite de TMA preexistente pentru a studia expresia CD138 în țesuturile umane normale și canceroase. Primul TMA a fost compus dintr-un eșantion de 76 de tipuri diferite de țesut normal (608 probe pe un singur diapozitiv). Al doilea TMA conținea un total de 3.642 de tumori primare din 85 de tipuri și subtipuri de tumori. Probele au fost distribuite între 7 blocuri TMA diferite (conținând între 414 și 522 probe). Compoziția TMA este descrisă în tabelul 1 în rezultate. Toate probele au fost derivate din arhivele Institutului de patologie, Spitalul Universitar din Hamburg (Hamburg, Germania). Fiecare bloc TMA conține o secțiune de control standard identică cu 40 de pete de țesut normal și tumoral pentru a controla posibila variabilitate slide-to-slide a imunostimulării. Țesuturile au fost fixate în formalină tamponată de 4% și apoi încorporate în parafină. TMA diametru la fața locului țesut a fost de 0,6 mm. toate lucrările au fost conforme cu declarația de la Helsinki. Consimțământul informat nu era necesar.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.2. Imunohistochimie
secțiunile TMA proaspăt tăiate au fost imunosupresate într-o zi și într-un singur experiment. Lamele au fost deparafinizate și expuse la recuperarea antigenului indusă de căldură timp de 5 minute într-o autoclavă la 121 centicc în tampon de soluție de recuperare țintă Dako pH 9. Anticorpul primar specific pentru Syndecan-1 total (anticorp monoclonal de șoarece, clonă JASY1, Dianova, Hamburg, Germania, diluție 1 : 200) a fost aplicat la 37 de centicc timp de 60 de minute. Anticorpul Legat a fost apoi vizualizat folosind kitul EnVision (Dako, Glostrup, Danemarca) conform instrucțiunilor producătorului. Pentru țesuturile tumorale, procentul de celule epiteliale pozitive a fost estimat și intensitatea colorării a fost înregistrată semi-cantitativ (0, 1+, 2+ și 3+). Pentru analizele statistice, rezultatele colorării au fost clasificate în patru grupuri. Tumorile fără nicio colorare au fost considerate negative. Tumorile cu 1 + intensitate de colorare în 70% din celule și 2 + intensitate în 30% din celule au fost considerate slab pozitive. Tumorile cu 1 + intensitate de colorare în>70% din celule, 2+ intensitate în 30% până la 70% sau 3+ intensitate în 30% din 30% au fost considerate moderat pozitive. Tumorile cu 2 + intensitate în>70% sau 3+ intensitate în>30% din celule au fost considerate puternic pozitive. Aceste categorii reprezintă limite standard pe care alții și noi le-au folosit în numeroase studii IHC .
3. Rezultate
3.1. Probleme tehnice
un total de 2.518 (69%) din cele 3.642 de probe de țesut tumoral au fost interpretabile în analiza noastră TMA. Motivele pentru eșecul analizei au inclus o fracțiune de probe lipsă sau probe lipsite de celule tumorale fără echivoc. Un număr suficient de probe au fost analizabile pentru toate cele 76 de tipuri de țesuturi normale, permițând o evaluare completă a țesuturilor normale.
3.2. Syndecan-1 în țesuturile normale
toate IMUNOSTIMULĂRILE CD138 pozitive în țesuturile normale sunt rezumate în tabelul 2. CD138 a fost exprimat abundent, mai ales în diferite tipuri de celule epiteliale. O expresie deosebit de puternică a CD138 a fost observată în celulele epiteliale scuamoase ale diferitelor organe (Figura 1(A)), celulele calciforme ale tractului gastro-intestinal (Figura 1(b)), celulele columnare din vezica biliară (Figura 1(c)) și hepatocitele (Figura 1(d)). Nu a fost detectată nicio colorare CD138 în următoarele țesuturi: aorta/intima, aorta/media, inima (ventriculul stâng), mușchiul scheletic, mușchiul scheletic/limba, miometrul, apendicele peretelui muscular, esofagul, stomacul, ileonul, descendenții colonului, pelvisul renal și vezica urinară, penisul (glandul/corpul spongios), ovarul (stroma), țesutul adipos (alb), splina, timusul, ovarul (corpul luteal), ovarul (chistul folicular), tiroida, cerebelul, cerebrumul, glanda pituitară (lobul posterior), glanda pituitară (lobul anterior), și măduva osoasă.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
3.3. CD138 în țesuturile tumorale
Imunosupresorul a fost predominant membranos, dar uneori și în citoplasmă. De asemenea, a apărut o colorare ocazională a stromei, dar nu a fost luată în considerare pentru această analiză. Pozitivitatea CD138 a fost observată în 1.118 din 2.518 tumori analizabile (Tabelul 1). Imunosupresia CD138 a fost considerată slabă în 330 (13%), moderată în 226 (9%) și puternică în 562 de tumori (22%). Petele reprezentative de țesut tumoral cu expresie CD138 sunt prezentate în Figurile 1(e) și 1(h) . Cel puțin o expresie CD138 ar putea fi detectată în 75 din 85 (88%) din categoriile noastre de tumori, inclusiv 60 (71%) categorii în care cel puțin o tumoare a prezentat o pozitivitate puternică (Tabelul 1). Tipurile de tumori în care unele CD138 au fost observate în toate cazurile analizate au inclus adenomul bazocelular, adenomul de colon, carcinomul scuamos al esofagului, tumora celulară granulară și tumora ovariană Brenner. O expresie CD138 deosebit de semnificativă a fost detectată și în carcinomul anal (90,9%), carcinomul scuamos al pielii (92,9%), carcinomul hepatocelular (97,7%), carcinomul filodelor sânului (94,4%) și în tumoarea warthin a parotisului (92,7%). Tipurile de tumori cu un imunostimulator CD138 deosebit de scăzut sau absent au inclus tumori cu celule germinale testiculare, mai multe sarcoame, melanom, mezoteliom malign și carcinom cu vezică urinară cu celule mici.
