Novel prognostic biomarkers for renal cell carcinoma

• Main Author: Ronkainen, H.-L. (Hanna-Leena)
• Other Authors: Vaarala, M. (Markku)
• Format: Doctoral Thesis
• Language: English
• Published: Oulun yliopisto 2012
• Subjects: HuR; Keap1; Toll-like receptor 9 (TLR9); biological tumour markers; cyclooxygenase-2 (COX-2); myosin VI; prognosis; renal cell carcinoma; survival; TLR9; biologiset kasvainmerkkiaineet; ennuste; munuaissolukarsinooma; syklo-oksigenaasi 2 (COX-2); tyypin VI myosiini
• Online Access: http://urn.fi/urn:isbn:9789514297731; http://nbn-resolving.de/urn:isbn:9789514297731

Abstract Background and aims: Stage and grade are the most widely used prognostic parameters for renal cell carcinoma (RCC). The clinical course of this disease is not, however, always predictable by traditional prognostic factors. In the era of new molecular targeted therapies a more accurate prognostication of RCC patient survival is important for the individualization of treatment and follow-up of patients. Despite exhaustive research there are still no prognostic biomarkers for RCC in clinical practice. In order to find novel prognostic tissue markers for RCC, we examined the expression of 14 biomarkers involved in carcinogenesis and clarified their prognostic significance in RCC. Material and methods: Out of 189 consecutive patients who underwent surgery for kidney cancer at Oulu University Hospital in the 1990s, 152 patients with histologically verified RCC were included in this study. The stage distribution was 70 (46%), 12 (8%), 51 (34%) and 19 (12%) patients with stages I-IV, respectively. The majority of the tumours (83 tumours, 55%) were nuclear grade II and 5 (3%), 40 (27%) and 22 (15%) of the tumours were grades I, III and IV, respectively. Clinical and follow-up data were obtained from patient records, the Finnish Cancer Registry and on demand from the Population Register Centre of Finland. The biomarkers studied included markers of the oxidative and neuroendocrine systems as well as proteins related to cell adhesion and migration, invasion, metastasis, inflammation and immune responses. The expression of various biomarkers was characterized via immunohistochemical tests of archival tumour material. The staining intensity was compared to clinicopathological parameters and patient RCC-specific survival. Results: The 5-year RCC-specific survival was 77%. The expression of Toll-like receptor 9 (TLR9) was an independent marker of favourable RCC-specific survival whereas cytoplasmic myosin VI expression was found to be an independent prognostic factor of poor RCC-specific survival. Cell culture experiments showed how cyclooxygenase-2 (COX-2) expression is regulated by HuR in RCC. HuR and COX-2 immunoexpression were also related to decreased RCC-specific survival. Immunostaining of Keap1 was associated with advanced RCC and a marker of a poorer RCC-specific prognosis. The expression of different neuroendocrine markers was evaluated but we could not establish any prognostic value for them. Conclusions: In particular, TLR9, HuR and myosin VI can be regarded as promising novel prognostic biomarkers in RCC. Stage, however, is the most important single prognostic factor for RCC. === Tiivistelmä Munuaissyöpä on vuosikymmenten ajan jatkuvasti yleistynyt. Vaikka se diagnosoidaan nykyisin useimmiten sattumalöydöksenä vatsan alueen kuvantamistutkimuksissa ja hoitomenetelmät ovat viime vuosikymmenten aikana kehittyneet, munuaissyöpäkuolleisuus ei ole laskenut. Munuaissyövän ennusteen määrittäminen voi olla haasteellista. Perinteiset ennustetekijät, levinneisyys ja erilaistumisaste, eivät riitä selittämään kaikkien potilaiden taudinkulkua, eikä munuaissyövälle vielä ole kliinisessä käytössä ennusteellista merkkiainetta. Munuaissyöpähoitojen kehittyessä taudinkulun ennustaminen on yhä tärkeämpää, jotta potilaiden hoito ja seuranta voidaan yksilöidä. Tämän väitöskirjatyön tarkoituksena oli etsiä uusia ennusteellisia kudosmerkkiaineita munuaissyöpäkasvaimille. Väitöskirjatutkimus perustuu 1990-luvulla Oulun yliopistollisessa sairaalassa leikatun 152 munuaissyöpäpotilaan aineistoon. Lähes puolet aineiston kasvaimista edusti levinneisyysluokkaa I, ja yli puolet munuaissyöpäkasvaimista oli hyvin erilaistuneita (tumagradus I ja II). Tutkimuspotilaista kerättiin kattavat seurantatiedot. Leikkauksessa poistettujen munuaissyöpäkasvainten arkistomateriaalista tutkittiin eri merkkiaineiden ilmenemistä. Tutkitut merkkiaineet käsittivät oksidatiivisen ja neuroendokriinisen järjestelmän merkkiaineita sekä valkuaisaineita, jotka liittyvät keskeisiin syövän ominaisuuksiin, kuten solujen välisiin liitoksiin ja solujen liikkumiseen sekä etäpesäkkeiden syntymiseen. Lisäksi tutkittiin merkkiaineita, jotka liittyvät tulehdusreaktioihin ja immuunipuolustukseen. Väitöskirjatutkimus paljasti useita uusia kudosmerkkiaineita, joiden ilmeneminen munuaissyöpäkasvaimessa on yhteydessä potilaan ennusteeseen. Näistä merkittävimpiä ovat myosiini VI, joka liittyy syöpäkasvainten metastasointiin, sekä immuunipuolustuksessa vaikuttava Tollin kaltainen reseptori 9 (Toll-like receptor 9, TLR9). Molemmat merkkiaineet osoittautuivat itsenäisiksi ennustetekijöiksi munuaissyövässä. Muita ennusteeseen vaikuttavia merkkiaineita ovat tutkimuksen mukaan oksidatiivista stressiä aistiva Keap1 sekä immunologisiin reaktioihin liittyvä syklo-oksigenaasi 2 (COX-2) ja sen ilmenemistä säätelevä HuR.