Μελέτη της σηματοδοτικής οδού mTOR σε προκαρκινικές και καρκινικές βλάβες του τραχήλου της μήτρας: συσχέτιση με την παρουσία στελεχών του ιού HPV

Abstract

Introduction: Squamous cell carcinoma (SCC) of the uterine cervix is the most common malignant tumour of the genital tract worldwide. The association between oncogenic (high-risk) types of HPV and cervical cancer is well established. The mammalian target of rapamycin (mTOR) is a serine/threonine protein kinase which regulates cell growth and proliferation. Aberrant activation of upstream and downstream molecules of the Akt/mTOR/pS6 signaling pathway has been identified in various types of human cancer. The serine/threonine kinase mTOR pathway is an appealing therapeutic target because of the availability of potent inhibitors such as rapamycin and its analogues which have been utilized in clinical trials for malignancies. However, the exact role of mTOR signaling pathway in cervical cancer not yet fully understood.Purpose: The purpose of this study was to assess the expression of the phosphorylated (activated) forms of Akt, which is an upstream molecule of the pathway and 4E-BP1 and pS6, both downstream molecules, in biopsy samples of cervical a) Low Grade Squamous Intraepithelial Lesions (LSIL), b) High Grade Squamous Intraepithelial Lesions (HSIL) and c) Squamous Cell Carcinoma (SCC) compared to d) normal cervical epithelium. In addition identification of HPV types was attempted and possible interaction between HPV infection and m TOR signalling pathway was studied. Material and Methods: Ninety eight tissue samples from patients diagnosed with premalignant and malignant cervical lesions were studied. 38 cases were diagnosed as LSIL, 31 cases as HSIL and 29 cases as SCC of the cervix. Eight control cases from normal cervix were also included in the study. Immunohistochemistry was used to assess the expression of molecules. Additionally, PCR for 35 High Risk (HR) and Low risk (LR) HPV types was performed in all cases. Results:Statistical analysis revealed significant differences between HSIL, SCC compared to controls regarding intensity (p<0.0001), positivity and total scores (p<0.0001) for all 3 molecules. Furthermore an increasing trend in expression of the molecules with increasing grade of dysplasia was observed in all cases at a statistically significant level. Also, correlation between the expression of the 3 molecules was studied in the following groups a) HPV negative cases, b) LR HPV positive cases c) HR HPV positive cases. Τhe expression of pS6 molecule was significantly increased in HPV HR positive compared to HPV negative cases whereas regarding the other 2 molecules there was an increased expression in HPV positive cases which was not however statistically significant.Conclusion: Our study demonstrated up regulation of the 3 upstream and downstream molecules of mTOR signaling pathway in premalignant and malignant cervical lesions as well as an increasing trend in expression with increasing grade of dysplasia. These results strongly support the view that the mTOR signaling pathway is involved in cervical carcinogenesis even in the early stages. Additionally, our results suggest a possible interaction between HPV related carcinogenesis and mTOR pathway.

