PLoS ONE: MAGE-C2 /CT10 Protein Expression er en uafhængig Predictor af Gentagelse i prostata Cancer

Abstrakt

kræft-testis (CT) familie af antigener udtrykkes i en række maligne neoplasmer. I de fleste tilfælde er ingen CT antigen, som findes i normale væv undtagen i testis, hvilket gør dem ideelle mål for cancerimmunterapi. En omfattende analyse af CT-antigen-ekspression er endnu ikke blevet rapporteret i prostatacancer. MAGE-C2 /CT-10 er et hidtil ukendt CT antigen. Formålet med denne undersøgelse var at analysere omfang og prognostisk betydning MAGE-C2 /CT10 proteinekspression i prostatacancer. 348 prostatacarcinomer fra hinanden følgende radikale prostatektomi, 29 kastration prostatacancer, 46 metastaser, og 45 godartede hyperplasi blev immunhistokemisk analyseret for MAGE-C2 /CT10 ekspression under anvendelse væv microarrays. Nuklear MAGE-C2 /CT10 ekspression blev identificeret i kun 3,3% primære prostatacarcinomer. MAGE-C2 /CT10-proteinekspression var signifikant hyppigere i metastatisk (16,3% positivitet) og kastrationsresistent prostatacancer (17% positivitet; p 0,001). Nuklear MAGE-C2 /CT10 udtryk blev identificeret som indikator for biokemisk tilbagefald efter radikal prostatektomi (p = 0,015), som var uafhængig af præoperativ PSA, Gleason score, tumor stadie, og status kirurgisk margen i multivariat analyse (p 0,05). MAGE-C2 /CT10 ekspression i prostatacancer korrelerer med graden af ​​malignitet og indikerer en højere risiko for biokemisk tilbagefald efter radikal prostatektomi. Endvidere tyder resultaterne på MAGE-C2 /CT10 som potentielt mål for adjuvans og palliativ immunterapi hos patienter med prostatacancer

Henvisning:. Von Boehmer L, Keller L, Mortezavi A, Provenzano M, Sais G, Hermanns T, et al. (2011) MAGE-C2 /CT10 Protein Expression er en uafhængig Predictor af Gentagelse i prostatakræft. PLoS ONE 6 (7): e21366. doi: 10,1371 /journal.pone.0021366

Redaktør: Ilya Ulasov, University of Chicago, USA

Modtaget: Januar 18, 2011; Accepteret: 28. maj 2011; Udgivet: Juli 6, 2011

Copyright: © 2011 von Boehmer et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Finansiering:. Dette arbejde blev støttet af Atlantic Filantropi (New York, USA), Cancer Research Institute, Science Foundation for Onkologi, at Hanne Liebermann Foundation (Zürich), den Hartman Müller Foundation (Zürich), Zurich Cancer League (Zürich), og Terry Fox Foundation (Winnipeg, Canada). De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Når prostatacancer er lokaliseret i prostata, behandling af valg er prostatektomi eller bestråling. Men når tumoren tilbagefald eller er allerede metastatisk på diagnosetidspunktet, terapi er problematisk. Kastration har været det vigtigste behandlingsmulighed for unconfined sygdom i mere end 50 år. Men patienterne ofte fremskridt efter endokrin behandling [1]. Forekomst af kastration modstand er forbundet med dårlig prognose, og kun palliativ behandling er tilgængelig i sådanne avancerede tumor stadier. Immunterapi målrette kræft-testis (CT) antigener er lovende nye modaliteter for fremskreden lungekræft, kræft i æggestokkene og melanom patienter [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8 behandling ], [9], men CT-antigener undtagen NY-ESO-1 [10], er ikke blevet anvendt som vaccine-mål for prostatacancer.

i de fleste tilfælde CT antigener kun udtrykkes i kimceller den humane testis. Til dato har mere end 100 CT-antigener blevet identificeret, som hører til mindst 44 forskellige familier. CT-antigener kortlægning til kromosom X betegnes som CT-X-antigener og skelnes fra ikke-X CT-antigener placeret på andre kromosomer [11]. Udtrykket af CT-X-antigener varierer meget mellem forskellige tumortyper og er mere udbredt i højere lønklasse og avancerede stadie tumorer [12], [13], [14], [15]. De er oftest udtrykt i melanomer [16], blære [17], [18], lunge [12], i æggestokkene [19], og hepatocellulære karcinomer [20], og er ualmindelige i renalcellecarcinom [21], tyktarmskræft [22], og hæmatologiske maligniteter [23].

