Μελέτη μοριακών δεικτών σε ασθενείς με κακοήθεις νεοπλασίες του θυρεοειδούς αδένα

Abstract

Τhe designation of pleiotropic cytokines OPG, RANKL, TRAIL as orchestrators of tumor microenvironment provides the rationale for pursuing their potential involvement in the milieu of papillary thyroid carcinoma (PTC). The integration of signaling transduction cascades induced by OPG, RANKL, TRAIL with mutations of KRas protein, overexpression of c-Fos oncoprotein, and mutations as well as overexpression of tumor-suppressor p53 protein delineates a nuanced and sophisticated network implicated in genesis and progression of cancer. The present study investigates for the first time the hypothesis that the immunohistochemical expression of RANKL, OPG, TRAIL, p53, KRas, and c-Fos configures a subpopulation of PTC with aggressive biological behavior. Secondary scope of our study was to explore the clinicopathological profile of PTC with a propensity to metastasize to central lymph node compartment. Patients‒Methods: The present study enrolled 114 patients who underwent total thyroidectomy with simultaneous dissection of lymph nodes of central cervical compartment from 2009 to 2014. Inclusion criterion was the diagnosis of histologically confirmed papillary thyroid carcinoma (PTC). The expression of RANKL, OPG, TRAIL, p53, KRas, c-Fos was evaluated immunohistochemically in total PTC as well as according to histological PTC subtype. The immunohistochemical (IHC) expression of the under investigation molecules was explored in correlation with adverse clinicopathological characteristics, such as age older than 45 years old (according to AJCC/TNM 7th edition), male sex, histological subtype, multifocality, stage disease (AJCC/TNM 7th edition), central lymph node metastases (CLNM) status, as well as with coexistence of Hashimoto’s thyroiditis (HT). Putative associations of expressions of the under investigation molecules with presence of CLNM were analyzed applying multivariable-adjusted logistic regression models controlling for age, sex and T stage (AJCC/TNM 7th edition). Moreover, the correlation of pairs of coexpressions of examined molecules with CLNM status was analyzed in total PTC. Finally, the association of the clinicopathological characteristics of study population with presence of CLNM was explored. Results: RANKL, OPG, TRAIL, KRas, c-Fos, and p53 IHC expression was demonstrated in 78.6%, 63.2%, 61.4%, 47.4% 73.7% , and 7% of PTC, respectively. The IHC expression of RANKL, OPG and TRAIL showed significant association with CLNM (p=0.007, p<0.001, and p=0.002, respectively). Additionally, the OPG IHC expression correlated significantly with multifocality (p=0.045). The association of RANKL and OPG IHC expressions with CLNM proved to be significant as regards classical PTC (c PTC) (p=0.027 and p=0.006, respectively). TRAIL IHC expression associated significantly with CLNM in both c PTC (p=0.043) and follicular variant of PTC (FVPTC) (p=0.049). Multivariable-adjusted logistic regression models controlling for age, sex and T stage revealed a significant correlation of TRAIL IHC expression with CLNM (OR:10.335, 95% CI: 1.23-86.87). Six pairs of IHC coexpressions of the examined molecules demonstrated a significant correlation with CLNM: TRAIL–KRas (p=0.011), TRAIL–c-Fos (p=0.006), OPG–c-Fos (p=0.024), RANKL–TRAIL (p<0.001), RANKL–0PG (p<0.001), TRAIL–OPG (p<0.001). p53, KRas and c-Fos IHC expressions showed no significant association with any of the investigated characteristics. IHC expression of KRas protein, reflecting the presence of KRas mutation, was observed in 50% of FVPTC. A novel finding of our study is the IHC expression of KRas protein in almost half of PTC (47.4%), in particular in 47.4% of c PTC and 33.3% of TCV PTC. Importantly, in the context of KRas-expressing PTC, the c PTC constitutes the most prevalent subtype (66.7%), while FVPTC represented only 29.6% of total PTC. Finally, the capsular invasion and the stage Τ3 (AJCC/TNM 7th edition) reflecting herein the minimal extrathyroidal extension were correlated significantly with the presence of CLNM (p=0.019, p=0.006, respectively). Conclusions: Further research is mandatory for clinical translation of the novel findings of the present study that designate the cytokines OPG, RANKL, TRAIL as crucial players of the metastatic potential of PTC not only per se but also in concert with KRas mutations and c-Fos overexpression. Likewise, deciphering the role of the capsular invasion and the minimal extrathyroidal extension in the metastatic potential of PTC remains an appealing realm of research. The establishment of prognostic biomarkers will revolutionize the individualization the prophylactic central lymph node dissection in PTC.

