Μόρια ρυθμιστές του κυτταρικού κύκλου στον καρκίνο της ουροδόχου κύστης

Abstract

Background: The transition from the various restrictions points of the mammalian cell cycle is coordinated by cyclin-dependent kinases (CDKs), which are devoid of enzymatic activity unless bound to their cyclin partners. The D-type Cyclins (D1, D2, D3) serve as growth factors which, in conjunction with CDK4 and CDK6 operate in mid to late G1 phase to promote progression through the G1/S restriction point, thus contributing to cell’s commitment to replicate its genome. Replication protein A (RPA) is a heterotrimer complex composed of three tightly associated subunits of 70, 32 and 14 kDa, designated as RPA1 (RPA70), RPA2 (RPA32), and RPA3 (RPA14) respectively. Current evidence appears to document RPA’s involvement in DNA damage checkpoints and also its role as a hyperphosphorylation-dependent downstream checkpoint effector for regulation of DNA metabolic pathways and all major types of DNA repair, including nucleotide excision, base excision, mismatch and double strand break repairs. Methods: Paraffin-embedded tissue from 157 patients with bladder UC was immunostained for cyclins D1, D2 and D3 as well as RPA1 and RPA2 proteins. Statistical analysis was performed in order to elucidate possible correlations with clinicopathological data and survival. Results: Cyclin D1 expression positively correlated with D2 and negatively with D3. Cyclin D1 expression decreased with increasing grade (p=0.0001) and tumour T-category in the entire cohort and in muscle-invasive carcinomas (p=0.0001 and p=0.0033). Cyclin D2 correlated with grade (p=0.0005) and T-category (p=0.0078), a relationship which remained significant in muscle-invasive (p=0.0135). Cyclin D3 immunoreactivity increased with histologic grade and T-category in the entire cohort (p=0.0001 in both relationships), in superficial (p=0.0034) and in muscle-invasive carcinomas (p=0.0036 respectively). Survival analysis in superficial tumours showed that higher cyclin D1 (p=0.0001) and higher cyclin D3 levels (p=0.0032) implied a lesser probability of survival. In muscle-invasive tumours lower cyclin D1 (p=0.0234), and D2 (p=0.0424) and higher cyclin D3 (p=0.0322) correlated with shortened survival. In multivariate analysis in superficial tumours only cyclin D3 expression remained significant. Cyclin D3 expression also retained its adverse significance in muscle-invasive tumours. RPA1 expression decreased with increasing histological grade (p= 0.0007) and T-category in the entire cohort and in muscle-invasive carcinomas (p= 0.0078 and p= 0.0135). RPA2 expression also displayed an inverse relationship with histological grade (p=0.0001) and T-category in the entire cohort and in muscle-invasive carcinomas (p=0.0001 and p=0.0120). RPA1 expression was positively correlated with RPA2 (R=0.3089, p=0.0001). Both RPA1 and RPA2 expressions were positively correlated with cyclin D1 expression (R=0.3535, p<0.0001 and R= 0.9340, p<0.0001). Survival analysis in the entire cohort showed that decreased RPA2 and RPA1 correlated with a lesser probability of survival (p<0.0001 and p=0.0181). In non muscle-invasive tumours (Ta-T1) only lower RPA2 (p=<0.0001) was proven to be correlated with shortened survival, whereas in muscle-invasive tumours (T2-T4) decreased RPA2 and RPA1 were shown to be adversely correlated with prognosis (p=0.0351 and p=0.0424). In multivariate survival analysis in the entire cohort and in non-muscle invasive cases RPA2 expression remained significant, even when adjustment for Cyclin D1 expression was applied. Conclusion: Cyclin D1 overexpression seems to be more important during early stages of bladder carcinogenesis, whereas cyclin D3 is implicated in the acquisition of a more aggressive phenotype. Cyclin D3 overexpression emerges as an independent adverse prognostic marker in both superficial and muscle-invasive tumours. Cyclin D1 is an independent indicator of shortened survival only in muscle-invasive tumours. RPA1 and RPA2 overexpression seems to be more important during early T-categories of bladder carcinogenesis. Showing similar kinetics with cyclin D1. RPA2 expression emerges as a valuable marker of favourable prognosis in the entire cohort and in non-muscle invasive tumours, supplementing the imformation obtained by standard clinicopathological prognosticators.

