Ανοσοϊστοχημική μελέτη της αγγειογένεσης και της λεμφαγγειογένεσης στα καρκινώματα των πνευμόνων: συσχέτιση με τις κλινικές παραμέτρους και την πρόγνωση

Abstract

Tumor angiogenesis (formation of new vasculature) being currently a special point of interest in several experimental studies, constitutes a major event in tumor formation and metastatic spread being triggered and controlled by neoplastic cells. Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) is a secretory glycoprotein acting as a specific endothelial mitogen and facilitating angiogenesis in actively developing cancer cell areas. It comprises one of the most important and specific angiogenetic factors and plays a pivotal role in tumor formation being mediated through VEGF-R1-Flt1 and VEGF-R2-Flk1. Lymphangiogenesis (formation of new lymphatic vessels) is considered to be of importance in the metastatic spread of cancer cells as lymphatic vessels constitute the initial route of spread in this procedure. CD105 (Endoglin) is expressed on the cell surface as a 180 kDa homodimeric transmembrane protein and is believed to constitute a role in lymphangiogenenesis but its expression in lymphatic vessels is less clear. The association of angiogenesis with lymphangiogenesis and the metastatic spread of cancer cells in lung carcinomas still remains vague and has not been thoroughly studied. The present study aims to evaluate angiogenesis and lymphangiogenesis in non-small cell lung carcinomas (NSCLC) and small cell lung carcinomas (SCLC) and to detect their possible association by means of immunohistochemistry. We emphasized in investigating any prognostic impact of these procedures on patient outcome by associating the immunohistochemical findings with clinical and demographical data available. A retrospective study was undertaken in 146 surgical lung specimens, 96 being NSCLC and 50 SCLC. Immunohistochemical staining for VEGF, VEGF-R1-Flt1, VEGF-R2-Flk1 and lymphangiogenetic factor CD105 was performed. Expression of VEGF, VEGF-R1-Flt1 and VEGF-R2-Flk1 were assessed, intratumoral lymphatic microvessel density (ILMVD) was calculated and lymphatic invasion was detected (when existed). The patients’ medical records were thoroughly reviewed and clinical parameters were correlated with the immunohistochemical results as mentioned. VEGF was higher expressed in NSCLC than in SCLC and its two receptors VEGF-R1-Flt1 and VEGF-R2-Flk1 presented the same behavioural pattern. CD105 was highly expressed in both histologic subtypes of lung carcinomas, mainly in SCLC where VEGF expression was diminished. In all specimens, VEGF expression was only correlated with VEGF-R1-Flt1 expression and not with VEGF-R2-Flk1. Moreover, VEGF did not associate with the patients’ demographical data (age, sex) and clinical parameters (clinical stage, presence of metastases, survival). VEGF-R1-Flt1 receptor was only associated in NSCLC with the clinical stage while VEGF-R2-Flk1 receptor was associated in NSCLC with both the clinical stage and the presence of metastases while in SCLC was only associated with the stage of the disease. In NSCLC, CD105 expression (by means of ILMVD assessment) was associated with the patients’ age, the clinical stage and metastases in target organs (adrenal glands, liver, brain, bones). It maintained the same behavioral pattern in SCLC differing only in the lack of association with survival. The present observation could be attributed to the use of chemotherapy and radiation according to the individuality of each clinical case and not on a massive basis, thus constituting a fact not being thoroughly examined in the present study as it does not comprise part of its aims. Although lymphatic invasion was detected in both NSCLC and SCLC it was associated with clinical parameters only in NSCLC. Our findings ascertain the fact that angiogenesis is higher expressed in NSCLC than in SCLC whereas lymphangiogenesis is expressed in both histological subgroups, mainly in SCLC. The inability of VEGF correlation with the clinical parameters proves that this angiogenetic factor is devoid of prognostic value in lung neoplasms. On the contrary, CD105 expression by means of assessing ILMVD and lymphatic invasion was strongly associated with clinical staging and metastasis, thus demonstrating its validity as a marker of lymphangiogenesis and constituting a strong possibility for its future utilization as a prognostic factor for patient outcome in lung neoplasms.

