Detektion von disseminierten Tumorzellen im Muskelgewebe in postmortalen Biopsien

Abstract

Ziel der vorliegenden Dissertation war die Analyse der potenziellen Rolle von Muskeln als Reservoir für DTCs. Hierfür wurden Autopsieproben aus Skelett- (Musculus psoas) und Herzmuskel (Musculus papillaris) von verstorbenen Personen mit (n = 16) und ohne (n = 11) epitheliale Tumorerkrankungen hinsichtlich des Vorhandenseins von DTCs verglichen. Der Nachweis der DTCs erfolgte über eine immunhistochemische Anfärbung von Keratin und dem Epithelial Cell Adhesion Molecule (EpCAM). Bei jeweils einer Probe wurden weitere tumorspezifische Marker (Östrogen-Rezeptor (ER), Transkriptionsfaktor GATA-3) analysiert. Darüber hinaus wurde die Lage der DTCs im Skelettmuskel (Endo-, Peri-, Epimysium) bestimmt. In der Tumorkohorte wiesen nahezu alle Skelettmuskel-Proben Keratin-positive DTCs auf. Auch in der Kontrollgruppe waren Keratin-positive Zellen nachweisbar. Ihre Anzahl war im Vergleich zur Tumorkohorte zwar deutlich, aber nicht signifikant reduziert (p = 0,089). Dies könnte durch das physiologische Vorkommen von Costameren erklärt werden, welche Keratine enthalten. Dagegen wiesen die Skelettmuskel-Proben der Kontrollgruppe im Vergleich zu den Proben der Tumorkohorte eine signifikant geringere Anzahl EpCAM-positiver DTCs auf (p = 0,013). In der Tumorkohorte war die Mehrzahl der Keratin- und EpCAM- positiven DTCs im mittleren Kompartiment des Skelettmuskels (Perimysium) lokalisiert. Im Gegensatz hierzu verteilten sich die positiven Zellen der Kontrollgruppe gleichmäßig über die drei anatomischen Kompartimente. Im Skelettmuskel der Tumorkohorte, nicht aber in der Kontrollgruppe waren auch ER- und GATA-3- positive Zellen nachweisbar, was die These des Vorkommens von DTCs im Skelettmuskel unterstützt. In den Herzmuskel-Proben beider Gruppen wurden keine EpCAM-positiven DTCs detektiert, Keratin-positive DTCs traten nur in den Proben der Tumorkohorte auf. Die vorliegenden Befunde belegen die Existenz epithelialer DTCs im Skelettmuskel. Eine molekulare Charakterisierung dieser DTC-Populationen in zukünftigen Studien könnte helfen, zielgerichtete Therapiestrategien gegen von diesen Zellen ausgehende Rezidive zu entwickeln.

The aim of this dissertation was to analyze the potential role of muscles as a reservoir for DTCs. For this purpose, autopsy samples from skeletal- (psoas muscle) and cardiac- (papillaris muscle) muscle of deceased individuals with (n=16) and without (n=11) epithelial tumors were compared for the presence of DTCs. DTCs were detected using immunohistochemical staining for keratin and the cell adhesion molecule (EpCAM). Additional tumor-specific markers (estrogen receptor, GATA-3) were analyzed in one sample each. Furthermore, the location of the DTCs in the skeletal muscle (endo-,peri-,epimysium) was determined. In the tumor cohort almost all samples contained keratin-positive DTCs. Keratin-positive cells were also detectable within the control group; however, their number was clearly but not significantly lower compared to the tumor cohort (p = 0,089). This could be explained by the physiological presence of costameres, which contain keratins. In contrast, the control group samples compared to the tumor cohort samples showed a significantly lower number of EpCAM-positive cells (p=0,013). In the tumor cohort most keratin- and EpCAM-positive DTCs were located in the middle compartment of the skeletal muscle (perimysium), whereas the positive cells detected in the control group showed an even distribution across the three anatomical compartments. The detection of ER- and GATA-3-positive cells exclusively in the tumor cohort supports the thesis of the existence of DTCs in the skeletal muscle. For the heart muscle no EpCAM-positive cells could be detected in both groups, keratin- positive DTCs were found only in the tumor cohort. The present findings demonstrate the existence of epithelial DTCs in skeletal muscle. Molecular characterization of these DTC populations in future studies could help to develop targeted therapeutic strategies against recurrences originating from these cells.