Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg

Titel:Assoziation von HNSCC-assoziierten Markern mit klinisch-pathologischen Merkmalen - eine immunhistochemische Analyse
Autor:Kronen, Marie
Weitere Beteiligte: Mandic, Robert (Prof. Dr. med.)
Veröffentlicht:2021
URI:https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2022/0037
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2022-00377
DOI: https://doi.org/10.17192/z2022.0037
DDC:610 Medizin
Publikationsdatum:2022-02-03
Lizenz:https://rightsstatements.org/vocab/InC-NC/1.0/

Dokument

Schlagwörter:
p53, HNSCC, p53, CK19, HNSCC, Plattenepithelkarzinom, ABCG2, Head and Neck Squamous Cell Carcinoma, immunohistochemistry;, MRP2, CK19, Ki-67, ABCC2, MRP2, TNM;, ABCG2, Immunhistochemie, Kopf-Hals-Karzinome, ABCC2, ABC-Transporter, Ki-67

Zusammenfassung:
Die Inzidenz von Plattenepithelkarzinomen des Kopf-Halsbereiches (head and neck squamous cell carcinomas, HNSCC) betrug im Jahre 2018 weltweit ca. 830.000 Fälle (ohne Hautkarzinome), wobei die Mortalität im gleichen Zeitraum bei ca. 444.000 lag. Ursächlich für diese seit Jahren im Wesentlichen unveränderte Sterblichkeit sind Tumorresistenzmechanismen, welche z.B. die Wirksamkeit einer Radio- Chemotherapie herabsetzen. In früheren Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe zeigte sich im Rahmen von Genanalysen eine erhöhte Expression der ABC (ATP-Binding Cassette) Transporter ABCG2 und ABCC2 in Cisplatin (CDDP) resistenten HNSCC Zelllinien verglichen mit CDDP empfindlichen Zelllinien. Diese Überexpression konnte im Folgenden für die beobachtete CDDP Resistenz mitverantwortlich gemacht werden. Das Ziel der vorliegenden weiterführenden Arbeit war es daher, im Rahmen einer immunhistochemischen retrospektiven Untersuchung die Expression dieser ABC Transporter in Geweben von HNSCC Tumorpatienten zu untersuchen. Neben ABCC2 und ABCG2 wurden hierbei auch der Proliferationsmarker Ki-67 sowie CK19 (Zytokeratin 19), welches auch als Stammzellmarker dient, eingesetzt. Darüber hinaus wurde bei den Untersuchungen auch das Tumorsuppressorprotein p53 miteingeschlossen, da die zuvor untersuchten CDDP-resistenten HNSCC Zelllinien mit hoher ABC Transporter Expression C-Terminal trunkierende TP53 Mutationen mit zytoplasmatischer Sequestration sowie als deren Folge häufig eine begleitende Verminderung der p53-Expression aufwiesen. Die immunhistochemische Expression der genannten 5 Markerproteine ABCC2, ABCG2, Ki-67, CK19, p53 wurde im Weiteren miteinander sowie mit zur Verfügung stehenden klinischen Angaben korreliert und mittels Kontingenztabellenanalyse auf signifikante Assoziationen überprüft. Für die durchgeführten Untersuchungen konnten Präparate von n=98 Patient*innen (Männer: n=84; Frauen: n=14) eingeschlossen werden. 10 der HNSCC stammten aus dem Bereich der Mundhöhle, 41 aus dem Pharynx und 47 aus dem Larynx. In 21 Fällen handelte es sich um Rezidive. Alle 5 Markerproteine wurden in HNSCC gegenüber dem Kontrollkollektiv signifikant überexprimiert (p<0,05). Die ABC-Transporter-Expression zeigte sich hierbei unabhängig von der Expression der übrigen Marker. In Bezug auf die klinischen Daten konnten keine statistisch signifikanten Unterschiede in der ABCC2, ABCG2 und p53 Expression festgestellt werden. Für Ki-67 und CK19 konnte eine statistisch signifikante Korrelation von zunehmender Expression und Undifferenziertheit des Tumors gefunden werden (CK19: p=0,013; Ki-67: p=0,018). Zusätzlich wurde CK19 in HNSCC mit zunehmendem T-Stadium (p=0,021) sowie HNSCC mit Lymphknotenmetastasierung (p=0,049) signifikant vermehrt exprimiert. Eine Kombination der 4 Marker ABCC2, ABCG2, Ki-67 und CK19 ergab Hinweise auf ein prognostisch ungünstiges Patientenkollektiv. HNSCC mit gemeinsamer Überexpression dieser 4 Marker waren undifferenzierter (≥ G2; p=0,017), wiesen einen fortgeschritteneren Lokalbefund (≥ T2; p=0,011) und häufiger Lymphknoten- Metastasen (N+; p=0,05) auf. Schloss man p53 in die kombinierte Korrelationsuntersuchung ein, ergab sich ein weniger klares Bild, ohne eindeutigen statistischen Zusammenhang. Neben der Schwäche einer rein immunhistochemischen Methodik, lagen in dieser Arbeit die bekannten Limitationen einer retrospektiven Studie (Daten aus 2007-2011) vor. Nicht alle Parameter konnten in erforderlicher Güte den vorliegenden Patientenunterlagen entnommen werden, sodass insbesondere in Bezug auf die Risikofaktoren Rauchen, Alkoholkonsum und HPV-Status keine Aussage möglich war. Aufgrund dieser in Teilen unzureichenden Datenqualität wurde nicht nach HPV stratifiziert. Eine weitere Schwäche war ein unzureichendes Matching von Kontrollen und Tumoren in Bezug auf Alter und Lokalisation. Die Nutzung nicht-parametrischer Daten stellt einen weiteren Nachteil dar. Score-Systeme ermöglichen hierbei eine Auswertbarkeit und sollten, wie in dieser Arbeit, Farbintensität und Prozentsatz positiver Zellen berücksichtigen. Eine Gruppierung führt aber auch dazu, dass Werte aus Grenzbereichen der einen oder anderen Gruppe zugeordnet werden, was zu einer Über- oder Unterbewertung einer Probe führen kann. Unter Berücksichtigung der genannten Limitationen lässt sich schlussfolgern, dass insbesondere eine kombinierte immunhistochemische Bestimmung von ABCG2, ABCC2, Ki-67 und CK19 im Rahmen der initialen Diagnosestellung hilfreich sein kann, um ein prognostisch besonders ungünstiges HNSCC-Patientenkollektiv herauszufiltern. Ein eindeutiger Zusammenhang zwischen vermehrter ABCC2 bzw. ABCG2-Expression und fortgeschritteneren Tumorstadien ergab sich nicht. Zur weiteren Evaluierung der Bedeutung von ABCG2 und ABCC2 für die Chemotherapieresistenz in HNSCC bedarf es weiterer prospektiver Studien an größeren, homogeneren Kollektiven in Kombination mit genetischen Analysen.

