Perfil imuno-histoquímico de marcadores de células-tronco tumorais em neoplasias de glândula salivar / Immunohistochemical profile of tumor stem cell markers in salivary gland neoplasms

Os tumores de glândulas salivares (TGSs) são caracterizados por apresentar características clínico-patológicas complexas e uma grande diversidade de aspectos morfológicos, comportamentos clínicos e prognósticos. Têm surgido fortes evidências de que células-tronco tumorais (CTTs) desempenham papéis importantes na tumorigênese de várias neoplasias. No entanto, o papel dessas CTTs nos comportamentos e prognósticos dos TGSs ainda não está totalmente esclarecido. Este estudo buscou descrever o perfil de imunoexpressão dos biomarcadores de CTTs CD44, ALDH1, OCT4 e SOX2 em parênquima e estroma de tumores de glândulas salivares maiores e menores (20 adenomas pleomórficos, 20 carcinomas adenoides císticos e 20 carcinomas mucoepidermoides). Os dados obtidos foram analisados utilizando o nível de significância de 5% (p<0,05). Foram observadas diferenças entre os perfis de imunoexpressão parenquimal dos biomarcadores nas lesões. Nos APs e nos CACs destacaramse as imunoexpressões de ALDH1 e OCT4, respectivamente, sendo observada uma marcação preferencial para células não-luminais, com exceção do ALDH1, que marcou preferencialmente células luminais. Nos CMEs não se observou muita diferença entre as imunoexpressões dos biomarcadores. Nestes tumores, foram evidenciadas marcações de CD44, OCT4 e SOX2 nas células epidermoides e intermediárias, enquanto que a expressão de ALDH1 foi evidenciada também em algumas células mucosas. Quanto ao compartimento celular imunomarcado, a expressão de CD44 foi predominantemente membranar, a de ALDH1, citoplasmática, e de OCT4 e SOX2, nuclear. Também foi observada marcação citoplasmática para CD44 e OCT4. Comparando as imunoexpressões parenquimais entre os grupos de lesões, foram observadas maiores expressões de ALDH1, OCT4 e SOX2, nos casos de APs, CACs e CMEs, respectivamente. No entanto, a maioria dos CACs exibiu ausência de imunoexpressão parenquimal de ALDH1 e os casos de CME exibiram alta imunoexpressão parenquimal de SOX2, de modo diferente das outras lesões. Foi observada ainda imunoexpressão de todos os biomarcadores, exceto do SOX2, no estroma da maioria dos APs, CACs e CMEs. Quando aplicados testes estatísticos, foi evidenciada relação de maior imunoexpressão parenquimal de ALDH1 em tumores de glândulas salivares maiores (p=0,021) e de OCT4 em tumores de glândulas salivares menores (p=0,011); de maior imunoexpressão parenquimal de SOX2 em lesões sem diferenciação mioepitelial (p<0,001) e de OCT4 em lesões com diferenciação mioepitelial (p=0,009); de maior imunoexpressão parenquimal de ALDH1 em lesões benignas (p<0,001) e de SOX2 em malignas (p=0,002). O CD44 foi o único biomarcador que teve relação estatisticamente significativa da imunoexpressão parenquimal com os parâmetros clínicos das neoplasias malignas, sendo sua maior expressão relacionada a tumores menos agressivos e de melhor prognóstico. As imunoexpressões estromais do CD44, ALDH1 e OCT4 tiveram associação significativa com lesões malignas. Foram encontradas correlações significativas entre as imunoexpressões dos biomarcadores, tanto na amostra geral, quanto na análise individual das lesões. A expressão dos biomarcadores de CTTs evidenciada no parênquima e no estroma de TGSs sugere a participação dessas células na patogênese das lesões estudadas. Além disso, os resultados sugerem a existência de subpopulações distintas de CTTs nos TGSs (AU).

