Extracto
La fusión de genes TMPRSS2-ERG se encuentra en aproximadamente la mitad de todos los cánceres de próstata. La importancia funcional y pronóstico de TMPRSS2-ERG es, sin embargo, no se entiende completamente. Sobre la base de una cohorte histórica de espera vigilante, se identificó una asociación entre TMPRSS2-ERG, evaluada como la tinción inmunológica positiva, y una menor supervivencia de pacientes con cáncer de próstata. La expresión del ERG también se asoció con marcadores clínicos tales como el estadio tumoral avanzado, puntuación de Gleason alta, presencia de metástasis de células tumorales y de pronóstico marcadores tales como alta Ki67, pEGFR y pAkt. asociaciones novedosas entre TMPRSS2-ERG y alteraciones en el estroma tumoral, por ejemplo, aumento de la densidad vascular, hialuronano y PDGFRß y la disminución de caveolina-1, todos conocidos por estar asociados con una enfermedad agresiva, no se encontraron. El presente estudio sugiere que el gen de fusión TMPRSS2-ERG se asocia con un fenotipo más agresivo del cáncer de próstata, apoyada por los cambios en el estroma tumoral
Visto:. Hägglöf C, Hammarsten P, Strömvall K, L Egevad, Josefsson A, Stattin P, et al. (2014) TMPRSS2-ERG Expresión predice la supervivencia del cáncer de próstata y Asociados con estroma biomarcadores. PLoS ONE 9 (2): e86824. doi: 10.1371 /journal.pone.0086824
Editor: Zoran Culig, Universidad Médica de Innsbruck, Austria |
Recibido: 27 de septiembre de 2013; Aceptado: 15 de diciembre de 2013; Publicado: 5 Febrero 2014
Derechos de Autor © 2014 Hägglöf et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación:. El sueco Consejo de Investigación y de la Sociedad de cáncer de Suecia apoyaron el trabajo. Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
recurrente gen de fusión entre el gen TMPRSS2 regulada por andrógenos y los miembros de la familia del factor de transcripción ETS, más comúnmente ERG, están presentes en aproximadamente el 50% de los casos de cáncer de próstata [1]. La presencia de este gen de fusión es un evento crítico en el desarrollo de cáncer de próstata [2] - [4]. La expresión transgénica del gen de fusión sin embargo sólo resulta en lesiones PIN y los cambios genéticos adicionales, tales como la pérdida de PTEN y la activación de la vía PI3K, son necesarios para inducir el cáncer [5] - [8]. Los estudios experimentales que sobreexpresan o reprimir el gen de fusión sugieren que promueve la invasión de células tumorales y la proliferación celular [1]. Numerosos estudios han evaluado la asociación de TMPRSS2-ERG y el resultado de los pacientes con cáncer de próstata con resultados variables [1]. Un gran análisis y meta-cohort- reciente, sin embargo indica que el estado del gen de fusión no es un predictor importante de mortalidad por cáncer de próstata o la recurrencia en pacientes tratados con prostatectomía radical [9]. Hasta donde sabemos, sólo dos estudios han examinado el estado de genes de fusión en relación con el curso natural de la enfermedad en una cohorte de espera vigilante. En ambos estudios presencia de la fusión TMPRSS2-ERG se asoció con un mayor riesgo de muerte por cáncer de próstata [10], [11].
estado del gen de fusión se determina generalmente por hibridación in situ fluorescente (FISH). Positivo epitelial ERG tinción inmune, utilizando un anticuerpo desarrollado recientemente, está sin embargo altamente correlacionados (sensibilidad 95,7% y 96,5% de especificidad) para la presencia de gen de fusión TMPRSS2-ERG [12] - [15] lo que sugiere que la tinción inmune podría ser una forma práctica para determinar la presencia del gen de fusión TMPRSS2-ERG.
estudios recientes sugieren que la agresividad del tumor está relacionado con cambios en el microentorno del tumor [16]. En la próstata tumores del estroma se cambia en relación con la agresividad del tumor [17]. Durante la progresión del tumor de próstata, células epiteliales de cáncer envía señales al estroma circundante, que de este modo adaptarse a las necesidades del tumor en crecimiento. Las células del estroma del tumor a su vez envía señales que promueven el crecimiento del epitelio [17]. Cuando las diferentes células de cáncer de próstata se incuban junto con los fibroblastos normales inducen cambios entre los fibroblastos que son tumor línea celular específico [18]. Si esto ocurre también
in vivo
que podría sugerir que el gen de fusión positivo y negativo tumores puede mostrar diferencias en el estroma tumoral. Esto tiene sin embargo que nunca se ha examinado nuestro conocimiento. Si este fuera el caso que nos podría ayudar a identificar las señales en gran medida desconocidos que determina el desarrollo de un tumor de estroma asociado con enfermedad agresiva.