4. Discuție
rezultatele acestui studiu oferă o imagine de ansamblu cuprinzătoare asupra expresiei Syndecan-1 în tumorile umane. Datele arată că—în toate organele de origine-carcinoamele cu celule scuamoase (și uroteliale) sunt deosebit de predispuse să exprime Sindecan-1, adesea la niveluri ridicate. Chiar dacă adenocarcinoamele derivate din colon și plămân sunt, de asemenea, Expresoare mari, IMUNOSUPRESORUL CD138 pare să fie în general mai puțin intens și mai puțin frecvent în adenocarcinoame. Acest lucru este cel mai bine vizibil în organele în care atât adenocarcinoamele, cât și carcinoamele cu celule scuamoase apar ca în colul uterin și în esofag. Predominanța celulelor scuamoase a expresiei CD138 devine evidentă chiar și în cancerele cu patogeneză identică, cum ar fi cancerul de col uterin, Cancerul oral sau carcinomul cu celule scuamoase ale anusului, care sunt adesea asociate cu virusul papilloma uman. Tipurile de cancer importante din punct de vedere clinic, cu frecvențe joase până la intermediare și niveluri de Expresie CD138, includ cancere ale rinichilor și ale endometrului, în timp ce frecvențele joase de pozitivitate au fost găsite în cancerul de prostată, tumorile endocrine, inclusiv cancerul tiroidian și tumorile neuroendocrine, precum și cancerele cu celule germinale. În ciuda unor valori aberante, datele noastre sunt în mare măsură în concordanță cu literatura de specialitate. Mai mulți alți cercetători au descris anterior Niveluri deosebit de ridicate de Expresie CD138 în cancerul cu celule scuamoase .
evaluarea standardizată a 85 de tipuri și subtipuri de tumori diferite ne-a permis să definim o ordine de clasare în ceea ce privește nivelul expresiei CD138 în cancer. Credem că aceste date sunt deosebit de utile pentru aceste tipuri de tumori pentru care datele anterioare au fost parțial discrepante. Studiul a furnizat, de asemenea, informații despre o serie de tipuri de tumori relevante pentru care datele CD138 lipseau până acum. Acestea includ, de exemplu, carcinomul cu celule scuamoase ale vulvei și canalului anal, adenocarcinomul esofagului, seminomul, carcinomul embrionar și tumora sacului de gălbenuș al testiculului, cancerul vezicii urinare cu celule mici, tumorile neuroendocrine ale pancreasului, feocromocitomul, timomul, tumora stroma gastrointestinală (GIST), angiosarcomul și leiomiosarcomul. Mai mult, au fost obținute date specifice subtipului pentru mai multe tipuri de tumori, pentru care au fost efectuate analize anterioare pe cohorte tumorale cu informații mai puțin detaliate despre morfologia tumorii, cum ar fi carcinomul urotelial, cancerul de sân, endometrul și cancerul ovarian. Aceste date reprezintă astfel un alt exemplu de adecvare a TMA-urilor compuse din probe de multe tipuri diferite de tumori și țesuturi normale pentru caracterizarea cuprinzătoare a unui biomarker sau anticorp (demonstrarea datelor noastre comparativ cu studiile anterioare este prezentată în Figura 2) .
