Die Expression des prostataspezifischen Membranantigens (PSMA) beim Mammakarzinom

Abstract

Das prostataspezifische Membranantigen (PSMA) ist ein transmembranäres Glykoprotein, das beim Prostatakarzinom und weiteren Tumorentitäten bereits nachgewiesen wurde. Es wird insbesondere durch die Tumorneovaskulatur mehrerer unterschiedlicher Tumorentitäten exprimiert. Außerdem scheint das PSMA eine Rolle bei der Tumorprogression und Neubildung von Tumorgefäßen zu haben. Aus diesem Grund wurden bereits bildgebende und therapeutische Verfahren, welche das PSMA als Zielstruktur haben, entwickelt. Es gibt bis dato jedoch sehr uneinheitliche Ergebnisse bezüglich der PSMA Expression beim Mammakarzinom. Hauptziel der hier vorliegenden Arbeit war es, die Expression des PSMAs beim Mammakarzinom sowie dessen Lymphknoten- und Fernmetastasen nachzuweisen. Es wurde überprüft, ob das PSMA von der Tumorneovaskulatur und den Tumorzellen exprimiert wird und ob dessen Expression mit einigen klinikopathologischen Parametern sowie einem schlechteren Outcome assoziiert ist. Es wurden immunhistochemische und Immunfluoreszenz Färbungen auf Schnitten von in Formalin-fixiertem und in Paraffin-eingebettetem Gewebe durchgeführt. Insgesamt wurden 72 Mammakarzinompatientinnen in diese Studie eingeschlossen, und diese wurden zusätzlich bezüglich einer Reihe an klinikopathologischen Parametern charakterisiert. Es konnten 70 Primärtumor-, 18 Lymphknotenmetastase- und 12 Fernmetastaseproben immunhistochemisch untersucht werden. Außerdem wurden 40 Proben gesunden Brustdrüsengewebes auf eine PSMA Expression hin untersucht. Die Quantifizierung des PSMAs in den Tumorzellen und in den Tumormikrogefäßen wurde mithilfe der immunhistochemischen PSMA-Färbungen, nach dem immunreaktiven Score von Remmele und Stegner (IRS) durchgeführt. Zur Bestimmung der Anzahl an PSMA-positiven Tumorgefäßen wurde eine immunhistochemische CD31 Färbung, welche spezifisch Endothelzellen nachweist, herangezogen. Diese Färbung wurde zusätzlich zur PSMA-Färbung angefertigt und stammte aus demselben Gewebeblock. Anhand dieser Färbung konnte die allgemeine Gefäßdichte (microvessel density, MVD) beurteilt werden. Im Verhältnis dazu konnte anschließend der Prozentsatz an PSMA-positiven Gefäßen berechnet und der immunreaktive Score der Tumorneovaskulatur (MVD-IRS) bestimmt werden. PSMA wird sowohl an den Tumorzellen als auch an den Tumormikrogefäßen exprimiert. In den Tumorzellen wird in 71,4% der Primärtumore, 61,1% der Lymphknotenmetastasen und 75% der Fernmetastasen PSMA exprimiert. Die Tumormikrogefäße exprimieren in 46,2% der Primärtumore, in 66,7% der Lymphknotenmetastasen und in 88,9% der Fernmetastasen PSMA. PSMA wird auch im gesunden Brustdrüsengewebe exprimiert (62,5%), hier jedoch nicht in den Gefäßen. Bei der Beurteilung der alleinigen PSMA-Expression in den Tumorzellen (ohne Gefäße) konnte eine signifikant erhöhte PSMA-Expression bei fernmetastasierten Patientinnen festgestellt werden (p=0,009). Die zeitgleiche PSMA-Expression an Tumorzellen und Tumormikrogefäßen unterscheidet sich signifikant in Abhängigkeit von unterschiedlicher Histologie (invasiv-duktales Karzinom vs. andere, p=0,026), Grading (G1 und G2 vs. G3, p=0,002) und Ki67-Level (<10% vs. 10-14% vs. >14%, p=0,041), nicht jedoch in Abhängigkeit von Alter, Menopausenstatus, TNM-Stadium, Rezeptorstatus und CA 15-3 Level. Zwischen der PSMA Expression in den Tumorzellen und der PSMA Expression in der Tumorneovaskulatur bei den Primärtumorproben besteht ein signifikanter Zusammenhang (p=0,001), ebenfalls zwischen der PSMA Expression in den Tumorzellen der Primärtumorproben mit den Tumorzellen und mit der Tumorneovaskulatur der Lymphknotenmetastaseproben (p=0,02 bzw. p=0,022). Patientinnen mit einem PSMA positiven Tumor haben im Vergleich zu PSMA negativen Tumoren ein signifikant schlechteres Gesamt-Überleben (p=0,027), sofern die Expression in den Tumorzellen vorliegt. Diese Arbeit zeigt, dass das PSMA sowohl im Primärtumor als auch bei dessen Lymphknoten und Fernmetastasen von den Tumorzellen und den Tumormikrogefäßen exprimiert wird. Das Expressionsmuster des Primarius und dessen Metastasen war unterschiedlich, weswegen von der PSMA Expression im Primärtumor nicht auf dessen Expression in den Fernmetastasen geschlossen werden kann. Basierend auf den hier vorgestellten Ergebnissen lässt sich festhalten, dass das PSMA beim Mammakarzinom mit einem schlechteren onkologischen Outcome assoziiert ist. PSMA könnte nebst seiner hier gezeigten prognostischen Eigenschaft künftig zudem an Bedeutung gewinnen, da es zudem eine vielversprechende Zielstruktur für bildgebende Verfahren und neue Therapiemöglichkeiten zu sein scheint.

The prostate specific membrane antigen (PSMA) is a transmembrane glycoprotein, which was proved to be expressed by prostate cancer and other tumors. In particular, it was found on the tumor neovasculature of a wide variety of tumors. Moreover, PSMA seems to play an important role for the tumor progression and the new formation of tumor vessels. That is why PSMA imaging and PSMA-specific therapies were developed. To this date, the knowledge about the expression of PSMA by breast cancer is limited and the results of previous studies concerning this topic are very inconsistent so far. The aim of this study was to investigate the PSMA expression on breast cancer, its lymph node and distant metastasis. The PSMA expression was verified on the tumor cells and the tumor neovasculature. An association between the PSMA and clinicopathological parameter as well as an association to a worse outcome for breast cancer patients was examined. Therefore, immunohistochemistry and immunofluorescence of formalin-fixed, paraffinembedded tissue was applied. 72 breast cancer patients have been included in this study and a few of their clinicopathological parameters were scrutinized. In total, 70 samples of primary tumor, 18 of lymph node metastasis and 12 of distant metastasis underwent an immunohistochemical staining. 40 samples of healthy breast tissue were stained and analyzed as well. The PSMA expression in the tumor cells was quantified according to the immunoreactive score (IRS) of Remmele and Stegner. The application of an immunohistochemical stain of CD31, an endothelial marker, allowed to further assess the amount of PSMA-positive vessels. This stain was made on a separate slide of the same tissue as the PSMA stain. The microvessel density (MVD) was determined based on the CD31 stain. The percentage of PSMA-positive vessels compared to the total amount of vessels was calculated. This allowed determining the IRS of the tumor neovasculature (MVD-IRS). The stained samples of the primary tumors, lymph nodes and distant metastasis showed an expression of the PSMA on tumor cells and tumor vessels. Regarding the tumor cells, PSMA is expressed by 71,4% of the primary tumors, 61,1% of the lymph node metastasis and 75% of the distant metastasis. The tumor microvessels express PSMA in 46,2% of the primary tumors, 66,7% of the lymph node metastasis and 88,9% of the distant metastasis. The PSMA was also found to be expressed by healthy breast tissue, but not in its vessels. The evaluation of the PSMA expression in the tumor cells alone (without microvessels) assessed a statistically significant increased PSMA expression on patients with distant metastasis (p=0,009). However, it was possible to demonstrate a statistically significant relation between the following factors: histopathological tumor type (invasive ductal vs. other type,p=0,026), grading (G1 and G2 vs. G3, p=0,002) and Ki67-level (<10% vs. 10-14% vs. >14%, p=0,041), and the concurrent expression of PSMA in the cells and the neovasculature. The age, menopause status, TNMstage, receptor status and CA 15-3 level didn’t have a statistically significant relation with the concurrent expression of PSMA. There was also a statistically significant relation between the PSMA expression in the tumor cells and the tumor vessels of the primary tumors (p=0,001). A statistically significant relation between the PSMA expression in the tumor cells of the primary tumor with the PSMA expression of the tumor cells (p=0,02) and the tumor vessels (p=0,022) of the lymph nodes was demonstrated as well. Patients with more PSMA in the tumor cells had a statistically significant worse overall survival (OS) (p=0,027). This study shows that the PSMA is expressed by breast cancer, its lymph node and distant metastases. The expression pattern of PSMA in the primary tumor and its metastasis was different. Therefore, it is not possible to deduce the PSMA expression of a metastasis from the pattern of the corresponding primary tumor. Based on the results presented here, it can be concluded that PSMA is associated with a worse oncological outcome in breast cancer. In addition to the prognostic properties shown here, PSMA could also become more important in the future, as it also appears to be a promising target structure for imaging procedures and new therapeutic options.