Η ανάδειξη των πλειοτροπικών κυτταροκινών OPG, RANKL και TRAIL ως ενορχηστρωτών του μικροπεριβάλλοντος του όγκου αποτελεί το έρεισμα της μελέτης της δυνητικής συμβολής τους στο θηλώδες καρκίνωμα του θυρεοειδούς. Ο συγκερασμός των σηματοδοτικών οδών που πυροδοτούνται από τις κυτταροκίνες OPG, RANKL και TRAIL με τις μεταλλάξεις της KRas πρωτεΐνης, την υπερέκφραση της ογκοπρωτεΐνης c-Fos και τις μεταλλάξεις αλλά και την υπερέκφραση της ογκοκατασταλτικής πρωτεΐνης p53 σκιαγραφεί ένα πολύπλευρο και σύνθετο δίκτυο που ενέχεται στη γένεση και εξέλιξη του καρκίνου. H παρούσα μελέτη διερευνά για πρώτη φορά την υπόθεση ότι η ανοσοϊστοχημική έκφραση των μορίων RANKL, OPG, TRAIL, p53, KRas και c-Fos χαρακτηρίζει ένα υποσύνολο του θηλώδους καρκινώματος θυρεοειδούς με δυνάμει επιθετική βιολογική συμπεριφορά. Δευτερεύων σκοπός της μελέτης είναι η διερεύνηση του κλινικοπαθολογοανατομικού προφίλ του θηλώδους καρκινώματος του θυρεοειδούς που μεθίσταται στο κεντρικό τραχηλικό λεμφαδενικό διαμέρισμα. Υλικό ‒ Μέθοδοι: Στην παρούσα μελέτη εισήχθησαν 114 ασθενείς οι οποίοι υποβλήθηκαν σε ολική θυρεοειδεκτομή με σύγχρονη αφαίρεση των λεμφαδένων του κεντρικού τραχηλικού λεμφαδενικού διαμερίσματος από το 2009 έως το 2014. Κριτήριο επιλογής των ασθενών ήταν η παθολογοανατομική τεκμηρίωση της παρουσίας θηλώδους καρκινώματος του θυρεοειδούς. Προσδιορίστηκε η ανοσοϊστοχημική έκφραση των μορίων RANKL, OPG, TRAIL, p53, KRas και c-Fos στον θυρεοειδικό καρκινικό ιστό στο σύνολο του θηλώδους και ανά ιστολογικό υπότυπο αυτού. Διερευνήθηκε η συσχέτιση της έκφρασης των υπό μελέτη μορίων με κλινικοπαθολογοανατομικά χαρακτηριστικά που θεωρείται ότι καθορίζουν δυσοίωνη κλινική έκβαση των όγκων, όπως η ηλικία μεγαλύτερη από 45 έτη (σύμφωνα με την 7η έκδοση ΑJCC/ΤΝΜ), το άρρεν φύλο, ο ιστολογικός υπότυπος, η πολυεστιακή φύση του όγκου, η παρουσία λεμφαδενικών μεταστάσεων στο κεντρικό τραχηλικό λεμφαδενικό διαμέρισμα, το στάδιο της νόσου σύμφωνα με την 7η έκδοση ΑJCC/ΤΝΜ καθώς και η συνύπαρξη θυρεοειδίτιδας Hashimoto. Πιθανές συσχετίσεις της έκφρασης των υπό μελέτη μορίων με την παρουσία λεμφαδενικών μεταστάσεων στο σύνολο του θηλώδους αναλύθηκαν με μοντέλα λογαριθμικής παλινδρόμησης κατάλληλα προσαρμοσμένα για τρεις τεκμηριωμένους προγνωστικούς παράγοντες, την ηλικία, το φύλο και το στάδιο Τ (7η έκδοση AJCC/TNM) της νόσου. Επίσης, αναλύθηκε η συσχέτιση των ζευγών των συνεκφράσεων των υπό μελέτη μορίων με το status των λεμφαδενικών μεταστάσεων στο σύνολο του θηλώδους καρκινώματος. Tέλος, διερευνήθηκε η συσχέτιση των κλινικοπαθολογοανατομικών χαρακτηριστικών του πληθυσμού της μελέτης με την παρουσία λεμφαδενικών μεταστάσεων στο κεντρικό τραχηλικό λεμφαδενικό διαμέρισμα. Αποτελέσματα: Ανοσοϊστοχημική έκφραση RANKL, ΟPG, TRAIL, KRas, c-Fos, p53 παρατηρήθηκε στο 78.6%, 63.2%, 61.4%, 47.4%, 73.7%, 7% αντίστοιχα, στο σύνολο του θηλώδους καρκινώματος θυρεοειδούς. Η έκφραση RANKL, OPG και TRAIL παρουσίασε στατιστικά σημαντική συσχέτιση με την παρουσία λεμφαδενικών μεταστάσεων στο κεντρικό τραχηλικό λεμφαδενικό διαμέρισμα (p=0.007, p<0.001 και p=0.002, αντίστοιχα). Επιπλέον, διαπιστώθηκε