Salivary gland tumors (SGTs) are characterized by complex clinicopathological features and morphological diversity, as well as different clinical behaviors and prognoses. There is strong evidence that tumor stem cells (TSCs) play important roles in tumorigenesis of different neoplasms. However, the role of TSCs in the behavior and prognosis of SGTs has not been fully elucidated. This study aimed to describe the immunoexpression profile of TSCs biomarkers (CD44, ALDH1, OCT4, and SOX2) in parenchyma and stroma of minor and major SGTs (20 pleomorphic adenomas [PAs], 20 adenoid cystic carcinomas [ACCs], and 20 mucoepidermoid carcinomas [MECs]). Data were analyzed adopting a level of significance of 5% (p<0.05). Differences were observed between the parenchymal immunoexpression profiles of the biomarkers in the tumors studied. In PAs and ACCs, marked immunoexpression of ALDH1 and OCT4, respectively, was found, with preferential staining of luminal cells for ALDH1 and of non-luminal cells for OCT4. No difference between the immunoexpression of the biomarkers was observed in MECs. CD44, OCT4, and SOX2 staining were detected in epidermoid and intermediate cells, and ALDH1 expression was also detected in some mucosal cells of MECs. Regarding the immunostained cellular compartment, CD44 was predominantly expressed on the membrane, ALDH1 in the cytoplasm, and OCT4 and SOX2 in the nucleus. Cytoplasmic staining for CD44 and OCT4 was also observed. Comparison of parenchymal immunoexpression between the groups of tumors showed higher expression of ALDH1, OCT4, and SOX2 in PAs, ACCs, and MECs, respectively. However, parenchymal immunoexpression of ALDH1 was absent in most ACCs and the MEC cases exhibited high parenchymal immunoexpression of SOX2, differing from the other tumors. Furthermore, immunoexpression of all biomarkers, except for SOX2, was found in the stroma of most PAs, ACCs, and MECs. Statistical analysis revealed higher parenchymal immunoexpression of ALDH1 in major SGTs (p=0.021) and OCT4 in minor SGTs (p=0.011); higher parenchymal immunoexpression of SOX2 in tumors without myoepithelial differentiation (p<0.001) and of OCT4 in tumors with myoepithelial differentiation (p=0.009); higher parenchymal immunoexpression of ALDH1 in benign tumors (p<0.001) and of SOX2 in malignant tumors (p=0.002). CD44 was the only biomarker whose parenchymal immunoexpression was significantly associated with clinical parameters of malignant tumors. Higher expression of CD44 was related to less aggressive tumors and cases showing a better prognosis. Stromal immunoexpression of CD44, ALDH1, and OCT4 was significantly associated with malignant tumors. Significant correlations between the immunoexpression of the biomarkers were observed in the general sample, as well as in each tumor group analyzed individually. The expression of TSCs biomarkers evidenced in the parenchyma and stroma of SGTs suggests the participation of tumor stem cells in the pathogenesis of the studied lesions. The results also suggest the existence of distinct subpopulations of TSCs in SGTs (AU).

Caracterização do efeito anti-neoplásico do butirato em duas linhagens celulares de rato derivadas de tumores hepáticos com diferente ní­vel de diferenciação / Characterization of the anti-neoplastic effect of butyrate in two mouse cell lines derived from hepatic tumors with different levels of differentiation

O carcinoma hepatocelular (HCC) é uma neoplasia primária com mau prognóstico e alta taxa de recorrência. Estudos recentes demostram que o HCC pode ser classificado em três subtipos segundo o perfil molecular. Destes subtipos, o HCC pouco diferenciado apresenta pior prognostico. Neste sentido, torna-se de particular interesse o estudo de compostos com efeitos diferenciadores e citotóxicos nas células destas neoplasias pouco diferenciadas. O butirato, um ácido graxo de cadeia curta produzido pela fermentação microbiana da fibra alimentar no intestino, tem demonstrado atividade anti-neoplásica e capacidade moduladora da diferenciação celular em diversos tipos celulares, incluindo linhagens de HCC humano e células progenitoras hepáticas. Assim, objetivou-se neste estudo, caracterizar o efeito do butirato de sódio (NaBu) em duas linhagens de células neoplásicas de rato: uma pouco diferenciada (GP7TB) e a outra, uma linhagem derivada de um HCC diferenciado (JM-1). A linhagem GP7TB mostrou maior resistência ao NaBu (ED50= 7,7 mM) do que as células JM-1 (ED50= 5,2 mM). A redução na viabilidade celular após 72 h de tratamento com NaBu esteve relacionada com a diminuição na proliferação celular e no caso das células GP7TB, de um aumento na apoptose. O tratamento com NaBu induziu alterações morfológicas nas duas linhagens celulares, porém apenas nas células do tipo GP7TB, essas alterações sugerem um processo de diferenciação/transdiferenciação celular. O aumento na expressão de genes envolvidos no controle da pluripotência de células tronco, assim como de alguns marcadores de células tronco, sugere que o NaBu induziu uma reprogramação profunda das células GP7TB. Por outro lado, a redução na expressão de genes relacionados com migração e plasticidade celular assim como de proliferação celular apontam que estas células diminuíram seu potencial invasivo e a capacidade de autorenovação. Embora sejam necessárias análises adicionais para confirmar o efeito observado nos perfis de expressão gênica, os resultados deste estudo sugerem que o NaBu apresenta efeito antineoplásico por meio da redução da proliferação, aumento da apoptose e modulação da expressão de genes associados com a transição epitéliomesenquimal em células com características tronco tumorais

