1ο ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΑΘΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΝΑΤΟΜΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ – ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Διευθυντής: Καθηγητής Ε.Πατσούρης Προγνωστική σημασία των πολλαπλασιαστικών, αποπτωτικών και αγγειογενετικών δεικτών στους όγκους του κεντρικού νευρικού συστήματος Π. Κορκολοπούλου, Αν. Καθηγήτρια Παθολογικής Ανατομικής Γιώργος Αγρογιάννης, Επιστημονικός συνεργάτης

ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗΣ Ιστολογική βαθμονόμηση είναι η πρόβλεψη της βιολογικής συμπεριφοράς ενός όγκου με βάση ορισμένα κριτήρια Κλινική σημασία: καθορισμός χημειο- ή/και ακτινοθεραπευτικών παρεμβάσεων Αναπλασία: είναι ο όρος που συνοδεύει τα υψηλότερης κακοήθειας νεοπλάσματα και περιλαμβάνει ατυπία, μιτώσεις, αγγειακή υπερπλασία

Grade I: κυρίως όγκοι με χαμηλό δείκτη κυτταρικού πολλαπλασιασμού, αρκεί η χειρουργική εξαίρεση Grade II: διηθητικοί όγκοι, υποτροπιάζουν και όχι σπάνια μεταπίπτουν σε υψηλότερα grades Grade III: πυρηνική ατυπία και ικανή μιτωτική δραστηριότητα , απαιτούν επικουρική θεραπεία Grade IV: αγγειακή υπερπλασία, μιτώσεις, νέκρωση, πτωχή πρόγνωση

ΕΠΙΒΙΩΣΗ Σε συνδυασμό με γενική κατάσταση, ηλικία, ανταπόκριση στη θεραπεία, εξαιρεσιμότητα: Grade I: 5ετής επιβίωση άνω του 95% Grade II: 5ετής επιβίωση τυπικά άνω του 75% Grade III: συνήθης επιβίωση 2 – 3 έτη Grade IV: ποικίλει πολύ από 1 έτος (γλοιοβλάστωμα) έως και 60% 5ετής (μυελοβλάστωμα)

Α. Πολλαπλασιαστικοί δείκτες (γενικά) Μέθοδοι μελέτης κυτταρικής κινητικής ενσωμάτωση [3Η] θυμιδίνης με αυτοραδιογραφία ενσωμάτωση βρωμοδεοξυουριδίνης (BrdU) με αντι- BrdU ανοσοϊστοχημεία προσδιορισμός του κλάσματος S-φάσης μέτρηση οργανωτών του πυρηνίου ανοσοϊστοχημική ανίχνευση αντιγόνων που εκφράζονται από τα πολλαπλασιαζόμενα κύτταρα [Ki-67, PCNA, τοποϊσομεράση ΙΙα, μιτοσίνη]

Α. Πολλαπλασιαστικοί δείκτες (γενικά) Αίτια ασυμφωνίας αποτελεσμάτων προγνωστικών μελετών με πολλ/κούς δείκτες 1) Είδος χρησιμοποιούμενου(-ων) δείκτη(-ών) 2) Τρόπος αξιολόγησης ανοσοϊστοχημικών χρώσεων (περιοχή, ένταση χρώσης, ποσοτική ή ημιποσοτική εκτίμηση) 3) Λοιπές παράμετροι που συμπεριλαμβάνονται στην πολυπαραγοντική ανάλυση 4) Είσοδος της παραμέτρου στο πολυπαραγοντικό μοντέλο σε συνεχή ή κατηγορική μορφή 5) Αριθμός μελετηθέντων ασθενών

Σχέση πολλαπλασιαστικών δεικτών με το βαθμό κακοηθείας ποσοστιαίας έκφρασης PCNA και Ki-67 σε αστροκυτταρικού και μη αστροκυτταρικού τύπου γλοιώματα και μηνιγγιώματα αυξανομένου του βαθμού κακοηθείας (Cunningham1997, Yang 1997, Maier 1997, Schiffer 1998, Karamitopoulou 1998, Hesters 1999, Abramovich 2000, Korkolopoulou 2001, Konstantinidou 2001)