Πρόλογος: Ο καρκίνος τραχήλου της μήτρας αποτελεί τον συχνότερο καρκίνο του γεννητικού συστήματος της γυναίκας παγκοσμίως. Η αιτιοπαθολογική συσχέτιση της HPV λοίμωξης με τον καρκίνο τραχήλου της μήτρας είναι πολύ καλά τεκμηριωμένη. Η πρωτεΐνη mTOR (mammalian target of rapamycin) αποτελεί μια κινάση σερίνης/θρεονίνης που διαδραματίζει καίριο ρόλο στην κυτταρική αύξηση και πολλαπλασιασμό. Η ενεργοποίηση της σηματοδοτικής οδού Akt/mTOR/pS6 έχει παρατηρηθεί σε πολλά κακοήθη νοσήματα. Ιδιαίτερο κλινικό ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι αναστολείς αυτής της οδού, η ραπαμυσίνη και τα ανάλογά της βρίσκονται σε επίπεδο κλινικών μελετών. Ο ακριβής ρόλος της mTOR σηματοδοτικής οδού στον καρκίνο τραχήλου της μήτρας δεν έχει ακόμα διευκρινισθεί.Σκοπός: Σκοπός της εργασίας μας ήταν η αξιολόγηση της έκφρασης των φωσφορυλιωμένων (ενεργοποιημένων) μορφών της Akt, που αποτελεί ανιόντα ρυθμιστή της σηματοδοτικής οδού και των 4Ε-ΒΡ1 και pS6 που αποτελούν κατιόντα μόρια της οδού σε περιπτώσεις α) Χαμηλού βαθμού επιθηλιακής δυσπλασίας (LSIL) b) Υψηλού βαθμού επιθηλιακής δυσπλασίας (HSIL) και γ) Καρκίνου τραχήλου μήτρας συγκριτικά με περιπτώσεις δ) φυσιολογικού επιθηλίου. Επίσης, στόχος της μελέτης μας ήταν η ταυτοποίηση HPV στελεχών και η διερεύνηση της πιθανής συσχέτισης της HPV λοίμωξης με την ενεργοποίηση της σηματοδοτικής οδού m TOR.Υλικό και μέθοδος: Ενενήντα οχτώ περιπτώσεις προκαρκινικών και καρκινικών βλαβών τραχήλου της μήτρας μελετήθηκαν στην εργασίας μας. Τριάντα οκτώ περιπτώσεις διαγνώστηκαν ως LSIL, 31 ως HSIL και 29 SCC. Επίσης περιλήφθηκαν 8 περιπτώσεις φυσιολογικού τραχηλικού βλεννογόνου. Η ανίχνευση των μορίων έγινε με ανοσοΐστοχημική χρώση χρησιμοποιώντας τα αντίστοιχα αντισώματα. Επιπρόσθετα, έγινε PCR για την ταυτοποίηση 35 ΗPV στελεχών χαμηλού (LR) και υψηλού κινδύνου (HR) σε όλες τις περιπτώσεις.Αποτελέσματα: Η στατιστική αξιολόγηση έδειξε στατιστικά σημαντικότερη έκφραση και των 3 μορίων στις κατηγορίες HSIL και SCC συγκριτικά με την ομάδα των μαρτύρων (p<0.0001). Επίσης ενδιαφέρον εύρημα αποτελεί η αυξητική τάση έκφρασης των μορίων (ένταση χρώσης, ποσοστό κυττάρων) αυξανομένου του βαθμού δυσπλασίας της βλάβης σε στατιστικά σημαντικό βαθμό. Διερευνήθηκε επίσης η πιθανή συσχέτιση μεταξύ της HPV λοίμωξης με την έκφραση των 3 μορίων σε βλάβες a) HPV αρνητικές β) LR HPV θετικές γ) HR HPV θετικές. Η έκφραση του pS6 ήταν στατιστικά αυξημένη στις περιπτώσεις θετικές για HPV HR συγκριτικά με τις HPV αρνητικές περιπτώσεις ενώ για τα υπόλοιπα μόρια υπήρχε αυξημένη έκφρασης στις HPV θετικές περιπτώσεις που δεν άγγιξε τα όρια στατιστικής σημαντικότητας.Συμπεράσματα: Η μελέτη μας καταδεικνύει την ενεργοποίηση ανιόντων και κατιόντων μορίων της οδού του mTOR τόσο σε προκαρκινικές όσο και σε καρκινικές βλάβες του τραχήλου της μήτρας με αυξητική τάση έκφρασης των μορίων αυξανομένου του βαθμού της δυσπλασίας της βλάβης σε στατιστικά σημαντικό βαθμό. Τα αποτελέσματα αυτά υπογραμμίζουν τον πιθανό ρόλο που διαδραματίζει η μοριακή αυτή οδός σε αρχικά στάδια της καρκινογένεσης. H μελέτη μας κατέδειξε επίσης πιθανή συσχέτιση σηματοδοτικής οδού του mTOR με την HPV σχετιζόμενης καρκινογένεσης.