Untersuchung von Cytokeratinprofilen und ihrer prognostischen Relevanz bei kolorektalen Karzinomen - Eine TMA Untersuchung an 2919 Gewebeproben

Abstract

Das Ziel dieser Studie war 1) Kolonkarzinomgewebe auf die Expression verschiedener Cytokeratine auf Proteinebene zu untersuchen, 2) eine Korrelation zwischen klinikopathologischen Parametern und der Cytokeratinexpression zu erstellen und 3) das unsupervisierte hierarchische Clustering in Kombination mit dem TMA-Verfahren als neue Methode zur Bestimmung von Immunprofilen zu testen. Das Kollektiv umfasste 203 Patienten, von denen 475 Gewebeproben analysiert wurden, die Primärtumore, Metastasen und Normalgewebe repräsentierten. Die Gewebeproben wurden immunhistochemisch auf die Expression der Cytokeratine 20, 19, 18, 17, 16, 14, 13, 8, 7 und 5 untersucht und statistisch mittels Kreuztabellen, Fisher´s Exact Test und Kaplan-Meyer-Test analysiert. Eine unsuperversierte hierarchische Clusteranalyse wurde zur Auswertung von 2919 immunhistochemischen Daten herangezogen. Hierbei kristallisierten sich fünf Subgruppen mit charakteristischer Expression von vier Biomarken (CK20, CK19, CK14 und CK8) heraus. Clustergruppen mit negativer Expression von CK8 und CK20 waren signifikant mit einem kürzerem Überleben (p=0,004) assoziiert. In der Einzelanalyse der vier Biomarker zeigte sich ein signifikant kürzeres Überleben bei Patienten mit einem Verlust der CK8 Expression (p=0,001). Bei multivariater Analyse, nach Herausnahme von Tumorstadium und Grading, zeigte CK8 eine höhere Signifikanz (p=0,004) als der Lymphknotenstatus. In der Gesamtauswertung hingegen war er kein unabhängiger Marker. CK14 zeigte einen Trend (p=0,056) zum kürzeren Überleben bei Überexpression. Das TMA-Verfahren erwies als geeignete Methode zur Untersuchung von immunhistochemischen Daten sowie die Clusteranalyse als geeignetes Verfahren zur Erstellung von prognostischen und diagnostischen Signaturen.

Recent cDNA expression profiling analyses indicate that within specific organ cancers Cytokeratins (CKs) dysregulation may identify subgroups with distinct biological phenotypes. Our objectives in this study were to test whether cytokeratins were also distinct on the protein level, to evaluate these biomarkers in a series of well-characterised CRCs, to apply hierarchical cluster analysis to immunohistochemical data. Methods: Tissue microarrays (TMA) comprising 475 CRC specimens from 203 patients were constructed to evaluate CK5, CK7, CK8, CK13, CK14, CK16, CK17, CK18, CK19 and CK20. In total, 2919 samples were analyzed. Results: Unsupervised hierarchical clustering discovered subgroups represented by reduced CK8 and CK20 expression, that differed by a shorter patients` survival. The evaluation of the specific biomarkers by Kaplan–Meier analysis showed that reduced CK8 expression (p < 0.01) was significantly associated with shorter patients’ survival, but was not an independent factor correlated with tumour stage (pT), grading (G) and nodal stage (pN). Also overexpressed CK14 showed a tendency to a shorter patients` survival (p = 0,056) Conclusions: Reduced coexpression of CK8 and CK20 may indicate an epithelial-mesenchymal transition (EMT) representing an important step in the development of more aggressive CRCs. In addition, multiplex analysis of TMAs together with immunohistochemistry (IHC) supplemented by hierarchical clustering are a useful, promising and very powerful tool for the identification of tumour subgroups with diagnostic and prognostic signatures.