Σχέση πολλαπλασιαστικών δεικτών με το βαθμό κακοηθείας (συνέχεια) ποσοστιαίας έκφρασης ΤοποΙΙα αυξανομένου του βαθμού κακοηθείας σε μηνιγγιώματα (Konstantinidou 2001) ποσοστιαίας έκφρασης ΤοποΙΙα και μιτοσίνης αυξανομένου του βαθμού κακοηθείας σε διάχυτα αστροκυτώματα (Taniguchi 1999, Korkolopoulou 2001) ολιγοδενδρογλοιώματα (Miettinen 2000) και επενδυμώματα (Korshunov 2000) Συνήθως η επικάλυψη των τιμών δεν επιτρέπει ασφαλή διαχωρισμό των βαθμών κακοηθείας μεταξύ τους

Σχέση πολλαπλασιαστικών δεικτών με την πρόγνωση των διαχύτων αστροκυτωμάτων Αυξημένη έκφραση PCNA και Ki-67 αποδεικνύεται δυσμενής προγνωστικός παράγοντας συνήθως στη μονοπαραγοντική (Cunningham 1997) ανάλυση, όταν εξετάζονται όλοι οι βαθμοί κακοηθείας Στα διάχυτα αστροκυτώματα βαθμού ΙΙ-ΙΙΙ η έκφραση του PCNA (Vigliani 1994) και του Ki-67 (Hesters 1999) αποτελεί ανεξάρτητο προγνωστικό παράγοντα Ο βαθμός κακοηθείας και οι πολλαπλασιαστικοί δείκτες είναι αμοιβαίως εξαιρετέες παράμετροι στην πολυπαραγοντική ανάλυση

Σχέση πολλ/κών δεικτών με την πρόγνωση των διαχύτων αστροκυτωμάτων (συνέχεια) Η έκφραση της ΤοποΙΙα είναι ανεξάρτητη προγνωστική παράμετρος για την ελεύθερη νόσου επιβίωση Η έκφραση της μιτοσίνης είναι ανεξάρτητη προγνωστική παράμετρος για τη συνολική επιβίωση (Korkolopoulou 2001)

Σχέση πολλ/κών δεικτών με την πρόγνωση στους λοιπούς τύπους γλοιωμάτων Η έκφραση του Ki-67 δεν σχετίζεται με την πρόγνωση των πιλοκυτταρικών αστροκυτωμάτων (Haapasalo 1999) Αυξημένη έκφραση PCNA και Ki-67 είναι δυσμενής προγνωστικός παράγων στα επενδυμώματα Αυξημένη έκφραση ΤοποΙΙα αποτελεί δυσμενή προγνωστικό παράγοντα σε χαμηλόβαθμα επενδυμώματα (Korshunov 2000) και ολιγοδενδρογλοιώματα (Μiettinen 2000)

Σχέση πολλ/κών δεικτών με την πρόγνωση των μηνιγγιωμάτων Αυξημένη έκφραση του Ki-67 και της ΤοποΙΙα σε υποτροπιάσαντες όγκους (Kakinuma 1996, Karamitopoulou 1998, Tanaka 1999, de Plessis 2000, Abramovich 2000) Αυξημένη έκφραση του Ki-67 ανεξάρτητος δυσμενής προγνωστικός παράγων στο σύνολο των μηνιγγιωμάτων (Hsu 1998)

Σχέση πολλ/κών δεικτών με την πρόγνωση των μηνιγγιωμάτων (συνέχεια) Σε μη κακοήθη μηνιγγιώματα (Grade I και ΙΙ) ο χρόνος υποτροπής σχετίζεται με την έκφραση της μιτοσίνης και της topoIIa (Konstantinidou 2001)