En este estudio hemos examinado, por tanto, una gran cohorte histórica de los cánceres de próstata diagnosticados-RTUP gestionado por la espera vigilante por ERG inmunotinción con el fin de explorar si la tinción ERG se asoció con otras características del tumor y el resultado a largo plazo, y, en particular, si se asocia con diferencias en la morfología del estroma tumoral.
resultados
expresión heterogénea de TMPRSS2-ERG en el tejido muestreado desde diferentes focos tumorales
Para aclarar el papel de TMPRSS2-ERG en el cáncer de próstata, un material que contiene TMA de pacientes con cáncer de próstata de lo cual, 350 256 fueron tratados con una espera vigilante, se analizó con ERG inmunohistoquímica (IHC). El TMA contenía 5-8 muestras de tejido tumoral y 4 muestras de tejido no maligno de diferentes lugares en la próstata de la misma paciente. se observó tumor Nuclear ERG tinción en 34% de los pacientes. Como se indica anteriormente, la expresión ERG veces variaba cuando se comparan diferentes focos tumorales del mismo paciente. Se observó tinción heterogénea ERG en el 18% de los pacientes. En unos pocos pacientes (6%) se encontró que la expresión citoplasmática ERG en el tejido no maligno epitelial. En todos los pacientes las células endoteliales teñidas positivo para ERG y Esto sirvió como un control positivo interno.
TMPRSS2-ERG se asocia con marcadores de pronóstico
histológico
La relación de la expresión de TMPRSS2-ERG ya a establecerse y se analizaron marcadores de pronóstico clínicos. La expresión del ERG en por lo menos un núcleo del tumor fue significativamente correlacionado positivamente con el estadio tumoral avanzado, alta puntuación de Gleason y la presencia de metástasis. Además, la expresión ERG también se asoció con marcadores de células epiteliales del tumor, como la proliferación celular elevada (Ki67) [19], pAKT [20] y pEGFR expresión [21], todos conocidos por estar relacionados con mal pronóstico (Tabla 1 y 2) . Estos experimentos sugieren que TMPRSS2-ERG se relaciona con factores conocidos para indicar un mal pronóstico para los pacientes con cáncer de próstata.
TMPRSS2-ERG se correlaciona con la supervivencia específica del cáncer
Para evaluar la importancia clínica de TMPRSS2-ERG en esta cohorte de pacientes siguió con la espera vigilante, se realizó un análisis de supervivencia con Kaplan-Meier. El análisis mostró que los pacientes con tumores que expresan ERG tuvieron una supervivencia significativamente reducida en comparación con los pacientes con tumores que carecen de ERG tinción (Figura 1 A). Además, los tumores que expresan ERG en pacientes con Gleason 6 o 7 tumores tenían significativamente más corta supervivencia específica del cáncer que aquellos con tumores que carecen de expresión ERG (Figura 1 B). Una diferencia en la supervivencia entre los grupos con tumores que expresan ERG también se observó en los pacientes con una puntuación de Gleason de 8-10 tumores (Figura 1 C). Los tumores que expresan ERG se asoció con un mayor riesgo relativo de muerte por cáncer de próstata en un análisis de regresión de Cox univariante (Tabla 3). En el análisis multivariado de regresión de Cox que incluye el marcador de pronóstico establecido la puntuación de Gleason y el estadio local del tumor, la presencia de TMPRSS2-ERG en el tumor se asoció significativamente con un mal pronóstico y dio información pronóstica adicional (Tabla 4).
Los pacientes están separados en dos grupos en función de la presencia de la expresión ERG (línea discontinua) o ausencia de expresión ERG (línea continua) en todos los pacientes (a), los pacientes con Gleason 6 (B), y los pacientes con Gleason 8-10 (C).
