Epithelial-mesenchymal transition and stem cells in colorectal cancer progression

Introduction. Colorectal cancer (CRC) is the third leading cause of cancer-related death worldwide. Studying invasion and metastasizing mechanisms in colorectal carcinogenesis is gaining momentum. The purpose of the study was to analyze immunohistochemical (IHC) expression levels of epithelial and mesenchymal phenotypic markers, as well as cancer stem cells markers on I-IV (pTNM) stages of CRC. Materials and methods. Histopathological and IHC studies of 53 CRC were conducted. IHC study was carried out using antibodies against E-cadherin, CK-20, α-SMA, vimentin, CD44, and ALDH1. Results. CRC is characterized by low E-cadherin expression level that decreases during the I-IV stages sequence and by medium CK-20 expression level that decreases during the studied sequence. Furthermore, CRC is characterized by medium α-SMA and vimentin expression levels that increase during the studied sequence. These findings indicate parallel epithelial phenotype losing and mesenchymal phenotype acquiring by the cancer cells that happen during colorectal adenocarcinoma progression from the I to the IV stages. CD44 expression by the tumor stromal cells was described in this study. The median of CD44+ cells area equal to 61,26 (42,58; 79,15) % of CRC stromal cells. This index significantly increases from the I to the III stages of the tumor. ALDH1 expression by both cancer cells and stromal cells was described as well. The median of ALDH1+ stromal cells area equal to 40,22 (22,54; 47,77) %, the median of ALDH1+ cancer cells area equal to 42,15 (32,06; 50,42) %. The index of ALDH1+ stromal cells area significantly increases from the I to the III stages of the tumor whereas the index of ALDH1+ cancer cells area significantly increases from the III to the IV stages of the tumor. Moreover, correlations between the studied markers expression were revealed that proves the connection between epithelial-mesenchymal transition and stemness acquisition in CRC progression

MUC1, MUC2, MUC4, MUC5AC, Cdx2: immunohistochemical characteristics in polyps and adenocarcinoma of distal colon

Aim – to study MUC1, MUC2, MUC4, MUC5AC, Cdx2 immunohistochemical expression in polyps and adenocarcinoma of distal colon. Materials and methods. Pathomorphological and immunohistochemical studies of biopsies from 30 patients, which underwent colonoscopy with polypectomy, and surgical material from 30 patients, which underwent surgery for colorectal adenocarcinoma, were carried out. Results. Distal colonic polyps are different from unchanged mucosa by increased MUC-1 expression. Maximum expression levels of the marker are observed in serrated adenomas, which are characterized by high MUC-1 expression level. Median of MUC-1 expression in adenocarcinoma is greater than that in unchanged mucosa, however, less than in polyps. Comparative analysis of data of the study of MUC2 expression indicates that the maximum expression of the marker is characteristic of unchanged mucous membrane. Polyps are distinguished by lower MUC2 expression levels; among them, highest expression levels are observed in hyperplastic polyps, lesser – in serrated adenomas and adenomas. Distal colonic carcinoma has extremely low median of MUC2 expression. The highest levels of MUC4 expression are observed in hyperplastic polyps, somewhat lower – in unchanged mucosa. Serrated adenomas, adenomas and adenocarcinomas differs by lower MUC4 expression levels. The minimum level of the marker expression is observed in serrated adenomas. In polyps MUC5AC expression levels are greater than in adenocarcinoma. Expression of this marker is not detected in unchanged mucosa. The maximum median of MUC5AC expression is observed in serrated adenomas, which are characterized by high level of the marker expression, somewhat lower – in adenomas, and more lower in hyperplastic polyps. High Cdx-2 expression level characterizes serrated adenomas and adenocarcinoma. The average Cdx-2 expression level is observed in adenomatous polyps, hyperplastic polyps, and unchanged mucosa, with the medians of the marked expression decreasing in that sequence. Conclusions. Distal colon polyps are characterized by increased MUC1 and Cdx-2 expression levels, with parallel decrease of MUC2 expression level and aberrant MUC5AC expression. At the same time, serrated adenomas are distinguished by the greatest deviations of the studied markers expression levels. Adenocarcinoma of the distal colon, compared with polyps, is characterized by decrease of MUC1, MUC2 and MUC5AC expression levels

Features of CDH1, CTNNB1 genes transcriptional activity and expression levels of E-cadherin, β-catenin proteins coded by these genes on the I, II, III, IV stages of colorectal adenocarcinoma development