Τοποϊσομεράση ΙΙα σε μηνιγγίωμα βαθμού Ι

Τοποϊσομεράση ΙΙα σε μηνιγγίωμα βαθμού ΙΙ

Γ. Αγγειογένεση και όγκοι κεντρικού νευρικού συστήματος (υπάρχουσες γνώσεις) Η δημιουργία μικροαγγειακού δικτύου είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη των διαχύτων αστροκυτωμάτων Ο βαθμός της αγγειοβρίθειας σχετίζεται με το βαθμό κακοηθείας, την ακτινολογική εικόνα και την πρόγνωση Η σχέση μεταξύ βαθμού αγγειοβρίθειας/ ενδοθηλιακής υπερπλασίας και κακοήθους δυναμικού στα διάχυτα αστροκυτώματα αποτελεί κεντρικό σημείο όλων των συστημάτων βαθμοποίησης

Γ. Αγγειογένεση και όγκοι κεντρικού νευρικού συστήματος (υπάρχουσες γνώσεις) Στα διάφορα συστήματα βαθμοποίησης των αστροκυτωμάτων εκτιμάται η μικροαγγειακή (ενδοθηλιακή) υπερπλασία ενώ ο αριθμός των μικροαγγείων με μονόστιβο ενδοθήλιο δεν λαμβάνεται υπ’ όψιν Η παρουσία των αγγείων στα διάχυτα αστροκυτώματα είναι δυνατόν να οφείλεται α) σε εγκλωβισμό προϋπαρχόντων αγγείων της εγκεφαλικής ουσίας εντός του νεοπλασματικού ιστού και β) σε αγγειογένεση που προκαλείται από τα νεοπλασματικά κύτταρα

Στάδια ανάπτυξης μικροαγγειακής υπερπλασίας (Brat 2002) 1) Στρατολόγηση (co-option) αγγείων από την εγκεφαλική ουσία 2) Αυξημένη έκφραση της αγγειοποιητίνης 2 από τα ενδοθηλιακά κύτταρα 3) Αυτοκρινής δράση της αγγειοποιητίνης 2 στους υποδοχείς Tie-2 4) Υποστροφή των αγγείων λόγω αποπτωτικού θανάτου των ενδοθηλιακών κυττάρων 5) Νέκρωση νεοπλασματικών κυττάρων που γειτνιάζουν με υποστραφέντα αγγεία 6) Επαγωγή του VEGF λόγω της υποξίας (δράση HIF-1α) στα επιβιώσαντα νεοπλασματικά κύτταρα πέριξ της νεκρώσεως 7) Μικροαγγειακή υπερπλασία

Κύρια μόρια εμπλεκόμενα στην αγγειογένεση των γλοιωμάτων 1) Αγγειογενετικοί παράγοντες : βFGF, VEGF ενδοθήλια νεοπλασματικά κύτταρα & ενδοθήλια (;) 2) Ειδικοί αντιαγγειογενετικοί παράγοντες : glioma-derived angiogenesis inhibitory factor (GD-AIF), brain angiogenesis inhibitor-1 (BAI-1) 3) Υποδοχείς VEGF (VEGF-1 &-2), Tie 1 & 2, ιντεγκρίνες, PDGF ( ενδοθήλια αγγείων)

Σχέση των αγγειογενετικών φαινομένων με την εξέλιξη των αστροκυτωμάτων

Έκφραση VEGF σε γλοιώματα και μηνιγγιώματα Σε διάχυτα αστροκυτώματα αναλόγως του βαθμού κακοηθείας (μέγιστη στο πολύμορφο γλοιoβλάστωμα) Σχέση μεταξύ VEGF, αγγειοβρίθειας (κυρίως σε χαμηλόβαθμα αστροκυτώματα) και HIF-1α Σαφώς μικρότερη έκφραση VEGF στο πιλοκυτταρικό αστροκύτωμα Αμφιλεγόμενη η έκφραση στο ολιγοδενδρογλοίωμα Υψηλή έκφραση στο επενδύμωμα και αναπλαστικό ολιγοδενδρογλοίωμα Εστιακή έκφραση στο μηνιγγίωμα (Pietsch 1997, Abdulrauf 1998, Chan 1998, Lund 1998, Zagzag 2000, Chaudhry 2001)

