Immunhistochemische Charakterisierung von ZEB1 in humanen Glioblastomen

Abstract

Auf Grund seiner Einbindung in komplexe tumorbiologische Zusammenhänge wie der Vermittlung von Stammzelleigenschaften, der Invasionsfähigkeit und von tumorinduzierter Immunsuppression auch in primären Hirntumoren gelangte der EMT-Induktor ZEB1 in den Fokus der Glioblastomforschung. Die im Zusammenhang mit ZEB1 und glialen Tumoren aufgetretenen Widersprüche gerade in Bezug auf die Übertragung des EMT-Kontextes auf Glioblastome und den prognostischen Wert von ZEB1 verdeutlichen seine komplexe tumorbiologische Rolle. Die vorliegende Arbeit bietet eine Charakterisierung von ZEB1 auf Einzelzellebene für einen Datensatz aus 231 Glioblastomen mittels eines dafür entwickelten Workflows zur weitestgehend automatischen Auswertung großer histologischer Datensätze. Es konnte gezeigt werden, dass Glioblastome ubiquitär ZEB1 exprimieren und der Anteil an ZEB1+ Zellen signifikante Unterschiede in Bezug auf Schlüsselalterationen der transkriptionalen Subtypen aufweist. Der ZEB1 labeling index ist höher in Glioblastomen mit EGFR-Amplifikation und IDH1-Mutation und geringer in Glioblastomen mit Verlust der NF1-Expression. Darüber hinaus wurde die Immuninfiltration als wahrscheinlicher Confounder bei der Beurteilung der subtypenspezifischen ZEB1-Expression identifiziert. Schlussendlich stellt die subtypenunabhängig hohe ZEB1-Expression mit Betonung der sich durch Surrogatparameter des klassischen und (G-CIMP+) proneuralen Subtypen auszeichnenden Glioblastompopulationen die Annahme eines EMT-ähnlichen Modells der Tumorprogression in Glioblastomen allerdings in Frage.

Due to its integration into complex tumor biological relationships such as the mediation of stem cell properties, invasion and tumor-induced immunosuppression even in primary brain tumors, the EMT inducer ZEB1 attracted attention in glioblastoma research. The contradictions that have arisen in connection with ZEB1 and glial tumors, particularly with regard to the transfer of the EMT context to glioblastomas and the prognostic value of ZEB1, illustrate its complex role in the biology of glioblastoma. The present work offers a characterization of ZEB1 on a single cell level for a data set of 231 glioblastomas using a customized workflow for the mostly automatic evaluation of large histological data sets. The analysis reveals that glioblastomas express ZEB1 ubiquitously and that the proportion of ZEB1+ cells shows significant differences with respect to key alterations of the transcriptional subtypes. The ZEB1 labeling index is higher in glioblastomas with EGFR amplification and IDH1 mutation and lower in glioblastomas with loss of NF1 expression. In addition, immunoinfiltration was identified as a likely confounder in the assessment of subtype-specific ZEB1 expression. Finally, the assumption of an EMT-like model of tumor progression in glioblastomas is challenged by consistently high ZEB1 expression irrespective of subtype with emphasis on glioblastoma populations characterized by surrogate parameters of the classical and (G-CIMP+) proneural subtypes.