Molecular study of WNT pathway in petients with gastric and colorectal cancer

INTRODUCTION: Gastric and Colorectal cancer remain a major cause of mortality, despite the implementation of screening strategies and early detection. Although clinicopathological characteristics seem to distinguish a subset of patients that are at high risk of relapse, the need for molecular markers that would help to discriminate the high-risk population is still unmet.AIM: The aim of that study is to explore the differential expression of the WNT members and their effectors according to their location in the tumor, identify their prognostic role in a cohort of non-metastatic surgically treated patients and reveal correlations with the various clinicopathological parameters.MATERIALS-METHODS: This is a study based on a series of fully characterized patients with colorectal cancer as well a second cohort of patients with gastric cancer. Immunohistochemical expression of nuclear cyclin D1, membranous E-cadherin and P-cadherin, membranous and nuclear β-catenin in the invasive front (IF), the tumor center (TC), as well as their mean, were assessed in 106 paraffin-embedded tissue samples for the colorectal cancer cohort and 36 for the gastric cohort. Adenomatous Polyposis Coli (APC), Axin2 (AXIN2), cyclin D1 (CCND1), Matrix Metalloproteinase 7 (MMP7), Secreted Frizzled Related Protein (SFRP) 1,2 and 4 and WNT5A were evaluated by RT-PCR. RESULTS: The study series included 106 patients with colorectal cancer, 70 with colonic and 36 with rectal cancer and 32 patients with gastric cancer. Immunohistochemical expression of the different markers were assessed in the tumor center (TC) and invasive front (IF). Membranous β-catenin expression was statistically reduced in the IF. Cyclin D1 was reduced in tumors arising closer to the rectum. We also observed that reduced nuclear expression of cyclin D1 in the IF was associated with lymphatic, venous and perineural invasion. Loss of membranous β-catenin in the TC was more common among N2 tumors. Higher SFRP4 mRNA was associated with T3 stage. In univariate analysis, membranous expression of β-catenin in TC and IF, and their mean, was associated with longer disease-free survival (DFS). In multivariate analysis, tumor stage and mean β-catenin expression were prognostic for longer DFS (hazard ratio=0.33; p=0.01). Β-catenin expression in the IF remained significant when the mean expression was not included in the multivariate analysis (hazard ratio=0.41; p=0.028) In case of gastric cancer, membranous expression of P-cadherin, in univariate analysis, was associated with longer survival.CONCLUSION: Underexpression of membranous β-catenin mean as well as expression in the IF seems to identify a higher risk subset of patients surgically treated for colorectal cancer with shorter disease-free survival (DFS). As far as gastric cancer is concerned, results showed that overexpression of membranous P-cadherin was associated with better survival. Further evaluation in a larger cohort is mandatory to validate this results.ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Ο γαστρικός και ο ορθοκολικός καρκίνος παραμένουν από τις συχνότερες αιτίες θανάτου, παρά την πρόοδο στην αντιμετώπιση και την πρώιμη διάγνωση. Παρά το γεγονός ότι τα κλινικοπαθολογικά χαρακτηριστικά τείνουν να κατατάξουν τους ασθενείς σε ομάδες υψηλού κινδύνου σε ότι αφoρά την υποτροπή της νόσου, η ανεύρεση μοριακών δεικτών που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην ακριβέστερη προγνωστική ταξινόμηση αυτών τον ασθενών παραμένει αναγκαία.