Immunohistochemical studies on the significance of the Notch signaling pathway in pancreatic head carcinoma and cholangiocarcinoma

Einleitung: Der Notch-Signalweg spielt in vielen zellulären Prozessen des Körpers eine zentrale Rolle, ebenso in der Kanzerogenese diverser Tumorentitäten. Dies gilt auch für intra- und extrahepatische Cholangiokarzinome sowie Pankreaskarzinome, hier wird aufgrund einer Vielzahl an Ähnlichkeiten eine pankreatikobiliäre Superfamilie postuliert. Es wurde in dieser wissenschaftlichen Arbeit die Expression zentraler Proteine des Notch-Signalweges im Tumor- und Normalgewebe und dessen Einfluss auf das Patientenüberleben untersucht. Methodik: Das Patientenkollektiv bestand aus insgesamt 60 Patienten mit Pankreaskopf- (n=14), extrahepatischen (n=22) und intrahepatischen (n=24) Cholangiokarzinomen. Es ist sowohl im Normal- als auch im Tumorgewebe die immunhistochemische Analyse von Signalproteinen des Notch-Signalwegs (Notch1, Notch4, ADAM17, MSI, HES1, CD44) erfolgt und die statistische Signifikanz berechnet worden. Zudem erfolgten ein Vergleich wichtiger klinischer Parameter (Geschlecht, Alter bei Diagnose, Überlebenstage, Vorliegen anderer Malignitäten, UICC-Stadien, TNM-Klassifikation, pathologisches Grading und Vorliegen von Lymphangiosis carcinomatosa) sowie der Antigen-Expressionslevel zwischen den drei Gewebearten. Anschließend wurden sowohl die klinischen Parameter als auch die Antigen-Expressionslevel mit dem Patientenüberleben in Form von Kaplan-Meier-Kurven korreliert. Ergebnisse: Es konnte gezeigt werden, dass im Tumorgewebe mehr Signalproteine des Notch-Signalweges im Vergleich zum Normalgewebe exprimiert werden, jedoch nicht immer statistisch signifikant. Für extrahepatische Cholangiokarzinome ist die Expression von CD44 (p = 0,043), für intrahepatische Cholangiokarzinome die Expression von CD44 (p = 0,026) und Notch1 (p <0,001) und für Pankreaskarzinome die Expression von ADAM17 (p = 0,008), CD44 (p = 0,012), HES1 (p = 0,012), Notch1 (p = 0,012) und Notch4 (p = 0,008) im Tumorgewebe signifikant höher. Beim Vergleich der klinischen Parameter sowie der Antigen-Expressionslevel zeigten sich für einige Variablen statistisch signifikante Unterschiede. Eine Korrelation der klinischen Parameter mit dem Patientenüberleben ergab ebenfalls für einige der o.g. Variablen einen statistisch signifikanten Zusammenhang. Es konnte jedoch keine statistisch signifikante Korrelation der Antigen-Expressionslevel des Notch-Signalweges im Tumor- verglichen mit dem Normalgewebe und dem Patientenüberleben festgestellt werden. Schlussfolgerung: Für einige Signalproteine des Notch-Signalwegs lässt sich eine signifikante Überexpression im Tumor- verglichen mit dem Normalgewebe nachweisen, jedoch ohne signifikanten Einfluss auf das Patientenüberleben. Die Fragestellung sollte daher in einem größeren Patientenkollektiv untersucht werden, um die statistische Aussagekraft zu erhöhen. Dies könnte als Grundlage für neue therapeutische Ansätze in der Entwicklung von Notch-Inhibitoren dienen.Introduction: The Notch signaling pathway plays a central role in various cellular processes in the body, as well as in the carcinogenesis of several tumor entities such as intrahepatic and extrahepatic cholangiocarcinomas as well as pancreatic carcinomas, which are postulated to be part of a pancreaticobiliary superfamily due to a variety of similarities. In this scientific work, the expression of central proteins of the Notch signaling pathway in normal and malignant tissue and its influence on patient survival was examined. Methods: The patient collective consisted of a total of 60 patients with pancreatic head (n=14), extrahepatic (n=22) and intrahepatic (n=24) cholangiocarcinomas. Immunohistochemical analysis of signaling proteins of the Notch signaling pathway (Notch1, Notch4, ADAM17, MSI, HES1, CD44) has been performed in both normal and malignant tissue with regards to the statistical significance. In addition, an analysis and comparison of important clinical parameters (gender, age at diagnosis, survival days, presence of other malignancies, UICC stages, TNM classification, pathological grading and presence of lymphangiosis carcinomatosa) as well as the antigen expression levels took place. Subsequently, both clinical parameters and antigen expression levels were correlated with patient survival. Results: A higher expression of signal proteins of the Notch pathway in malignant tissue compared to normal tissue was found, but not always statistically significant. For extrahepatic cholangiocarcinomas, the expression of CD44 (p=0.043), for intrahepatic cholangiocarcinomas CD44 (p=0.026) and Notch1 (p<0.001) and for pancreatic carcinomas ADAM17 (p=0.008), CD44 (p=0.012), HES1 (p=0.012), Notch1 (p=0.012) and Notch4 (p=0.008) were significantly higher in malignant tissue. When comparing clinical parameters and levels of antigen expression, there were statistically significant differences for some variables. The correlation of some clinical parameters with patient survival also showed a statistically significant relationship. However, there was no statistically significant correlation between expression levels of signal proteins of the Notch signaling pathway in tumor tissue compared to normal tissue and patient survival. Conclusion: In this scientific work, a significant overexpression of signaling proteins of the Notch signaling pathway can be found in malignant tissue compared to normal tissue without, however, having a significant influence on patient survival. Therefore, this scientific work should be examined in a larger group of patients to increase the statistical power. This could lay basis for new therapeutic approaches such as the development of Notch signaling inhibitors