Interessant medlem af CT-antigener,

MAGE-A11

tilsyneladende direkte bidrage til udviklingen af ​​androgen uafhængig prostata tumorvækst ved at stimulere aktiviteten af ​​androgenreceptoren [24].

MAGE-A11

ekspression reguleres ved DNA methylering status: i kastration-tilbagevendende prostatatumorer,

MAGE-A11

opreguleres, hvilket korrelerede med hypometylering af diskrete bindingssteder for CpG støder op til det transkriptionelle startsted af genet, derimod, status methylering af andre regioner i

MAGE-A11

promoter CpG ø ikke korrelerer med genekspression [24]. Desuden behandling af prostata celler med decitabin forårsager opregulering af

MAGE-A11

udtryk [24], [25].

Undersøgelser analysere mRNA udtryk [26], [27], [28] , [29], [30] og immunhistokemiske analyser [31], [32], [33] af flere CT-antigener er blevet udført. Der udvikler sig bevis for, at NY-ESO-1-ekspression i tumoren skifter fra negativ til positiv under progressionen af ​​sygdommen [34]. I prostatacancer, som er kendt for at være en relativt langsom skrider sygdommen, ekspression varierer afhængig fra 5% trin til 30% [29], [31]. For nylig har en ny CT antigen blevet genereret et antistof mod MAGE-C2 /CT-10 [35]. MAGE-C2 /CT-10-genet viser signifikant homologi med MAGE-C1 /CT-7-genet og begge gener kort i umiddelbar nærhed af kromosom Xq27.13. MAGE-C2 /CT-10 blev oprindeligt identificeret i en melanom cellelinie. Hidtil har MAGE-C2 /CT10 mRNA-ekspression i prostatacancer analyseret i få prostataprøver, kun:. I en undersøgelse af Prikler et al, 12 kastration-resistent og otte hormonfølsomme tumorer var CT10 negative. Endvidere Lucas et al. fundet en af ​​ti prostatakræft væv, der skal CT10 positiv [28], [30].

Vi har rapporteret MAGE-C2 /CT-10 i en stor del af hepatocellulært carcinom (HCC) [20]. Under testning af MAGE-C2 /CT-10-antistof i en multi-tumorvæv microarray, der er konstateret vi MAGE-C2 /CT10-proteinekspression i enkelte PCA tilfælde. Baseret på denne observation, vi udførte en omfattende væv microarray-analyse af PSA. Vi viser, at protein ekspression af MAGE-C2 /CT10 er fundet i en væsentlig undergruppe af prostatacancer, hovedsagelig metastatiske og kastrationsresistent primære tumorer. Vi viser endvidere, at MAGE-C2 /CT10 udtryk blev identificeret som indikator for biokemisk tilbagefald efter radikal prostatektomi, uafhængig af kendte risikofaktorer.

Materialer og Metoder

Prostata væv microarrays

i alt 468 formalinfikserede, paraffinindstøbte prostata væv blev hentet fra arkiverne fra Institute of Surgical Pathology, University Zürich, Schweiz og en væv microarray (TMA) blev konstrueret som tidligere [36] beskrevet. TMA omfattede en serie af 348 konsekutive (ikke-valgte) radikal prostatektomi prøver med prostatacancer, 29 kastrering resistent prostatakræft prøver, 18 lymfeknudemetastaser, 28 fjerne metastaser (knogler, lunge, urinblære) og 45 benign prostata hyperplasi prøver. H svag nuklear farvning (1-10% af kerner farves); moderat nuklear farvning (11-50% af kerner farves); stærk nuklear farvning (51 til 100% af kerner farves). Søgning efter cutoffs på en fordomsfri måde er et stort problem i immunhistokemiske undersøgelser, der beskæftiger sig med en kontinuerlig udlæsning. Medianen nukleare CT10 immunoreaktivitet i prostatektomi tilfælde (median 0%) blev valgt som cutoff. Blev derfor positivt nukleare CT10 immunreaktivitet defineret som nuklear farvning i mindst 1% af target-celler. NY-ESO-1 og CT7- farvningen er cytoplasmatisk eller nukleært blev immunoreaktivitet evalueret under anvendelse af en semikvantitativ, trinvis pointsystem: negativ (0% af cellerne farvet); svag nuklear farvning (1-10% af cellerne farvet); moderat farvning (11-50% af cellerne farvet); stærk farvning (51 til 100% af cellerne farvet). Den mediane NY-ESO-1 og CT7 immunreaktivitet (median 0%) blev valgt som cutoff. Blev derfor positiv farvning for NY-ESO-1 og CT7 immunoreaktivitet defineret som nukleare eller cytoplasmatisk farvning i mindst 1% af target-celler.

