Ο ρόλος των μορίων προσκόλλησης σε καρκίνους της πεπτικής οδού

Abstract

The development of adhesive forces between cells of multicellular organisms, is a significant process with a principal role during the initial phase of tissue formation within an organism but also later on, during the phases of its evolution till its death. The development and normal function of the tissues are governed by a sum of interactions that occur either between cells, or between the cell and extracellular matrix. These interactions are mediated by substances that are called adhesion molecules. These molecules are classified into five families of receptors: cadherins, integrins, selectins, immunoglobulin gene superfamily and the molecule CD44. During the last fifteen years there is a burst of knowledge involving these molecules and the research goes deeper with time, especially as far as the neoplastic and metastatic processes are concerned. The role of adhesion molecules in the abovementioned processes is considered crucial and is believed that in the future it will become a stepping stone in the science of oncology in terms of diagnosis, prognosis and treatment of cancer. In the present study the role of soluble adhesion molecules, as well as the role of adhesion molecules that are expressed on cancer cells is studied. The former are measured by ELISA, and the later are detected with immunohistochemistry. The material of this study included 54 patients with gastric cancer (category I), 56 patients with primary liver tumor (category II) and 78 patients with colon cancer (category III). In all three categories of patients, molecules expressed on the cancer cells were studied. These were E-cadherin and the newly identified, by members of our research team, dysadherin. Additionally, in category II the role of the catenin family (α-, β- and γ-catenin) was studied. In the patient categories I and III soluble adhesion molecules and specifically E-cadherin, ICAM-1, VCAM-1 and E-selectin were studied. As a control group 25 healthy volunteers were used. Serum levels of E-cadherin, ICAM-1 and VCAM-1 were significantly higher in patients with adenocarcinoma of the stomach and in patients with adenocarcinoma of the colon, in comparison to the control group and before any kind of treatment (p0.05). Mean value of E-selectin was 44.1(39-55.3) ng/ml in the gastric cancer group and 44.2(33.2-54.4) ng/ml in the colon cancer group, in comparison to the mean value of 42.2(39-45.2) in the control group. In conclusion, the soluble adhesion molecules E-cadherin, ICAM-1 and VCAM-1 consist potential strong prognostic markers for the gastric and colon cancer patients, while the role of E-selectin needs further investigation with future studies so as to establish a possible role as a tumor/prognostic marker in the abovementioned groups of patients. In the immunohistochemically studied tumors and in particular in gastric cancer patients, a strong staining for dysadherin mainly in infiltrating cancer cells was observed. Decreased expression of E-cadherin is related to advanced disease stage, while it is once more confirmed that diffuse type gastric cancer in contrast to intestinal type, shows frequently decreased expression of E-cadherin. To our surprise, there was no correlation between E-cadherin and dysadherin in the group of gastric cancer patients. In the category of primary liver tumors a decreased membranous staining for Ecadherin was observed in hepatocellular carcinomas, as well as in cholangiocarcinomas, while an increased staining was observed for α-, β- and γ-catenin for the hepatocellular carcinomas, in contrast to cholangiocarcinomas where decreased staining for the catenins was observed. Dysadherin expression was observed in 7.6% of hepatocellular carcinomas, which at the same time had a significant decrease of E-cadherin expression and in 59% of cholangiocarcinomas. As in category I, in this category too, there was no correlation between E-cadherin and dysadherin expression. In category III, at the primary tumor site, dysadherin expression was observed in 42%, while decreased E-cadherin expression was observed in 45% of the cases studied. In lymph node metastases, 33% and 81% of the cases expressed dysadherin and E-cadherin, respectively. As in the previous two categories, in this category too, there was no correlation between Ecadherin and dysadherin expression at the primary site. In this category of patients though, a reverse correlation between E-cadherin and dysadherin expression was observed in the lymph node métastasés. These results show that different mechanisms govern E-cadherin expression in the primary tumor and the corresponding lymph node metastases. The findings of this study illustrate that the examined adhesive and antiadhesive molecules play an important role in the pathogenesis of gastric, liver and colon cancer, without being possible to rule out their important role in other cancers apart from those of the gastrointestinal tract. These molecules may be used in the future as useful diagnostic and prognostic biomarkers, which will guide a more successive therapeutic strategy.

Η δημιουργία δεσμών προσκόλλησης μεταξύ των κυττάρων των πολυκύτταρων οργανισμών, είναι μια βασική διαδικασία με πρωτεύοντα ρόλο κατά την αρχική φάση της συγκρότησης των ιστών του οργανισμού, αλλά και στα μετέπειτα στάδια της εξέλιξής του, έως τον θάνατό του. Η ανάπτυξη και η φυσιολογική λειτουργία των ιστών, ελέγχονται από ένα σύνολο αλληλεπιδράσεων που συμβαίνουν είτε μεταξύ των κυττάρων, είτε μεταξύ κυττάρου και εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας. Οι αλληλεπιδράσεις αυτές πραγματοποιούνται από ουσίες που ονομάζονται μόρια προσκόλλησης. Τα μόρια αυτά κατατάσσονται σε πέντε οικογένειες υποδοχέων: τις καντερίνες, τις ιντεγκρίνες, τις σελεκτίνες, την γονιδιακή ύπεροικογένεια των ανοσοσφαιρινών και το μόριο CD44. Τα τελευταία δεκαπέντε χρόνια παρατηρείται μια έκρηξη γνώσεων γύρω από τα μόρια αυτά και η έρευνα ολοένα και εμβαθύνεται, ιδίως όσον αφορά στην νεοπλασματική και μεταστατική διαδικασία. Ο ρόλος των μορίων προσκόλλησης στους παραπάνω τομείς κρίνεται καθοριστικός και πιστεύεται πως είναι αυτός που στο μέλλον θα αποτελέσει σταθμό στην επιστήμη της ογκολογίας για την διάγνωση, την πρόγνωση, αλλά και την θεραπεία του καρκίνου. Στην παρούσα μελέτη ερευνάται ο ρόλος διαλυτών μορίων προσκόλλησης και ο ρόλος μορίων προσκόλλησης που εκφράζονται στα καρκινικά κύτταρα. Τα πρώτα προσδιορίζονται με την μέθοδο ELISA, ενώ τα τελευταία ανιχνεύονται με μέθοδο ανοσοϊστοχημείας. Το υλικό της μελέτης, αποτέλεσαν 54 ασθενείς με καρκίνο στομάχου (κατηγορία I), 56 ασθενείς με πρωτοπαθή καρκίνο ήπατος (κατηγορία II) και 78 ασθενείς με καρκίνο παχέος εντέρου (κατηγορία III). Σε όλες τις κατηγορίες ασθενών μελετήθηκαν μόρια εκφραζόμενα στα καρκινικά κύτταρα. Αυτά ήταν η Ε-καντερίνη και η προσφάτως ταυτοποιηθείσα από μέλη της ερευνητικής μας ομάδας dysadherin. Επιπλέον, στην κατηγορία II, μελετήθηκε και ο ρόλος της ομάδας των κατενινών (α-, β- και γ-κατενίνη). Στις κατηγορίες I και III των ασθενών μελετήθηκαν διαλυτά στον ορό μόρια προσκόλλησης και συγκεκριμένα τα μόρια προσκόλλησης Ε-καντερίνη, ICAM1, VCAM-1 και η Ε-σελεκτίνη. Σαν ομάδα ελέγχου χρησιμοποιήθηκαν 25 υγιείς εθελοντές. Τα επίπεδα στον ορό της Ε-καντερίνης, του ICAM-1 και του VCAM-1 ήταν σημαντικά υψηλότερα στους ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα του στομάχου και στους ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα του παχέος εντέρου, σε σχέση με την ομάδα ελέγχου και πριν από οποιοδήποτε είδος θεραπείας (ρ0.05). Η μέση τιμή της Ε-σελεκτίνης ήταν 44.1(39-55.3) ng/ml στην ομάδα των ασθενών με καρκίνο στομάχου και 44.2(33.2-54.4) ng/ml στην ομάδα των ασθενών με καρκίνο του παχέος εντέρου, σε σχέση με την μέση τιμή του 42.2 (39-45.2) ng/ml των ατόμων της ομάδας ελέγχου. Συμπερασματικά, όσον αφορά στα διαλυτά στον ορό μόρια προσκόλλησης Ε-καντερίνη, ICAM-1 και VCAM-1, αποτελούν δυνητικώς ισχυρούς προγνωστικούς δείκτες για τον καρκίνο του στομάχου και του παχέος εντέρου, ενώ ο ρόλος της Ε-σελεκτίνης χρήζει περαιτέρω διερεύνησης με επιπλέον μελέτες, έτσι ώστε να διαμορφώσει ένα πιθανό ρόλο ως καρκινικός/προγνωστικός δείκτης στους ανωτέρω ασθενείς. Στα μελετώμενα με ανοσοϊστοχημεία μόρια και συγκεκριμένα στους ασθενείς με καρκίνο στομάχου, παρατηρήθηκε έντονη χρώση για την dysadherin κυρίως στα διηθητικά καρκινικά κύτταρα. Η μειωμένη έκφραση Ε-καντερίνης σχετίζεται με προχωρημένο στάδιο της νόσου, ενώ επιβεβαιώνεται το γεγονός ότι ο διαχύτου τύπου γαστρικός καρκίνος, σε αντίθεση με τον εντερικού τύπου, παρουσιάζει σε μεγάλο ποσοστό μειωμένη έκφραση Ε-καντερίνης. Προς έκπληξή μας, δεν παρατηρήθηκε συσχέτιση μεταξύ της Ε-καντερίνης και της dysadherin στην ομάδα των ασθενών με καρκίνο στομάχου. Στην κατηγορία των πρωτοπαθών όγκων του ήπατος παρατηρήθηκε μειωμένη μεμβρανική χρώση για την Ε-καντερίνη τόσο στα ηπατοκυτταρικά καρκινώματα, όσο και στα χολαγγειοκαρκινώματα, ενώ παρατηρήθηκε αύξηση της χρώσης για τις α-, β- και γ-κατενίνες στα ηπατοκυτταρικά καρκινώματα, σε αντίθεση με τα χολαγγειοκαρκινώματα που παρατηρήθηκε μείωση της χρώσης των κατενινών. Έκφραση της dysadherin παρατηρήθηκε στο 7,6% των ηπατοκυτταρικών καρκινωμάτων, τα οποία είχαν ταυτοχρόνως και σημαντική ελάττωση της έκφρασης της Ε-καντερίνης και στο 59% των χολαγγειοκαρκινωμάτων. Όπως και στην κατηγορία I, έτσι και εδώ δεν παρατηρήθηκε συσχέτιση μεταξύ της έκφρασης της Ε-καντερίνης και της dysadherin. Στην κατηγορία III, στην πρωτοπαθή εστία, έκφραση dysadherin παρατηρήθηκε στο 42%, ενώ μειωμένη έκφραση Ε-καντερίνης παρατηρήθηκε στο 45% των περιπτώσεων που μελετήθηκαν. Στις λεμφαδενικές μεταστάσεις το 33% και το 81% των περιπτώσεων εξέφραζαν dysadherin και Ε-καντερίνη αντίστοιχα. Όπως και στις προηγούμενες δύο κατηγορίες, έτσι και σε αυτήν δεν παρατηρήθηκε συσχέτιση μεταξύ της έκφρασης της Ε-καντερίνης και της dysadherin στην πρωτοπαθή εστία. Σε αυτή την κατηγορία ασθενών όμως, παρατηρήθηκε αντίστροφη συσχέτιση της έκφρασης της Ε-καντερίνης και της dysadherin στην λεμφαδενική μετάσταση. Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν διαφορετικούς μηχανισμούς που επιδρούν στην έκφραση της Ε-καντερίνης στην πρωτοπαθή εστία και στην αντίστοιχη λεμφαδενική της μετάσταση. Τα ευρήματα αυτής της μελέτης δείχνουν ότι τα περιγραφέντα μόρια προσκόλλησης και αντιπροσκόλλησης παίζουν σημαντικό ρόλο στην παθογένεση του καρκίνου του στομάχου, του ήπατος και του παχέος εντέρου, χωρίς κανείς να μπορεί να αποκλείσει τον σημαίνοντα ρόλο τους και σε άλλους καρκίνους πλην αυτών της πεπτικής οδού. Τα μόρια αυτά, μπορεί να χρησιμοποιηθούν στο μέλλον σαν χρήσιμοι διαγνωστικοί και προγνωστικοί βιοδείκτες που θα καθοδηγούν μια πιο επιτυχημένη θεραπευτική στρατηγική.