Cuando los pacientes se analizaron en 3 grupos, ERG-, ERG ERG + y heterogénea (h) en parcela de Kaplan-Meier, ERG- tenía el pronóstico más favorable, mejor que ergh y ERG +, que tenía pronóstico similar (datos no mostrados).
TMPRSS2-ERG se asocia con cambios estromales
El TMA previamente se han empleado para identificar una serie de marcadores de pronóstico. factores del estroma en el cáncer de próstata que hemos identificado previamente como asociado con la supervivencia de pacientes con cáncer de próstata en este TMA son PDGFRß [22], ácido hialurónico [23], caveolina-1 (Scherdin et al, inédito) del receptor de andrógenos [24], mastocitos [ ,,,0],25] y factor de von Willebrand [19]. Curiosamente, TMPRSS2-ERG se encuentra asociado con todos estos factores, con excepción de las células AR y mastocitos. En estos estudios nos informan de que la expresión de alto estromal de PDGFRß y hialuronano, tanto en el estroma del tumor y en el estroma del tejido no maligno circundante, se asoció con un mal resultado de pacientes con cáncer de próstata. Además, la densidad de vasos alto (medido como expresión del factor Willebrand) y la disminución de la expresión del estroma tumoral de la caveolina-1 se relaciona con mal pronóstico. TMPRSS2-ERG se encontró a asociarse con estos factores de una manera predicción de un mal pronóstico del paciente (expresión del estroma tumoral alta de PDGFRß, hialuronano, factor de von Willebrand y la expresión del estroma bajo de la caveolina-1) (Tabla 5 y 6). Estos resultados indican que la presencia de TMPRSS2-ERG está relacionado con fenotipos del estroma asociadas con mal pronóstico de los pacientes con cáncer de próstata.
Discusión
En el presente estudio, TMPRSS2-ERG fue encontrado para ser asociado con una serie de parámetros clínicos, incluyendo la supervivencia, en una cohorte de pacientes gestionados con la espera vigilante. Además de esto, las asociaciones entre el estado del gen de fusión y estroma genes que fueron identificados previamente como biomarcadores con información sobre el pronóstico en el cáncer de próstata también fueron identificados.
biomarcadores actuales para diagnosticar el cáncer de próstata y predecir el resultado del cáncer de próstata no tienen suficiente especificidad y sensibilidad y genera problemas con el tratamiento excesivo y de sobredetección [26]. Nuevas y mejores marcadores de pronóstico para solucionar los pacientes que necesitan tratamiento contra el cáncer de próstata se requiere con urgencia. La utilidad de TMPRSS2-ERG como marcador pronóstico para el cáncer de próstata ha sido fuertemente estudiado con resultados diferentes. No obstante, cada vez es más evidente que en los pacientes tratados con prostatectomía radical, la fusión TMPRSS2-ERG no tiene un gran impacto en los resultados del paciente [9]. Cabe destacar que todos los estudios, el examen de los resultados después de una espera vigilante (la causa natural de la enfermedad) encuentran que TMPRSS2-ERG se asocia con un mal resultado. El cáncer de próstata es generalmente multifocal y en aproximadamente el 30% de los hombres con cáncer de próstata sus próstatas presentan ambas gen de fusión del gen de fusión positivos y negativos tumores [27], [28]. En tales casos, es generalmente el enfoque positivo gen de fusión que forma metástasis en los ganglios linfáticos y en este estudio se asoció con la presencia de metástasis ósea en el diagnóstico [27]. Hipotéticamente, la presencia del gen de fusión da un cáncer más agresivo sólo cuando los pacientes se dejan sin tratamiento, posiblemente desde el tumor necesita tiempo para adquirir cambios genéticos adicionales, tales como la pérdida de PTEN [7], para ser capaz de formar metástasis macroscópicas.
los materiales de tejido generados con la RTUP puede contener una sobrerrepresentación de tumores de la zona de transición y desde los cánceres de próstata procedentes de la zona de transición son conocidos por ser biológicamente diferentes de la zona periférica tumores esto podría influir en el efecto de ERG sobreexpresión [29], [30 ]. La menor frecuencia de TMPRSS2-ERG en el presente estudio (34%) en comparación con aproximadamente el 50% en las cohortes de prostatectomía radical también se puede explicar por la cohorte de pacientes (el gen de fusión es menos frecuente en los tumores de la zona de transición) y está en línea con lo que otros han visto en materiales RTUP [9].
