Συγκριτική µελέτη του ενδοκυττάριου µονοπατιού µεταγωγής σήµατος mTOR σε δείγµατα φυσιολογικού ιστού, προκαρκινωµατωδών αλλοιώσεων και καρκίνου του τραχήλου της µήτρας

Abstract

This study aims at investigating the expression levels of the mTOR intracellular transduction pathway byanalyzing the expression levels of the two downstream effectors, 4EBP1 and eIF4E proteins, in precanceroussquamous intraepithelial lesions and cancer of the uterine cervix and their association with HPV infectionstatus.Uterine cervical biopsies from patients were obtained including fresh frozen samples and archival formalinfixed,paraffin-embedded tissue specimens. Whole protein extracts were analyzed for the expression of4EBP1 and eIF4E proteins using Western blot. In addition, distribution of 4EBP1 and eIF4E proteinexpression was analyzed by immunohistochemistry in archival tissues and correlated with the degree ofdysplasia. The presence of high-risk HPV types was assessed by PCR methods.Using Western blot analysis, high expression levels of 4-EBP1 and eIF4E were observed in all uterine cervicalcarcinomas and significantly correlated with the degree of dysplasia. By immunohistochemistry,overexpression of 4EBP1 and eIF4E was seen in patients with high-grade dysplasia and carcinomas ascompared to patients with low-grade lesions or normal histology. Strong co-expression of the proteins wasalso observed.Furthermore, overexpression of 4EBP1 and eIF4E statistically correlated with the presence of high-riskoncogenic HPV types.Critical effectors of mTOR signaling, which control protein synthesis initiation, are overexpressed in cervicalhigh-grade dysplasia and cancer and their levels correlate with oncogenic HPV types. These findings mayprovide novel targets for investigational therapeutic approaches in patients with cervical cancer. Themammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway regulates initiation of protein synthesismachinery through the eIF4E / 4EBP1 axis. eIF4E and 4EBP1 are overexpressed in high-grade dysplasia andcancer of the uterine cervix and significantly correlate with high-risk HPV types. These findings suggest apotential role of mTOR pathway in HPV-associated cervical tumorigenesis and support the use of mTORtargeting therapies in these patients.

Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά όλων των ανώτερων ευκαρυωτικών οργανισµών είναι ότι η διάρκειαζωής τους είναι καθορισµένη. Ο καρκίνος του τραχήλου της µήτρας, προκύπτει σαν σπάνια τελική κατάληξηµιας σειράς γεγονότων, που ξεκινά µε την λοίµωξη - _από έναν υψηλού κινδύνου υπότυπο ιού HPV - τουτραχηλικού επιθηλίου. Η µόλυνση µε τον HPV αποτελεί ουσιαστικά απαραίτητη προϋπόθεση για τηνανάπτυξη καρκίνου του τραχήλου της µήτρας σε συνδυασµό και µε άλλους συµπαράγοντες. Η σηµασία τουσηµατοδοτικού µονοπατιού mTOR στην καρκινογένεση µπορεί να εκτιµηθεί καλύτερα κατανοώντας αρχικά,ότι σχεδόν κάθε γονίδιο καθοδικού ή ανοδικού ρυθµιστή της mTOR οδού, µπορεί να συµπεριφερθεί ως έναογκογονίδιο ή ογκοκατασταλτικό γονίδιο. Επίσης η µετάφραση πολλών πρωτεϊνών που προάγουν την πρόοδοτου κυτταρικού κύκλου, συµπεριλαµβανοµένων των κυκλινών και κάποιων ογκογονιδίων (π.χ. Myc),προωθείται από την ενεργοποίηση του mTOR. Επιπλέον, οι δύο καθοδικοί ρυθµιστές eiF4E και 4EBP1χαρακτηρίζουν την ενεργοποίηση του µονοπατιού. Πιο συγκεκριµένα, ενδιαφέρον έχει το γεγονός ότι οκαθοδικός ρυθµιστής της µετάφρασης eiF4E έχει αποδειχθεί ότι είναι ογκογόνος σε πολλές µελέτες. Στηνπαρούσα διδακτορική διατριβή µελετήθηκε ο ρόλος της ενεργοποίησης του ενδοκυττάριου µονοπατιούµεταγωγής σήµατος mTOR στην καρκινογένεση του τραχήλου της µήτρας και η πιθανή συσχέτισή του µε ταογκογόνα στελέχη του HPV. Στην παρούσα προοπτική µελέτη, περιλήφθηκαν γυναίκες οι οποίεςυπεβλήθησαν σε βιοψία τραχήλου της µήτρας. Η αρχική επιλογή των ασθενών από τις οποίες θα γινότανλήψη δειγµάτων τραχηλικού ιστού βασίστηκε στα αποτελέσµατα των κυτταρολογικών επιχρισµάτων, τωνκολποσκοπικών ευρηµάτων και σε κριτήρια βάσει του ιατρικού τους ιστορικού. Νωπά ιστικά δείγµαταχρησιµοποιήθηκαν για την µέθοδο ανοσοαποτύπωσης κατά Western (Western Blot) ενώ δέιγµατα από τοαρχειακό υλικό αποτέλεσαν το υλικό της µελέτης για ανοσοϊστοχηµεία. Τέλος όλες οι γυναίκες υποβλήθηκανσε κυτταρολογική εξέταση υγρής φάσης (Thin Prep). Επίσης υποβλήθηκαν σε ανίχνευση – τυποποίηση τουιού πραγµατοποιώντας HPV DNA - test µε την µέθοδο PCR για 14 υψηλού κινδύνου υποτύπους του ιού καισε κολποσκόπηση. Στατιστικά σηµαντικό εύρηµα αποτελεί η ταυτόχρονη υπερέκφραση 4EBP1 και eIF4Eπρωτεϊνών στις υψηλόβαθµες προκαρκινικές αλλοιώσεις και στον καρκίνο του τραχήλου της µήτρας. Και οιδύο πρωτεΐνες eIF4E και 4EBP1, υπερεκφράζονται σε όλα τα δείγµατα καρκίνου µε αµυδρή στρωµατικήέκφραση στη γύρω περιοχή. Επίσης, παρατηρήθηκε στατιστικά σηµαντική συσχέτιση µεταξύ της έκφρασηςτων δύο σηµατοδοτικών πρωτεϊνών 4EBP1 και eIF4E και της παρουσίας υψηλού κινδύνου γονοτύπων HPV. Η στόχευση του mTOR σηµατοδοτικού µονοπατιού µπορεί να παράσχει µια νέα και πολλά υποσχόµενηθεραπευτική προσέγγιση των ασθενών µε καρκίνο του τραχήλου της µήτρας. Καθίσταται βέβαια αντιληπτή ηανάγκη για περαιτέρω έρευνα που να αφορά ίσως σε περισσότερα ενδοκυττάρια µονοπάτια τα οποία µέσωπαλίνδροµων βρόχων επικοινωνούν και επηρεάζουν την ενεργοποίηση του mTOR.