Summary:
The worldwide incidence of head and neck squamous cell carcinomas (HNSCC) was 830.000 cases in 2018, with a mortality of 444.000 cases in the same year. Mechanisms of tumor resistance, such as the resistance to radio- and chemotherapy, are thought to cause this poor prognosis. In previous studies by our group, genetic analysis found an increased expression of the ABC (ATP-Binding Cassette) transporters ABCG2 and ABCC2 in cisplatin (CDDP) resistant HNSCC cell lines compared to cisplatin sensitive cell lines. We were able to show that the observed overexpression contributes to resistance in the CDDP resistant cell lines. In addition, the CDDP resistant cell lines also showed truncating mutations in the C-terminal region of the tumor suppressor TP53, leading to cytoplasmatic sequestration and lower protein expression (p53). Based on these findings, this retrospective study investigates the expression of ABC transporters in HNSCC patient samples by immunohistochemistry (IHC). Along with ABCC2 and ABCG2, the expression of the proliferation marker Ki-67, the stem cell marker cytokeratin 19 (CK19) and p53 were examined in HNSCC samples and controls. The immunohistochemical expression levels of these 5 marker proteins were subsequently correlated with each other and with available clinical data of the patients and checked for significant associations by contingency table analysis. The study cohort consisted of 98 patients (male: 84; female: 14). Of those, 10 HNSCC samples were obtained from the mouth, 41 from the pharynx, and 47 from the larynx. 21 samples were acquired from recurrent cases. This study found that all five markers were significantly overexpressed in HNSCC (p< 0.05), and that ABC transporter expression was independent of the expression of the other markers. There was no correlation between the expression of ABCC2, ABCG2, and p53 and the clinical data. However, the expression of the markers Ki-67 (p=0.013) and CK19 (p=0.018) were significantly higher in less differentiated tumors. Furthermore, Marker CK19 was also significantly higher expressed in patients with higher T-state (p=0.021) and lymph node metastasis (p=0.049). Combined overexpression of markers ABCC2, ABCG2, Ki-67, and CK19 points towards poor prognosis: less differentiated tumors (≥ G2, p=0.017), progressed tumor growth (≥ T2, p=0.011), as well as lymph node metastasis (N+, p=0.05). There was no statistical significance when including p53 into the analysis. Limitations of this study were the retrospective design (data from 2007 - 2011) and immunohistochemistry (IHC) being the only method used. Not all parameters could be obtained in the required quality from the available patient records. For example, data about tobacco smoking, alcohol consumption, and information about HPV infection were missing. Thus, no stratification was carried out according to HPV and no meaningful conclusions regarding these parameters could be drawn. The matching of controls and tumors in terms of age and location was insufficient. The use of non-parametric data represents a disadvantage. Score systems enable and ease evaluations and should, as in this work, consider the color intensity and percentage of positive cells. However, grouping also means that values from border areas are assigned to one or the other group, which can lead to an overestimation or underestimation of a sample. Taking the mentioned limitations into account, it can be concluded that a combined immunohistochemical staining of ABCG2, ABCC2, Ki-67 and CK19 in the early diagnosis of HNSCC can be helpful in filtering out high-risk patients with an unfavorable prognosis. However, there was no clear correlation between increased ABCC2 and ABCG2 expression and more advanced tumor stages. Additional prospective studies on larger, more homogeneous collectives in combination with genetic analysis are required to further evaluate the role of ABCG2 and ABCC2 for chemotherapy resistance in HNSCC.


* Das Dokument ist im Internet frei zugänglich - Hinweise zu den Nutzungsrechten