statistiske analyser af væv microarray data

SPSS-version 17.0 (SPSS, Chicago, IL, USA) blev anvendt til statistiske analyser. P-værdier 0,05 blev anset for signifikante. I tilfælde af flere tests blev anvendt Bonferroni-Holm procedure. Kontingenstabel analyse og to-sidet Fishers eksakte test blev anvendt til at undersøge statistiske sammenhænge mellem klinisk-patologiske og immunohistokemiske data. Til sammenligning af to uafhængige prøver den ikke-parametriske Mann-Whitney U-test blev beregnet. Tid til PSA recidiv (cut off≥0.1 ng /ml) blev valgt som klinisk slutpunkt. Gentagelse overlevelse (RFS) kurver blev beregnet af Kaplan-Meier-metoden med signifikans evalueret ved tosidede log-rank statistik. Patienterne blev censureret på tidspunktet for deres sidste tumor-fri klinisk opfølgning besøg. Patienter, der ikke nåede PSA nadir ( 0,1 ng /ml) postoperativt blev udelukket. En trinvis multivariable Cox regression model blev justeret, teste uafhængig prognostisk betydning af MAGE-C2 /CT10 immunreaktivitet. Den proportionalitet antagelse for alle variabler blev vurderet med log-negativ-log overlevelse fordelingsfunktioner. Statistiske overvejelser vedrørende stikprøvestørrelse er angivet i figur 1. Beregninger blev udført ved hjælp af de respektive modeller af PASS 2008 software (NCSS, Kaysville, UT).

MAGE-C2 /CT10 udtryk kunne observeres i 11 af 341 (3,2%) prostatektomi prøver. Forekomsten af ​​MAGE-C2 /CT10 ekspression bør fordoble risikoen for PSA recidiv under opfølgning, hvilket resulterer i en hazard ratio på ca. 2,0. Derfor vil den tilgængelige stikprøvestørrelse på 341 analyserbare patienterne være tilstrækkeligt til at påvise en forskel om PSA recidiv med en betydning p 0,05 og en effekt på ca. 86%. For højere hazard ratio (2,4, 2,8, 3,2), blev en statistisk styrke på ca. 99% beregnet.

Resultater

MAGE-C2 /CT10 udtryk i normal og malign prostata væv

Omfattende kliniske og histopatologiske data er angivet i tabel S1. I alt kunne 456 af 468 kerner (97,4%) evalueres for MAGE-C2 /CT10 immunoreaktivitet. Et repræsentativt MAGE-C2 /CT10 farvningsmønster er vist i figur 2A-C. MAGE-C2 /CT10-ekspression blev ikke påvist i prostatahyperplasi. Organ-begrænset kræftformer viste nukleare MAGE-C2 /CT10 udtryk i 3,3% (11/330) tilfælde, mens metastatisk og kastrationsresistent sygdom var positive i 16,3% (7/36) og 17% (5/23) af tilfældene, henholdsvis . Nuklear MAGE-C2 /CT10 farvning progressivt forøget fra prostatahyperplasi til prostata-indesluttede kræft til metastatisk og kastrationsresistent sygdom (Figur 3; p 0,001). Som vist i figur S1, kunne forskellen CT10 ekspression mellem normal og neoplastisk væv observeres: procentdelen af ​​CT10 positivitet steg betydeligt fra benign prostatahyperplasi til orgel begrænset prostatacancer til kastrationsresistent prostata og metastatisk sygdom, herunder lymfeknude og knoglemetastaser. Som tidligere beskrevet [1], neuroendokrin differentiering er mere udbredt i kastrationsresistent prostatacancer. Dog kunne påvises nogen coekspression af CT10 og neuroendokrine markører såsom synaptophysin og chromogranin (figur S2). Ingen sammenhæng mellem nuklear MAGE-C2 /CT10 udtryk og alder ved diagnose, Gleason score, tumor stadie, nodal status, status kirurgisk margen eller præoperativ PSA niveauer blev fundet (tabel 1). Interessant, CT10 var signifikant co-udtrykt med andre CT-antigener, som NY-ESO-1 og CT7 (Fig 2D-I.)

