EPITHELIAL AND STROMAL COMPONENTS IN DUCTAL BREAST CANCER

Cover Page

Abstract


Currently, most of the scientific work is focused on the study of epithelial-stromal relations play an important role in the progression of epithelial tumors towards dedifferentiated phenotype. The aim of our research - the study of morphological properties of anaplastic tumor sites and surrounding stroma of ductal breast cancer. Epithelial-stromal interactions in ductal breast cancer cause its aggressive biological behavior, resistance to chemotherapy and varying depending on the survival of tumor differentiation. Heterogeneity is manifested in the ductal carcinoma anaplastic appearance (sarcomatoid) component, which traced the ability of epithelial tumor cells acquire the properties of mesenchymal cells do not require the stroma and have an aggressive malignant potential impact on survival of patients.

Full Text

В настоящее время большинство научных работ сосредоточено на изучении эпителиально-стромальных взаимоотношений играющих важную роль в прогрессии эпителиальных опухолей в сторону дедифференцированного, т.е. более злокачественного фенотипа [2, 7, 8]. Рак молочной железы (РМЖ) - является агрессивным заболеванием [3]. Несмотря на существенный прогресс, достигнутый в изучении протокового рака молочной железы и развитии подходов к его хирургическому и комбинированному лечению, выживаемость больных остается на низком уровне [10]. Одной из причин этого является выраженная десмо-пластическая реакция стромы опухоли, составляющая до 70-80% объема опухолевой ткани [2, 4, 6, 11], проявляющаяся гиперэкспрессией белков внеклеточного матрикса и пролиферацией миофибробластов [2, 4, 5]. Ряд исследований подчеркивают важную роль развитой десмопла-стической стромы РМЖ, в «защите» от химиотерапии опухоли и/или увеличении риска метастазирования опухолевых клеток [10, 17, 23]. При РМЖ, так же как и при других опухолях, значительная роль в прогрессии опухоли отводится одному из ключевых моментов - эпителиальномезенхимальному переходу (ЭМП) [1, 8, 21]. Известно, что утрата полярности клеток в карциномах ведет к изменению их цитоскелета, при этом одним из признаков ЭМП является утрата клетками цито-кератиновых промежуточных филаментов и приобретение виментиновых. Также, ЭМП сопровождается изменением профилей транскрипции генов, в том числе компонентов цитоскелета и внеклеточного матрикса, а также протеолитических 99 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №3, 2015 г. ферментов, участвующих в деградации последнего [11, 12, 15]. Фенотипические изменения ЭМП включают снижение экспрессии белков эпителиальных маркеров (таких как Е-кадгерин, десмоплакин и др.) и появление и/или усиление экспрессии белков мезенхимальных маркеров (виментин, фибронектин, гладкомышечный актин и др.) [14, 16, 20, 21, 22]. Изменение микроокружения и утрата полярности могут способствовать снижению дифференцировки опухолевых клеток [12, 18], однако полной утраты тканеспецифических свойств никогда не происходит - при потере дифференцировки эпителиальные опухоли продолжают сохранять часть признаков исходной ткани и способность к редифференцировке [9, 13]. Кроме того, в процессе утраты диф-ференцировки опухолевых клеток может происходить возобновление синтеза эм-бриоспецифических белков, характерных для незрелых клеток [5, 13]. Цель нашего исследования - изучение морфологических свойств анапласти-ческих участков опухоли и окружающей стромы при протоковом раке молочной железы. Материалы и методы Выполнен анализ операционного материала от 118 больных протоковым РМЖ, находившихся на лечении в медицинских учреждениях г. Москвы в период с 2009 по 2015 гг. Возраст больных колебался от 40 до 80 лет. Средний возраст пациенток - 61 год. Материал фиксировали в 10% забу-ференном растворе формалина, затем заливали в парафин по обычной методике. Серийные парафиновые срезы толщиной 3 мкм депарафинировали по стандартной схеме, затем окрашивали гематоксилином и