diverse studii anterioare au sugerat o legătură cu rezultatul slab al pacientului pentru nivelurile crescute sau scăzute de Syndecan-1 . Proteina CD138 poate avea supresoare tumorale și funcții de promovare a tumorii care depind de tumoare . Cohorta noastră tumorală a fost lipsită de orice stadiu tumoral sau informații despre rezultatul clinic. Dovezile indirecte pentru un rol variabil al expresiei diferențiale CD138 pentru progresia tumorii provin din compararea subtipurilor tumorale conexe. De exemplu, nivelurile de Expresie mai mici ale CD138 în adenocarcinomul colorectal și în carcinomul urotelial invaziv (pT2-4) în comparație cu adenoamele de colon și tumorile vezicii urinare neinvazive (pTa) argumentează pierderea progresiei tumorale paralele CD138 în aceste tumori. Expresia inferioară a CD138 în carcinomul renal cromofob în comparație cu oncocitomul benign al omologului său poate fi, de asemenea, privită ca un argument pentru reglarea descendentă a CD138 fiind legată de agresivitatea tumorii în aceste cancere renale derivate din tubulusul nefronului distal. Cu toate acestea, niveluri mai ridicate de Expresie CD138 în carcinomul corticosuprarenalian decât în adenomul suprarenalian sugerează că nivelurile crescute de CD138 pot însoți progresia acestor tumori.CD138 este o proteină membranară și, ca atare, o țintă potențială pentru terapia cu anticorpi. Există eforturi pentru a dezvolta o terapie adecvată pentru cancerele CD138-pozitive. CD138 s-a dovedit a fi supraexprimat pe suprafața celulelor mielomului multiplu, care este utilizat într-un studiu preclinic pentru o terapie antitumorală cu indatuximab, un anticorp monoclonal cuplat cu un agent citotoxic, care este evaluat în prezent în studii preclinice privind plasmacitomul și cancerele mamare triple-negative în combinație cu alte medicamente . Pe baza datelor noastre, carcinoamele cu celule scuamoase, indiferent de locul lor de origine, apar ca posibili candidați pentru terapia anti-CD138 odată ce un astfel de tratament ar trebui să se dovedească eficient și să devină disponibil. Expresia abundentă a CD138 în diferite țesuturi normale, inclusiv epiteliul scuamos din diferite organe diferite, identifică diferite site-uri în care pot apărea efecte secundare potențiale ale acestor terapii.
analiza expresiei CD138 este utilizată în prezent în patologia diagnostică de rutină pentru a distinge și cuantifica celulele plasmatice, de exemplu, în măduva osoasă și în biopsiile endometriale unde prezența celulelor plasmatice indică endometrita cronică. În afară de două excepții posibile, datele noastre oferă puține dovezi pentru analiza expresiei Syndecan-1 oferind indicii de diagnostic în situații dificile de diagnostic. Expresia scăzută în mezoteliom în comparație cu prevalența ridicată a expresiei puternice în adenocarcinomul pulmonar sugerează că Syndecan-1 ar putea fi adăugat la lista lungă de anticorpi care ajută la distingerea acestor entități tumorale. O frecvență scăzută a expresiei Syndecan-1 (10%) a fost recent descrisă și pentru mezoteliomul peritoneal . În plus, CD138 a fost semnificativ mai mare în carcinomul hepatocelular comparativ cu carcinomul colangiocelular al ficatului. Cu toate acestea, alți anticorpi, cum ar fi, de exemplu, arginaza sau BSEP, sunt separatori mai buni ai acestor entități tumorale .este o limitare a acestui studiu că abordările imunohistochimice, în special atunci când se utilizează vizualizarea câmpului luminos, nu sunt optime pentru cuantificarea proteinelor. Important, lipsa imunostimulării nu exclude o expresie CD138 relevantă din punct de vedere biologic în celulele normale sau neoplazice „negative”. Fiecare protocol definește un prag de detecție sub care țesuturile sunt considerate negative. Peste această limită de detecție, intensitatea colorării permite o anumită cuantificare a proteinelor, dar aceasta este limitată de o colorare de intensitate maximă care nu poate deveni mai puternică în cazul unor niveluri de expresie a proteinelor chiar mai mari. Mai mult, colorația stromală ocazională a fost ignorată în studiul nostru, deși alții și noi au arătat că există dovezi pentru un rol clinic relevant al expresiei CD138 în stroma asociată tumorii . Cu toate acestea, colorarea stromei este rară și ar necesita un număr mai mare de eșantioane pe tip de cancer pentru o analiză semnificativă.în rezumat ,acest studiu oferă o imagine de ansamblu cuprinzătoare asupra expresiei CD138 în tumorile umane. Expresia preferențială în carcinoamele cu celule scuamoase din diferite site-uri face ca aceste tipuri de cancer să fie ținte principale pentru tratamentele anti-CD138 odată ce acestea ar putea deveni disponibile. Expresia abundentă în multe țesuturi normale diferite ar putea reprezenta obstacole în calea exploatării CD138 ca țintă terapeutică.
disponibilitatea datelor
datele imunohistochimice utilizate pentru a susține rezultatele acestui studiu sunt incluse în articol.
conflicte de interese
autorii declară că nu există niciun conflict de interese în ceea ce privește publicarea acestei lucrări.
contribuțiile autorilor
JI, DP, C H-M, GS, RS, CM și C M-K au conceput și proiectat studiul, au analizat datele și au elaborat manuscrisul. SW, CF și SK au efectuat majoritatea analizelor imunohistochimice cheie. GS, SK și RS au fost implicați în concepția inițială a studiului. TC, FB, FJ și C H-M au furnizat datele. WW, VC, al, AH, DH, GS, SK și KM au participat la procesarea țesuturilor, diagnosticul patologic și analiza imunohistochimică. DD, AB, CG, AM, GS și RS au furnizat materialele, datele clinice de urmărire și asistența tehnică. Toți autorii au citit și aprobat manuscrisul.