Aim – analysis of CDH1 and CTNNB1 genes mRNA expression levels and expression levels of E-cadherin, β-catenin proteins coded by these genes, and also their correlations with KRAS gene transcriptional activity level on the I, II, III, IV stages (pTNM) of colorectal adenocarcinoma (CRA) development. Materials and methods. Parallel immunohistochemical and molecular-genetic, pathohistological studies of operational material of CRA from 40 patients (4 study groups – I, II, III, IV stages according to pTNM classification – 10 cases in each group) with diagnosis of colorectal adenocarcinoma, and sectional material of 10 fragments of distal colonic wall with normal histological structure were conducted. Results. In comparison with unchanged mucosa of distal colon CRA is characterized by the decreased CDH1 gene transcriptional activity. There is the tendency to reducing of CDH1 gene mRNA expression in the study groups – from the I to the IV stages of the tumor development. CRA is characterized by the low E-cadherin expression level, which also has the tendency to reducing in the study groups. Moreover, in comparison with unchanged mucosa of distal colon CRA is characterized by the increased CTNNB1 gene transcriptional activity and the high β-catenin expression level. There aren’t statistically significant differences between the CTNNB1 gene mRNA, β-catenin expression levels in the study groups. There are direct correlations between the expression levels of the studied genes and the molecules, coded by these genes, and also reverse correlations between the KRAS and CDH1 genes mRNA expression levels, the KRAS gene mRNA expression level and the E-cadherin expression level, direct correlation between the KRAS gene mRNA expression level and the β-catenin expression level. Conclusions. CRA is characterized by the decreased CDH1 gene transcriptional activity that correlates with the low E-cadherin expression level, and by the increased CTNNB1 gene transcriptional activity that correlates with the high β-catenin expression level. The CDH1 gene transcriptional activity and the expression level of E-cadherin, which is coded by this gene, decrease during the CRA progression from the I to the IV stages. CRA is characterized by reverse correlations between the KRAS and CDH1 genes mRNA expression levels, the KRAS gene mRNA expression level and the E-cadherin expression level, direct correlation between the KRAS gene mRNA expression level and the β-catenin expression level

Link of apoptosis level in the primary tumor at early stages of non-small cell lung cancer with efficacy of adjuvant polychemotherapy.

One of the important questions in modern oncology is treatment of patients with early stages of non-small cell lung cancer (NSCLC). Adjuvant polychemotherapy (APCT) can help to improve prognosis after operation. In modern literature there is no unified opinion as for patients in need of adjuvant chemotherapy. However, now investigators indicate to necessity to use molecular markers for individualization of APCT. The aim of our study was to assess correlation between apoptos level in primary tumor in patients with early stages of NSCLC with effectiveness of APCT. Study was conducted by the chair of oncology of Zaporozhye state medical university since June 2008 to Dec 2012. 254 patients with I-II stages of non-small cell lung cancer were included in the study. Expres­sion of p53 was evaluated as percent of positively stained nucleus tumor cells in general population. More than 25% of positively stained nucleus tumor cells meant high p53 expression. Results: We performed assessment of apoptosis level with the help of p53 expression in 220 patients. No prognostic significance of p53 level expression in patients with early stages of non-small cell lung cancer (р=0,65) was revealed. There was significant correlation between age (р=0,039), sex (р=0,009) and apoptosis level in primary tumor in patients with early stages of NSCLC. Worse survival was noted in group of patients with low p53 expressions after adjuvant chemotherapy (р=0,009). But in patients with high level of p53 expression adjuvant chemotherapy significantly increased survival (p<0,001). So, adjuvant chemotherapy in patients with I-II stages of NSCLC is necessary to be carried out in cases of high p53 expression level

Молекулярно-імуногістохімічна характеристика проліферації та апоптозу пухлинних клітин колоректальної аденокарциноми

Aim – to study the features of K-RAS transcriptional activity gene, Ki-67 and TP53 mRNA genes expression levels in comparison with the immunohistochemical expression levels of Ki-67, p53 proteins and caspase-3 encoded by them in colorectal adenocarcinoma (CRA) with its progression from the I to the IV stage.Materials and methods. Parallel immunohistochemical and molecular-genetic, pathohistological studies of operational material of CRA from 40 patients (4 study groups – I, II, III, IV stages of the disease according to pTNM classification – 10 cases in each group) with diagnosis of colorectal adenocarcinoma, and also sectional material of 10 fragments of distal colonic wall with normal histological structure were conducted.Results. In comparison with unchanged mucosa of distal colon, CRA is characterized by the increased K-RAS gene and Ki-67 gene activity. As CRA progresses from the I to IV stages, there is an increase in the transcriptional activity of the K-RAS gene and a decrease in the transcriptional activity of the Ki-67 gene in the study groups. The tumor cells are characterized by the medium level of expression of Ki-67, which is the marker of cellular proliferation, herewith the reverse correlation between the Ki-67 expression level and the tumor invasion level is present. CRA is characterized by the increased TP53 gene transcriptional activity with the tendency to elevation, which happens during the progression of the tumor from the I to the IV stage and correlates with the increased K-RAS gene transcriptional activity. CRA is also characterized by the medium p53 expression level and the low level of caspase-3 expression, which is the marker of apoptotic degradation process, which happens in the presence of the reverse correlation between the increased K-RAS gene transcriptional activity and the low level of apoptosis of the tumor cells.Conclusions. The K-RAS and TP53 genes transcriptional activity increases, but the Ki-67 gene transcriptional activity decreases during the process of CRA progression from the I to the IV stage. The inverse correlation between the level of transcription activity of the K-RAS, TP53 genes and apoptosis of tumor cells of the colorectal adenocarcinoma was determined. The decline of proliferation level of the tumor cells, that is observed during the process of CRA progression from the I to the IV stage, is mediated by the signal pathways, which don’t have connection with RAS-protein.Цель работы – изучить особенности транскрипционной активности гена K-RAS, а также экспрессии мРНК генов Ki-67 и TP53 в сравнении с уровнями иммуногистохимической экспрессии кодируемых ими белков Ki-67, p53 и каспазы-3 в колоректальной аденокарциноме (КРА) при прогрессии от I к IV стадии.Материалы и методы. Проведено параллельное иммуногистохимическое и молекулярно-генетическое, патогистологическое исследование операционного материала КРА 40 пациентов (4 группы наблюдений – I, II, III, IV стадии болезни по градации pTNM, по 10 наблюдений в каждой группе), а также секционного материала 10 фрагментов стенки дистальных отделов толстого кишечника обычной гистологической структуры (группа контроля).Результаты. КРА в сравнении с неизмененной слизистой оболочкой дистальных отделов толстого кишечника характеризуется повышенной транскрипционной активностью гена K-RAS и гена Ki-67. По мере прогрессирования КРА от I к IV стадии имеет место возрастание транскрипционной активности гена K-RAS и снижение транскрипционной активности гена Ki-67 в группах наблюдений. Опухолевые клетки КРА характеризуются средним уровнем экспрессии маркера клеточной пролиферации Ki-67, при этом установлена обратная корреляция между показателем уровня экспрессии Ki-67 и показателем глубины инвазии pT опухоли. КРА характеризуется повышенной транскрипционной активностью гена TP53 с тенденцией к увеличению при прогрессии от I к IV стадии развития, которая коррелирует с повышенной транскрипционной активностью гена K-RAS. КРА также характеризуется средним уровнем экспрессии онкопротеина р53 и низким уровнем экспрессии маркера апоптотической деградации каспазы-3 при наличии обратной корреляции между повышенным уровнем транскрипционной активности гена K-RAS и низким уровнем апоптоза опухолевых клеток КРА.Выводы. В ходе прогрессии КРА от I к IV стадии возрастает транскрипционная активность генов K-RAS и TP53, снижается транскрипционная активность гена Ki-67. Имеет место обратная корреляционная взаимосвязь между уровнем транскрипционной активности генов K-RAS и TP53 и уровнем апоптоза опухолевых клеток КРА. Снижение уровня пролиферативной активности опухолевых клеток КРА, наблюдаемое при прогрессии опухоли от I к IV стадии, вероятнее всего, опосредуется вовлечением путей сигнализации, не связанных с RAS-протеином.Мета роботи – вивчити особливості транскрипційної активності гена K-RAS, а також експресії мРНК генів Ki-67 і TP53 у зіставленні з рівнями імуногістохімічної експресії кодованих ними білків Ki-67, p53 та каспази-3 в колоректальній аденокарциномі (КРА) при прогресуванні від I до IV стадії.Матеріали та методи. Виконали паралельне імуногістохімічне та молекулярно-генетичне, патогістологічне дослідження операційного матеріалу КРА 40 пацієнтів (4 групи спостереження – I, II, III, IV стадії хвороби за градацією pTNM, 10 спостережень у кожній групі), а також секційного матеріалу 10 фрагментів стінки дистальних відділів товстої кишки звичайної гістологічної будови (група контролю).Результати. КРА порівняно з незміненою слизовою оболонкою дистальних відділів товстої кишки характеризується підвищеною транскрипційною активністю гена K-RAS і гена Ki-67. З прогресуванням КРА від I до IV стадії виявили зростання транскрипційної активності гена K-RAS і зниження транскрипційної активності гена Ki-67 у групах спостереження. Пухлинні клітини КРА характеризуються середнім рівнем експресії маркера клітинної проліферації Ki-67, при цьому встановлена зворотна кореляція між показником рівня експресії Ki-67 та показником глибини інвазії pT пухлини. КРА характеризується підвищеною транскрипційною активністю гена TP53 з тенденцією до збільшення за умов прогресування від I до IV стадії розвитку, що корелює з підвищеною транскрипційною активністю гена K-RAS. КРА також характеризується середнім рівнем експресії онкопротеїну р53 та низьким рівнем експресії маркера апоптотичної деградації каспази-3 за наявності зворотної кореляції між підвищеним рівнем транскрипційної активності гена K-RAS і низьким рівнем апоптозу пухлинних клітин КРА.Висновки. За умови прогресування КРА від I до IV стадії зростає транскрипційна активність генів K-RAS і TP53, знижується транскрипційна активність гена Ki-67. Визначили зворотний кореляційний взаємозв’язок між рівнем транскрипційної активності генів K-RAS, TP53 та рівнем апоптозу пухлинних клітин КРА. Зниження рівня проліферативної активності пухлинних клітин КРА, що спостерігають під час прогресії пухлини від I до IV стадії, ймовірніше, опосередковується залученням сигнальних шляхів, що не пов’язані з RAS-протеїном.

Comparative immunohistochemical study of proliferation and apoptosis in colorectal adenocarcinoma

Colorectal cancer is the actual problem in the global health care system, which is associated with high rates of morbidity and mortality. Aim. To compare the expression levels of immunohistochemical markers of proliferation and apoptosis in the colorectal tumor cells and the colorectal tumor-associated stroma; to study the correlations between the proliferation levels, apoptosis levels and clinicopathological parameters of colorectal adenocarcinoma. Materials and methods. The surgical material of 30 patients with distal colon adenocarcinoma (I-IV clinical stages) was analyzed using pathohistological and immunohistochemical methods. Results. It was established that colorectal tumor cells are characterized by the medium proliferation level, the medium p53 expression level and the low apoptosis level, just as colorectal tumor-associated stroma is characterized by the low proliferation, p53 expression and apoptosis levels. The direct strong correlations between the proliferation and apoptosis levels in the tumor cells, and also between the proliferation and apoptosis levels in the tumor-associated stroma were revealed. The direct medium correlations between the p53 expression levels in the tumor cells and the tumor-associated stroma, between the p53 expression level in the tumor cells and the Ki-67 expression level in the tumor-associated stroma, and also between the p53 expression level in the tumor cells and the degree of histological differentiation of the tumor were revealed. Moreover, the reverse strong correlations between the Ki-67 expression levels and the caspase-3 expression levels in the tumor cells and the tumor-associated stroma were revealed. Conclusions. These data indicate the tight association between proliferative and apoptosis processes in the colorectal tumor cells and the colorectal tumor-associated stroma. The interconnections between the p53 accumulation in the tumor cells and the colorectal tumor-associated stroma, the p53 accumulation in the tumor cells and the increase of proliferative activity of the colorectal tumor-associated stroma, and also between the p53 accumulation in the tumor cells and the degree of histological differentiation of the tumor were established. Furthermore, it was revealed that increase of proliferative activity of colorectal adenocarcinoma is associated with decrease apoptotic activity of the tumor

Імуногістохімічна характеристика експресії VEGF-A, VEGFR-1, VEGFR-2 і CD34 при прогресуванні колоректальної аденокарциноми

 Aim – to study VEGF-A, VEGFR-1, VEGFR-2 and CD34 immunohistochemical expression on the I, II, III, IV stages (pTNM) of colorectal adenocarcinoma development.Materials and methods. Pathomorphological and immunohistochemical studies of surgical material of colorectal adenocarcinoma (CRA) from 40 patients (I, II, III and IV stages, 10 cases in each group) were conducted.Results. There is a tendency to increasing expression of VEGF-A and VEGFR-2 during the CRA progression from I to IV stage (VEGF-A 37.80 (30.22; 56.89) CUOD on I stage, 88.50 (63.00 ; 115.00) CUOD on II stage, 79.34 (63.14; 84.99) CUOD on III stage, 84.69 (80.66; 110.28) CUOD on IV stage; VEGFR-2 – 52.75 (39.14; 70.22) CUOD on I stage, 82.71 (63.14; 111.19) CUOD on II stage, 104.17 (96.04; 111.02) CUOD on III stage, 99.91 (86.15; 120.29) CUOD on IV stage). The expression indices of these markers correlate in CRA stages I, II and III (r = 0.95, r = 0.69, r = 0.85). It is established that VEGFR-1 is not expressed in unchanged mucous membrane of the large intestine, as well as in samples of CRA stage I. On subsequent II, III and IV stages of CRA progresson the marker is expressed by stromal cells, but there is an absence of statistically significant difference between the expression indices. There are no correlations between expression indices of VEGFR-1 and other studied markers. The microvascular density assessed by CD34 expression is not significantly different on each of CRA progression stages. There are direct correlations between microvascular density and VEGF-A expression (r = 0.70), and VEGFR-2 expression (r = 0.69) in CRA III stage, microvascular density and VEGF-A expression in CRA IV stage (r = 0.69).Conclusions. Expression of VEGF-A and VEGFR-2 increases with the progression of colorectal adenocarcinoma from stage I to stage IV, with a maximum “jump” of the expression levels from stage I to stage II of colorectal adenocarcinoma, which may be due to abnormally increasing KRAS activity. Цель работы – изучить особенности иммуногистохимической экспрессии VEGF-A, VEGFR-1, VEGFR-2 и CD34 на I, II, III, IV стадиях (pTNM) развития колоректальной аденокарциномы.Материалы и методы. Проведено патоморфологическое и иммуногистохимическое исследование операционного материала колоректальной аденокарциномы (КРА) 40 пациентов – I, II, III и IV стадии, по 10 случаев в каждой группе.Результаты. Установлена тенденция к возрастанию экспрессии VEGF-A и VEGFR-2 при прогрессировании КРА от I к IV стадии (VEGF-A – 37,80 (30,22; 56,89) УЕОП на I стадии, 88,50 (63,00; 115,00) УЕОП на II стадии, 79,34 (63,14; 84,99) УЕОП на III стадии, 84,69 (80,66; 110,28) УЕОП на IV стадии; VEGFR-2 – 52,75 (39,14; 70,22) УЕОП на I стадии, 82,71 (63,14; 111,19) УЕОП на II стадии, 104,17 (96,04; 111,02) УЕОП на III стадии, 99,91 (86,15; 120,29) УЕОП на IV стадии). Показатели экспрессии этих маркеров коррелируют в I, II и III стадиях развития КРА (r = 0,95, r = 0,69, r = 0,85). Установлено, что экспрессия VEGFR-1 отсутствует в неизмененной слизистой оболочке толстой кишки, а также в ткани КРА I стадии развития. На последующих II, III и IV стадиях прогрессирования КРА в клетках стромы опухоли определена экспрессия VEGFR-1 при отсутствии статистически значимой разницы между ее показателями. Корреляции между показателями экспрессии VEGFR-1 и других изученных маркеров отсутствуют. Плотность распределения микрососудов, оцененная по экспрессии CD34, достоверно не отличается на каждой из стадий прогрессирования КРА. Установлены прямые корреляции между плотностью распределения микрососудов и экспрессией VEGF-А (r = 0,70) и VEGFR-2 (r = 0,69) в КРА III стадии, плотностью распределения микрососудов и экспрессией VEGF-А в КРА IV стадии (r = 0,69).Выводы. Экспрессия VEGF-A и VEGFR-2 возрастает при прогрессировании колоректальной аденокарциномы от I к IV стадии, при этом максимальный «скачок» уровней их экспрессии установлен при переходе от I ко II стадии развития колоректальной аденокарциномы, что может быть связано с аномально возрастающей активностью KRAS.  Bивчити особливості імуногістохімічної експресії VEGF-A, VEGFR-1, VEGFR-2 і CD34 на I, II, III, IV стадіях (pTNM) розвитку колоректальної аденокарциноми.Матеріали та методи. Виконали патоморфологічне та імуногістохімічне дослідження операційного матеріалу колоректальної аденокарциноми (КРА) 40 пацієнтів – I, II, III та IV стадій, по 10 випадків у кожній групі.Результати. Наявна тенденція до зростання експресії VEGF-A і VEGFR-2 при прогресуванні КРА від I до IV стадії (VEGF-A – 37,80 (30,22; 56,89) УООЩ на I стадії, 88,50 (63,00; 115,00) УООЩ на II стадії, 79,34 (63,14; 84,99) УООЩ на III стадії, 84,69 (80,66; 110,28) УООЩ на IV стадії; VEGFR-2 – 52,75 (39,14; 70,22) УООЩ на I стадії, 82,71 (63,14; 111,19) УООЩ на II стадії, 104,17 (96,04; 111,02) УООЩ на III стадії, 99,91 (86,15; 120,29) УООЩ на IV стадії). Показники експресії цих маркерів корелюють у I, II і III стадіях розвитку КРА (r = 0,95, r = 0,69, r = 0,85). Встановили, що експресія VEGFR-1 відсутня в незміненій слизовій оболонці товстої кишки, а також у тканині КРА I стадії розвитку. На наступних II, III і IV стадіях прогресування КРА у клітинах строми пухлини визначили експресію VEGFR-1 за відсутності статистично значущої різниці між її показниками. Кореляції між показниками експресії VEGFR-1 та інших досліджуваних маркерів відсутні. Щільність розподілу мікросудин, підрахована за експресією CD34, вірогідно не відрізнялась на кожній зі стадій прогресування КРА. Наявні прямі кореляції між щільністю розподілу мікросудин та експресією VEGF-А (r = 0,70) і VEGFR-2 (r = 0,69) в КРА III стадії, щільністю розподілу мікросудин та експресією VEGF-А в КРА IV стадії (r = 0,69).Висновки. Експресія VEGF-A і VEGFR-2 зростає при прогресуванні колоректальної аденокарциноми від I до IV стадії, максимальний «стрибок» рівнів їхньої експресії спостерігали при переході від I до II стадії розвитку колоректальної аденокарциноми, що може пов’язуватись з аномальним зростанням активності KRAS.