эозином. Иммуногистохимическое (ИГХ) исследование проводили на серийных парафиновых срезах толщиной 2 мкм по стандартой методике с применением следующей панели поликлональных антител: р63, гладкомышечный актин (ГМА), общий цитокератин, цитокератин 7, виментин, Е-кадгерин (Dako, Lab Vision Flex). Интенсивность пероксидазной метки для каждого цитоплазматического маркера оценивали полуколиче-ственным методом с учетом интенсивности окрашивания и количества антиген-позитивных клеток. Иммуногистохими-ческая реакция оценивалась как негативная («-» - нет реакции), слабопозитивная («+» - <10% окрашенных клеток), умеренная («++» - >10% клеток средней интенсивности окраски) и выраженная («+++» ->50% клеток высокой интенсивности окраски). Для проведения ИГХ-реакции применялась техника tissue microarrays (TMA), сконструированная в формате multitumor arrays. Данная модель состояла из 24 образцов первичной опухоли от разных больных, при этом от одного больного использовались образцы с разной степенью дифференцировки опухолевых клеток. Таким образом, это позволило осуществить скрининг определенного молекулярного повреждения во всем разнообразии представленных опухолей с наименьшей затратой реактивов и времени. Для получения цветного изображения использовали сканер Mirax desk (Zeiss). Силу и значимость связи между анализируемыми признаками оценивали с помощью корреляционного-регрессион-ного анализа. Для количественных признаков вычисляли корреляционный коэффициент Пирсона. За уровень статистической значимости принимали р<0,05. Результаты и их обсуждение Макроскопически протоковый рак молочной железы имеет вид узла неправильной формы без четких границ, размерами от 2 до 10 см, на разрезе матового белесовато-серого или беловато-желтого цвета, плотноватой консистенции. Нередко в центре опухоли можно обнаружить очаги распада с формированием полостей различной формы. Микроскопически в большинстве случаев 78,8% (93/118) опухоль представлена железистыми структурами неправильной формы, выраженной десмопластической реакцией стромы, как правило, занимающей большой процент площади опухолевой массы (от 50-80%). Однако, в 21,2% (25/118) случаев в классическом гистологическом варианте 100 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №3, 2015 г. протокового РМЖ в опухоли наряду с железистыми структурами обнаружен анапластический (саркомо-подобный) компонент, представленный крупными полиморфными или веретенообразными клетками с гиперхромными ядрами, иногда многоядерными, с минимальным стромальным компонентом (рис. 1 а,б). Рис. 1а,б. Светооптическая характеристика протокового рака молочной железы. Окраска гематоксилином и эозином. х 100 Объем анапластического компонента разнился и составил от 5 до 20% общей массы опухоли, но во всех случаях не являлся преобладающим. При проведении ИГХ реакции обнаружены различия в экспрессии маркеров в железистом и анапластическом компонентах протокового РМЖ. Так, выраженная экспрессия гладкомышечного актина (+++) отмечена только в десмопластиче-ской строме, окружающей железистые структуры. В опухолях с анапластиче-ским компонентом также отмечена выраженная положительная реакция с ГМА, выявленная как в гладкомышечных волокнах, так и в единичных крупных ана-пластических опухолевых клетках. Помимо этого, как в строме, так и в эпителиальном анапластическом компоненте отмечена выраженная диффузная реакция с виментином (+++) (рис. 2.), отсутствующая в железистых структурах (рис. 3). Рис. 2. Экспрессия виментина в недифференцированном компоненте. Иммуногистохимическая реакция Ув. ><100 101 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №3, 2015 г. Рис. 3. Экспрессия виментина в железистом компоненте. Иммуногистохимическая реакция Ув. »200 Одновременно в отдельных анапла-стических клетках отмечалась потеря экспрессии общего цитокератина и цитокератина 7 при сохраненной экспрессии эпителиально-мембранного антигена. Также, в ядрах анапластических клеток отмечена положительная реакция с