ΣΚΟΠΟΣ: Ο σκοπός της μελέτης αυτής είναι να διερευνηθούν οι διάφορες μορφές έκφρασης των μοριακών δεικτών της οδού μεταγωγής σήματος Wnt, καθώς και η επίδραση αυτών ανάλογα με τη θέση του όγκου. Επιπρόσθετα, μελετήθηκε η προγνωστική αξία αυτών σε ένα σύνολο ασθενών, χωρίς μεταστάσεις, οι οποίοι αντιμετωπίστηκαν χειρουργικά και αξιολογήθηκε η σχέση τους με τις διάφορες κλινικοπαθολογικές παραμέτρους.ΥΛΙΚΑ-ΜΕΘΟΔΟΙ: Στη μελέτη εντάχθηκαν 106 δείγματα κολοορθικού και 36 δείγματα γαστρικού καρκίνου μονιμοποιημένα σε κύβους παραφίνης και καταγράφηκαν όλα τα κλινικά και παθολοανατομικά στοιχεία των ασθενών. Μελετήθηκε η ανοσοϊστοχημική έκφραση της πυρηνικής κυκλίνης D1, της μεμβρανικής Ε-cadherin και P-cadherin, της μεμβρανικής και πυρηνικής β-κατενίνης στο διηθητικό μέτωπο και στο κέντρο του όγκου, καθώς και η μέση τιμή αυτών. Η mRNA έκφραση των γονιδίων Adenomatous Polyposis Coli (APC), Axin2 (AXIN2), cyclin D1 (CCND1), Matrix Metalloproteinase 7 (MMP7), Secreted Frizzled Related Protein (SFRP) 1,2 και 4 και του WNT5A έγινε με την RT-PCR (Αλυσιδωτή Αντίδραση Πολυμεράσης Πραγματικού Χρόνου).ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Στη μελέτη συμπεριλήφθηκαν 106 ασθενείς εκ των οποίων οι 70 έπασχαν από καρκίνο του κόλου και οι 36 από καρκίνο του ορθού καθώς και 32 ασθενείς με γαστρικό καρκίνο. Η ανοσοϊστοχημική έκφραση των διαφόρων δεικτών εκτιμήθηκε στο κέντρο του όγκου και στο διηθητικό μέτωπο. Η έκφραση της μεμβρανικής β-κατενίνης βρέθηκε στατιστικώς ελαττωμένη στο διηθητικό μέτωπο. Η κυκλίνη D1 ήταν ελαττωμένη στους όγκους εγγύς του ορθού. Επίσης παρατηρήθηκε, ότι η ελαττωμένη έκφραση της πυρηνικής κυκλίνης-D1 στο διηθητικό μέτωπο, σχετίζεται με τη λεμφαγγειακή διήθηση και τη διήθηση του περινεύριου. Έλλειψη της έκφρασης της μεμβρανικής β-κατενίνης στο κέντρο του όγκου βρέθηκε σε όγκους σταδίου Ν2, ενώ η αύξηση του δείκτη mRNA, SFRP4 συσχετίστηκε με όγκους σταδίου Τ3. Στη μονοπαραγοντική ανάλυση, η έκφραση της μεμβρανικής β-κατενίνης στο κέντρο του όγκου, στο διηθητικό μέτωπο αλλά και η μέση τιμή αυτών συσχετίστηκε με μεγαλύτερο χρόνο επιβίωσης-ελεύθερο νόσου. Στην πολυπαραγοντική ανάλυση, το στάδιο του όγκου Τα και η μέση έκφραση της β-κατενίνης ήταν προγνωστικά για μεγαλύτερο χρόνο επιβίωσης-ελεύθερο νόσου (hazard ratio=0.33, p=0.01). Η έκφραση της β-κατενίνης στο διηθητικό μέτωπο παρέμεινε στατιστικώς σημαντική, όταν η μέση έκφρασή της δεν συμπεριλαμβάνονταν στην πολυπαραγοντική ανάλυση. (hazard ratio=0.41, p=0.028). Στον καρκίνο του στομάχου στην μονοπαραγοντική ανάλυση φάνηκε ότι η αύξηση της έκφρασης της μεμβρανικής P-cadherin ήταν σχετική με την αύξηση του χρόνου επιβίωσης.ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: Η ελάττωση της μέσης έκφρασης της β-κατενίνης καθώς και η έκφραση της στο διηθητικό μέτωπο είναι ικανή να προσδιορίσει τους ασθενείς εκείνους, οι οποίοι ανήκουν σε ομάδα υψηλού κινδύνου και οι οποίοι αντιμετωπίστηκαν χειρουργικά για καρκίνο του ορθού ή του κόλου και μπορεί να διατηρήσει τον προγνωστικό της ρόλο για μικρότερο χρόνο επιβίωσης-ελεύθερο νόσου (DFS). Αντίστοιχα, στον καρκίνο του στομάχου η αύξηση της έκφρασης της μεμβρανικής P-cadherin ήταν προγνωστική για μεγαλύτερο χρόνο επιβίωσης. Μελλοντικές μελέτες είναι αναγκαίες, σε μεγαλύτερες ομάδες ασθενών, με σκοπό να αποσαφηνιστεί ο ρόλος τους και να επικυρωθούν τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής