Expression des Östrogenrezeptors beta in kolorektalem Karzinomgewebe und in korrespondierender gesunder Kolonschleimhaut

Abstract

Zahlreiche epidemiologische Daten sprechen dafür, dass Östrogene eine protektive Wirkung bezüglich des Kolonkarzinomrisikos haben. So konnte nachgewiesen werden, dass Frauen seltener kolorektale Karzinome entwickeln als Männer und dass sowohl Schwangerschaften als auch eine Hormonersatztherapie invers mit dem Auftreten von Dickdarmtumoren korrelieren. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass der Östrogenrezeptor beta (ERβ) eine entscheidende Rolle bei der Vermittlung der protektiven Effekte von Östrogenen im kolorektalen Gewebe spielt. Ziel dieser Studie war es, zu untersuchen, ob es Unterschiede in der Höhe der ERβ Expression zwischen normaler Kolonmukosa und Kolonkarzinomgewebe gibt. Des weiteren wurde untersucht, ob in gesundem und erkranktem Kolongewebe geschlechtsspezifische Unterschiede in der ERβ Expression zu beobachten sind und ob ein Zusammenhang zwischen der Höhe der ERβ Expression im Tumorgewebe und dem Tumorstadium besteht. Dafür wurde mittels RT-PCR und Western Blot Analyse die Expression des ERβ in tumorfreien Gewebeproben sowie in den korrespondierenden Tumorgeweben von 64 Patienten (33 Männer und 31 Frauen) mit einem kolorektalen Karzinom untersucht. Es konnte in der normalen Kolonmukosa aller Patienten mit beiden Verfahren eine hohe ERβ Expression nachgewiesen werden. Dagegen war in den korrespondierenden Gewebeproben aus den Tumorarealen eine statistisch signifikante Minderung der Rezeptorexpression sowohl mittels der RT-PCR als auch der Western Blot Analyse zu beobachten. Interessanterweise zeigte sich hierbei auf der Ebene des ERβ Proteins eine sehr viel stärkere Reduktion der Expression, als auf der Ebene der ERβ mRNA. Der Grund hierfür ist eventuell in einem posttranskriptionellen Mechanismus der Downregulation des Rezeptors zu suchen. Beim geschlechtsspezifischen Vergleich waren mit beiden Analyseverfahren im tumorfreien Dickdarmgewebe keine signifikanten Unterschiede zwischen Männern und Frauen in der Höhe der ERβ Expression zu beobachten. In den Tumorproben zeigten sich unterschiedliche Ergebnisse. Auf der Ebene der mRNA waren keine geschlechtsspezifischen Unterschiede zu beobachten, während auf der Ebene des ERβ Proteins die Expression des Östrogenrezeptors bei Männern statistisch signifikant niedriger war, als bei Frauen. Bei der Auswertung der Daten für die Tumorstadien, den Lymphknotenbefall und die Differenzierungsgrade zeigten sich unterschiedliche Ergebnissen für die ERβ mRNA und das ERβ Protein. Auf der Ebene der ERβ mRNA war eine zunehmende Tumorgröße oder ein vermehrter Lymphknotenbefall mit einer statistisch signifikanten Minderung der Expression assoziiert. Dahingegen war für diese Parameter keine Korrelation der Expression des ERβ Proteins zu beobachten. Die Ursache dafür ist unklar. Anders verhielt es sich für die einzelnen Differenzierungsgrade. Auf der Ebene der ERβ mRNA zeigten sich für alle Stadien etwa gleich hohe Expressionsniveaus. Dahingegen korrelierte auf der Ebene des ERβ Proteins eine zunehmende Entdifferenzierung der Tumoren mit einer Reduktion der Rezeptorexpression, wobei diese lediglich bei den Männern statistisch signifikant war. Ein prognostisch ungünstigerer Dickdarmtumor scheint also auf unterschiedlichen Ebenen der Gentranskription mit einer verminderten Expression des ERβ einherzugehen. Dieses Ergebnis unterstützt die Hypothese, dass ERβ eine Rolle als Tumorsupressor hat und in Anwesenheit von Östrogen die Zelle vor unkontrollierter Proliferation und maligner Transformation schützt. Möglicherweise eröffnen sich dadurch neue Therapieansätze. Es ist in Prostatakarzinomen nachgewiesen worden, dass das Einbringen von ERβ zu einer Hemmung der Invasion und Proliferation des Tumorgewebes führt. Diese Wirkung war bei zusätzlicher Substitution von Östradiol noch stärker ausgeprägt. Diesen Effekt könnte man sich auch in der Therapie des kolorektalen Karzinoms zu Nutze machen, um eine weitere Ausbreitung eines bereits vorhandenen Karzinoms zu verhindern und somit die Prognose für den Patienten zu verbessern. Eventuell stellt auch eine Hormonersatztherapie eine weitere Therapieoption bei genetisch oder familiär vorbelasteten Patienten dar, denn in verschiedensten Studien konnte nachgewiesen werden, dass bei Frauen, die postmenopausal Hormone einnahmen, dass Kolonkarzinomrisiko signifikant reduziert ist gegenüber den Frauen, die nie Hormone in der Postmenopause einnahmen. Hierfür muss allerdings getestet werden, welche Dosen für eine signifikante Risikominderung notwendig sind und ob diese in einem angemessenen Verhältnis zu den möglichen Nebenwirkungen stehen.