маркером базальных стволовых клеток р63. В опухолях без анапластического компонента, процент окрашенных ядер с анти телами к р63 был ниже и представлен единично окрашенными ядрами по периферии железистых структур. Также при раке молочной железы происходила редукция экспрессии белка Е-кадгерина и изменение полярности его экспрессии, а именно исчезновение мембранного окрашивания и появление цитоплазматического с разной степенью интенсивности (рис. 4). Рис. 4. Экспрессия белка Е-кадгерина в протоковом РМЖ. Иммуногистохимическая реакция Ув. »100 В опухолевых клетках железистых структур РМЖ в 66,7% (62 из 93 случаев) наблюдалась умеренно-выраженная (++) цитоплазматическая экспрессия данного белка; в 30,1% (28/93) - выраженная цитоплазматическая (+++). Мембранная реакция наблюдалась только в 3,2% (3/93) случаев. В анапластическом компоненте во всех случаях отмечена отрицательная как мембранная, так и цитоплазматическая экспрессия белка Е-кадгерина (рис. 5). 102 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №3, 2015 г. ' » . *- * 1 * ' v\, , * г * > . ' V ' < • "ш* -У > > ypt''f-У . . *^,3/«, ; /t .0. - і - Рис. 5. Отрицательная мембранная и цитоплазматическая экспрессия белка Е-кадгерина в анапластическом протоковом РМЖ. Иммуногистохимическая реакция Ув. *200 Заключение Классический вариант протокового РМЖ по своей гистологической структуре, как правило, неоднородная опухоль, представленная полями различной диф-ференцировки от высокой до низкой, включая анапластический компонент. В исследуемой серии анапластический компонент присутствовал в 21,2% (25/118) случаев. По нашему убеждению, его необходимо выделять даже при минимальном его объеме от общей массы опухоли, поскольку опухоли с анапластиче-ским компонентом имеют не только различия в гистологическом строении, но и в злокачественном потенциале, а также по экспрессии эпителиальных, миоэпители-альных и мезенхимальных иммуно-гистохимических маркеров. Гистологически десмоплазия стромы, которая характерна для протокового РМЖ, полностью отсутствует в анапла-стических участках. Опухолевые клетки, плотно располагаясь, друг к другу как бы создают «стромальный каркас» из самих себя. Кроме того, выявленная в анапла-стических клетках диффузная экспрессия с виментином, гладкомышечным актином и р63 подтверждает, что в процессе потери дифференцировки опухолевые клетки приобретают миоэпителиальный и/или мезенхимальный фенотип. Данный факт, вероятно, связан с эпителиальномезенхимальным переходом в опухоли, основными критериями которого, являются утрата эпителиальной полярности, разделение на отдельные клетки и дисперсия при приобретении клеточной подвижности. При этом происходит разрушение плотных адгезионных контактов (редукция и изменение полярности экспрессии Е-кадгерина) и реорганизация комплексов, обеспечивающих прикрепление клетки к субстрату. Однако частично сохраненная экспрессия цитокератинов и эпителиально-мембранного антигена свидетельствует о сохранении цитокеартино-вых рецепторов и возможной обратной трансформации при изменении микроокружения. По данным некоторых авторов показано, что ингибирование трансформирующего фактора роста - ß в раке может приводить к обратному мезенхимальноэпителиальному переходу и потере мезенхимального и восстановлению эпителиального фенотипа [4, 6, 8, 12]. Таким образом, возрастающий интерес исследователей к эпителиально-стромальным взаимодействиям в протоковом РМЖ обусловлен его агрессивным биологическим поведением, резистентностью к химиотерапевтическому лечению и различной выживаемость в зависимости от дифференцировки опухоли. Гетеро 103 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №3, 2015 г. генность протокового рака проявляется в появлении анапластического (саркомоподобного) компонента, в котором прослеживается способность эпителиальных опухолевых клеток приобретать свойство мезенхимальных клеток, не требующих стромы и обладающих агрессивным злокачественным потенциалом, влияющем на выживаемость больных.

