Συγκριτική μορφολογική, ανοσοϊστοχημική και μοριακή μελέτη καρκινωμάτων μαστού με τη μέθοδο των μικροσυστοιχιών

Abstract

Since, target therapy against HER2 and EGFR has been developed and used in some malignancies in addition with under development therapeutic agents that inhibit autophosphorylation sites we aim to find out how often breast carcinomas overexpress HER2 and EGFR and what the role of HST is. Herstatin (HST) is a truncated protein produced by alternative splicing from the HER2 gene. In experimental systems, HST has been reported to act as an endogenous pan-HER inhibitor by disrupting HER dimers in way similar to that of manufactured monoclonal antibodies with putative therapeutic use, e.g., pertuzumab. However, the role of HST, if any, in adult human tissues, remains unknown. With this scope, HST expression was assessed in the present study at the mRNA (real time PCR) and protein (immunohistochemistry [IHC]) level in parallel with parameters reflecting the activation status of HER2 in 187 breast carcinomas (BC) and matched non-cancerous breast (NCBT) tissues. All NCBTs and 93% of tumors expressed HST mRNA. NCBTs demonstrated the highest HST/HER2 transcript ratios that still corresponded to a few faintly positive epithelial and stromal cells by IHC. Although HST/HER2 transcript ratios in tumors were negatively associated with HER2 IHC grading, relative HST expression within the same tumor/NCBT system was almost constant. Positivity for HST protein was found in 46/187 (25%) of tumors but it was not predicted by the corresponding HST/HER2 ratio or relative HST expression. A subgroup of HER2 IHC-3+ tumors was identified exhibiting high HST/HER2 transcript ratios, strong HST protein positivity, as well as cytoplasmic phosphoAkt/PKB and p21CIP1/WAF1 protein localization. HST protein presence was associated with cytoplasmic localization of phosphoHER2-Y1248 (p=0.006) and non-membranous HER3 (p=0.003). There was no association with EGFR protein. There is a discrepancy between EGFRpharmDX and EGFR phosphorylated forms expression, suggesting that for targeted therapy the evaluation only of EGFRpharmDX might not be adequate. Moreover, the above findings do not support the view of HST as a tumor inhibitor and might be taken into account when designing clinical studies to test pan-HER antibodies in breast cancer.

Στις ημέρες μας, έχει αναπτυχθεί και χρησιμοποιείται για την αντιμετώπιση ορισμένων κακοηθειών η στοχεύουσα θεραπεία έναντι των HER2 και EGFR υποδοχέων. Σε συνδυασμό με την αναπτυσσόμενη προσπάθεια ανεύρεσης θεραπευτικών σκευασμάτων που αναστέλλουν τις θέσεις αυτό-φωσφορυλίωσης αυτών των υποδοχέων, σκοπός της παρούσης μελέτης είναι να ανακαλύψουμε πόσο συχνά αυτοί οι υποδοχείς εκφράζονται στο καρκίνωμα του μαστού και ποιος ακριβώς είναι ο ρόλος της Herstatin (HST), αυτού του ενδογενούς HER αναστολέα. Η HST αποτελεί μία «ακρωτηριασμένη» πρωτεΐνη, προερχόμενη από εναλλακτικό μάτισμα του HER2 γονιδίου. Σε ερευνητικά πρωτόκολλα έχει αναφερθεί ότι η HST δρα σαν ένας ενδογενής pan-HER αναστολέας, αποτρέποντας τον διμερισμό των HER υποδοχέων με παρόμοιο τρόπο με τα παραγόμενα για θεραπευτική χρήση μονοκλωνικά αντισώματα, π.χ. το pertuzumab. Ωστόσο, παραμένει άγνωστο ποιος ακριβώς είναι ο ρόλος της HST στον ανθρώπινο ιστό. Στην προσπάθεια απάντησης αυτού του ερωτήματος μελετήθηκε η έκφραση της HST σε επίπεδο mRNA (real time PCR) και πρωτεϊνικό (immunohistochemistry [IHC]) σε συνδυασμό με παραμέτρους που σχετίζονται με την ενεργοποίηση του HER2 σε 187 καρκινώματα μαστού και στους αντίστοιχους προσκείμενους των καρκινωμάτων μη καρκινικούς ιστούς (NCBTs). Όλοι οι NCBTs ιστοί και 93% των όγκων εκφράζουν HST mRNA. Οι NCBTs ιστοί εμφάνισαν τους υψηλότερους λόγους HST/HER2 μεταγράφων που ανοσοϊστοχημικά αναλογούσαν σε ήπια θετικότητα των επιθηλιακών και στρωματικών κυττάρων. Παρόλο που οι αναλογίες HST/HER2 μεταγράφων στους όγκους εμφάνιζαν αρνητική συσχέτιση με την ανοσοϊστοχημική διαβάθμιση του HER2, η σχετική έκφραση της HST στο σύστημα όγκος/NCBT (για τον ίδιο κάθε φορά όγκο) ήταν σχεδόν σταθερή. Θετικότητα στην πρωτεΐνη HST βρέθηκε σε 46/187 (25%) όγκους αλλά χωρίς να σχετίζεται με την αντίστοιχη αναλογία HST/HER2 ή τη σχετική έκφραση της HST. Σε μία υποομάδα των HER2 IHC-3+ όγκων ανευρέθηκε υψηλή έκφραση HST/HER2 μεταγράφων, έντονη ανοσοϊστοχημική θετικότητα για την πρωτεΐνη HST, καθώς και κυτταροπλασματική θετικότητα στα αντισώματα για phosphoAkt/PKB and p21CIP1/WAF1. Η παρουσία της HST πρωτεΐνης συσχετιζόταν με την κυτταροπλασματική θετικότητα για phosphoHER2-Y1248 (p=0.006) και μη μεμβρανική θετικότητα για HER3 (p=0.003). Δεν ανευρέθηκε συσχέτιση μεταξύ της HST και της πρωτεΐνης EGFR. Δεν παρατηρήθηκε συσχέτιση μεταξύ της έκφρασης του EGFRpharmDX και των δύο φωσφορυλιωμένων μορφών του που ελέγχθησαν, συνιστώντας ότι για τη στοχευμένη θεραπεία η εκτίμηση μόνο του EGFRpharmDX ίσως δεν επαρκεί. Επιπρόσθετα, τα ανωτέρω ευρήματα δεν καθιστούν την HST ικανή για αναστολή ανάπτυξης των όγκων, εύρημα που θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στο σχεδιασμό κλινικών μελετών με pan-HER αντισώματα για τον καρκίνο του μαστού.