A (Fig 4).:. Radikal prostatektomi eksemplar (Gleason 4 + 3 ), B: knoglemetastaser af prostatacancer, C: knoglemetastaser af prostatacancer, D: radikal prostatektomi prøve (Gleason 4 + 3), E: kastrationsresistent prostatacancer (Gleason 5 + 5), F: Palliativ transuretral prostatacancer (Gleason 4 + 5), G: knoglemetastaser af prostatacancer, H: Palliativ transuretral resektion af prostata cancer (Gleason 5 + 4), i: kastrationsresistent prostatacancer (Gleason 5 + 4). Original forstørrelse: 200 ×; Forstørrelse bar: 20 uM

BPH:. Benign prostatahyperplasi; ADCA: orgel-indesluttede adenokarcinom i prostata; MTS: prostatakræft metastase; CRPC:. Kastrationsresistent prostatacancer Vejviser

MAGE-C2 /CT10 og prognose

Patienter med MAGE-C2 /CT10 positive prostatakræft blev sammenlignet med negativ sager om RFS efter univariate Cox regressionsanalyse (tabel 2). MAGE-C2 /CT10 ekspression blev signifikant associeret med kortere RFS (p = 0,015, figur 5). Patienter med MAGE-C2 /CT10 positive tumorer havde en median RFS af 51 måneder (95% konfidensinterval 17-86 måneder) sammenlignet med 116 måneder (95% konfidensinterval 107-125 måneder) for patienter med MAGE-C2 /CT10 negative tumorer . Udover ekspression af MAGE-C2 /CT10, øget Gleason score (p 0,001), tumor fase (p 0,001), kirurgiske margener (p 0,001) og præoperativ PSA-niveau (p 0,001) var signifikant associeret med kortere RFS tid .

i en multivariat analyse blev en Cox regressionsmodel udviklet til vurdering af RFS sats. Karakteristik af variabler er vist i tabel 3. Kun MAGE-C2 /CT10 ekspression, Gleason score, tumor stadium status kirurgisk margen og præoperativ PSA niveauer blev overvejet. Alle variabler, herunder MAGE-C2 /CT10 udtryk (p = 0,03), fortsat betydelig. Den hazard ratio for MAGE-C2 /CT10 udtryk var 2.770 (95% konfidensinterval 1,106-6,934).

Diskussion

I den foreliggende undersøgelse, analyserede vi tilstedeværelsen af ​​MAGE- C2 /CT10 protein i en repræsentativ kohorte af patienter med prostatakræft og fundet MAGE-C2 /CT10 skal udtrykkes ofte i fremskreden prostatacancer; dvs. i metastatiske og kastrationsresistent sygdom. Desuden har vi identificeret nukleare MAGE-C2 /CT10 udtryk som en indikator for biokemisk tilbagefald efter radikal prostatektomi, som var uafhængig af de veletablerede prædiktive faktorer, herunder præoperativ PSA, Gleason score, tumor stadie, og status kirurgisk margen.

Vi har detekteret nukleare MAGE-C2 /CT10 positivitet i 16,3% og 17% af patienter med metastatisk og kastrationsresistent sygdom henholdsvis, men kun i 3,3% af orgel begrænset PSA. Dette fund er af klinisk betydning, fordi en undergruppe af patienter med fremskreden, kastrationsresistent PCa kan overvejes til immunterapi i fremtiden. Tidligere undersøgelser har vist, at MAGE-C2 /CT10 er i stand til at inducere specifikke immunresponser i den autologe vært. Cytotoksiske T-lymfocytter rettet mod MAGE /CT-10-epitoper er blevet fundet i melanom-patienter og antistoffer rettet mod MAGE-C2 /CT-10 blev detekteret i melanom og patienter [38], [39], [40], [12], [41].

MAGE-C2 /CT10 tilhører MAGE-familien af ​​CT-antigener [42]. I en nylig undersøgelse, Yang et al. viste, at MAGE-C2 kan fungere som co-repressor af p53 ved binding til KAP1 forbedre undertrykkelse af p53. Disse resultater antyder, at MAGE-C2 bidrager til udvikling af maligniteter ved at tilvejebringe en overlevelsesfordel [43]. MAGE-genekspression er epigenetisk undertrykt af promotorregion methylering i de fleste celler, men faktorer, der kontrollerer MAGE genpromotor methylering ikke fuldt ud blevet identificeret. Yang et al. har vist, at MAGE-genekspression epigenetisk styres af KIT-tyrosinkinase [44]. Forståelse af de faktorer, der kontrollerer MAGE genekspression kan tillade mere effektive terapeutiske strategier rettet mod MAGE-antigener [45], [46], [47].