el hallazgo de que la expresión de la fusión del gen TMPRSS2-ERG en las células epiteliales del estroma está relacionada con cambios es novedoso e interesante. El microambiente tumoral, que se forma por la comunicación bidireccional entre las células epiteliales cancerosas y su estroma circundante, está involucrado en todas las etapas de la progresión del cáncer, tiene información pronóstica y afectar la respuesta al tratamiento [31] - [33]. Curiosamente, y en línea con los resultados actuales en el cáncer de próstata, diferentes subtipos de cáncer de mama, en función de su expresión de estrógeno y de progesterona Her2-receptores en el epitelio, da lugar a las células del estroma con diferentes patrones de expresión génica y capacidad variable para apoyar la migración de células del cáncer [34]. Todos los cambios del estroma que se encontraron a asociarse con la expresión ERG epitelial están relacionados con el cáncer más agresivos. Bajo estromal caveolina-1 se correlaciona con una menor supervivencia libre de recaída en pacientes con cáncer de próstata y la activación de Akt [35]. Del mismo modo, el aumento de los niveles de PDGFRß y hialuronano en el estroma del tumor de próstata y sus alrededores asociados estroma no malignas con un mal resultado de los pacientes de cáncer de próstata y la inyección de hialuronano en la próstata aumentar el crecimiento del cáncer de próstata en un modelo de rata ortotópico [22], [23]. La angiogénesis es crucial para la progresión del cáncer de próstata, y la presencia del gen de fusión se asoció con un aumento de la densidad vascular. Para investigar más a fondo si y de qué manera las células que expresan el gen de fusión TMPRSS2-ERG es capaz de alterar el microambiente del tumor y hacerlo más hospitalario para las células tumorales, añadiría información importante sobre cómo TMPRSS2-ERG contribuye a la biología del cáncer de próstata. Cabe destacar que también hay cambios en el estroma tumoral relacionada con la agresividad del tumor (por ejemplo, disminución de la expresión del receptor de mastocitos y los números de andrógenos) que son aparentemente no relacionada con el estado del epitelio ERG. Las células que portan el gen de fusión se sabe que tienen un patrón de expresión de genes específicos [36] y podría ser posible encontrar factores clave alterar el estroma de un tumor promover manera, un efecto que aparentemente añade la agresividad de los tumores de todos los grados de Gleason.
Conclusiones
En esta cohorte, TMPRSS2-ERG se encontró a asociarse con una serie de parámetros clínicos, incluyendo la supervivencia, relacionados con un peor pronóstico. Esto confirma resultados anteriores que muestran que la presencia del gen de fusión ofrece una enfermedad más agresiva en pacientes deja sin tratar. asociaciones Por otra parte, este estudio ha identificado entre TMPRSS2-ERG y cambios estromales, previamente identificados como biomarcadores que predicen un peor pronóstico de los pacientes con cáncer de próstata. Esto podría indicar que el fenotipo más agresivo que surge con la presencia de TMPRSS2-ERG al menos en parte está causada por cambios en el estroma del tumor.
Materiales y Métodos
microarray de tejido
las muestras de tejido se obtuvieron de pacientes que fueron sometidos a resección transuretral de la próstata (RTUP) en el hospital en Västerås, Suecia, entre 1975 y 1991. el cáncer de próstata fue detectado por el análisis histológico. La mediana de edad al momento del diagnóstico fue de 74 años (rango 51-95 años). La información relativa a la presencia de la hiperplasia benigna de la próstata no estaba disponible. Las muestras de tejido fueron fijadas-formalina, embebido en parafina y reclasificado de acuerdo con el sistema de Gleason por un patólogo en línea con las recomendaciones de ISUP [37]. Las muestras de tejido se usaron para construir una matriz de micro tejido (TMA) usando un instrumento Beecher (Sun Prairie, WI, EE.UU.). Los bordes de los fragmentos de tejido se evitaron para prevenir los efectos de los productos químicos y dispositivos quirúrgicos utilizados durante el procedimiento TURP. El TMA: contenía 5-8 muestras de tejido tumoral que representa tanto el grado Gleason primario y secundario y 4 muestras de tejido no maligno de cada paciente. Los pacientes no habían recibido terapia contra el cáncer antes de la RTUP. gammagrafía ósea se logró después del diagnóstico para la detección de metástasis. 350 pacientes fueron incluidos en el estudio, de los cuales 256 pacientes fueron seguidos con la espera vigilante después de la RTUP. En los síntomas de los pacientes con metástasis recibido tratamiento paliativo con la ablación de andrógenos y de la radioterapia pocos casos o terapia de estrógenos, de acuerdo con las tradiciones de terapia en Suecia durante ese tiempo. Además, 94 pacientes que fueron tratados con tratamiento paliativo inmediatamente después del diagnóstico se incluyeron en el análisis. Los pacientes tratados no se incluyeron en el análisis de supervivencia. La mediana de supervivencia global para el grupo de pacientes siguió con Espera en observación fue de 5,9 años. 80 de las muestras de tejido fueron clasificados como Gleason 4-5, 71 pacientes como puntuación de Gleason 6, 44 pacientes tenían Gleason 7, y 61 pacientes Gleason 8-10. 1 paciente (0,4%), con una puntuación de Gleason 7, y 8 pacientes (3,1%) con una puntuación de Gleason de 8-10 tenían metástasis óseas al momento del diagnóstico. En agosto de 2003, 26 pacientes (10,2%) estaban todavía vivos, 65 pacientes (25,4%) habían muerto de cáncer de próstata y 165 pacientes (64,5%) habían muerto por otras causas.