στατιστικά σημαντική συσχέτιση της έκφρασης της OPG με την πολυεστιακή φύση του όγκου (p=0.045). Οι εκφράσεις RANKL και OPG συσχετίστηκαν σε στατιστικά σημαντικό βαθμό με την παρουσία λεμφαδενικών μεταστάσεων στο κεντρικό τραχηλικό λεμφαδενικό διαμέρισμα στον κλασσικό θηλώδη υπότυπο (p=0.027, p=0.006, αντίστοιχα). Η έκφραση του TRAIL συσχετίστηκε σε στατιστικά σημαντικό βαθμό με την παρουσία λεμφαδενικών μεταστάσεων στο κεντρικό τραχηλικό λεμφαδενικό διαμέρισμα τόσο στον κλασσικό θηλώδη όσο και στον θυλακιώδη υπότυπο του θηλώδους (p=0.043, p=0.049, αντίστοιχα). Η εφαρμογή μοντέλων λογαριθμικής παλινδρόμησης προσαρμοσμένων για την ηλικία, το φύλο, το στάδιο T σύμφωνα με την 7η έκδοση AJCC/TΝΜ‒ έδειξε στατιστικά σημαντική συσχέτιση του TRAIL με την παρουσία λεμφαδενικών μεταστάσεων στο κεντρικό τραχηλικό λεμφαδενικό διαμέρισμα (OR=10.335, 95% CI: 1.23-86.87). Παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική συσχέτιση των ακόλουθων έξι ζευγών συνεκφράσεων των υπό μελέτη μορίων με την παρουσία λεμφαδενικών μεταστάσεων στο κεντρικό τραχηλικό διαμέρισμα: TRAIL‒KRas (p=0.011), TRAIL‒c-Fos (p=0.006), OPG‒ c-Fos (p=0.024), RANKL‒TRAIL (p<0.001), RANKL‒OPG (p<0.001), TRAIL‒OPG (p<0.001). Η ανοσοϊστοχημική έκφραση των πρωτεϊνών p53, KRas, c-Fos δεν παρουσίασε στατιστικά σημαντική συσχέτιση με κανένα από τα κλινικοπαθολογοανατομικά χαρακτηριστικά που μελετήθηκαν. Ανοσοϊστοχημική έκφραση της KRas πρωτεΐνης, αντανακλώντας την παρουσία KRas μεταλλάξεων, παρατηρήθηκε στο 50% του θυλακιώδους υπότυπου του θηλώδους. Καινοτόμο εύρημα της μελέτης μας είναι η ανοσοϊστοχημική έκφραση της KRas πρωτεΐνης σχεδόν στο ήμισυ του συνόλου του θηλώδους (47.4%) και ειδικότερα στο 47.4% του κλασσικού θηλώδους και στο 33.3% του υπότυπου “υψηλών κυττάρων”. Επισημαίνεται ότι επί του συνόλου του θηλώδους που παρουσιάζει ανοσοϊστοχημική έκφραση της KRas πρωτεΐνης, το κλασικό θηλώδες καρκίνωμα συνιστά την πλειοψηφία ‒ το 66.67% ‒ ενώ ο θυλακιώδης υπότυπος αντιπροσωπεύει μόλις το 29.6%. Τέλος, η διήθηση της κάψας και το στάδιο Τ3 (7η έκδοση AJCC/TNM) το οποίο στη μελέτη μας αντιπροσωπεύει την ελάχιστη εξωθυρεοειδική επέκταση συσχετίστηκαν σε σημαντικό βαθμό με την παρουσία λεμφαδενικών μεταστάσεων στο κεντρικό τραχηλικό λεμφαδενικό διαμέρισμα (p=0.019, p=0.006, αντίστοιχα). Συμπεράσματα: Περαιτέρω έρευνα απαιτείται ώστε να εφαρμοσθούν στην κλινική Θεραπευτική τα καινοτόμα ευρήματα της παρούσας μελέτης που αναδεικνύουν τις κυτταροκίνες OPG, RANKL και TRAIL ως μόρια με καίριο ρόλο στο μεταστατικό δυναμικό του θηλώδους καρκινώματος του θυρεοειδούς όχι μόνο per se αλλά και ως αποτέλεσμα συνεργιστικής δράσης με τις μεταλλάξεις KRas και την υπερέκφραση της ογκοπρωτεΐνης c-Fos. Παρομοίως, η διαλεύκανση του ρόλου της διήθησης της κάψας και της ελάχιστης εξωθυρεοειδικής επέκτασης στο μεταστατικό δυναμικό του θηλώδους καρκινώματος θυρεοειδούς παραμένει ενδιαφέρον πεδίο έρευνας. Η εδραίωση προγνωστικών βιοδεικτών θα αποτελέσει ρηξικέλευθο βήμα στην εξατομίκευση της προληπτικής λεμφαδενικής αφαίρεσης του κεντρικού τραχηλικού λεμφαδενικού διαμερίσματος στο θηλώδες καρκίνωμα του θυρεοειδούς.