Ανοσοϊστοχημική μελέτη των δεικτών COX-2 και PPAR-γ σε ουροθηλιακά καρκινώματα της ουροδόχου κύστεως: συσχέτιση με κλινικοπαθολογοανατομικές παραμέτρους

Abstract

Introduction: Cyclooxygenase-2 (COX-2), a critical enzyme in the conversion of arachidonic acid to prostaglandin E2, influences the biological behavior of human tumors, being involved in carcinogenesis, tumor progression, reduced apoptosis and differentiation. Peroxisome Proliferator-Activated Receptor γ (PPARγ) is a ligand –activated transcriptional factor with anti-proliferative and anti-tumoral effects. Although COX-2 and PPARγ have been implicated in the progression of various human cancers, their expression in bladder cancer has not been addressed. Methods: Immunohistochemistry (ABC-HRP method) and image analysis were performed to detect expression of COX-2 and PPARγ in 134 urothelial bladder carcinomas. To assess their role in bladder cancer, their expression was evaluated in relation to known clinicopathologic parameters (grade and stage), markers of apoptotic potential and differentiation (caspase-3, bax-protein, MLH1, hTERT and Ki-67) and patients’ overall survival. Statistical analysis was univariate and multivariate.Results: Immunoreactivity for COX-2 and PPARγ was observed in the cytoplasm and in the nucleus of cancer cells in 70.1% and 78.6% of samples respectively. COX-2 expression was unrelated to tumor grade and local invasion but it was positively linked with caspase-3, bax-protein and MLH1 (p=0.007, p=0.026 and p=0.019 respectively), and inversely correlated to hTERT (p=0.009). COX-2 immunopositivity was independently associated with worse prognosis of patients with non-muscle invasive urothelial carcinomas (p=0.002). PPARγ expression was inversely associated with stage (p<0.001), tumor grade (p=0.002) and the expression of Ki-67 (p=0.042), while it was found to exert a favorable effect on patients’ overall survival (p=0.001). Conclusion: COX-2 overexpression, being possibly a subsequence of apoptosis activation, due to its positive link with caspase-3, bax-protein and MLH1 and its inverse correlation to hTERT, is associated with an unfavorable overall survival in patients with pTa-T1 urothelial carcinomas, suggesting a potential role of COX-2 in early carcinogenesis. PPARγ expression can identify patients with a better prognosis who suffer from more dirrerentiated, non-invasive urothelial carcinomas of low proliferative potential.

Εισαγωγή: Η κυκλοοξυγενάση-2 (COX-2), ένα κριτικής σημασίας ένζυμο κατά τη μετατροπή του αραχιδονικού οξέος προς προσταγλανδίνη Ε2, επηρεάζει τη βιολογική συμπεριφορά των ανθρώπινων όγκων, εμπλεκόμενη στην καρκινογένεση, εξέλιξη του όγκου, μειωμένη απόπτωση και διαφοροποίηση. Ο γ-υποδοχέας ενεργοποίησης της υπερπλασίας των υπεροξυσωμάτων (PPARγ) είναι ένας μεταγραφικός παράγοντας, που ενεργοποιείται μέσω συνδετών, και παρουσιάζει αντι-πολλαπλασιαστικές και αντι-ογκογόνες δράσεις. Αν και οι COX-2 και PPARγ έχουν εμπλακεί στην εξέλιξη ποικίλων ανθρώπινων καρκίνων, ο ρόλος της έκφρασής τους στον καρκίνο της ουροδόχου κύστης δεν έχει πλήρως ταυτοποιηθεί. Μέθοδοι: Εφαρμόσθηκε ανοσοϊστοχημική μέθοδος τριών βημάτων (ABC-HRP) σε τομές παραφίνης από 134 ασθενείς με ουροθηλιακά καρκινώματα της ουροδόχου κύστης για την εντόπιση των COX-2 και PPARγ και τη συσχέτισή τους με κλινικοπαθολογοανατομικές παραμέτρους (βαθμό κακοηθείας και στάδιο διήθησης), δείκτες αποπτωτικού δυναμικού και διαφοροποίησης (caspase-3, πρωτεϊνη bax, MLH1, hTERT και Ki-67), καθώς και την ολική επιβίωση των ασθενών. Χρησιμοποιήθηκε επίσης η ανάλυση εικόνας (image analysis) για τον PPARγ, λόγω της πυρηνικής του έκφρασης.Η επεξεργασία των αποτελεσμάτων έγινε με μονοπαραγοντική και πολυπαραγοντική στατιστική ανάλυση. Αποτελέσματα: Ανοσοαντίδραση για την COX-2 και τον PPARγ παρατηρήθηκε στο κυτταρόπλασμα και στον πυρήνα των καρκινικών κυττάρων σε ποσοστό 70.1% και 78.6% αντίστοιχα. Η έκφραση της COX-2 δεν συσχετίστηκε με το βαθμό κακοηθείας και το παθολογοανατομικό στάδιο διήθησης. Η COX-2 παρουσίασε θετική συσχέτιση με την έκφραση των caspase-3, πρωτεϊνης bax και MLH1 (p=0.007, p=0.026 και p=0.019 αντίστοιχα) και ανάστροφη συσχέτιση με την πυρηνική έκφραση της hTERT (p=0,009). Η ανοσοθετικότητα της COX-2 συσχετίσθηκε ανεξάρτητα με χειρότερη πρόγνωση σε ασθενείς με μη-μυοδιηθητικά, βαθμού II και III, ουροθηλιακά καρκινώματα (p=0.002), ενώ δεν συσχετίσθηκε με την ολική επιβίωση (p=0.243). Η έκφραση του PPARγ συσχετίστηκε ανάστροφα με το στάδιο διήθησης ( p<0.001), βαθμό κακοηθείας του όγκου (p=0.002) και δείκτη κυτταρικού πολλαπλασιασμού Ki-67( p=0.042), ενώ βρέθηκε ότι ασκεί ευνοϊκή πρόγνωση στην ολική επιβίωση των ασθενών (p=0.001). Συμπεράσματα: Η πρωτεϊνη COX-2 φαίνεται να συσχετίζεται με την προαγωγή της απόπτωσης στα ουροθηλιακά καρκινώματα μέσω της παράλληλης σχέσης της με τις πρωτεϊνες caspase-3, bax και MLH1, καθώς και μέσω της ανάστροφης σχέσης της με την καταλυτική υπομονάδα του συμπλέγματος της τελομεράσης hTERT. Αυτό καταδεικνύεται εντονότερα για τους δείκτες hTERT και MLH1 στους ασθενείς με επιφανειακά καρκινώματα. Από την άλλη μεριά, η έκφραση των δεικτών αυτών στα επιφανειακά καρκινώματα δείχνει έμμεσα την πιθανή συμμετοχή της COX-2 σε αρχικά στάδια της καρκινογένεσης. Αξιοσημείωτο είναι ότι η υποομάδα ασθενών Ta-T1, βαθμού II και III, που εκφράζουν την COX-2, εμφανίζουν χειρότερη πρόγνωση, γεγονός που καθιστά την COX-2 έναν ενδιαφέροντα δείκτη για στοχευμένη θεραπεία στην ομάδα αυτή. Η έκφραση του PPARγ στα ουροθηλιακά καρκινώματα φαίνεται να εμπλέκεται στην αρχή της καρκινογένεσης, να αποτελεί έναν ευνοϊκό φαινότυπο μέσω του βαθμού κακοηθείας και του δείκτη κυτταρικού πολλαπλασιασμού Ki-67, και να συσχετίζεται με την καλή πρόγνωση των ασθενών.