About the authors

M V Mnikhovich

Email: mnichmaxim@yandex.ru

References

  1. Василенко И.В. Морфологические особенности зоны паренхиматозно-стромальных контактов в раке легкого с эпителиально-мезенхимальной трансформацией / И.В. Василенко, Р.Б. Кондратюк, Б.Б. Брук // Клинич. и эксперим. морфология. - 2013. - №4. - С. 18-21.
  2. Взаимосвязь морфологической гетерогенности инфильтрирующего протокового рака молочной железы с различными формами опухолевой прогрессии / В.М. Перельмутер [и др.] // Сиб. онкол. журн. - 2007. - № 3. - С. 58-64.
  3. Вторушин С.В. Клинико-морфологические особенности мультицентрического роста и рецидивирования при раке молочной железы: автореф. дис.. д-ра мед. наук / С.В. Вторушин. -Томск, 2011.
  4. Мнихович М.В. Межклеточные и клеточно-матриксные взаимодействия в опухолях: современное состояние проблемы / М.В. Мнихович // Российский медико-биологический вестник им. акад. И.П. Павлова. - 2013. - №3. - С. 161-171.
  5. Прогностическая значимость степени гистологической злокачественности протоковой аденокарциномы поджелудочной железы / Е.М. Филиппова [и др.] // Российский медико-биологический вестник им. акад. И.П. Павлова. - 2013. - №4. - C. 117-127.
  6. Ahmed N. Epithelial-mesenchymal interconversions in normal ovarian surface epithelium and ovarian carcinomas: an exception to the norm / N. Ahmed, E.W. Thompson, M.A. Quinn // J Cell Physiol. - 2007. - Vol. 213, № 3. - P. 581-588.
  7. Alguacil G. The histologic spectrum, prognosis, and histogenesis of the sarco-matoid carcinoma of the breast / G. Alguacil, L. Weiland // Cancer. - 1977. -Vol. 39. - P. 1181-1189.
  8. American Society of Clinical Oncology 2007 Update of Recommendations for the Use of Tumor Markers in Breast Cancer / L. Harris [et al.] // J. Clin. Oncol. - 2007. - Vol. 25, № 33. - P. 5287-5312.
  9. Anchorage of microtubule minus ends to adherens junctions regulates epithelial cell-cell contacts / W. Meng [et al.] // Cell. - 2008. - Vol. 135. - P. 948-959.
  10. Dabbs David J. Brest Pathology / David J. Dabbs. - London: Elsevier, 2012.
  11. Detektion of Luse bodies in sklerosing adenosis of breast: an ultrastraktural study / М. Mnikhovich [et al.] // Virchows Arch. - 2011. - Vol. 459 (Suppl. 1). - P. 329.
  12. Differential expression of the epithelialmesenchymal transition regulators Snail, SIP1, and Twist in gastric cancer / E. Rosivatz [et al.] // Am J Pathol. - 2012. -Vol. 161. - P. 1881-1891.
  13. Dual regulation of Snail by GSK-3beta-mediated phosphorylation in control of epithelial-mesenchymal transition / B.P. Zhou [et al.] // Nat Cell Biol. - 2004. -Vol. 6, №10. - P. 931-940.
  14. E-cadherin is a tumor/invasion suppressor gene mutated in human lobular breast cancers / G. Berx [et al.] // EMBO J. - 1995. - Vol. 14. - P. 6107-6115.
  15. Hay E.D. An overview of epithelio-mesenchymal transformation / E.D. Hay // Acta Anat (Basel). - 2005. - Vol. 154, № 1. - P. 8-20.
  16. Mammalian diaphanous-related formin Dial controls the organization of E-cadherin-mediated cellcell junctions / L. Carramusa [et al.] // J Cell Sci. - 2007. -Vol. 120. - P. 3870-3882.
  17. Mnickhovich M. Сapabilities of im-munohistochemical method in predicting the course of mammary gland cancer / M. Mniсhoviсh, M.A. Ben Ammar, L. Kakfurskу // Virchows Arch. - 2015. -Vol. 467 (Supрl. l). - S1-340-341
  18. Multiple ways of silencing E-cadherin gene expression in lobular carcinoma of the breast / S. Droufakou [et al.] // Int J Cancer. - 2001. - Vol. 92. - P. 404-408.
  19. N-cadherin gene expression in prostate carcinoma is modulated by integrin-dependent nuclear translocation of Twistl / N.R. Alexander [et al.] // Cancer Res. -2006. - Vol. 66, №7. - P. 3365-3369.
  20. Park B.-K. Aktl Induces Extracellular Matrix Invasion and Matrix Metallopro-teinase-2 Activity in Mouse Mammary Epithelial Cells / B.-K. Park, X. Zeng, R.I. Glazer // Cancer Res. - 2001. - Vol. 62. - P. 7647-7653.
  21. Pathogenetrc regularities оf еpithеlial-mesenchymal transition in breast сanсеr сarсinоmas / Т. Vorozbiеva, M. Mnickhovich [et al.] // Virchows Arch. - 2015. - Vol. 467 (Supрl l). - S1-527.
  22. Peinado H. Transforming growth factor beta-1 induces snail transcription factor in epithelial cell lines: mechanisms for epithelial mesenchymal transitions / H. Peinado, M. Quintanilla, A. Cano // J Biol Chem. - 2003. - Vol. 278, №23. -P. 21113-21123.
  23. The presence of alveolar structures in invasive ductal NOS breast carcinoma is associated with lymph node metastasis / M.V. Zavyalova [et al.] // Diagnostic Cytopathology. - URL: doi: 10.1002/dc.21852.
  24. The transcription factor snail is a repressor of E-cadherin gene expression in epithelial tumour cells / E. Batlle [et al.] // Nat Cell Biol. - 2000. - Vol. 2, №2. -P. 84-89.

Statistics

Views

Abstract - 337

PDF (Russian) - 227

PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2015 Mnikhovich M.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies