MMP-13: ein Marker der kolorektalen Karzinogenese

Abstract

Ziel: Ziel unserer Studie war es, die MMP-13-Expression in kolorektalen Adenomen und Karzinomen zu untersuchen, um damit auf eine präzise und genaue Diagnose schließen zu können.Studiendesign: Es wurden 105 Patienten mit histologisch gesicherten kolorektalen Adenomen und KRK in die Studien aufgenommen. Insgesamt konnten von den 105 Patienten 137 Patientenproben ausgewertet werden.Die Adenom- und Karzinomproben wurden nach routinemäßig durchgeführten koloskopischen Untersuchungen mit Polypektomie oder Operationen an kolorektalen Karzinomen durch das Institut für Pathologie der Universitätsklinik Gießen rekrutiert. Das Biopsiematerial wurde routinemäßig fixiert und in Bezug auf hyperplastische Anteile, low- oder high-grade Dysplasien histopathologisch untersucht. Parallel wurde eine immunhistochemische Färbung mit MMP-13 durchgeführt. Zur Evaluation der immunhistochemischen Färbung erfolgte die Auswertung der Proben in Anlehnung an den Immunreaktiven Score nach Remmele und Stegner. Die Ergebnisse des IRS wurden mittels Western Blot verifiziert. Zur Identifizierung der Zellen, die MMP-13 im KRK produzieren, wurden Doppelfärbungen angefertigt.Ergebnisse: Die MMP-13-Proteinexpression nimmt gemessen am Immunreaktiven Score von gesunder Kontrolle über low-grade zu high-grade Adenom bis zum Karzinom zu. Es zeigte sich ein signifikanter Unterschied des Immunreaktiven Scores zwischen gesunden Proben und low-grade (p = 0,008), sowie zwischen low-grade Adenomen und high-grade Adenomen (p < 0,001). Keine statistische Signifikanz wurde zwischen high-grade Adenomen und KRK erreicht (p = 0,059). Erfolgreiche Doppelfärbungen konnten für CK20 als Epithelmarker, vWF (von-Willebrandt-Faktor) als Endothelmarker und Vimentin als Marker für Fibroblasten durchgeführt werden.Schlussfolgerung: Der IRS stellt eine geeignete Methode zur Beurteilung des pathologischen Grades von präkanzerösen und kanzerösen kolorektalen Läsionen dar. MMP-13 wurde als ausgezeichneter Marker für high-grade IEN und das KRK identifiziert. Der IRS könnte dazu dienen, metastatisches Verhalten, Prognose und Rückfallrate des KRK zu prognostizieren. Die Identifikation des zellulären Ursprungs von MMP-13 im KRK bietet darüber hinaus die Basis für eine gezielte therapeutische Modulation. Objective: The assessment of suitable biomarkers to discriminate precancerous colorectal cancer stages might improve diagnosis and individual therapy as well as outcome. Here we investigate the association between grade of dysplasia and MMP-13 expression in biopsies from patients with cancerous and non-cancerous colorectal adenomas.Design: Routinely fixed biopsies of 137 colorectal adenomas and colorectal cancer from 105 patients were examined histologically concerning hyperplastic, low- or high-grade dysplasia. Immunohistochemical staining of MMP-13 was performed and evaluated semi-quantitatively by the use of a newly adapted immunoreactive score. Calculated immunoreactive scoring results were validated through western blotting. Cellular sources for MMP-13 were identified by immunostaining.Results: The amount of MMP-13 expression correlated with the histopathologic classification of (pre-)cancerous lesions. Semi-quantitative immunoreactive scoring revealed a significant increase from low- to high-grade adenomas, whereas any further increase in patients with carcinoma did not reach statistical significance. The results were validated by western blotting. Epithelial- and endothelial cells as well as fibroblasts were identified as main cellular sources for MMP-13 production in colorectal lesions.Conclusions: MMP-13 IRS represents a suitable method to assess the pathological grade of precancerous and cancerous colorectal lesions. MMP-13 has been identified as an excellent marker of high-grade IEN and CRC, and may thus be applied for prognostic stratification. The identification of cellular MMP-13 sources offers a basis for targeted therapeutic modulation in CRC.