Nachweis der Expression ausgewählter MMPs (Matrixmetalloproteinasen) und TIMPs (Tissue Inhibitors of Matrixmetalloproteinases) in Plattenepithelkarzinomen der Kopf-Hals-Region

Abstract

In der Kopf-Hals-Region sind mehr als 90 % aller malignen Tumoren Platten-epithelkarzinome. An der insgesamt schlechten Prognose dieser Tumoren, die v. a. vom primären Tumorstadium, vom lokalen Invasionsverhalten und von der Metastasierung abhängig ist, hat sich trotz moderner Behandlungsmethoden in den letzten Jahren wenig geändert. Um bereits präoperativ die Aggressivität des Tumorwachstums und das Risiko einer möglichen Metastasierung einzuschätzen, richten sich die Bemühungen verschiedener Arbeitsgruppen auf die Etablierung molekularer Marker. Für die mRNA-Detektion wurde die RNA/RNA-in situ-Hybridisierung eingesetzt. Der Proteinnachweis erfolgte über Immunhistochemie mit Hilfe monoklonaler Antikörper. Vor diesem Hintergrund wurden in der vorliegenden Dissertation die m-RNA-Expression von MMP-9 und TIMP-1, -2, -3 sowie die Proteinexpression von MMP-9 an 120 Plattenepithelkarzinomen der Kopf-Hals-Region untersucht. Von allen mittels in situ-Hybridisierung untersuchten Transkripten konnte von TIMP-1-mRNA am häufigsten nachgewiesen werden (TIMP-1 83 %, TIMP-2 77 %, TIMP-3 73 %, MMP-9 70 %). MMP-9 wurde am häufigsten und stärksten im Tumor an der Invasionsfront nachgewiesen. Zudem zeigte sich eine vermehrte Expression auch im Tumorstroma, in tumornahen Leukozyten und Endothelzellen, deutlich weniger dagegen im morphologisch normal erscheinenden und dysplastischen Plattenepithel. TIMP-1 wurde v. a. im Stroma in unmittelbarer Umgebung zum Tumor, z. T. auch an der Invasionsfront des Tumors exprimiert, es ergab sich kein Nachweis von TIMP-1 in der Tumormitte. In über 1/3 der Fälle konnte eine Expression von TIMP-1 bereits im dysplastischen Epithel nachgewiesen werden. TIMP-2 wurde ebenfalls v. a. im Tumorstroma detektiert. Auffällig war die Expression im normal erscheinenden Plattenepithel u. dysplastischen Epithel, hier bestand eine deutlich höhere Expression von TIMP-2 im Gegensatz zu TIMP-1. TIMP-3 wurde ebenfalls v. a. im Tumorstroma exprimiert. In wenigen Fällen konnte TIMP-3 auch in der Tumormitte, z. T. mit sehr starker Signalintensität, detektiert werden, vorrangig jedoch auch an der Invasionsfront des Tumors. Die Expression von MMP-9 korrelierte signifikant mit dem Tumorstadium, dem Grad der Verhornung (Tumortyp) sowie dem Fernmetastasenstatus. Zudem bestand eine Tendenz zur erhöhten Expression von MMP-9 bei lymphogen metastasierten Tumoren sowie Tumoren mit schlechter Prognose. Im Vergleich von TIMP-1-mRNA Expression mit klinisch pathologischen Faktoren ergaben sich keine signifikanten Korrelationen. Jedoch zeigte sich eine Zunahme der Expression bei lymphogen metastasierten Tumoren (> 90 % der Fälle waren TIMP-1-positiv). Zudem ergaben sich Hinweise auf einen möglichen Zusammenhang zwischen TIMP-1 und dem Fernmetastasenstatus M sowie eine Tendenz zu höheren TIMP-1 Level bei prognostisch ungünstigen Tumoren. Die TIMP-2-Expression korrelierte mit dem Fernmetastasenstatus (p = 0,015). Weitere relevante Korrelationen bzw. Tendenzen ergaben sich zwischen der TIMP-2-Expression und dem Alter (p = 0,035) sowie dem Geschlecht (p = 0,097). Bei Vergleich zwischen der Expression von TIMP-3 und klinisch pathologischen Faktoren ergab sich keine signifikante Korrelation. Es bestand allerdings eine Tendenz zur Expressionssteigerung in späteren Tumorstadien sowie bei schlecht differenzierten Tumoren.

Im Vergleich der MMP-9-Signale von in situ-Hybridisierung und Immunhistochemie konnte sowohl in den Tumorzellen als auch im Stroma eine signifikante Korrelation zwischen der Expression der m-RNA und dem Nachweis des Proteins MMP-9 aufgezeigt werden. Ebenso zeigten sich signifikante Korrelationen zwischen: - der Expression von MMP-9 und TIMP-1 sowohl in den Tumorzellen (p = 0,005) als auch im Tumorstroma (p = 0,007), - der Expression von MMP-9 und TIMP-2 in den Tumorzellen (p = 0,005), - der Expression von MMP-9 und TIMP-3 in den Tumorzellen (p = 0,001), - der Expression im Tumorstroma von TIMP-1 und TIMP-3 (p = 0,016). Sowohl MMP-9 als auch TIMP-1, -2 und -3 waren bei fortgeschrittenen bzw. metastasierten Tumoren deutlich erhöht und können daher Hinweise für das Verhalten dieser Tumoren geben und als Indikatoren der Prognose dienen.