Επιγενετικές αλλοιώσεις στο καρκίνωμα του παχέος εντέρου και συσχέτιση αυτών με διαβητικούς ασθενείς

Abstract

INTRODUCTION: Epigenetics refers to the ways the environment can influence the expression of genes without structural gene changes. Epigenetic mechanisms include DNA methylation, histone modifications and non-coding RNAs. They all play important roles in chromatin structure and gene expression and are thoroughly studied in serious diseases such as colorectal cancer (CRC) and Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM). MATERIALS AND METHODS: The aim of the study was the microscopic and macroscopic characteristics of colorectal cancer tissues, along with the expression of TET2 and GST3 proteins and the possible correlation of these results with the comorbidity of T2DM. Malignant colon tumors from 46 patients were fixed in formaldehyde solution and embedded in paraffin blocks. Hematoxylin-Eosin histochemical staining was performed and their microscopic characteristics were studied. This was followed by the immunohistochemical study of TET2 and GST3 expression by two independent researchers. Differences in interpretation were assessed by re-examining the slides together under a binocular microscope. The results were recorded, statistically analyzed and correlated with T2DM as comorbidity. IBM® SPSS® Statistics 23 program was used for statistical analysis. RESULTS: All tumors showed GST3 expression at three levels (weak, moderate, strong) and approximately two out of three tumors showed TET2 expression at two levels (weak, moderate). Patients not suffering from T2DM had a statistically significantly higher percentage of weak/no expression of TET2 (p=0.038). In contrast, diabetic patients showed a statistically significantly higher percentage of strong/moderate expression of GST3 (p=0.034). On binomial logistic regression, tumors excised from T2DM patients were approximately 7 times more likely to have moderate (rather than weak and none) TET2 expression compared to tumors from non-diabetic patients (OR 6,9, CI 1.33-35.75), and a 2.7-fold higher relative likelihood of showing strong (rather than moderate and weak) GST3 expression than tumors derived from non-diabetic patients (OR 2.7, CI 0.63, 12.09) taking into account sex, age and tumor size. The association between T2DM and the group of maximum observed TET2 expression remains statistically significant in additional binomial analysis that was performed taking into account the histological characteristics of the tumors of the study population (OR: 4.3, CI 1.09 – 17.4). In a similar analysis for GST3, the results were close to statistical significance. CONCLUSIONS: TET2 and GST3 are highly expressed in malignant colon tumors. History of T2DM in CRC patients was associated with the highest observed GST3 expression and the absence of T2DM was associated with the lowest observed TET2 expression in the studied tumors. T2DM increases the probability of observing GST3 and – especially – TET2 expression at maximum levels, independent of specific tumor microscopic features and patient demographics.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Η επιγενετική μελετά τον τρόπο με τον οποίο το περιβάλλον μπορεί να επηρεάσει τη συμπεριφορά γονιδίων χωρίς να αλλάξουν οι αλληλουχίες αυτών των γονιδίων, δύνανται δε να διατηρηθούν και να κληρονομηθούν κατά την κυτταρική διαίρεση και από γενιά σε γενιά.