Εισαγωγή: Η πρόοδος του κυτταρικού κύκλου καθορίζεται σημαντικά από µια οµάδα ενζύµων, που ονοµάζονται κυκλινοεξαρτώµενες κινάσες και στην ενεργό τους µορφή σχηµατίζουν ετεροδιµερή µε τις κυκλίνες. Υπάρχουν αρκέτα είδη κυκλίνες μεταξύ των οποίων οι κυκλίνες D είναι τριών τύπων: η κυκλίνη D1, η κυκλίνη D2 και η κυκλίνη D3 οι οποίες λειτουργούν ως αυξητικοί παράγοντες και συνδυαζόμενες με τις αντίστοιχες κινάσες (CDK4 και CDK6) λειτουργούν στη μέση ως όψιμη περίοδο της G1 με σκοπό να ρυθμίσουν τη δίοδο μέσω του περιοριστικού σημείου G1/S. Η πρωτεΐνη αντιγραφής A (RPA) είναι ένα σύνθετο ετεροτριμερές που αποτελείται από 3 στενά συνδεδεμένες υπομονάδες 70, 32 and 14 kDa, που ονομάζονται RPA1 (RPA70), RPA2 (RPA32), and RPA3 (RPA14) αντίστοιχα. Πρόσφατα δεδομένα αναφέρουν ότι η πρωτεΐνη RPA συμμετέχει στον έλεγχο της ακεραιότητας του DNA στα σημεία ελέγχου του κυτταρικού κύκλου και στην επιδιόρθωση των βλαβών του DNA. Υλικά και μέθοδος: Μελετήθηκε η ανοσοϊστοχημική έκφραση των κυκλινών D1, D2 και D3 και δύο υπομονάδων (RPA1 και RPA2) της RPA πρωτεΐνης στο καρκίνωμα της ουροδόχου κύστης σε βιοπτικό υλικό 157 ασθενών με ουροθηλιακό καρκίνωμα ουροδόχου κύστης και έγινε μία προσπάθεια συσχέτισής τους με τα κλινικοπαθολογοανατομικά χαρακτηριστικά και με την επιβίωση των ασθενών. Αποτελέσματα: Η χρώση ήταν ομοιογενής και πυρηνική και στα πέντε μόρια που μελετήθηκαν. Η έκφραση της κυκλίνης D1 σχετιζόταν θετικά με την έκφραση της κυκλίνης D2 και αρνητικά με την κυκλίνη D3. Η έκφραση της κυκλίνης D1 ελαττωνόταν με την αύξηση του ιστολογικού βαθμού κακοηθείας (p=0.0001) και της κατηγορίας Τ σε όλο το δείγμα και στα νεοπλάσματα που διηθούν το μυϊκό χιτώνα (p=0.0001 και p=0.0033). Η έκφραση της κυκλίνης D2 σχετιζόταν επίσης αρνητικά με το βαθμό κακοηθείας (p=0.0005) και την κατηγορία Τ (p=0.0078), μία συσχέτιση που παρέμεινε σημαντική στα και στα νεοπλάσματα που διηθούν το μυϊκό χιτώνα (p=0.0135). Η έκφραση της κυκλίνης D3 αυξανόταν με την αύξηση του αύξηση του ιστολογικού βαθμού κακοηθείας (p=0.0001) και της κατηγορίας σε όλο το δείγμα (p=0.001), στα επιφανειακά (p=0.0034) και στα νεοπλάσματα που διηθούν το μυϊκό χιτώνα (p=0.0036). Η ανάλυση επιβίωσης στα επιφανειακά νεοπλάσματα έδειξε ότι η αυξημένη έκφραση της κυκλίνης cyclin D1 (p=0.0001) και της κυκλίνης D3 (p=0.0032) σχετιζόταν με χειρότερη πρόγνωση. Στα νεοπλάσματα που διηθούν το μυϊκό χιτώνα η μειωμένη έκφραση της κυκλίνης D1 (p=0.0234), και D2 (p=0.0424) και η αυξημένη έκφραση της κυκλίνης D3 (p=0.0322) σχετιζόταν με ελαττωμένη επιβίωση. Στην πολυπαραγοντική ανάλυση επιβίωσης στα επιφανειακά νεοπλάσματα μόνο η κυκλίνη D3 παρέμεινε στατιστικά σημαντική. Η κυκλίνη D3 επίσης διατήρησε τη στατιστική σημαντικότητά της και στα νεοπλάσματα που διηθούν το μυϊκό χιτώνα. Η έκφραση της RPA1 φαίνεται να σχετίζεται θετικά με την έκφραση της RPA2 R=0.3089, p=0.0001), ενώ και οι δύο σχετίζονται θετικά με την έκφραση της κυκλίνης D1 (R=0.3535, p<0.0001 και R= 0.9340, p<0.0001 αντίστοιχα). Η έκφραση της RPA1 και της RPA2 αυξάνει αντιστρόφως ανάλογα με το στάδιο και τη διαφοροποίηση του όγκου (p=0.0007 και p=0.0078 για την RPA1 και p=0.0001 σε αμφότερες τις περιπτώσεις για την RPA2). Κατά την πολυπαραγοντική ανάλυση επιβίωσης η έκφραση της RPA2 αναδεικνύεται ως ανεξάρτητος προγνωστικός παράγοντας σε όλο το δείγμα και στα επιφανειακά (pTa-pT1) νεοπλάσματα, ακόμη και μετά από στατιστική διόρθωση με την έκφραση της κυκλίνης D1. Συμπέρασμα: Η υπερέκφραση της κυκλίνης D1 φαίνεται να παίζει σημαντικό ρόλο στα πρώιμα στάδια της καρκινογένεσης του ουροθηλιακού καρκινώματος της ουροδόχου κύστης, ενώ η κυκλίνη D3 στα όψιμα στάδια. Η υπερέκφραση της κυκλίνης D3 προκύπτει ως ανεξάρτητος προγνωστικός παράγοντας τόσο στα επιφανειακά όσο και στα νεοπλάσματα που διηθούν το μυϊκό χιτώνα. Η κυκλίνη D1 αναδεικνύεται ως ανεξάρτητος προγνωστικός παράγοντας μόνο στα νεοπλάσματα που διηθούν το μυϊκό χιτώνα. Ακόμη, οι πρωτεΐνες RPA φαίνεται να σχετίζονται με την ογκογένεση του καρκίνου της ουροδόχου κύστης, παίζοντας ενδεχομένως σημαντικό ρόλο στα πρώιμα στάδια της ανάπτυξης του όγκου. Παρόμοια ευρήματα έχουν αναφερθεί προηγουμένως και για την κυκλίνη D1, γεγονός που σε συνδυασμό με τη θετική σχέση που αναδεικνύεται μεταξύ των δύο πρωτεΐνών αποτελεί ένδειξη ότι οι δύο πρωτεΐνες έχουν παρόμοια κινητική στην παθογένεση του καρκίνου της ουροδόχου κύστης. Ακόμη, η πρωτεΐνη RPA2 αναδεινύεται ως σημαντικός ευνοϊκός προγνωστικός παράγοντας.