Charakterisierung von Stammzell-ähnlichen Kompartimenten in serösen Ovarialneoplasien

Abstract

Zielsetzung: Aktuelle Studien haben gezeigt, dass Tumorstammzellen und die Reexpression von Stammzellfaktoren eine entscheidende Rolle spielen, wenn Ovarialkarzinome chemotherapieresistent werden oder rezidivieren. Um mögliche Marker für diese Prozesse zu ermitteln, führten wir eine immunhistochemische Analyse von Stammzellmarkern an serösen Borderline Tumoren, low-grade und high-grade Karzinomen durch. Doppelfärbungen sollten zeigen, ob individuelle Expressionsmuster und die Koexpression von Stammzellmarkern spezielle pathogenetisch und klinisch relevante Subpopulationen von Tumorzellen charakterisieren. Material und Methoden: 206 seröse Ovarialtumoren (161 high-grade, 8 low-grade Tumoren, 37 Borderline Tumoren) wurden mittels Immunhistochemie anhand eines Tissue Microarray untersucht. Analysiert wurden diverse Stammzellmarker wie SOX2, ALDH1, c-myc, CD117, Notch1, Oct4 und Nanog, sowie der Proliferationsmarker Ki67. Eine immunhistochemische Doppelfärbung prüfte die prozentuale Expression von Ki67 in ALDH1-positivem und –negativem Gewebe Fall für Fall. Der Einfluss auf Gesamt- und Rezidiv-freies Überleben wurde untersucht. Des Weiteren analysierten wir die Koexpression von SOX2 und ALDH1 in Subpopulationen von einzelnen Tumoren und deren Einfluss auf Gesamt- und Rezidiv-freies Überleben. Ergebnis: Die Immunohistochemie für ALDH1 zeigte, dass die Mehrheit der Tumoren wenigstens eine fokale Expression von ALDH1 aufweist. Weitere untersuchte Stammzellmarker wurden jeweils in weniger als 10% der Fälle nachgewiesen und in dieser Studie keiner detaillierten Analyse unterworfen. Doppelfärbungsexperimente für ALDH1 und SOX2 zeigten die Expression der Marker in verschiedenen Populationen auf. Fast alle high-grade serösen Karzinome (>90%) zeigten Expression von mindestens einem Stammzellmarker im Vergleich zu nur 36,4 % der BOT und 50% der low-gade serösen Karzinome. Koexpression von SOX2/ALDH1 in mehr als 10% der Tumorzellen in der gleichen Zelle fand sich ausschließlich in high-grade serösen Karzinomen, jedoch nicht in Borderline Tumoren oder low-grade Karzinomen. Des Weiteren beobachteten wir, dass Tumoren mit einer höheren Proliferationsrate mehr ALDH1 positive Zellen aufwiesen, weshalb wir eine Bedeutung von ALDH1 für die Zellproliferation vermuteten. In einer Ki67/ALDH1-Doppelfärbung fanden wir jedoch, dass ALDH1 vornehmlich in der ruhenden Zellfraktion vorhanden ist, was gut mit einer Funktion als Stammzellpopulation vereinbar ist. Schlussfolgerung: Die Expression der Stammzellfaktoren wie ALDH1 oder SOX2 scheint vor allem bei high-grade serösen Karzinomen eine essentielle Rolle zu spielen, während sich in einer Mehrheit der BOT und der Häfte der low-grade Karzinome keiner der beiden Marker nachweisen lässt. Bei high-grade serösen Karzinomen zeigen beide Marker eine unterschiedliche Assoziation mit Tumoreigenschaften wie z.B. schlechte Differenzierung oder Überleben (SOX2) und ruhenden Zellpopulationen in proliferierenden Tumoren (ALDH1). Zudem fanden wir sowohl individuelle als auch Ko-Expressionsmuster von beiden Markern, was die Existenz von Stammzell-ähnlichen Zellfraktionen mit schwankenden Markerprofilen in einzelnen Tumoren vermuten lässt. Anhand dieser Ergebnisse schlussfolgern wir, dass Stammzellfaktoren in serösen Ovarialtumoren keinen einzigartigen Stammzellphänotyp repräsentieren, sondern vielmehr ein breites Spektrum aus Stammzell-angereicherten Kompartimenten, welche bei der Auswahl therapeutischer Ansatzpunkte zu berücksichtigen wären.