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Der Pathologe

, Volume 39, Supplement 2, pp 208–214 | Cite as

Lungenkrebs unter Stress

  • S. BerezowskaEmail author
Hauptreferate: Aktuelle Habilitationen
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Zusammenfassung

Hintergrund

Autophagie ist für die zelluläre Homöostase verantwortlich und sichert unter Stressbedingungen das zelluläre Überleben. Autophagiemodulation kann therapeutisch genutzt werden. Das in vitro Monitoring des Autophagieflusses ist gut etabliert. Die Analyse im Formalin-fixierten und in Paraffin eingebetteten (FFPE-)Gewebe ist bisher unzureichend standardisiert. Expressionsanalysen der autophagieassoziierten Proteine in diagnostischem FFPE-Gewebe können bei der Translation von Erkenntnissen aus der Grundlagenforschung in die Klinik helfen und eine Rolle bei einer zukünftigen Suche nach prädiktiven Biomarkern spielen.

Material und Methoden

Wir haben eine verlässliche immunhistochemische Färbung autophagieassoziierter Proteine in FFPE-Gewebe mittels Zelllinien mit einerseits funktionell modifiziertem Autophagiestatus und andererseits depletierten Proteinen etabliert und deren prognostischen Wert in Lungenkarzinomen untersucht.

Ergebnisse

Punktförmige immunhistochemische Färbungen für LC3 („microtubule-associated protein 1 light chain 3“) und p62 stellten Autophagosomen dar und korrelierten signifikant mit den etablierten Proteinexpressionsmustern der Western Blot-Untersuchung. Weder in Stadium I/II-Lungenkarzinomen, noch in pulmonalen Plattenepithelkarzinomen zeigte sich eine eindeutige prognostische Signifikanz einer LC3-p62-Kombination. Eine isolierte p62-Expression war in beiden Kohorten ein unabhängiger prognostischer Marker für kürzeres Überleben.

Schlussfolgerungen

Die valide Visualisierung autophagieassoziierter Proteine ist in FFPE-Gewebe möglich. In Lungenkarzinomen konnten wir keinen klaren prognostischen Wert des Autophagiestatus demonstrieren, wie er aus der LC3-p62-Koexpression abgeleitet werden kann. Die möglicherweise autophagieunabhängige Rolle von p62 muss weiter untersucht werden.

Schlüsselwörter

Immunhistochemie Autophagie LC3 p62 Nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom 

Lung cancer under stress

Abstract

Background

Autophagy is a cellular mechanism involved in maintaining cellular homeostasis and warranting cellular survival under stress, and may be therapeutically exploited. Autophagy assessment in vitro is well established, but analysis in formalin-fixed and paraffin-embedded (FFPE) tissue is still poorly standardized. Expression analysis of autophagy-associated markers in diagnostic FFPE tissue aids in translating in vitro findings to the clinic and may contribute to a future quest for predictive markers.

Material and methods

We have established a reliable visualization of autophagy-related proteins in FFPE tissue by immunohistochemistry, using lung cancer cell lines with functionally modified autophagy states and marker-depletion, respectively, and evaluated the prognostic impact of autophagy-related markers in lung cancer patients.

Results

Dot-like staining was observed for LC3 and p62, representing the degrading autophagic vesicles. Stainings correlated significantly with quantitative protein expression assessed by western blot in cell lines and FFPE tumor tissue. In stage I/II non-small cell lung cancer cases and a large cohort of pulmonary squamous cell carcinomas, dot-like LC3 and p62 staining lacked clear prognostic value, but p62 expression was an independent prognostic factor for shorter survival in both cohorts and using internal validation models.

Conclusions

Valid visualization of autophagy-related markers in FFPE tissue is feasible. We could not demonstrate a clear prognostic role of autophagy status as deducted from LC3-p62 co-expression. The autophagy independent role of p62 in lung cancer warrants further investigation, as well as crosstalk with other stress factors or the role of autophagy induction during or after treatment.

Keywords

Immunohistochemistry Autophagy LC3 p62 Non-small cell lung cancer 

Notes

Danksagung

Mein Dank richtet sich an Prof. Dr. rer. nat. Mario Tschan und seine gesamte Autophagie-Arbeitsgruppe am Institut für Pathologie der Universität Bern, darunter insbesondere an Dr. rer.nat. Anna Bill(‑Schläfli), für die hervorragende und stimulierende Zusammenarbeit. Ich danke meinen bei der Zusammenstellung der beschriebenen Kollektive aktiv beteiligten Medizindoktoranden Manuel Keller und Yasin Irmak sowie der Translational Research Unit des Instituts für Pathologie der Universität Bern für die hervorragende technische Unterstützung bei der Durchführung der zitierten Projekte, sowie Herrn Prof. Dr. med. Rupert Langer für die kritische Durchsicht des Manuskriptes.

Einhaltung ethischer Richtlinien

Interessenkonflikt

S. Berezowska gibt an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Dieser Beitrag beinhaltet keine von den Autoren durchgeführten Studien an Menschen oder Tieren. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

The supplement containing this article is not sponsored by industry.