Σχέση αγγειογένεσης και πρόγνωσης στα διάχυτα αστροκυτώματα (1) Υψηλή έκφραση VEGF σχετίζεται με χειρότερη επιβίωση και αυξημένη πιθανότητα εξέλιξης στα χαμηλόβαθμα αστροκυτώματα (Abdulrauf 1998)

Σχέση αγγειογένεσης και πρόγνωσης στα διάχυτα αστροκυτώματα (2) Αυξημένη αγγειοβρίθεια σχετίζεται με αυξημένη πιθανότητα εξαλλαγής στα αστροκυτώματα βαθμού ΙΙ και με πτωχότερη επιβίωση (Leon 1996, Abdulrauf 1998)

Μορφομετρική πρoσέγγιση της αγγειογένεσης (1) Ο αριθμός των αγγείων (MVD) και η ολική αγγειακή επιφάνεια (TVA) έχουν μέγιστες τιμές στα αστροκυτώματα βαθμού ΙΙΙ (Korkolopoulou 2002)

Μορφομετρική πρoσέγγιση της αγγειογένεσης (2) Παράμετροι σχετιζόμενες με το εύρος και το σχήμα των μικροαγγείων ήταν δυσμενείς προγνωστικοί παράγοντες για τους ασθενείς με αστροκυτώματα βαθμών ΙV και ΙΙ-ΙΙΙ αντίστοιχα Το ποσοστό των αγγειακών διχασμών ήταν ανεξάρτητος δυσμενής προγνωστικός παράγοντας

Β. Απόπτωση και όγκοι Κ.Ν.Σ. Υπάρχουσες γνώσεις 1) Το φαινόμενο της απόπτωσης έχει μεγάλη σημασία για τη φυσιολογική ανάπτυξη του κεντρικού και περιφερικού νευρικού συστήματος 2) Ο ρυθμός της απόπτωσης είναι εξίσου σημαντικός με το ρυθμό πολλ/ού για την αυξητικότητα των ενδοκρανιακών όγκων 3) Οι αποπτωτικοί μηχανισμοί εμπλέκονται στην καταστροφή των νεοπλασματικών κυττάρων από τα χημειοθεραπευτικά, την ακτινοθεραπεία και την υπερθερμία

Β. Απόπτωση και όγκοι Κ.Ν.Σ. Υπάρχουσες γνώσεις (συνέχεια) 4) Υπάρχουν ελάχιστες μελέτες σχετικά με την έκταση του φαινομένου της απόπτωσης στους όγκους του Κ.Ν.Σ. 5) Η ποσοτικοποίηση του αποπτωτικού θανάτου σε ιστολογικές τομές παρουσιάζει δυσχέρειες 6) Μέθοδοι όπως η ISEL και η TUNEL για την καταμέτρηση των αποπτωτικών κυττάρων παρουσιάζουν σοβαρά μειονεκτήματα διότι δεν ανιχνεύουν τα αρχικά στάδια της απόπτωσης ενώ σημαίνουν και νεκρωτικά κύτταρα

Ρόλος του ρυθμού απόπτωσης στα γλοιώματα Ο αποπτωτκός δείκτης αυξάνει παράλληλα με το βαθμό κακοηθείας και το ρυθμό πολλ/σμού στα αστροκυτώματα (Κordek 1996, Ηeesters 1999, Κοrkolopoulou 2001, Hara 2001, Schiffer 2001) Πέριξ των εστιών νεκρώσεως ο αποπτωτικός δείκτης υπερβαίνει το μιτωτικό δείκτη (Schiffer 2001) Απουσία σχέσης μεταξύ έκφρασης ΤοποΙΙα και ρυθμού απόπτωσης στα ολιγοδενδρογλοιώματα (Miettinen 2000)