Η αγγειογένεση στα κακοήθη νεοπλάσματα (νεοπλασματική αγγειογένεση) αποτελεί μία πολυσταδιακή διεργασία η οποία πυροδοτείται και ελέγχεται από τα καρκινικά κύτταρα, και αποσκοπεί στην ανάπτυξη του αγγειακού δικτύου του νεοπλάσματος, ώστε ο όγκος να μπορεί να εκδηλώσει πλήρως το αυξητικό και μεταστατικό του δυναμικό. Κατά την νεοπλασματική αγγειογένεση, ο αγγειακός ενδοθηλιακός αυξητικός παράγοντας (VEGF) παράγεται τόσο από τα νεοπλασματικά κύτταρα όσο και από στρωματικά φυσιολογικά τα οποία επιστρατεύονται για να υπηρετήσουν το σκοπό αυτό από τα καρκινικά. Ο VEGF εκδηλώνει τις δράσεις του συνδεόμενος με δύο υποδοχείς, τον VEGF-R1-Flt1 και τον VEGF-R2-Flk1/KDR. Η λεμφαγγειογένεση πιστεύεται ότι κατέχει σημαντική θέση στη μεταστατική διασπορά καρκινικών κυττάρων δεδομένου ότι τα λεμφαγγεία αποτελούν αρχική οδό για τη διασπορά των όγκων. Το CD105 (Ενδογλίνη) εκφράζεται στην επιφάνεια του κυττάρου ως μία 180kDa ομοδιμερής διαμεμβρανική πρωτεΐνη η οποία πιστεύεται ότι θα μπορούσε να διαδραματίζει κάποιο ρόλο στη λεμφαγγειογένεση. Παρόλα αυτά η έκφρασή της στα λεμφαγγεία δεν έχει μελετηθεί επαρκώς σε ογκολογικά περιστατικά. Η συσχέτιση της αγγειογένεσης με τη λεμφαγγειογένεση και την διασπορά καρκινικών κυττάρων στα καρκινώματα των πνευμόνων δεν είναι σαφής. Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η μελέτη της αγγειογένεσης και της λεμφαγγειογένεσης σε δείγματα μικροκυτταρικών και μη μικροκυτταρικών καρκινωμάτων πνεύμονα, με τη χρήση ανοσοϊστοχημικών τεχνικών. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στη μεταξύ τους σύγκριση αλλά και στη διερεύνηση της τυχόν προγνωστικής αξίας που διαθέτει η ποσοτική αξιολόγηση της έκφρασης των κύριων παραγόντων που ελέγχουν τις παραπάνω διεργασίες, ως προς την κλινική έκβαση των ασθενών. Μελετήθηκαν συνολικά 146 ιστολογικά δείγματα καρκινωμάτων πνεύμονα (96 μη ΜΚΠ και 50 ΜΚΠ) στα οποία πραγματοποιήθηκε ανοσοϊστοχημική χρώση για τους παράγοντες VEGF, VEGF-R1-Flt1, VEGF-R2-Flk1 και CD105, έγινε αξιολόγηση της έκφρασης των τριών πρώτων, υπολογισμός της λεμφαγγειακής πυκνότητας για τον τέταρτο καθώς και ανίχνευση της παρουσίας λεμφαγγειακής προσβολής. Ακολούθησε μελέτη των κλινικών παραμέτρων και συσχέτισή τους με τις παραπάνω μετρήσεις. Ο VEGF εκφράστηκε περισσότερο στα μη ΜΚΠ σε σχέση με τα ΜΚΠ και αντίστοιχη συμπεριφορά παρουσίασαν και οι δύο υποδοχείς του, VEGF-R1-Flt1 και VEGF-R2-Flk1. Το CD105 εκφράστηκε υψηλά και στους δύο βασικούς ιστολογικούς τύπους καρκινωμάτων πνεύμονα και κυρίως στα ΜΚΠ όπου ο VEGF υστερούσε. Στο σύνολο των δειγμάτων, η έκφραση του VEGF συσχετίστηκε με την έκφραση ενός μόνο εκ των δύο υποδοχέων του, του VEGF-R1-Flt1. Τόσο στα μη ΜΚΠ όσο και στα ΜΚΠ, ο VEGF δεν συσχετίστηκε καθόλου με τα δημογραφικά στοιχεία των ασθενών που μελετήθηκαν (φύλο, ηλικία) και τις διαθέσιμες κλινικές παραμέτρους (στάδιο νόσου, παρουσία μεταστατικών εστιών, επιβίωση). Ο υποδοχέας VEGF-R1-Flt1 συσχετίστηκε μόνο στα μη ΜΚΠ με το στάδιο της νόσου ενώ ο υποδοχέας VEGF-R2-Flk1 συσχετίστηκε στα μη ΜΚΠ με το κλινικό στάδιο και την παρουσία μεταστάσεων και στα ΜΚΠ μόνο με το κλινικό στάδιο. Στα μη ΜΚΠ η έκφραση του CD105 (μέσω υπολογισμού της ΛΠ) συσχετίστηκε με την ηλικία των ασθενών, το στάδιο της νόσου και την παρουσία μεταστατικών εστιών σε όργανα στόχους (επινεφρίδια, ήπαρ, εγκέφαλος, οστά). Αντίστοιχη συμπεριφορά παρουσίασε και στα ΜΚΠ όπου επίσης συσχετίστηκε με τις προαναφερόμενες κλινικές παραμέτρους (στάδιο, μετάσταση) όχι όμως και με την επιβίωση των ασθενών. Το γεγονός αυτό πιθανόν να οφείλεται στην εξατομικευμένη κατά κλινική περίπτωση χορήγηση χημειοθεραπευτικών σχημάτων και υποβολή σε ακτινοθεραπεία, η λεπτομερής αναφορά των οποίων δεν ανήκει στα πλαίσια της παρούσας μελέτης. Η παρουσία λεμφαγγειακής προσβολής ανιχνεύτηκε τόσο στα μη ΜΚΠ όσο και στα ΜΚΠ αλλά μόνο στα μη ΜΚΠ συσχετίστηκε με την παρουσία μεταστάσεων στους ασθενείς και με το κλινικό στάδιο της νόσου τους. Συμπερασματικά, τα στοιχεία της μελέτης μας κατέδειξαν ότι η αγγειογένεση εκφράζεται περισσότερο στα μη ΜΚΠ έναντι των ΜΚΠ ενώ η λεμφαγγειογένεση εκφράζεται και στις δύο κατηγορίες, ιδίως όμως στα ΜΚΠ. Ο VEGF στερείται προγνωστικής ικανότητας και στις δύο βασικές ιστολογικές κατηγορίες των καρκινωμάτων των πνευμόνων. Η συσχέτιση της έκφρασης του CD105 με τις κλινικές παραμέτρους τόσο στα μη ΜΚΠ όσο και στα ΜΚΠ, καθιστά δυνατή την πιθανότητα να αποτελέσει στο μέλλον έναν υποσχόμενο ανεξάρτητο προγνωστικό παράγοντα για την κλινική έκβαση των καρκινωμάτων των πνευμόνων.