Hepatocellular carcinoma (HCC) is a primary neoplasia with poor prognosis and high recurrence rate. Recent evidence suggests that HCC can be classified in three different subtypes based on their molecular profile. Among these subtypes, the poorlydifferentiated HCC has the worst prognosis. Therefore, the study of compounds with pro-differentiating and cytotoxic effects on poorly-differentiated neoplastic cells represents a matter of primary concern. Butyrate which is a short-chain fatty acid produced by microbial fermentation in the intestine, has demonstrated anti-neoplastic activity and pro-differentiating potential in several cell types, including, human HCC cell lines and liver progenitor cells. In this study, we aimed to characterize the effect of sodium butyrate (NaBu) on two neoplastic cell lines derived from rats: a poorlydifferentiated cell line (GP7TB) and, a cell line derived from a well-differentiated HCC. GP7TB showed increased resistance to NaBu treatment (ED50= 7.7 mM) compared to JM-1 (ED50= 5.2 mM). The reduction in cell viability observed after 72 h of treatment was explained by a reduction in cell proliferation and, in the case of GP7TB, by increased levels of apoptosis. The NaBu treatment induced morphological alterations in both cell lines. However, only in the case of GP7TB cells, the alterations suggested a differentiation/transdifferentiation process. The up-regulation of genes involved in pluripotency and genes expressing stem cell markers indicated that NaBu triggered a deep reprogramming of GP7TB cells. Besides, a down-regulation in the expression of genes related with cell migration and plasticity suggested that these cells reduced their invasive potential and their self-renewal capacity. Additional analyses are necessary to confirm the observed effect on gene expression profiles. However, the results of this study suggest that NaBu exert anti-neoplastic effects through apoptosis, reduction of cell proliferation and downregulation of genes associated with epithelial-mesenchymal transition of cancer stem-like cells

Análise da imunoexpressão de OCT4 e CD44 em neoplasias de glândulas salivares menores e maiores / Immunohistochemical analysis of OCT4 and CD44 in minor salivary gland neoplasms and higher

As neoplasias de glândulas salivares exibem uma ampla variedade de comportamento biológico e grande diversidade morfológica, e esta heterogeneidade inerente a este grupo de tumores suscita o interesse em pesquisar estas lesões. As células-tronco são a principal fonte para a geração e manutenção da diversidade celular e homeostase do tecido, distúrbios na regulação destas células podem levar à produção de células-tronco alteradas, denominadas de células-tronco tumorais, que possuem potencial proliferativo e capazes de originar e/ou manter o tumor. Pesquisas acerca das células-tronco tumorais e das proteínas a elas associadas em algumas neoplasias orais têm sido desenvolvidas, no entanto, o papel destas em neoplasias de glândulas salivares não está ainda bem estabelecido. Desta forma, o objetivo deste estudo foi identificar células do parênquima tumoral que expressam marcadores de células-tronco tumorais, através da avaliação da imunoexpressão do OCT4 e CD44, em uma série de casos de neoplasias de glândulas salivares. A amostra foi constituída por 20 adenomas pleomórficos, 20 carcinomas mucoepidermóides e 20 carcinomas adenóides císticos localizados nas glândulas salivares menores e maiores. Todos os casos estudados exibiram expressão positiva para OCT4 e CD44, sendo observado que para ambos marcadores, as neoplasias localizadas nas glândulas salivares maiores exibiram maior imunomarcação quando comparada com as lesões das glândulas salivares menores apresentando diferença estatisticamente significativa (p=<0,001). Na amostra total e no grupo das glândulas salivares menores, as neoplasias malignas exibiram maior imunorreatividade para OCT4 do que o adenoma pleomórfico. No entanto, não foi encontrada diferenças estatisticamente significativas de imunoexpressões entre as lesões e entre suas classificações/gradações histomorfológicas. Analisando a correlação entre as imunoexpressões de OCT4 e CD44 foi observada uma correlação positiva moderada (r=0,444) com significância estatística entre os mesmos. A elevada expressão de OCT4 e CD44 pode indicar que estas proteínas desempenham papel importante na identificação de células-tronco tumorais, permitindo uma previsão do comportamento biológico das neoplasias de glândula salivar, apresentando níveis menores em tumores benignos e maiores nos tumores malignos.

