Ανάλυση του προτύπου γονιδιακής έκφρασης κατά την αγγειογένεση σε ανθρώπινους όγκους

Abstract

The gene expression profile of tumor vasculature is different from normal vasculature, offering new opportunities for diagnosis and therapy of cancer. We identified 234 genes overexpressed in ovarian tumor vascular cells with the use of Affymetrix microarrays and we evaluated the usefulness of these genes in clinical applications such as diagnosis, prognosis and treatment of Epithelial Ovarian Cancer (EOC). The methodology we used includes the determination of the expression levels of these genes in numerous normal as well as cancer human specimens at the mRNA and protein level. We also examined the correlation between the expression levels of these genes with clinical outcome of patients. Our results demonstrate that several transmembrane proteins, such as ADAM12 and CDCP1, are expressed exclusively by the endothelium of cancer tissues and represent possible targets for vascular imaging or anti-vascular therapy of EOC. Concentrations of the secreted molecules DR6 (TNFRSF21), ESM1 (endocan) and CSPG2 (versican) were measured in sera of patients. Each of these markers can improve the diagnostic performance of CA125. These observations were repeated in different patient cohorts of different origin. Furthermore, the prognostic potential of 5 tumor vascular markers was evaluated at the protein level with dot blots (AML1, MCM4) in a cohort of 70 EOC patient biopsies and with luminex assays (DR6, ESM1, CSPG2) in 81 patient sera. Increased AML1 (p=0.056) and MCM4 (p=0.027) protein levels correlate with positive and negative clinical outcome respectively. DR6 (p=0.004), ESM1 (p=0,016) and CSPG2 (p=0.0002) high serum protein levels correlate with infavorable clinical outcome. The experiment was repeated in a separate cohort of 117 patients with comparable results. In conclusion, we have identified novel tumor-specific vasculature markers which appear promising for cancer serum diagnostics, disease prognosis, molecular imaging and possibly therapeutic targeting applications and warrant further clinical development.

Το μοριακό προφίλ έκφρασης των καρκινικών αγγείων διαφέρει από αυτό των φυσιολογικών, γεγονός που προσδίδει δυνατότητες ανάπτυξης νέων διαγνωστικών και θεραπευτικών προσεγγίσεων στη μάχη κατά του καρκίνου. Χρησιμοποιώντας μικροσυστοιχίες Affymetrix προσδιορίσαμε 234 γονίδια που υπερεκφράζονται στα καρκινικά αγγεία επιθηλιακών όγκων ωοθήκης. Στη συνέχεια διερευνήσαμε την καταλληλότητα αυτών των γονιδίων σε κλινικές εφαρμογές διάγνωσης, πρόγνωσης και θεραπείας του καρκίνου της ωοθήκης. Οι τεχνικές που χρησιμοποιήσαμε περιλαμβάνουν τον προσδιορισμό των επιπέδων έκφρασης των γονιδίων σε μεγάλο αριθμό φυσιολογικών και καρκινικών ανθρώπινων δειγμάτων σε επίπεδο mRNA καθώς και πρωτεΐνης, καθώς και τη συσχέτιση των επιπέδων έκφρασης των παραπάνω γονιδίων με την κλινική έκβαση ασθενών. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι ορισμένα διαμεμβρανικά γονιδιακά προϊόντα, όπως το ADAM12 και το CDCP1, εκφράζονται ειδικά από το καρκινικό ενδοθήλιο και αποτελούν πιθανούς στόχους για αγγειακή απεικόνιση ή αντι-αγγειακή θεραπεία του επιθηλιακού καρκίνου των ωοθηκών. Οι συγκεντρώσεις των εκκρινόμενων μόριων DR6 (TNFRSF21), ESM1 (endocan) και CSPG2 (versican) μετρήθηκαν σε ορούς αίματος ασθενών, με καθέναν από αυτούς να βελτιώνει την αποτελεσματικότητα του διαγνωστικού δείκτη CA125. Οι παρατηρήσεις αυτές επαληθεύτηκαν σε διαφορετικά σύνολα δειγμάτων ασθενών με διαφορετική προέλευση. Επίσης, η προγνωστική αξία 5 καρκινικών αγγειακών δεικτών σε επίπεδο πρωτεΐνης διερευνήθηκε με στύπωμα κηλίδας (γονίδια AML1 και MCM4) σε ένα σύνολο 70 βιοψιών από ασθενείς με καρκίνο των ωοθηκών και με τεχνική luminex για (γονίδια DR6, ESM1, CSPG2) στον ορό 81 ασθενών. Αυξημένα επίπεδα πρωτεΐνης AML1 (p=0,056) και MCM4 (p=0,027) σχετίζονται με θετική και αρνητική κλινική έκβαση αντιστοίχως. Τα επίπεδα των πρωτεϊνών DR6 (p=0,004), ESM1 (p=0,016) και CSPG2 (p=0,0002) στον ορό αίματος σχετίζονται με αρνητική κλινική έκβαση σε στατιστικά σημαντικά επίπεδα. Η επαλήθευση σε ένα διαφορετικό σύνολο 117 ασθενών έδωσε συγκρίσιμα αποτελέσματα. Συμπερασματικά, έχουμε ταυτοποιήσει νέους ειδικούς για τον καρκίνο αγγειακούς δείκτες οι οποίοι φαίνεται να είναι κατάλληλοι για διάγνωση του καρκίνου, για την πρόγνωση της έκβασης της ασθένειας, για μοριακές απεικονιστικές τεχνικές και πιθανώς για θεραπευτική στόχευση