Metabolism scăzut al energiei mitocondriale aerobice în neuroblastom slab sau nediferențiat
Abstract
fundal
Succinat dehidrogenaza (SDH) a fost asociată cu carcinogeneza în feocromocitom și paragangliom. În studiul de față am investigat componentele sistemului de fosforilare oxidativă în probele de țesut neuroblastom uman.
Metode
Măsurătorile spectrofotometrice, analiza imunohistochimică și analiza Western blot au fost utilizate pentru a caracteriza metabolismul aerob al energiei mitocondriale în neuroblastoame (NB).
Rezultate
Comparativ cu citratul sintazat mitocondrial, activitatea SDH a fost sever redusă în NB (n = 14) față de țesutul renal. Cu toate acestea, nu au putut fi identificate mutații patogene în oricare dintre cele patru subunități ale SDH. Mai mult, nu au putut fi identificate modificări genetice în cei doi factori noi de asamblare SDH SDHAF1 și SDH5. Modificări ale genelor care codifică nfs-1, frataxin și isd-11 care ar putea duce la diminuarea activității SDH nu au fost detectate în NB.
Concluzie
Deoarece a fost observată și reglarea descendentă a altor complexe ale sistemului de fosforilare oxidativă, o reducere mai generalizată a respirației mitocondriale pare să fie prezentă în neuroblastom, spre deosebire de defectul enzimatic unic găsit în feocromocitoamele ereditare.
fundal
Conform Clasificării patologice internaționale a neuroblastomului (NB), NB-urile sunt definite ca tumori embrionare ale sistemului nervos simpatic, derivă din creasta neuronală și apar în medula suprarenală, ganglionii simpatici paravertebrali și paraganglii simpatici [3.0.CO; 2-7 . "href ="/article/10.1186/1471-2407-10-149 # ref-CR1 "> 1]. Paragangliomul și feocromocitomul sunt legate histologic de NB, deoarece toate sunt derivate din creasta neuronală. NB-urile constau în principal din neuroblaste imature, în timp ce feocromocitoamele și paraganglioamele conțin celule cromafine mature.
Feocromocitoamele și paraganglioamele prezintă frecvent mutații în subunitățile succinate dehidrogenază (SDH) SDHB, SDHC, SDHD indicând faptul că aceste subunități SDH acționează ca supresoare tumorale în țesuturile neuroendocrine [2]. Complexul SDH este compus din patru subunități și conține o moleculă de flavină (FAD), centre de fier non-hem și un citocrom de tip b ca grupuri protetice. Complexul este ancorat de un SDHC mare și de o mică subunitate SDHD care alcătuiesc împreună proteina hem care se întinde pe membrană [3]. În plus, recent s-au raportat doi factori de asamblare a SDH SDHAF1 și SDH5. SDH5 este o genă necesară pentru flavinarea SDH [4]. Mutații patogene în SDH5 au fost identificate în paraganglioame [5].
Mutațiile genelor PHOX2B și ale limfomului kinazei anaplazice (ALK) sunt legate de o predispoziție pentru neuroblastom [6-10]. Mutații în PHOX2B au fost găsite într-o minoritate a cazurilor de neuroblastom familial. Până în prezent nu a fost demonstrată nicio legătură clară cu metabolismul energetic pentru aceste două gene.
Utilizarea aerobă a glucozei ca sursă de energie prin glicoliză este o caracteristică comună pentru majoritatea tumorilor solide, ducând la rândul său la o dependență mai mică de OXPHOS, care se numește efect Warburg [25, 26]. Reglarea descendentă a OXPHOS în celulele tumorale pare a fi realizată prin diferite mecanisme. În primul rând, hipoxia profundă poate fi cauza reglării compensatorii a glicolizei în majoritatea tumorilor. În al doilea rând, devine din ce în ce mai evident că pierderea genelor supresoare tumorale precum VHL și p53 sau activarea oncogenelor are ca rezultat reglarea descendentă a OXPHOS [27, 28]. În cele din urmă, inactivarea directă a componentelor OXPHOS a fost detectată într-o minoritate de tumori. Pe lângă asocierea SDH și dezvoltarea tumorii, pierderea NADH: ubiquinonă oxidoreductază (complexul I) al lanțului respirator a fost de asemenea prezentată în tumorile oxifile [29, 30].
Scopul acestui studiu a fost de a determina dacă există modificări specifice ale metabolismului energetic aerob în NB, în special ale SDH, sau dacă există o reglare generală a complexelor OXPHOS.
Deși este în general acceptat faptul că cancerele solide prezintă, în majoritatea cazurilor, o trecere de la fosforilarea oxidativă la glicoliză, tipul de modificare nu a fost investigat în multe tipuri de cancer și, după cunoștințele noastre, nu în tumorile neuroblastice.
Metode
Mostre
NB-uri de la 14 pacienți au fost obținute de la Spitalul Universitar Salzburg, Austria și Spitalul Olga, Stuttgart, Germania. Cincisprezece țesuturi renale neafectate au servit ca referințe pentru măsurători enzimatice. Pentru studiile imunohistochimice fixate în formalină, s-au utilizat NB-uri încorporate în parafină și țesuturi suprarenale neafectate.
Studiul a fost realizat în conformitate cu legea austriacă privind tehnologia genică. Experimentele au fost efectuate în conformitate cu declarația de la Helsinki din 1975 (revizuită în 1983) și cu liniile directoare ale Comitetului de Cercetare pentru Etică al Statului Salzburg (acord etic: AZ 209-11-E1/823-2006), nefiind niciun studiu clinic cu medicamente sau investigații epidemiologice. Toți pacienții au semnat un consimțământ informat cu privire la îndepărtarea chirurgicală și terapia tumorilor. Mai mult, studiul nu s-a extins la examinarea înregistrărilor individuale de caz. Anonimatul pacienților a fost asigurat.