Various epidemiological data have suggested a protective effect of estrogens against the development of colon cancer. It has been shown that premenopausal women are less likely than men to develop colon cancer and that pregnancy as well as hormone replacement therapy (HRT) correlate inversely with the incidence of colorectal cancer in postmenaupausal women. The protective effects of estrogens against colon cancer may in part be mediated through the estrogen receptor beta (ERβ) which has been hypothesized to function as a tumor suppressor in this disease. The aim of this study was to examine whether there are differences in the expression of ERβ mRNA and/or protein between normal colonic mucosa and colon cancer tissue in patients with colorectal cancer. Furthermore gender specific differences in the ERβ mRNA and protein expression in normal and tumor tissue were analyzed. In addition, it was determined whether there is a correlation between the level of ERβ mRNA o protein expression and the tumor stage. ERβ protein and mRNA expression were determined by western blot and PCR analysis in normal colon mucosa and corresponding colorectal cancer tissue obtained from 64 patients (33 men, 31women). All patients expressed ERβ mRNA and protein in normal colon mucosa and no differences between men and women could be observed. In tumor tissue samples a significantly decreased expression of ERβ mRNA and ERβ protein was detected. This reduction was more pronounced on the protein level than on the mRNA level, suggesting a posttrancriptional mechanism of down regulation. The observed reduction of ERb protein expression was significantly more pronounced in men than in women, while no gender differences could be detected on the mRNA level. Analysis of ERb expression in correlation to tumor size, lymph node involvement and grading revealed different results for ERβ mRNA and ERβ protein expression. Increasing tumor size and lymph node involvement was associated with a significant decrease of ERβ mRNA expression. In contrast neither tumor size nor lymph node involvement correlated with the level of ERβ protein expression, whereas poor differentiation of tumors was associated with a profound reduction of ERβ protein receptor expression. However, this was observed only in men, whereas poor differentiation of the tumor was not associated with significant changes in the receptor expression in female patients. These observations of decreased ERβ mRNA and protein expression in colorectal cancer support the hypothesis that ERβ may funcion as a tumor supressor by protecting cells against malignant transformation and uncontrolled proliferation. It remains to be elucidated whether decreased expression of ERβ precedes the development of colorectal cancer or whether the tumor itself induces the reduction of ERβ expression. Further studies are necessary to evaluate whether induction of ERβ expression may play a role in therapeutic or preventive strategies against colorectal cancer.