Προγνωστική σημασία του ρυθμού απόπτωσης στα γλοιώματα Ο ρυθμός της απόπτωσης αποτελεί δυσμενή ανεξάρτητο προγνωστικό παράγοντα για την ολική και ελεύθερη νόσου επιβίωση των ασθενών με διάχυτα αστροκυτώματα (Hara 2001, Korkolopoulou 2001)

Προγνωστική σημασία του ρυθμού απόπτωσης στα γλοιώματα (συνέχεια) Ο ρυθμός της απόπτωσης δεν σχετίζεται με την πρόγνωση των αστροκυτωμάτων βαθμών ΙΙ/ΙΙΙ (Hesters 1999), ενώ υπάρχουν αντικρουόμενες απόψεις για τη σημασία του στα αστροκυτώματα βαθμού IV (Korshunov 1999, Hesters 1999) Ευμενής επίδραση του ρυθμού απόπτωσης στην πιθανότητα υποτροπής σε επενδυμώματα (Korshunov 2000) Απουσία προγνωστικής σημασίας στα πιλοκυτταρικά αστροκυτώματα (Haapasalo 1999) και στα ολιγοδενδρογλοιώματα (Hesters 1999)

Απόπτωση σε μηνιγγιώματα Σχέση της bcl-2 πρωτείνης με το ρυθμό απόπτωσης στα μη κακοήθη μηνιγγιώματα (Konstantinidou 2001) Αύξηση του ρυθμού απόπτωσης παράλληλα με το βαθμό κακοηθείας και το ρυθμό πολλ/σμού (Maier 1997, Ng1998, Abramovich 2000, Konstantinidou 2001, Yang 2001) Αμφιλεγόμενη η σχέση της έκφρασης της bcl-2 πρωτείνης με το βαθμό κακοηθείας

Απόπτωση σε μηνιγγιώματα (συνέχεια) Δυσμενής επίδραση του ρυθμού απόπτωσης στην υποτροπή (Konstantinidou 2001, Abramovich 2001) Έκφραση FAS/FASL σε άτυπα και κακοήθη μηνιγγιώματα (Weisberg 2001) Αυξημένη έκφραση bcl-2 σε υποτροπιάσαντα μηνιγγιώματα (Karamitopoulou 1998) Απουσία σχέσης με τo χρόνο υποτροπής των ασθενών (Abramovich 2001)

Αποπτωτικά μόρια και γλοιώματα Αυξημένη έκφραση bcl-2, FAS, FASL σε υψηλόβαθμα αστροκυτώματα, αλλά σπάνια σε ολιγοδενδρογλοιώματα (Frankel 1999) Απουσία σχέσης μεταξύ έκφρασης των bcl-XL και bax με το βαθμό κακοηθείας των αστροκυτωμάτων (Martin 2001) Συχνή συνέκφραση FAS/FASL σε αστροκυτώματα υψηλού κυρίως βαθμού κακοηθείας και ολιγοδενδρογλοιώματα, ανεξαρτήτως της bcl-2 (Frankel 1999)

Αποπτωτικά μόρια και πρόγνωση γλοιωμάτων Η έκφραση της bcl-2 επιδρά δυσμενώς στην πρόγνωση των αστροκυτωμάτων βαθμού ΙΙΙ (Fels 2000) αλλά δεν επηρεάζει την επιβίωση των ασθενών με πολύμορφο γλοιοβλάστωμα (Korshunov 1999, Kraus 2001) Αυξημένο κλάσμα bax/bcl-2 mRNA σχετίζεται με καλύτερη ανταπόκριση στη χημειοθεραπεία και ακτινοθεραπεία (Mazurek 2001)

Μιτοσίνη σε μηνιγγίωμα βαθμού Ι

Τοποϊσομεράση ΙΙα σε μηνιγγίωμα βαθμού Ι

Τοποϊσομεράση ΙΙα σε μηνιγγίωμα βαθμού ΙΙ

Ευχαριστώ πολύ!