Порівняльна імуногістохімічна характеристика проліферації та апоптозу колоректальної аденокарциноми

Colorectal cancer is the actual problem in the global health care system, which is associated with high rates of morbidity and mortality.Aim. To compare the expression levels of immunohistochemical markers of proliferation and apoptosis in the colorectal tumor cells and the colorectal tumor-associated stroma; to study the correlations between the proliferation levels, apoptosis levels and clinicopathological parameters of colorectal adenocarcinoma.Materials and methods. The surgical material of 30 patients with distal colon adenocarcinoma (I-IV clinical stages) was analyzed using pathohistological and immunohistochemical methods.Results. It was established that colorectal tumor cells are characterized by the medium proliferation level, the medium p53 expression level and the low apoptosis level, just as colorectal tumor-associated stroma is characterized by the low proliferation, p53 expression and apoptosis levels. The direct strong correlations between the proliferation and apoptosis levels in the tumor cells, and also between the proliferation and apoptosis levels in the tumor-associated stroma were revealed. The direct medium correlations between the p53 expression levels in the tumor cells and the tumor-associated stroma, between the p53 expression level in the tumor cells and the Ki-67 expression level in the tumor-associated stroma, and also between the p53 expression level in the tumor cells and the degree of histological differentiation of the tumor were revealed. Moreover, the reverse strong correlations between the Ki-67 expression levels and the caspase-3 expression levels in the tumor cells and the tumor-associated stroma were revealed.Conclusions. These data indicate the tight association between proliferative and apoptosis processes in the colorectal tumor cells and the colorectal tumor-associated stroma. The interconnections between the p53 accumulation in the tumor cells and the colorectal tumor-associated stroma, the p53 accumulation in the tumor cells and the increase of proliferative activity of the colorectal tumor-associated stroma, and also between the p53 accumulation in the tumor cells and the degree of histological differentiation of the tumor were established. Furthermore, it was revealed that increase of proliferative activity of colorectal adenocarcinoma is associated with decrease apoptotic activity of the tumor.Колоректальный рак представляет собой актуальную проблему в системе мирового здравоохранения, что связано с высокими показателями заболеваемости и смертности.Цель работы – сравнить уровни экспрессии иммуногистохимических маркеров пролиферации и апоптоза раковыми клетками, а также клетками, формирующими микроокружение колоректальной аденокарциномы; изучить корреляции между уровнями пролиферации, апоптоза и клинико-морфологическими характеристиками колоректальной аденокарциномы.Материалы и методы. Проведено комплексное патогистологическое исследование операционного материала 30 больных, прооперированных по поводу аденокарциномы дистальных отделов толстого кишечника I–IV клинических стадий.Результаты. Установлено, что опухолевые клетки колоректальной аденокарциномы характеризуются средним уровнем пролиферации, средним уровнем экспрессии р53 и низким уровнем апоптоза, в то время как клетки микроокружения данной опухоли – низкими уровнями пролиферации, экспрессии р53 и апоптоза. Выявлены прямые сильные корреляционные связи между показателями пролиферации и апоптоза раковых клеток, а также аналогичными показателями клеток микроокружения опухоли. Выявлены прямые корреляционные связи средней силы между уровнями экспрессии р53 клетками паренхимы и стромы колоректальной аденокарциномы, уровнями экспрессии р53 клетками паренхимы и Ki-67 клетками стромы опухоли, уровнем экспрессии р53 клетками паренхимы и степенью гистологической дифференцировки опухоли. Кроме того, выявлены обратные сильные корреляционные связи между показателями экспрессии Ki-67 и каспазы-3 раковыми клетками и клетками микроокружения колоректальной аденокарциномы.Выводы. Полученные данные свидетельствуют о тесной ассоциации процессов пролиферации и апоптоза опухолевых клеток и клеток микроокружения колоректальной аденокарциномы. Получены данные, свидетельствующие о взаимосвязи процессов накопления мутантного белка р53 в клетках паренхимы и стромы опухоли, а также о том, что накопление р53 в раковых клетках ассоциировано с возрастанием пролиферативной активности опухолевого микроокружения и со снижением степени дифференцировки колоректальной аденокарциномы. Кроме того, получены данные, свидетельствующие о том, что с возрастанием пролиферативной активности клеток паренхимы и стромы колоректальной аденокарциномы снижается их апоптотическая активность. Колоректальний рак є актуальною проблемою в системі світової охорони здоров’я, що пов’язана з високими показниками захворюваності та смертності.Мета роботи – порівняти рівні експресії імуногістохімічних маркерів проліферації та апоптозу раковими клітинами, а також клітинами, що формують мікрооточення колоректальної аденокарциноми; дослідити кореляції між рівнями проліферації, апоптозу та клініко-морфологічними характеристиками колоректальної аденокарциноми.Матеріали та методи. Здійснили комплексне патогістологічне дослідження операційного матеріалу 30 хворих, які прооперовані з приводу аденокарциноми дистальних відділів товстої кишки I–IV клінічних стадій.Результати. Встановлено, що пухлинні клітини колоректальної аденокарциноми характеризуються середнім рівнем проліферації, середнім рівнем експресії р53 та низьким рівнем апоптозу, тоді як клітини мікрооточення цієї пухлини – низькими рівнями проліферації, експресії р53 та апоптозу. Виявлена наявність прямих сильних кореляційних зв’язків між показниками проліферації та апоптозу ракових клітин, а також аналогічними показниками клітин мікрооточення пухлини. Виявили прямі кореляційні зв’язки середньої сили між рівнями експресії р53 клітинами паренхіми та стоми колоректальної аденокарциноми, рівнями експресії р53 клітинами паренхіми та Ki-67 клітинами строми пухлини, рівнем експресії р53 клітинами паренхіми та ступенем гістологічного диференціювання пухлини. Крім того, виявили зворотні сильні кореляційні зв’язки між показниками експресії Ki-67 і каспази-3 пухлинними клітинами та клітинами мікрооточення колоректальної аденокарциноми.Висновки. Дані, що отримали, свідчать про асоціацію процесів проліферації та апоптозу пухлинних клітин і клітин, що формують мікрооточення колоректальної аденокарциноми. Отримали дані, що свідчать про взаємозв’язок процесів накопичення мутантного протеїну р53 у клітинах паренхіми і строми пухлини, а також стосовно того, що накопичення р53 в пухлинних клітинах асоційовано зі зростанням проліферативної активності пухлинного мікрооточення та зі зниженням ступеня диференціювання колоректальної аденокарциноми. Крім того, отримали дані щодо асоціації зростання проліферативної активності клітин паренхіми та строми колоректальної аденокарциноми зі зниженням їхньої апоптотичної активності

Molecular-immunohistochemical characteristics of proliferation and apoptosis of tumor cells in colorectal adenocarcinoma

Abstract Aim – to study the features of K-RAS transcriptional activity gene, Ki-67 and TP53 mRNA genes expression levels in comparison with the immunohistochemical expression levels of Ki-67, p53 proteins and caspase-3 encoded by them in colorectal adenocarcinoma (CRA) with its progression from the I to the IV stage. Materials and methods. Parallel immunohistochemical and molecular-genetic, pathohistological studies of operational material of CRA from 40 patients (4 study groups – I, II, III, IV stages of the disease according to pTNM classification – 10 cases in each group) with diagnosis of colorectal adenocarcinoma, and also sectional material of 10 fragments of distal colonic wall with normal histological structure were conducted. Results. In comparison with unchanged mucosa of distal colon, CRA is characterized by the increased K-RAS gene and Ki-67 gene activity. As CRA progresses from the I to IV stages, there is an increase in the transcriptional activity of the K-RAS gene and a decrease in the transcriptional activity of the Ki-67 gene in the study groups. The tumor cells are characterized by the medium level of expression of Ki-67, which is the marker of cellular proliferation, herewith the reverse correlation between the Ki-67 expression level and the tumor invasion level is present. CRA is characterized by the increased TP53 gene transcriptional activity with the tendency to elevation, which happens during the progression of the tumor from the I to the IV stage and correlates with the increased K-RAS gene transcriptional activity. CRA is also characterized by the medium p53 expression level and the low level of caspase-3 expression, which is the marker of apoptotic degradation process, which happens in the presence of the reverse correlation between the increased K-RAS gene transcriptional activity and the low level of apoptosis of the tumor cells. Conclusions. The K-RAS and TP53 genes transcriptional activity increases, but the Ki-67 gene transcriptional activity decreases during the process of CRA progression from the I to the IV stage. The inverse correlation between the level of transcription activity of the K-RAS, TP53 genes and apoptosis of tumor cells of the colorectal adenocarcinoma was determined. The decline of proliferation level of the tumor cells, that is observed during the process of CRA progression from the I to the IV stage, is mediated by the signal pathways, which don’t have connection with RAS-protein

Особливості імуногістохімічної експресії маркера клітинної проліферації Ki-67 у пухлинних і стромальних клітинах колоректальної аденокарциноми