Salivary gland neoplasms exhibit a wide variety of biological behavior and a high morphological diversity raises the interest in researching these lesions. The stem cells are the main source for the generation and maintenance of cell diversity, disorders in the regulation of these cells can lead to the production of altered stem cells, termed cancer stem cells capable of generate the tumor. Researches on cancer stem cells and associated proteins have been developed in some oral cancers; however, their role in salivary gland neoplasms is not well established. Thus, the aim of this study was to identify the tumor parenchyma cells exhibiting stem cell characteristics, by evaluating the immunoreactivity of OCT4 and CD44, in a number of cases of salivary gland neoplasms. The sample consisted of 20 pleomorphic adenomas, 20 mucoepidermoid carcinomas and 20 adenoid cystic carcinoma located in minor and major salivary glands. The expression of OCT4 and CD44 was evaluated by the percentage of positive cells (PP) and the intensity of expression (IE), it is realized the sum of the scores, resulting in the total score immunostaining (PIT) ranging 0-7. All studied cases showed positive expression of OCT4 and CD44 and higher values than the control groups. It was observed that for OCT4 luminal cells and non-luminal were immunostained in the case of pleomorphic adenomas and adenoid cystic carcinoma. Already the immunoreactivity of CD44 was particularly evident in the non-luminal cells of these lesions. In mucoepidermoid carcinomas for both markers, there was immunoreactivity in squamous and intermediate cells and absence of staining mucous cells. For both markers, a statistically significant higher immunostaining was verified in neoplasms located in the major salivary glands compared with lesions in the minor salivary (p<0.001). At the total sample and in the group of minor salivary glands, malignant neoplasms exhibited higher immunoreactivity for OCT4 than pleomorphic adenoma. However, there was no statistically significant difference between the lesions and between their classifications histomorphologic. Analyzing the correlation between OCT4 and CD44 immunoexpressions, a statistically significant moderate positive correlation (r = 0.444) was observed. The high expression of OCT4 and CD44 may indicate that these proteins play an important role in identifying cancer stem cells, allowing a prediction of biological behavior of salivary gland neoplasms.

Análise da imunoexpressão de OCT4 e CD44 em neoplasias de glândulas salivares menores e maiores / Immunohistochemical analysis of OCT4 and CD44 in minor salivary gland neoplasms and higher

As neoplasias de glândulas salivares exibem uma ampla variedade de comportamento biológico e grande diversidade morfológica, e esta heterogeneidade inerente a este grupo de tumores suscita o interesse em pesquisar estas lesões. As células-tronco são a principal fonte para a geração e manutenção da diversidade celular e homeostase do tecido, distúrbios na regulação destas células podem levar à produção de células-tronco alteradas, denominadas de células-tronco tumorais, que possuem potencial proliferativo e capazes de originar e/ou manter o tumor. Pesquisas acerca das células-tronco tumorais e das proteínas a elas associadas em algumas neoplasias orais têm sido desenvolvidas, no entanto, o papel destas em neoplasias de glândulas salivares não está ainda bem estabelecido. Desta forma, o objetivo deste estudo foi identificar células do parênquima tumoral que expressam marcadores de células-tronco tumorais, através da avaliação da imunoexpressão do OCT4 e CD44, em uma série de casos de neoplasias de glândulas salivares. A amostra foi constituída por 20 adenomas pleomórficos, 20 carcinomas mucoepidermóides e 20 carcinomas adenóides císticos localizados nas glândulas salivares menores e maiores.

Todos os casos estudados exibiram expressão positiva para OCT4 e CD44, sendo observado que para ambos marcadores, as neoplasias localizadas nas glândulas salivares maiores exibiram maior imunomarcação quando comparada com as lesões das glândulas salivares menores apresentando diferença estatisticamente significativa (p=<0,001). Na amostra total e no grupo das glândulas salivares menores, as neoplasias malignas exibiram maior imunorreatividade para OCT4 do que o adenoma pleomórfico. No entanto, não foi encontrada diferenças estatisticamente significativas de imunoexpressões entre as lesões e entre suas classificações/gradações histomorfológicas. Analisando a correlação entre as imunoexpressões de OCT4 e CD44 foi observada uma correlação positiva moderada (r=0,444) com significância estatística entre os mesmos. A elevada expressão de OCT4 e CD44 pode indicar que estas proteínas desempenham papel importante na identificação de células-tronco tumorais, permitindo uma previsão do comportamento biológico das neoplasias de glândula salivar, apresentando níveis menores em tumores benignos e maiores nos tumores malignos. (AU)

Salivary gland neoplasms exhibit a wide variety of biological behavior and a high morphological diversity raises the interest in researching these lesions. The stem cells are the main source for the generation and maintenance of cell diversity, disorders in the regulation of these cells can lead to the production of altered stem cells, termed cancer stem cells capable of generate the tumor. Researches on cancer stem cells and associated proteins have been developed in some oral cancers; however, their role in salivary gland neoplasms is not well established. Thus, the aim of this study was to identify the tumor parenchyma cells exhibiting stem cell characteristics, by evaluating the immunoreactivity of OCT4 and CD44, in a number of cases of salivary gland neoplasms. The sample consisted of 20 pleomorphic adenomas, 20 mucoepidermoid carcinomas and 20 adenoid cystic carcinoma located in minor and major salivary glands. The expression of OCT4 and CD44 was evaluated by the percentage of positive cells (PP) and the intensity of expression (IE), it is realized the sum of the scores, resulting in the total score immunostaining (PIT) ranging 0-7. All studied cases showed positive expression of OCT4 and CD44 and higher values than the control groups. It was observed that for OCT4 luminal cells and non-luminal were immunostained in the case of pleomorphic adenomas and adenoid cystic carcinoma. Already the immunoreactivity of CD44 was particularly evident in the non-luminal cells of these lesions. In mucoepidermoid carcinomas for both markers, there was immunoreactivity in squamous and intermediate cells and absence of staining mucous cells.

For both markers, a statistically significant higher immunostaining was verified in neoplasms located in the major salivary glands compared with lesions in the minor salivary (p<0.001). At the total sample and in the group of minor salivary glands, malignant neoplasms exhibited higher immunoreactivity for OCT4 than pleomorphic adenoma. However, there was no statistically significant difference between the lesions and between their classifications histomorphologic. Analyzing the correlation between OCT4 and CD44 immunoexpressions, a statistically significant moderate positive correlation (r = 0.444) was observed. The high expression of OCT4 and CD44 may indicate that these proteins play an important role in identifying cancer stem cells, allowing a prediction of biological behavior of salivary gland neoplasms. (AU)

Uso de inibidores de Histona Deacetilase como estratégia terapêutica para sensibilizar células-tronco tumorais a quimioterapia: uma nova visão terapêutica sobre carcinomas mucoepidermoide bucais / Sensitizing Mucoepidermoid Carcinomas to chemotherapy by disrupting the population of Cancer Stem Cells using HDAC inhibitors

