Background: The mammalian target of rapamycin (mTOR) is an important regulator of cell proliferation and protein translation and is activated in various malignancies. Expression of mTOR cascade components in gastric neuroendocrine tumors (NETs), however, has not yet been fully explored. Aims: The goal of the present study was to assess the activation of mTOR and its upstream and downstream components in the rare group of gastric NETs using immunohistochemistry and to investigate the relationship between expression and clinicopathological data.
Methods: The expression of phosphorylated mTOR (p-mTOR) and its major target the eukaryotic initiation factor 4E-binding protein 1 (p4E-BP1), phospho-phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinase, catalytic subunit alpha (pPIK3CA), phospho-protein kinase B (p-Akt), phospho-phosphatase and tensin homolog (pPTEN), and phosphotuberous sclerosis 2 (pTSC2) were examined in a series of 35 gastric NETs. The data has been gathered through retrospective analysis from patients at the Charité, which have been diagnosed with gastric NET during a period between 2007 and 2012.
Results: All samples from the 35 patients showed expression of the mTOR pathway components pTSC2 and pPIK3CA, 34 were positive for pPTEN (93%), 31 were positive for p4E-BP1 (88%), 23 were positive for p-Akt (67%) and 31 were positive for p-mTOR (88%). We identified a strong linear correlation between p-mTOR and p4E-BP1 (p<0,001, R=0,718), and a linear, but weaker correlation between p-mTOR und pPTEN, as well as between p4E-BP1 and pPTEN (p=0,004 and R=0,477, respectively). Less differentiated tumors resulting in a higher grading (I-III) showed reduced manifestation of p-mTOR (p=0,043) and pPTEN (p=0,019). An increasing tumor type (von 1-4) showed a decline in positivity regarding the manifestation of p4E-BP1 (p=0,041) and pPTEN (p=0,046). With increasing ENETS stage (0-IV) the manifestation of p4E-BP1 was reduced (p=0,002). The presence of distant metastases showed a significantly higher positivity with the manifestation of p4E-BP1 (p=0,044). Patients with higher Ki67% index showed reduced manifestation of pPTEN (p=0,044). p4E-BP1 was higher in female than in male patients (p=0,035). pPTEN was less positive in patients who already had died during the follow-up (p=0,002). The sum of all 6 components was reduced with increasing grading (p=0,0466), higher ENETS stage (p=0,057), the presence of distant metastases (p=0,023) and in male patients (p=0,037).
Conclusions: In conclusion, these data demonstrate high mTOR activation in gastric NETs, suggesting that mTOR pathway inhibition may be a possible therapeutic strategy for treatment of gastric NETs.
Der “mammalian target of rapamycin” (mTOR) ist ein bedeutsamer Regulator der Zellproliferation und Proteintranslation. Bei einer Vielzahl von Malignomen ist mTOR hochreguliert. Die Expression von verschiedenen Komponenten des mTOR-Pfadweges in der sehr seltenen Gruppe der gastralen Neuroendokrinen Tumoren (NETs) ist bisher unklar und soll in der vorliegenden Arbeit analysiert werden. Methodik: Die Expression von phosphoryliertem mTOR (p-mTOR), sowie vom “eukaryotic initiation factor 4E-Binding Protein 1” (p4E-BP1), “phospho-phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinase, catalytic subunit alpha” (pPIK3CA), “phospho-protein kinase B” (p-Akt), “phospho-phosphatase and tensin homolog” (pPTEN) und “phosphotuberous sclerosis 2” (pTSC2) wurde an 35 histopathologischen Proben von gastralen NETs untersucht. Die Daten wurden im Rahmen einer retrospektiven Analyse von Patienten mit einem gastralen NET zwischen 2007 und 2012 an der Charité erhoben. Ergebnisse: Alle 35 Proben waren positiv für die mTOR-Komponenten pTSC2 und pPIK3CA, 34 Proben für pPTEN (93%), 31 Proben für p4E-BP1 (88%), 23 Proben für p-Akt (67%) und 31 Proben für p-mTOR (88%). Es zeigte sich ein starker linearer Zusammenhang zwischen p-mTOR und p4E-BP1 (p<0,001, R=0,718), und ein ebenfalls linearer, aber weniger starker Zusammenhang zwischen p-mTOR und pPTEN, sowie zwischen p4E-BP1 und pPTEN (jeweils p=0,004 und R=0,477). Mit zunehmender Entdifferenzierung (Grading I-III) nahm die Positivität von p-mTOR (p=0,043) und pPTEN (p=0,019) ab. Ein höherer Tumor-Typ (von 1-4) war durch eine Abnahme der Positivität von p4E-BP1 (p=0,041) und pPTEN (p=0,046) gekennzeichnet. Mit zunehmendem ENETS-Stadium (von 0-IV) zeigte sich eine Abnahme der Positivität von p4E-BP1 (p=0,002). Eine Fernmetastasierung war mit einer signifikant höheren Positivität von p4E-BP1 vergesellschaftet (p=0,044). Patienten mit höherem Ki67%-Index zeigten eine verminderte Positivität von pPTEN (p=0,044). Weibliche Patienten hatten eine stärkere Positivität von p4E-BP1 im Vergleich zu männlichen Patienten (p=0,035). pPTEN war schwach positiv bei den bereits verstorbenen Patienten (p=0,002). Die summierte Gesamtkomponentenanzahl zeigte eine Abnahme bei zunehmendem Grading (p=0,0466), einem höheren ENETS-Stadium (p=0,057), einer bereits eingetretenen Fernmetastasierung (p=0,023) und bei männlichen Patienten (p=0,037). Schlussfolgerung: Zusammenfassend zeigte sich in unserem Patientenkollektiv eine hohe Aktivierung von mTOR in gastralen NETs. Hieraus lässt sich ableiten, dass pharmakologische mTOR-Inhibition eine mögliche therapeutische Strategie in der Behandlung von gastralen NETs darstellen kann.