Colorectal cancer is the third most common cancer in men and the second in women.Aim. The aim of this research was to compare the expression levels of Ki-67 in the tumor cells and the stromal cells of colorectal adenocarcinoma, and also to study the correlations between proliferative activity of colorectal adenocarcinoma and particular clinic-pathological parameters of the tumor.Materials and methods. For this purpose, pathohistological and immunohistochemical studies were used. The surgical material of 30 patients with distal colon adenocarcinoma and rectal adenocarcinoma (I-IV clinical stages) was analyzed.Results. It was established that the tumor cells of colorectal adenocarcinoma are characterized by the medium Ki-67 labeling index, but the stromal cells of this tumor are characterized by the low Ki-67 labeling index. The direct strong correlation between Ki-67 labeling index of the tumor cells and Ki-67 labeling index of the stromal cells was revealed. Moreover, reverse medium correlation between Ki-67 labeling index of the tumor cells and the depth of tumor invasion was revealed. Direct strong correlation between histological grade of the tumor and the depth of invasion, and also direct medium correlation between histological grade of the tumor and the presence of lymph node metastasis, clinical stage of the tumor were revealed.Conclusions. These data demonstrate that proliferative activity of the tumor cells of colorectal adenocarcinoma is significantly higher than proliferative activity of the stromal cells of this tumor. Furthermore, the tight association between proliferative processes in the tumor cells and the stromal cells of colorectal adenocarcinoma, and also the associations between proliferative processes in the tumor cells and the depth of tumor invasion, histological grade of the tumor and the presence of lymph node metastasis, histological grade of the tumor and clinical stage of the tumor were established.Колоректальный рак занимает 2 место в мировом рейтинге распространённости злокачественных новообразований женщин и 3 место в рейтинге распространённости злокачественных новообразований мужчин.Цель работы – сравнение уровней экспрессии маркера пролиферации Ki-67 в опухолевых и стромальных клетках колоректальной аденокарциномы, а также изучение корреляционных связей между уровнем пролиферативной активности колоректальной аденокарциномы и отдельными её клинико-морфологическими параметрами.Материалы и методы. Проведено комплексное патогистологическое исследование операционного материала 30 пациентов, прооперированных по поводу аденокарциномы дистальных отделов ободочной кишки, а также аденокарциномы прямой кишки I–IV клинических стадий.Результаты. Установлено, что опухолевые клетки колоректальной аденокарциномы характеризуются средними показателями индекса пролиферации, а клетки стромы данной опухоли – низкими. Выявлено наличие прямой сильной корреляционной связи между указанными показателями индекса пролиферации опухолевых клеток и клеток стромы. Кроме того, выявлено наличие обратной корреляционной связи средней силы между пролиферативной активностью опухолевых клеток и глубиной инвазии колоректальной аденокарциномы. Выявлено наличие прямой сильной корреляционной связи между степенью гистологической дифференцировки опухоли и глубиной её инвазии, а также прямой связи средней силы между степенью гистологической дифференцировки опухоли и вовлечением в злокачественный процесс лимфатических узлов, клинической стадией заболевания.Выводы. Данные свидетельствуют о большей активности пролиферативных процессов в опухолевых клетках колоректальной аденокарциномы в сравнении с клетками стромы данной опухоли. Были получены данные, свидетельствующие об ассоциации пролиферативных процессов в раковых клетках и клетках стромы колоректальной аденокарциномы, а также об ассоциации пролиферативных процессов в опухолевых клетках с глубиной инвазии опухоли. Кроме того, получены данные, свидетельствующие о взаимосвязи между степенью гистологической дифференцировки колоректальной аденокарциномы, глубиной её инвазии, вовлечением в процесс лимфатических узлов, а также клинической стадией заболевания.Колоректальний рак посідає друге місце у світовому рейтингу поширеності злоякісних новоутворень у жінок і третє у світовому рейтингу поширеності злоякісних новоутворень серед чоловіків.Мета роботи – порівняння рівнів експресії маркера проліферації Ki-67 у пухлинних і стромальних клітинах колоректальної аденокарциноми, а також вивчення кореляційних зв’язків між рівнем проліферативної активності колоректальної аденокарциноми та окремими її клініко-морфологічними параметрами.Матеріали та методи. Здійснили комплексне патогістологічне дослідження операційного матеріалу 30 пацієнтів, які прооперовані з приводу аденокарциноми дистальних відділів ободової кишки, а також аденокарциноми прямої кишки I–IV клінічних стадій.Результати. Встановили, що пухлинні клітини колоректальної аденокарциноми характеризуються середніми показниками індексу проліферації, а клітини строми цієї пухлини – низькими. Виявлена наявність прямого сильного кореляційного зв’язку між наведеними показниками індексу проліферації пухлинних клітин і клітин строми. Окрім того, виявлена наявність зворотного кореляційного зв’язку середньої сили між проліферативною активністю пухлинних клітин і глибиною інвазії колоректальної аденокарциноми, а також наявність прямого сильного кореляційного зв’язку між ступенем гістологічного диференціювання пухлини та глибиною її інвазії, а також прямого зв’язку середньої сили між ступенем гістологічного диференціювання пухлини та залученням у злоякісний процес лімфатичних вузлів, клінічною стадією захворювання.Висновки. Дані, що отримали, свідчать про більшу активність проліферативних процесів у пухлинних клітинах колоректальної аденокарциноми  порівняно з клітинами строми цієї пухлини та про асоціацію проліферативних процесів у ракових клітинах і клітинах строми колоректальної аденокарциноми, а також про асоціацію проліферативних процесів у ракових клітинах із глибиною інвазії пухлини. Окрім того, одержали дані, що свідчать про взаємозв’язок між ступенем гістологічного диференціювання колоректальної аденокарциноми, глибиною її інвазії, залученням у процес лімфатичних вузлів, а також клінічною стадією захворювання