Mens vores undersøgelse bekræfter tidligere undersøgelser rapporterer lav forekomst af CT-antigener i orgel-indesluttede prostatakræft, den øgede MAGE-C2 /CT10 antigen udtryk i avanceret PCa var en uventet roman fund. Også CT antigenekspression er endnu ikke blevet analyseret i et større kohorte af PCA patienter. Så vidt vi ved, har kun 30 tumorer analyseret for MAGE-C2 /CT10-mRNA-ekspression tidligere: positivitet blev rapporteret i 1/10 og 0/20 tumorprøver [30], [32]. I andre tumorer, blev MAGE-C2 /CT10 protein tidligere identificeret i 34% -48% af hepatocellulære karcinomer [20], [48], i 43% af myelomatose [49], i 20% af high-grade urothelial karcinomer af urinblæren [18], i 20% af hoved og hals kræft [28], og i 43% af melanomer, hhv. Den rapporterede 5% forekomst af MAGE-C2 /CT-10-ekspression i tarmkræft [50] er sammenlignelig med vores fund af sjældne MAGE-C2 /CT-10-ekspression i primær PCa. En dårlig overlevelse blev observeret i avanceret MAGE-C2 /CT-10-positive urothelial carcinom i urinblæren, men MAGE-C2 /CT-10 ekspression havde nogen prognostisk effekt i HCC.

vigtigt, vores undersøgelse identificeret MAGE-C2 /CT-10 som en uafhængig forudsiger af biokemisk tilbagefald efter radikal prostatektomi, hvilket giver en potentiel basis for bedre prognosticering og behandling lagdeling af patienter med PSA. Den udbredte anvendelse af serum prostata-specifikt antigen (PSA) screening har ført til identifikation af et stigende antal asymptomatiske lav-trins tumorer hos yngre mænd [51], [52]. En endnu ubesvaret vigtig klinisk spørgsmål er, hvis disse patienter kræver behandling, og hvis ja, hvor aggressivt bør potentiel behandling være. Patienter med lokaliseret sygdom fortrinsvis er i behandling med enten radikal prostatektomi eller strålebehandling, både med helbredende hensigt [53], [54]. I øjeblikket er prognosticering og behandling lagdeling på tidspunktet for diagnose baseret på klinisk fase, biopsi Gleason kvalitet, og serum PSA niveauer. I sager, der behandles med radikal prostatektomi, kan prognosen raffineres ved hjælp af patologisk stadium og Gleason klasse. Men disse prognostiske indikatorer ikke præcist forudsige det kliniske resultat for den enkelte patient. Forbedrede markører er nødvendige for at afgøre, hvilke patienter er i fare, og bør derfor behandles mere aggressivt. MAGE-C2 /CT-10 bør føjes til listen over foreslåede prognostiske tumor progression markører, herunder MUC1 [55], AZGP1 [55], EZH2 [56], E2F3 [57], Ki67 [58], [59], og CD10 [60].

som konklusion, vores data dokumenterer, at MAGE-C2 /CT-10 kan være en kandidat til adjuvans og palliativ vaccination i en undergruppe af patienter med fremskreden prostatacancer. Desuden MAGE-C2 /CT-10-ekspression i de tidlige tumor faser indikerer en højere risiko for biokemisk tilbagefald efter radikal prostatektomi.

Støtte oplysninger

figur S1.

Differential CT10 udtryk mellem normal og neoplastisk væv: procentdelen af ​​CT10 positivitet pr væv microarray core steg betydeligt fra benign prostatahyperplasi til orgel begrænset prostatakræft til kastration resistent prostata og metastatisk sygdom, herunder lymfeknude og knoglemetastaser

. doi: 10,1371 /journal.pone.0021366.s001

(TIF)

Figur S2.

Hele sektioner af CT10 positive knoglemetastaser fra to patienter blev farvet for chromogranin (CRGA) og synaptophysin, to neuroendokrine markører. kunne detekteres Ingen coekspression af CT10 og neuroendokrine markører

doi:. 10,1371 /journal.pone.0021366.s002

(TIF)

tabel S1.

klinisk-patologisk karakteristika og resultater af immunhistokemi for patienter, som får radikal prostatektomi

Doi:. 10.1371 /journal.pone.0021366.s003

(XLS)

anerkendelser

Forfatterne vil gerne takke Martina Storz, Susanne Dettwiler og Silvia Behnke for fremragende teknisk bistand.