Οι επιγενετικοί μηχανισμοί περιλαμβάνουν τη μεθυλίωση του DNA, τις τροποποιήσεις των ιστονών και τα μη – κωδικά RNAs. Όλοι παίζουν σημαντικό ρόλο στη δομή της χρωματίνης και τη γονιδιακή έκφραση και μελετώνται εκτεταμένα σε σοβαρές παθήσεις όπως είναι ο καρκίνος του παχέος εντέρου και ο Σακχαρώδης Διαβήτης. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ: Σκοπός της παρούσας έρευνας ήταν η μελέτη καρκινωμάτων παχέος εντερου σε μικροσκοπικό και μακροσκοπικό επίπεδο, ο προσδιορισμός της ανοσοϊστοχημικής έκφρασης των πρωτεϊνών ΤΕΤ2 και GST3 σε αυτά και η συσχέτιση των ευρυμάτων με την ύπαρξη του ΣΔτ2 ως συννοσηρότητα. Κακοήθεις όγκοι παχέος εντέρου προερχόμενοι από 46 ασθενείς μονιμοποιήθηκαν σε διάλυμα φορμαλδεΰδης και εγκλείστηκαν σε μπλοκ παραφίνης. Προηγήθηκε η ιστοχημική χρώση Αιματοξυλίνης – Ηωσίνης και μελετήθηκαν τα μικροσκοπικά τους χαρακτηριστικά. Ακολούθησε η ανοσοϊστοχημική μελέτη έκφρασης της ΤΕΤ2 και GST3 από δύο ανεξάρτητους ερευνητές. Οι διαφορές στην ερμηνεία εκτιμήθηκαν με επανεξέταση των πλακιδίων από κοινού σε διοφθάλμιο μικροσκόπιο. Έγινε καταγραφή των αποτελεσμάτων, στατιστική ανάλυση και συσχέτιση με την ύπαρξη ΣΔτ2 ως συννοσηρότητα, με το το πρόγραμμα IBM® SPSS® Statistics 23. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Όλοι οι όγκοι παρουσίαζαν έκφραση της GST3 σε τρία επίπεδα (ασθενής, μέτρια, ισχυρή) και δύο στους τρεις όγκους παρουσίαζε έκφραση της ΤΕΤ2 σε δύο επίπεδα (ασθενής, μέτρια). Οι μη πάσχοντες από ΣΔτ2 εμφάνιζαν σε στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερο ποσοστό ασθενή / καμία έκφραση της ΤΕΤ2 (p=0,038). Αντίθετα, οι διαβητικοί ασθενείς εμφάνιζαν σε στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερο ποσοστό ισχυρή / μέτρια έκφραση της GST3 (p=0,034). Κατά τη διωνυμική λογιστική παλινδρόμηση, προέκυψε πως οι όγκοι που εξαιρέθηκαν από ασθενείς με ΣΔτ2 έχουν περίπου 7 φορές μεγαλύτερη σχετική πιθανότητα να παρουσιάζουν μέτρια (και όχι ασθενή και καμία) έκφραση ΤΕΤ2 σε σχέση με τους όγκους που προέρχονται από μη διαβητικούς ασθενείς (OR 6,9, 95%CI 1,33-35,75), και 2,7 φορές μεγαλύτερη σχετική πιθανότητα να εμφανίζουν ισχυρή (και όχι μέση και ασθενή) έκφραση GST3 σχέση με τους όγκους που προέρχονται από μη διαβητικούς ασθενείς (OR 2,7, 95%CI 0,63, 12,09) λαμβάνοντας υπόψη το φύλο, την ηλικία και το μέγεθος του όγκου. Η σχέση μεταξύ ΣΔτ2 και της ομάδας μέγιστης παρατηρηθείσας έκφρασης ΤΕΤ2 παραμένει στατιστικά σημαντική σε πρόσθετη διωνυμική ανάλυση που έγινε λαμβάνοντας υπόψη τα ιστολογικά χαρακτηριστικά των όγκων του πληθυσμού μελέτης (OR: 4,3, CI 1,09 – 17,4). Σε αντίστοιχη ανάλυση για την GST3 τα αποτελέσματα ήταν κοντά στην στατιστική σημαντικότητα. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: ΤΕΤ2 και GST3 εκφράζονται πολύ συχνά σε κακοήθεις όγκους του παχέος εντέρου. Το ιστορικό ΣΔτ2 σε ασθενείς με CRC σχετίζεται με τη μέγιστη παρατηρηθείσα έκφραση GST3 και η απουσία ΣΔτ2 με την ελάχιστη παρατηρηθείσα έκφραση ΤΕΤ2 στους εξαιρεθέντες όγκους. Ο ΣΔτ2 αυξάνει σημαντικά την πιθανότητα να παρατηρηθεί η έκφραση της GST3 και – ιδίως – της ΤΕΤ2 στους μέγιστους βαθμούς, ανεξάρτητα από συγκεκριμένα μικροσκοπικά χαρακτηριστικά των όγκων και δημογραφικά χαρακτηριστικά των ασθενών.