Literatur

  1. 1.
    Adams O, Janser FA, Dislich B et al (2018) A specific expression profile of LC3B and p62 is associated with nonresponse to neoadjuvant chemotherapy in esophageal adenocarcinomas. PLoS ONE 13:e197610CrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    Berezowska S, Galván JA (2017) Immunohistochemical detection of the autophagy markers LC3 and p62/SQSTM1 in formalin fixed and paraffin embedded tissue. In: Pellicciari C, Biggiogera M (Hrsg) Histochemistry of Single Molecules. Springer, Berlin, Heidelberg, S 189–194CrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    Chen N, Karantza-Wadsworth V (2009) Role and regulation of autophagy in cancer. Biochim Biophys Acta 1793:1516–1523CrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    Chude CI, Amaravadi RK (2017) Targeting autophagy in cancer: update on clinical trials and novel inhibitors. Int J Mol Sci 18:E1279.  https://doi.org/10.3390/ijms18061279 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  5. 5.
    Daisuke I, Takashi S, Yoichiro M et al (2012) Accumulation of p62/SQSTM1 is associated with poor prognosis in patients with lung adenocarcinoma. Cancer Sci 103:760–766CrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    Fan L, Yin S, Zhang E et al (2018) Role of p62 in the regulation of cell death induction. Apoptosis 23:187–193CrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    Jiang P, Mizushima N (2014) Autophagy and human diseases. Cell Res 24:69–79CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    Katsuragi Y, Ichimura Y, Komatsu M (2015) p62/SQSTM1 functions as a signaling hub and an autophagy adaptor. FEBS  J 282:4672–4678CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    Klionsky DJ, Abdelmohsen K, Abe A et al (2016) Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (3rd edition). Autophagy 12:1–222CrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    Ladoire S, Enot D, Senovilla L et al (2016) The presence of LC3B puncta and HMGB1 expression in malignant cells correlate with the immune infiltrate in breast cancer. Autophagy 12:864–875CrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    Langer R, Neppl C, Keller MD et al (2018) Expression analysis of autophagy related markers LC3B, p62 and HMGB1 indicate an autophagy-independent negative prognostic impact of high p62 expression in pulmonary squamous cell carcinomas. Cancers (Basel).  https://doi.org/10.1016/j.humpath.2017.11.019 CrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    Levine B, Kroemer G (2008) Autophagy in the pathogenesis of disease. Cell 132:27–42CrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    Liu JL, Chen FF, Lung J et al (2014) Prognostic significance of p62/SQSTM1 subcellular localization and LC3B in oral squamous cell carcinoma. Br J Cancer 111:944.  https://doi.org/10.1038/bjc.2014.355 CrossRefPubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  14. 14.
    Mancias JD, Kimmelman AC (2016) Mechanisms of selective autophagy in normal physiology and cancer. J Mol Biol 428:1659–1680CrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    Martinet W, Roth L, De Meyer GRY (2017) Standard Immunohistochemical assays to assess autophagy in mammalian tissue. Cells 6(3):E17.  https://doi.org/10.3390/cells6030017 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  16. 16.
    Martinet W, Schrijvers DM, Timmermans J‑P et al (2013) Immunohistochemical analysis of macroautophagy: recommendations and limitations. Autophagy 9:386–402CrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    Mathew R, Karantza-Wadsworth V, White E (2007) Role of autophagy in cancer. Nat Rev Cancer 7(12):961CrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    Mizushima N (2010) Autophagy. FEBS Lett 584:1279CrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    Mizushima N (2018) A brief history of autophagy from cell biology to physiology and disease. Nat Cell Biol 20:521–527CrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    Moscat J, Diaz-Meco MT (2012) p62: a versatile multitasker takes on cancer. Trends Biochem Sci 37:230–236CrossRefGoogle Scholar
  21. 21.
    Nezis IP, Stenmark H (2011) p62 at the interface of autophagy, oxidative stress signaling, and cancer. Antioxid Redox Signal 17:786–793CrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    Onorati AV, Dyczynski M, Ojha R et al (2018) Targeting autophagy in cancer. Cancer.  https://doi.org/10.1002/cncr.31335 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  23. 23.
    Ruan H, Xu J, Wang L et al (2018) The prognostic value of p62 in solid tumor patients: a meta-analysis. Oncotarget 9:4258–4266PubMedGoogle Scholar
  24. 24.
    Schlafli AM, Adams O, Galvan JA et al (2016) Prognostic value of the autophagy markers LC3 and p62/SQSTM1 in early-stage non-small cell lung cancer. Oncotarget 7:39544–39555CrossRefGoogle Scholar
  25. 25.
    Schlafli AM, Berezowska S, Adams O et al (2015) Reliable LC3 and p62 autophagy marker detection in formalin fixed paraffin embedded human tissue by immunohistochemistry. Eur J Histochem 59:2481CrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    Wang X, Du Z, Li L et al (2015) Beclin 1 and p62 expression in non-small cell lung cancer: relation with malignant behaviors and clinical outcome. Int J Clin Exp Pathol 8:10644–10652PubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  27. 27.
    White E, Dipaola RS (2009) The Double-Edged Sword of Autophagy Modulation in Cancer. Clin Cancer Res 15:5308–5316CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer Medizin Verlag GmbH, ein Teil von Springer Nature 2018

Authors and Affiliations

  1. 1.Institut für PathologieUniversität BernBernSchweiz

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