Notch Signaling Pathway in Pancreatobiliary Tumors

Background and Objectives: The Notch signaling pathway plays an important role both in the development of the ductal systems of the pancreas and the bile ducts as well as in cancer development and progression. The aim of this study was to examine the expression of central proteins of the Notch signaling pathway in pancreatobiliary tumors and its influence on patient survival. Materials and Methods: We compared the receptors (Notch1, Notch4), activating splicing factors (ADAM17), and target genes (HES1) of the Notch pathway and progenitor cell markers with relevance for the Notch signaling pathway (CD44, MSI1) between pancreatic adenocarcinomas (PDAC, n = 14), intrahepatic cholangiocarcinoma (iCC, n = 24), and extrahepatic cholangiocarcinoma (eCC, n = 22) cholangiocarcinomas via immunohistochemistry and ImageJ software-assisted analysis. An Immunohistochemistry (IHC)-score was determined by the percentage and intensity of stained (positive) cells (scale 0-7) and normal and malignant tissue was compared. In the IHC results, patients' (gender, age) and tumor (TNM Classification of Malignant Tumors, Union Internationale contre le Cancer (UICC) stages, grading, and lymphangitic carcinomatosa) characteristics were correlated to patient survival. Results: For eCC, the expression of CD44 (p = 0.043, IHC-score 3.94 vs. 3.54) and for iCC, the expression of CD44 (p = 0.026, IHC-score 4.04 vs. 3.48) and Notch1 (p < 0.001, IHC-score 2.87 vs. 1.78) was significantly higher in the tumor compared to non-malignant tissue. For PDAC, the expression of ADAM17 (p = 0.008, IHC-score 3.43 vs. 1.73), CD44 (p = 0.012, IHC-score 3.64 vs. 2.27), Notch1 (p = 0.012, IHC-score 2.21 vs. 0.64), and Notch4 (p = 0.008, IHC-score 2.86 vs. 0.91) was significantly higher in the tumor tissue. However, none of the analyzed Notch-signaling related components showed an association to patient survival. Conclusion: A significant overexpression of almost all studied components of the Notch signaling pathway can be found in the tumor tissue, however, without a significant influence on patient survival. Therefore, further studies are warranted to draw conclusions on Notch pathway's relevance for patient survival