Carcinoma mucoepidermóide (CME) é o tumor maligno de glândulas salivares mais comum, representando cerca de 30% dos tumores malignos. O tratamento do CME é a ressecção cirúrgica com eventual radioterapia. Assim, o tratamento do CME pode levar a varias complicações estéticas e funcionais. A quimioterapia tem sido utilizadas apenas em casos recorrentes ou com metástases à distancia. Vários relatos na literatura tem mostrado que o tratamento com drogas isoladas ou combinadas possuem uma resposta insatisfatória e de curta duração em grande parte devido a aquisição de resistência a quimioterapia. Recentemente, a quimiorresistência tem sido relacionada com a presença de Células-Tronco Tumorais (CTT). Essa resistência tem sido associada ao fato de que as essa células são quiescentes e possuem altos níveis de proteínas associadas ao reparo do DNA e baixos níveis das proteínas que levam a apoptose. Recentemente mostrou-se que a resistência a quimioterapia tem sido relacionada com modificações de histonas, uma vez que as células quimiorresistentes possuem núcleo pequeno e baixos níveis de acetilação de histonas, adicionalmente as células sensíveis são relacionadas com núcleo aumentado. O objetivo desse estudo foi avaliar os efeitos do tratamento com IHDAC e cisplatina sobre a população de CTT de CME...

Mucoepidermoid carcinoma (MEC) is the most common malignant salivary tumor compromising about 30% of all salivary malignances. Managing MEC patients remain challenging especially due to the heterogeneous response of tumor cells to available therapy. For this reason clinical outcome remains unpredictable. Current treatment of MEC encompasses surgical resection with eventual adjuvant radiotherapy, which frequently leads to functional and aesthetic complications. The use of chemotherapy is often reserved for recurrent and metastatic tumors. Administration of single-agent or combination therapy has showed activity, however overall response rates are unsatisfactory and of short duration. Emerging evidences suggest that the modest response of tumor cells to therapy resulting in high recurrence rates and poor survival, are associated with the presence of cancer stem cells (CSC). Quiescence of CSC is achieved by the reduced levels of transcription in a process that requires tight folding of DNA driven by core histone proteins. Changes in DNA folding are responsible for different cellular phenotypes mediated by a cell type-specific chromatin organization. Of interest, we also found that acetylation of HNSCC tumor histones driven by histone deacetylase (HDAC) inhibitors abrogate tumor resistance to chemotherapy. We investigate the effects of HDACi and cisplatin in the population of CSCs of MEC...

Célula tronco tumoral: novo conceito em carcinogênese colorretal / Câncer stem cells: a new concept in colorectal carcinogenesis

Apesar dos grandes avanços obtidos pelos estudos utilizando técnicas de biologia molecular diversas controvérsias persistem a respeito do mecanismo de carcinogênese colorretal. Ao longo do último ano, entretanto, observamos na literatura o surgimento de um novo conceito referente à existência de um conjunto de células situadas nas bases das criptas intestinais, as quais apresentam características bastante distintas do restante das células epiteliais. Estas células, denominadas como células tronco intestinais, apresentam-se de forma indiferenciada e com um ciclo de vida com duração superior a um ano. Desta forma, justifica-se assim nestas células a possibilidade da ocorrência de um acúmulo de mutações, etapa considerada essencial para o desenvolvimento do processo neoplásico, e que seria improvável de ocorrer em um colonócito normal, cujo ciclo de vida dura em média cinco dias. Outra importante evidência da participação destas células tronco no mecanismo de carcinogênese foi demonstrada por estudos capazes de reproduzir a formação de tecidos neoplásicos com a mesma característica do tumor original, a partir do implante de um reduzido número destas células em modelos experimentais, o que não se obtém através do implante de um grande número de células tumorais normais. Sabendo-se que a presença de uma mutação do gene APC é uma etapa precoce no processo de carcinogênese colorretal, acredita-se que esta exerça este papel contribuindo para a ocorrência de uma superpopulação de células tronco intestinais, levando a um desequilíbrio proliferativo na mucosa intestinal.

Despite the great number of studies using molecular biology tools several questions remain about the mechanisms of colorectal carcinogenesis. A recent concept has emerged from the literature regarding the existence of a specific group of indiferentiated cells situated at the bottom of intestinal crypts with a long life cycle that may last more than one year, described as intestinal stem cells. This particular property may explain the expected occurrence of a sequence of mutations necessary to the development of a carcinoma, which cannot be observed in a normal colonocyte with a mean cycle life of five days. Another important evidence to this concept is the induction in rodents of a tumor with similar characteristics to the original human carcinoma by injection of a small number of these stem cells, which is not achieved by using large number of normal cancer cells. It is suggested that mutation of APC gene, present as an early step in most colorectal carcinomas, may contribute to a superpopulation of intestinal stem cells with consequent disturbance of proliferative epithelial balance.