Immunhistologische Expressionsanalyse des CTNNB1-Genprodukts (Beta-Catenin) bei kolorektalen Karzinomen mit Fehlpaarungsreparaturdefekten

Abstract

Angeborene und erworbene Veränderungen in den Genen und Genprodukten des WNT- Signalweges scheinen wesentlich beteiligt an der molekularen Pathogenese kolorektaler Karzinome. Das CTNNB1 könnte ein Zielgen einer gestörten DNA- Fehlpaarungsreparatur sein. Immunhistochemische Untersuchungen zeigten eine veränderte Expression in Tumoren. Diese Studie hatte zum Ziel, epidemiologische und morphologische Unterschiede sowie das Expressionsverhalten von β-Catenin in fehlpaarungsreparatursuffizienten (FRS) und -insuffizienten (FRI) kolorektalen Karzinomen zu untersuchen. Paraffinmaterial von 82 kolorektalen Tumoren unter Einschluß von Lymphknotenmetastasen wurde auf den Verlust von MLH1, MSH2 und MSH6 immunhistochemisch untersucht. Die Expressionsmusteranalyse des β-Catenins erfolgte mit Hilfe von sechs am Protein unterschiedlich bindenden β-Catenin Primärantikörpern und der Immunfluoreszenz. Patienten mit einem hereditären Problem und FRI erkrankten im jüngeren Alter. Beim Geschlecht dominierten die Männer mit Ausnahme der FRI-Tumoren von weiblichen Patienten mit negativer Familienanamnese. FRI-Tumoren waren häufiger schlecht differenziert und FRS- Tumoren von Patienten mit negativer Familienanamnese zeigten vermehrt Fernmetastasen. Der Vergleich der LSAB- Methode mit der indirekten Immunfluoreszenz zeigte bei 1/3 der Tumoren unterschiedliche Expressionsmuster mit dem am C-terminalen Ende bindenden mausmonoklonalen Antikörper 14. β -Catenin-Expressionsmuster innerhalb des Tumors sowie mit den verschiedenen β-Catenin Primärantikörpern mit Hilfe der indirekten Immunfluoreszenz stellten sich sehr heterogen dar. 4 Tumoren wiesen einen 7d11 Antikörper spezifischen vollständigen β-Catenin-Verlust auf. Primärtumoren mit orthologen β-Catenin- Mustern zeigten in Lymphknotenmetastasen korrespondierende Muster. Ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen den β-Catenin-Expressionsmustern und dem FR-System ließ sich nicht nachweisen. Die Heterogenität der β-Catenin-Muster mit 6 verschiedenen Antikörpern für verschiedene Epitope des β-Catenins läßt eine bis jetzt unbeachtete Komplexität der genetischen, epigenetischen und post-translationellen Veränderungen in kolorektalen Karzinomen mit Beeinflussung der Antikörperbindungsdomänen vermuten. Wegen der höheren Sensitivität und Spezifität scheint die indirekte Immunfluoreszenz besser geeignet für histopathologische Studien von Proteinen wie β-Catenin als die Immunhistochemie.

Inherited and acquired alterations involving various components of the WNT- signalling pathway are pathogenetically relevant in colorectal carcinoma (CRC). Most prominently the CTNNB1 gene and its product ß-catenin appear to be targeted in both DNA mismatch repair (MMR)-competent and MMR-defective CRC. This study tried to correlate the immunohistological expression patterns of ß-catenin with the epidemiology and histopathology of these two major types of CRC. Indirect immunofluorescence (IF) and immunohistochemistry (LSAB) using six different epitope-mapped anti ß-catenin antibodies were performed in comparison on 82 formalin fixed, paraffin-embedded (FFPE) primaries and their nodal metastases stratified as MMR- competent (MRC) or defective (MRD) according to their MLH1, MSH2 und MSH6 expression status. The CRCs of this cohort occurred signifantly earlier in patients with MRD-tumors or a family history of CRC. CRC was also more prevalent in males in all clinico- pathologically defined subgroups with the exception of MRD tumors without a family history of CRC. A third of the tumors differed in their LSAB and IF ß-catenin patterns using the same monoclonal antibody (mAb) directed against a C-terminal epitope. Using IF considerable intratumoral heterogeneity of ß-catenin localization was observed between the six different mAbs, one of which 7D11, directed against an exon 3 epitope showed a complete loss of ß-catenin in 4 CRCs. There appears to be no significant correlation between the various expression patterns of ß-catenin detected by either LSAB or IF and the clinico-pathological variables studied. However, the pronounced heterogeneity visualized by six mAbs specific for different epitopes of ß-catenin suggests a yet to be unraveled complexity of genetic, epigenetic and post-translational alterations prevalent in all types of CRCs. Methodologically IF with its greater sensitivity, specificity and signal resolution appears to be more appropriate for histopathological studies of proteins like ß-catenin whose intracellular localization and intratumoral patterns can be expected to be highly variable.