Zell-Matrix-Interaktion in Praeneoplasien und plattenepithelialen Fruehkarzinomen der Bronchien

Abstract

Bronchial surface epithelium is nearly constantly affected by the influence of different environmental noxes as well as inhaled noxes due to cigarette smoking. Inhaled carcinogenetic agents like tobacco condensate, minerals, radioactive rays etc. might induce tumor realisation by changing of genetical information. Beside cellular atypia pathognomonic anomalies of extracellular matrix components in preneoplastic lesions of the bronchial mucosa are the foundation for tumor invasion in bronchogenic carcinoma. Within the finished project immunohistochemical, moleculargenetical (in-situ-hybridisation) and electronmicroscopical investigations were performed on tissue specimens of 168 patients to determine structure anomalies of collagen type I, III, IV, NC1, laminin, fibronectin and human type IV collagenase. Furthermore degree of neovascularisation and inflammatory reactions were investigated. The following results were obtained: 1. With increasing degree of neoplastic transformation features of combined destruction and insufficient production of collagenous and non-collagenous basement membrane structures were found in preneoplastic lesions at the borderline to interstitial stroma components. 2. Fibronectin interacts as cell-matrix-ligand during invasion of the interstitial stroma. After binding of tumor cells to the extracellular matrix matrix components are digested by proteolytic enzymes like collagenase type IV. 3. mRNA expression for collagenous and non collagenous basement membrane structures could be detected in mesenchymal cells, monocytes and histiocytes. 4. Simultaneously to destruction of extracellular matrix components neosynthesis of capillary vessels being the basis for tumor stroma formation was found. 5. The documented results found the concept of a'step-by-step'-hypothesis concerning the realisation of malignant tumors within the forefield of preneoplastic lesions of the bronchial mucosa. 6. Synchronous qualitative and quantitative determination of asbest, as well as chromium and nickel concentration in lung tissue of bioptically and autoptically obtained specimes didn't surrender in specific findings of disturbed cell-matrix interaction in preneoplastic lesion of the bronchus in comparison to tumor realisation due to high condensat load after cigarette smoking. (orig.)Das Oberflaechenepithel der Bronchialschleimhaut ist eine nahezu konstanten Konfrontation mit Umweltnoxen, sowie Schadstoffen im Beruf und persoenlichen Freiheitsbereich (Rauchgewohnheiten) ausgesetzt. Inhalierte Karzinogene aus dem Tabakkondensat, Mineralien, radioaktive Strahlen u.s.w. fuehren ueber Veraenderungen der genetischen Information zur Tumorrealisation. Neben morphologisch fassbaren zellulaeren Atypien bilden Strukturanomalien der Matrixkomponenten im Bereich bronchialer Praeneoplasien die Basis fuer das infiltrative Wachstum boesartiger Tumoren der Bronchialschleimhaut. Im Rahmen des abgeschlossenen Forschungsprojektes wurden mit immunhistochemische, molekulargenetischen (in situ-Hybridisierung) und elektronenmikroskopischen Verfahren Strukturveranderungen der extrazellulaeren Matrixkomponenten von Kollagen Typ I, III, IV, NC1, Lamin und Fibronektin, Kollagenase Typ IV, Befunde der Neovaskularisation und entzuendliche Reaktionsmuster an Praeparaten von 168 Patienten analysiert. Dabei wurden folgende Ergebnisse gewonnen: 1. Mit zunehmendem Grad der praenoplastischen epithelialen Transformation im Bereich von Praeneoplasien konnten Befunde der kombinierten Destruktion und mangelhaften Produktion von kollagenen und nicht-kollagenen Basalmembranstrukturen im Grenzbereich zum Stroma erhoben werden. 2. Bei der fruehen Infiltration des Stromas durch atypische Epithelzellen wirkt Fibronektin als Zell-Matrixligand. Nach Anheftung der Tumorzellen an extrazellulaere Matrixstrukturen werden ueber Freisetzung proteolytischer Enzyme wie der Kollagenase Typ IV Lokalkomponenten der extrazellulaeren Matrix abgebaut. 3. Eine mRNA-Expression fuer kollagene und nicht-kollagene Basalmembranstrukturen konnte in Mesenchymzellen, monozytaeren und histiozytaeren Zellen des entzuendlichen Stromainfiltrates nachgewiesen werden. 4. Parallel zum Abbau originaerer Matrixstrukturen verlaeuft eine Neosynthese kapillaerer Blutgefaesse als wesentliche Basis des spaeteren Tumorstromas bei komplex gestoerter Zell-Matrix-Interaktion. 5. Die dokumentierten Befunde begruenden das Konzept einer Mehrschritt-Hypothese bei der Realisation boesartiger Tumoren im Bereich praeneoplastischer Schleimhautanomalien der Bronchien. 6. Die synchrone qualitative und quantitative Bestimmung von Asbestfasern sowie Chrom- und Nickelanreicherungen im Lungengewebe von Operations- und Obduktionspraeparaten hat keine Noxen-spezifische Befunde der gestoerten Zell-Matrix-Interaktion bronchialer Praeneoplasien im Vergleich zur Tumorrealisation nach hoher Kondensatbelastung durch Zigarettenrauch ergeben. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RR 772(12) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekLand Baden-Wuerttemberg, Stuttgart (Germany)DEGerman