Los factores de potencial importancia pronóstica tales como la puntuación de Gleason, el volumen del tumor, el estadio del tumor, las células tumorales Ki67, pAKT y Perg expresión, así como los factores del estroma tales como el receptor de andrógenos, los mastocitos, PDGFRß, ácido hialurónico, caveolina-1 y el factor de von Willebrand ya habían sido analizados en el material y podría ser utilizado en el presente estudio (para referencias véase más arriba).
Ética declaración
el material se recogió conforme a las disposiciones suecas en un momento en que no se requiere el consentimiento informado. El comité de ética de investigación en Umeå hospital universitario (Ethical Review Board regional en Umeå) aprobó el estudio y renunció a la necesidad del consentimiento.
La inmunohistoquímica
Las secciones de tejido fueron deparaffinized y rehidratada en xileno, 99 % de etanol, 96% de etanol, 70% de etanol (3 x 5 min en muy paso), y luego se lava en agua destilada. El antígeno fue recuperado en Tris /EDTA (pH 9) durante 1 h en una olla a presión. Las secciones fueron dejaron enfriar durante 5 min en un baño de agua antes de ser lavados en agua destilada primero y luego TBS durante 20 min. El resto del procedimiento inmunohistoquímico se realizó en un instrumento intelliPATH FLX (Biocare médico, Concord, CA, EE.UU.) según las instrucciones del fabricante. anticuerpo ERG (CM421A, Biocare Médica) se diluyó en Renoir Roja (1:50). MACH 3 del ratón HRP-Polymer (Biocare Médica) se utilizó para la detección. En el análisis de correlación de las muestras fue evaluado como positivo para TMPRSS2-ERG si se detectó tinción en al menos uno de los núcleos tumorales.
Estadísticas
Las correlaciones entre variables nominales y variables continuas se utilizaron prueba de correlación tau b de Kendall. Los datos utilizados en el análisis de correlación se recogieron en el momento del diagnóstico de cáncer de próstata. Los pacientes incluidos en el análisis de la supervivencia con la regresión de Kaplan-Meier y Cox se siguió con la espera vigilante. La duración de la supervivencia libre de eventos (SLE) se define como el tiempo desde la RTUP hasta la fecha de muerte por cáncer de próstata, la muerte por otras causas, o si se ha producido ninguna muerte, hasta la fecha del último seguimiento. Las diferencias en los resultados entre los grupos fueron evaluados con la prueba de log-rank. La importancia pronóstica de TMPRSS2-ERG inmunoreactividad se examina por análisis de regresión de Cox solo y junto con la puntuación de Gleason y el estadio del tumor y local. El nivel de significación estadística se definió como
P Hotel & lt; 0,05 (dos caras). El análisis estadístico se realizó utilizando el software SPSS 21.0.0 para Mac OS X (SPSS Inc., Chicago, IL, EE.UU.).
Reconocimientos
Los autores agradecen a Pernilla Andersson y Birgitta Ekblom en el Departamento de Biociencias médicas, Universidad de Umeå para la asistencia técnica hábil.