Evaluation of prognostic markers for oropharyngeal carcinoma using tissue microarray

The incidence of oropharyngeal squamous cell carcinoma (OPSCC) is increasing in many Western countries. In Finland, the incidence increased from 32 cases in 1996 to 85 cases in 2006 to 193 cases in 2016. Globally, OPSCC is the 12th most common cancer and is frequently related to human papillomavirus (HPV) infection. The prediction of OPSCC prognosis is one of the main dilemmas for the clinicians. Although many parameters have been used to predict the prognosis, such as clinical factors of tumor size and invasion, lymph node and distant metastases (cTNM) staging, and other prognostic models based on histopathologic parameters; in addition to the patient-related and treatment-related factors, all of these parameters are of limited value in predicting prognosis. For this reason, assessing of the immunohistochemical markers as prognostic biomarkers was a target for many recent studies. Tolllike receptors (TLRs) play important roles in the development of carcinoma of different sites including the tongue, cutaneous, cervical and laryngeal squamous cell carcinoma, and colorectal adenocarcinoma. Hormone receptors play a crucial role in the pathogenesis and treatment of breast carcinoma and carcinoma of the male and female genital organs, in addition to their role in carcinomas of other organs including stomach, larynx, and salivary gland, but their role in OPSCC still poorly understood. During the epithelial to mesenchymal transition (EMT), the epithelial cells lose some of their essential epithelial characteristics and gain invasive and migratory characteristics, which are properties of the mesenchymal cells. In addition, HPV infection induces keratinocyte stem cells to behave like cancer stem cell (CSCs). Detection of more specific prognostic biomarkers would be beneficial on the clinical level. In this thesis project, we examined the prognostic value of TLR5, 7 and 9, sex hormone receptors: androgen receptors (AR), progesterone receptors (PR), and estrogen receptors (ER), EMT markers: β-catenin, E-cadherin, vimentin, and biomarkers expressed by stem cells: Bmi-1, HESC5:3, and HES77 in a cohort of 202 OPSCC patients. We also examined the correlations of these markers with HPV infection. We found that high TLR5, low TLR7, and high PR levels are associated with poor disease-specific survival (DSS) (p=0.002 and p=0.001 respectively). In addition, HPV-positive OPSCCs express higher levels of TLR7 (p<0.001), AR (p<0.001), HESC5:3 (p=0.016), vimentin (p=0.026), and cell membranous β-catenin (p=0.001), and lower levels of TLR5 (p<0.001), TLR9 (p<0.001), PR (p<0.001), and Bmi-1 (p=0.006) than the HPV-negative OPSCCs. From our findings, we conclude that high TLR5, low TLR7, and high PR expression levels may impact the prognosis of OPSCC. In addition, our results support the fact that HPV-positive and HPV-negative OPSCCs are different tumor entities.Suunielun levyepiteelisyövän esiintyvyys kasvaa monissa länsimaissa. Suomessa taudin esiintyvyys nousi vuoden 1996 32:sta tapauksesta 85:een tapaukseen vuonna 2006, kun se oli 193 tapausta vuonna 2016. Lisäksi, suunielun levyepiteelisyöpä on maailmanlaajuisesti 12. yleisin syöpä, ja se usein liittyy ihmisen papilloomavirusinfektioon (HPV). Suunielun levyepiteelisyövän ennusteen arvioiminen on yksi kliinistä työtä tekevien lääkäreiden haastavimmista ongelmista. Vaikka ennusteen arvioinnissa on käytetty monia kliinisiä tekijöitä, kuten kasvaimen kokoa ja invaasiota, imusolmuke- ja kaukoetäpesäkkeiden esiintyvyyttä (cTNM) sekä muita histopatologisiin muuttujiin perustuvia ennustemalleja; potilaaseen ja hoitoon liittyvien tekijöiden lisäksi kaikki nämä muuttujat ovat rajallisia ennusteen arvioimisessa. Tämän vuoksi moni viimeaikainen tutkimus on arvioinut immunohistokemiallisten merkkiaineiden ennusteellisuutta suunielun levyepiteelisyövässä. Tollin kaltaisilla reseptoreilla (TLR) on tärkeä rooli monen alueen karsinooman kehittymisessä, mukaan lukien kielen, ihon, kohdunkaulan ja kurkunpään levyepiteelisyövät ja suoliston adenokarsinooma. Hormonireseptoreilla on ratkaiseva rooli rintasyövän sekä miesten ja naisten sukupuolielinten syöpien patogeneesissä ja hoidossa. Sen lisäksi niillä on tärkeä rooli muiden elinten, kuten mahalaukun, kurkunpään ja sylkirauhasten karsinoomissa, mutta niiden rooli suunielun levyepiteelikarsinoomassa on edelleen huonosti tunnettu. Epiteelimesenkymaalisessa siirtymisessä (EMT) epiteelisolut menettävät osan oleellisista epiteelipiirteistään ja saavat invasiivisia ja migratorisia ominaisuuksia, jotka ovat luonteenomaisia mesenkymaalisille soluille. Lisäksi HPV-infektio indusoi keratinosyyttiset kantasolut käyttäytymään syövän kantasolujen tapaan. Tarkempien prognostisten biomarkkereiden havaitseminen olisi hyödyllistä kliinisellä tasolla. Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin TLR5, 7 ja 9, sukupuolihormonireseptoreiden: androgeenireseptori (AR), progesteronireseptori (PR) ja estrogeenireseptori (ER), EMTmerkkiaineiden: β-kateniini, E-kadheriini, vimentiini ja kantasolujen ilmentämien biomerkkiaineiden: Bmi-1, HESC5: 3 ja HES77 ennusteellista merkitystä 202 suunielun levyepiteelisyöpäpotilaan ryhmässä. Tutkimme myös näiden merkkiaineiden korrelaatioita HPV-infektioon. Havaitsimme, että korkeaan TLR5-, alhaiseen TLR7- ja korkeaan PR-tasoon liittyy huono tautispesifinen eloonjääminen (DSS) (vastaavasti p = 0,002 ja p = 0,001). Lisäksi HPV-positiiviset kasvaimet ilmentävät korkeampia TLR7 (p <0,001), AR (p <0,001), HESC5: 3 (p = 0,016), vimentiini (p = 0,026) ja solukalvon β-kateniini (p = 0,001). 0,001) pitoisuuksia ja alhaisempia TLR5 (p <0,001), TLR9 (p <0,001), PR (p