JoVE Journal > Cancer Research
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Résultats
Discussion
Divulgations
Acknowledgements
Materials
References
Traduction automatique
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Recherche en cancérologie

Geliştirilmiş Örnekleme Tekniği ve Histolojik Karakterizasyon ile Prostat Tümörü Biyobankacılık Güvenilirliğinin Artırılması

Published: November 17, 2023
doi:
10.3791/65635
, , , , , , , , , , , , ,
1Department of Pathology,Hospital Universitario y Politécnico La Fe, 2Department of Urology,Hospital Universitario y Politécnico La Fe, 3Biobanco La Fe,Instituto de Investigación Sanitaria La Fe, 4Department of Medicine,Jaume I University of Castellon, 5Department of Surgery,University of Valencia, 6Department of Pathology,University of Valencia

Summary

Bu protokol, radikal prostatektomi örneklerinden örneklerin toplanmasını kolaylaştırmak için bir yöntemi tanımlar. Amaç, örneklerden alınan doku örneklerini bir Biyobankada saklamadan önce anatomopatolojik kriterlere dayalı olarak haritalamak, karakterize etmek ve mikro-makro diseksiyon yapmaktır.

Abstract

Taze ve iyi karakterize edilmiş tümör dokusu örneklerinin alınması, yüksek kaliteli “omik” çalışmaların yürütülmesi için kritik öneme sahiptir. Bununla birlikte, bu organın benzersiz doğası ve bu tümörle ilişkili yüksek heterojenlik nedeniyle prostat kanseri (PC) bağlamında özellikle zor olabilir. Öte yandan, önemli doku değişikliklerine neden olmadan numuneleri depolanmadan önce histopatolojik olarak karakterize etmek de ilgi çekici bir zorluktur. Bu bağlamda, rezeke edilen prostat dokusunun anatomopatolojik kriterlere dayalı olarak elde edilmesi, haritalanması, karakterizasyonu ve mikro-diseke edilmesi için yeni bir yöntem sunuyoruz.

Daha önce yayınlanmış protokollerden farklı olarak, bu yöntem prostat örneğinin yapısından ödün vermeden histopatolojik analizi için gereken süreyi azaltır ve bu da cerrahi sınırların değerlendirilmesi için çok önemlidir. Ayrıca, Gleason skoru, öncü lezyonlar (yüksek dereceli prostat intraepitelyal neoplazi – PIN) ve inflamatuar lezyonlar (prostatit) gibi patolojik kriterlerle tanımlanan histolojik tümör alanlarına odaklanarak taze prostat dokusu örneklerinin tanımlanmasını ve mikro-makro diseksiyonunu sağlar. Bu örnekler daha sonra sonraki araştırma analizleri için bir Biyobankada saklanır.

Introduction

Prostat kanseri (PK) erkeklerdeen sık görülen 2. kanserdir ve dünya çapında 5. önde gelen ölüm nedenidir1. Hasta tedavisi ve prognozu, yüksek Gleason dereceleri ve metastatik tümörlere (%31) kıyasla lokalize ve düşük dereceli tümörlerin (Gleason derece 6) (%99) daha yüksek 5 yıllık sağkalım oranları ile kanıtlandığı gibi, tümörün evrelemesine ve derecelendirilmesine (Gleason skoru) bağlıdır2.

PK lokal nüks ve tedavi başarısızlığı, bu tümör tip3’ün karakteristik yüksek genetik intratümör heterojenliği ile ilişkilendirilmiştir. Ek olarak, PK, bağımsız olarak ortaya çıkabilen veya ortak bir tümör hücresi atasından türetilebilen, farklı morfolojik, histolojik ve moleküler özellikler4 sergileyen birkaç tümör odağına sahip multifokal bir hastalık olarak kabul edilir5. Önceki çalışmalar, tümör evriminin, metastazı teşvik edebilen veya hücre soyunu prostat ile sınırlayabilen spesifik genetik sürücülere dayalı olarak hastalar arasında farklılık gösterdiğini göstermiştir5. Bu nedenle, farklı tümör odaklarının moleküler karakterizasyonu sadece daha doğru bir tanı ve prognoz sağlamak için değil, aynı zamanda hasta için etkili ve kişiselleştirilmiş tedaviyi uyarlamak için de çok önemlidir.

Bu bağlamda, biyomedikal araştırmalar ve bütünleştirici multi-omik yaklaşımlar, kanserleri farklı alt tiplere ayırmak, tanısal ve prognostik biyobelirteçleri tanımlamak ve tedavi yanıtı ile ilgili belirteçleri keşfetmek için benzeri görülmemiş fırsatlar sunmaktadır. Ayrıca, bu yaklaşımlar bu hastalığın biyolojisinin daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunur 6,7. Biyolojik örnekler, ister dokular ister biyosıvılar olsun, kanser patofizyolojisinin altında yatan biyolojik özellikleri ortaya çıkarmak ve böylece genetik ve fenotipik heterojenite ile ilgili mevcut sınırlamaları ele almak için çeşitli multi-omik platformlar (genomik, transkriptomik, proteomik, metabolomik vb.) kullanılarak analiz edilebilir6. Bununla birlikte, omik çalışmalardan elde edilen verilerin kalitesinin, tümörlerden toplanan örneklerin kalitesine, bunların doğru karakterizasyonuna ve müteakip işleme ve depolamaya bağlı olduğunu göz önünde bulundurmak önemlidir8.

Bu bağlamda, araştırma için taze PC dokusu elde etmek, başarılı tümör örneklemesinin zorluğu nedeniyle metodolojik bir zorluk teşkil etmektedir9. Önceki yöntemler radikal prostatektomiyi takiben rastgele örneklemeyi içeriyordu ve kötü sonuçlar veriyordu10. Bununla birlikte, daha yeni yaklaşımlar, hem manyetik rezonans görüntüleme (MRG) hem de biyopsi verilerine dayanan hedefli protokolleri içerir ve bu da tümör örneği toplamada etkinliğin artmasına neden olur11.

Öte yandan, örneklerin saklanmadan önce önemli doku değişikliği olmadan histopatolojik karakterizasyonu da ilginç bir zorluk teşkil etmektedir. Sonuç olarak, birçok durumda, numunelerin histopatolojik tayini, analizlerinden sonra gerçekleştirilir (örneğin, HR 1H NMR metabolomik analizi)12. Bu uygulama, gereksiz masraflara, zaman tüketimine ve sonunda analizden çıkarılan önemli sayıda numunenin kaybına neden olur (örneğin, histopatolojik analizin ardından tümör numunesi olmadığı ortaya çıkan numuneler). Diğer durumlarda, numunelerin histopatolojik karakterizasyonu analizlerinden önce gerçekleştirilir. Aslında, önceki bazı çalışmalar, genomik ve metabolomik için radikal prostatektomi örneklerinden temsili yüksek kaliteli araştırma örnekleri sağlamak için yöntemleri standartlaştırmaya çalışmıştır13,14. Bununla birlikte, dokuyu bozan histolojik olarak doğrulanmış bölümlerden (%88) gerçekleştirildiğinde, doğrulanmamış bölümlerden (%45) yapıldığında örnekleme verimliliği önemli ölçüde daha yüksektir1.

Burada, bu sınırlamaların üstesinden gelmek için, Biyobanka’da depolanmadan önce taze ve iyi karakterize edilmiş PC örnekleri elde etmeyi amaçlayan yeni bir metodoloji sunulmaktadır. Bu yöntem, farklı klinik hizmetler (Üroloji, Patoloji ve La Fe Hastanesi Biyobankası) arasındaki ortak çabalarla geliştirilmiştir. Biyobankaların biyolojik numunelerin toplanması, işlenmesi, korunması ve saklanmasında önemli bir rol oynadığını ve aynı zamanda numunelerin ve verilerin yüksek kalitesinin yanı sıra etik ve yasal gerekliliklere uyumu sağladığını vurgulamak önemlidir 8,15,16.

Protocol

Bu yöntem, farklı klinik hizmetleri (Üroloji, Patoloji ve La Fe Hastanesi Biyobankası) içeren ortak çabalarla geliştirilmiştir. Çalışma, insan refahı için kurumsal, ulusal ve uluslararası yönergelere uygun olarak yürütüldü ve Instituto de Investigación Sanitaria Hastanesi Universitario y Politécnico La Fe’deki (Valensiya, İspanya) Biyomedikal Araştırma Etik Kurulu’ndan onay aldı. Tüm numuneler La Fe Hastanesi Biyobankasında (PT13/0010/0026) saklandı. Genel prosedür Şekil…

Representative Results

Sonuçlar, bu tekniğin incelenen olguların ‘inde (41 olgunun 25’i) tümör materyali elde etmeyi mümkün kıldığını ortaya koymaktadır (Tablo 1). Tablo 1: Çalışma örneklerinin histopatolojik verileri. Çalışmada kullanılan örnekler için histopatolojik verilerin özeti. Tanısal silindir, tanı amaçlı elde edilen prostat biyopsi örneğini ifade ederken, işlenmiş silindir, araştırma amaçlı prostatektomi örneğinden elde edilen silin…

Discussion

Herhangi bir araştırma çalışmasında, sistematik önyargıları azaltmak ve güvenilir sonuçlar elde etmek için kaliteli örnekler elde etmek temel bir gerekliliktir22. Bu nedenle, numunelerin işlendiği ve saklandığı sıcaklık, numune alımından depolamaya kadar geçen süre, sterilize edilmiş malzemelerin kullanımı veya koruyucu veya diğer katkı maddelerinin eklenmesinin numuneler üzerinde yaratabileceği etkiler gibi preanalitik değişkenlerin kontrolü, biyolojik numuneleri…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

AL, bir “Margarita Salas” doktora sonrası sözleşmesini (21-076 numaralı) ve MAM-T’yi bir ‘Maria Zambrano’ araştırma sözleşmesini (numara MAZ/2021/03 UP2021-021) kabul eder. Her iki sözleşme de Avrupa Birliği-Yeni nesil AB tarafından finanse edilmiştir.

Materials

Cadiere forceps Intuitive PN1052082-US 10/2021 Part number: 471049. 18 uses.
Conventional slides Knittel Glass 2021 Ground/ Frosted end
Cryostat microtome Thermo Fisher Scientific — Criostato CryoStar NX50
Cryotubes Greiner Bio-One GmbH Ref.: 122280. CRYO S. PP, with screw cap, sterile. 
Da Vinci surgical system Intuitive PN1052082-US 10/2021 XI model
Dissection instruments Bayer — Two tweezers and a surgical blade 
DPX Eukitt  Medizin- und Labortechnik GmbH 6.00.01.0001.06.01.01
Eosin Agilent 157252
Fenestrated bipolar forceps Intuitive PN1052082-US 10/2021 Part number: 471205. 14 lives.
Force bipolar Intuitive PN1052082-US 10/2021 Part number: 471405. 12 uses.
Freezers Thermo Scientific MODEL 907. -80 ºC
Hematoxylin Agilent 157251
Inmunohistochemistry Slides Agilent-Dako K802021-2
Large needle driver Intuitive PN1052082-US 10/2021 Part number: 471006. 15 uses.
Maryland bipolar forceps Intuitive PN1052082-US 10/2021 Part number: 471172. 14 uses.
Microscope Olympus — Olympus cx40
Microtome blades PFM Medical a35
Monopolar curved scissors Intuitive PN1052082-US 10/2021 Part number: 470179. 10 uses.
OCT compound NEG-50 LOT.117340
PlusSpeed S Single-use Biopsy Device with beveled tip Peter Pflugbeil GmbH  PSS-1825-S
ProGasp forceps Intuitive PN1052082-US 10/2021 Part number: 471093. 18 uses.
Sample holder Disc Davidson Cryo Chuck. BradleyProducts 30 mm 
Tissue ink Pelikan 2021 Ink 4001 brilliant black (301168)
Xylol Quimipur Ref. 169
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Rawla, P. Epidemiology of prostate cancer. World Journal of Oncology. 10 (2), 63-89 (2019).
  2. Epstein, J. I. The 2019 Genitourinary Pathology Society (GUPS) white paper on contemporary grading of prostate cancer. Archives of Pathology & Laboratory Medicine. 145 (4), 461-493 (2021).
  3. Zhang, W. Intratumor heterogeneity and clonal evolution revealed in castration-resistant prostate cancer by longitudinal genomic analysis. Translational Oncology. 16, 101311 (2022).
  4. Haffner, M. C., et al. Genomic and phenotypic heterogeneity in prostate cancer. Nature Reviews Urology. 18 (2), 79-92 (2021).
  5. Woodcock, D. J. Prostate cancer evolution from multilineage primary to single lineage metastases with implications for liquid biopsy. Nature Communications. 11 (1), 5070 (2020).
  6. Heo, Y. J., Hwa, C., Lee, G. H., Park, J. M., An, J. Y. Integrative multi-omics approaches in cancer research: from biological networks to clinical subtypes. Molecules and Cells. 44 (7), 433-443 (2021).
  7. Menyhárt, O., Győrffy, B. Multi-omics approaches in cancer research with applications in tumor subtyping, prognosis, and diagnosis. Computational and Structural Biotechnology Journal. 19, 949-960 (2021).
  8. Annaratone, L. Basic principles of biobanking: from biological samples to precision medicine for patients. Virchows Archiv. 479 (2), 233-246 (2021).
  9. King, C. R., Long, J. P. Prostate biopsy grading errors: A sampling problem. International Journal of Cancer. 90 (6), 326-330 (2000).
  10. Jayadevan, R., Zhou, S., Priester, A. M., Delfin, M., Marks, L. S. Use of MRI-ultrasound fusion to achieve targeted prostate biopsy. Journal of Visualized Experiments. 146, e59231 (2019).
  11. Heavey, S., et al. Use of magnetic resonance imaging and biopsy data to guide sampling procedures for prostate cancer biobanking. Journal of Visualized Experiments. 152, 60216 (2019).
  12. Panach Navarrete, J. . Estudio metabolómico en tejido prostático y orina para el diagnóstico y pronóstico del cáncer de próstata. , (2022).
  13. Bertilsson, H., et al. A new method to provide a fresh frozen prostate slice suitable for gene expression study and MR spectroscopy. The Prostate. 71 (5), 461-469 (2011).
  14. . Show SOP – Biospecimen Research Database Available from: https://brd.nci.nih.gov/brd/sop/show/522 (2022)
  15. Dagher, G. Quality matters: International standards for biobanking. Cell Proliferation. 55 (8), e13282 (2022).
  16. Yüzbaşıoğlu, A., Özgüç, M. Biobanking: sample acquisition and quality assurance for "omics" research. New Biotechnology. 30 (3), 339-342 (2013).
  17. Carpagnano, F. A. Multiparametric MRI: local staging of prostate cancer. Current Radiology Reports. 8 (12), 27 (2020).
  18. Christophe, C. Prostate cancer local staging using biparametric MRI: assessment and comparison with multiparametric MRI. European Journal of Radiology. 132, 109350 (2020).
  19. Huynh, L. M., Ahlering, T. E. Robot-assisted radical prostatectomy: a step-by-step guide. Journal of Endourology. 32 (S1), S28-S32 (2018).
  20. van Leenders, G. J. L. H., et al. The 2019 International Society of Urological Pathology (ISUP) consensus conference on grading of prostatic carcinoma. The American Journal of Surgical Pathology. 44 (8), e87-e99 (2020).
  21. Liu, A., Collins, C. C., Diemer, S. M. Biobanking metastases and biopsy specimens for personalized medicine. Journal of Biorepository Science for Applied Medicine. 3, 57-67 (2015).
  22. Ellervik, C., Vaught, J. Preanalytical variables affecting the integrity of human biospecimens in biobanking. Clinical Chemistry. 61 (7), 914-934 (2015).
  23. Arellano, H. L., Castillo, C. O., Metrebián, B. E. Diagnostic agreement of the Gleason score in needle biopsy and radical prostatectomy and its clinical consequences. Rev Méd Chile. 132 (8), 971-978 (2004).
  24. . Concordancia en los valores de gleason en biopsia prostática transrectal y en prostatectomia radical en pacientes con cáncer de próstata del Hospital Cirujano Mayor Santiago Távara entre enero 2010 – junio del 2018 Available from: https://repositorio.urp.edu.pe/handle/20.500.14138/1886 (2019)
  25. Chavolla-Canal, A. J., et al. Concordancia del puntaje de Gleason en biopsia transrectal de próstata vs prostatectomía radical. Revista Mexicana de Urología. 81 (2), 1-10 (2021).
  26. Fan, X. J., et al. Impact of cold ischemic time and freeze-thaw cycles on RNA, DNA and protein quality in colorectal cancer tissues biobanking. Journal of Cancer. 10 (20), 4978-4988 (2019).
  27. Vaswani, A., et al. Comparative liquid chromatography/tandem mass spectrometry lipidomics analysis of macaque heart tissue flash-frozen or embedded in optimal cutting temperature polymer (OCT): Practical considerations. Rapid communications in Mass Spectrometry: RCM. 35 (18), e9155 (2021).
  28. Zhang, W., Sakashita, S., Taylor, P., Tsao, M. S., Moran, M. F. Comprehensive proteome analysis of fresh frozen and optimal cutting temperature (OCT) embedded primary non-small cell lung carcinoma by LC-MS/MS. Methods (San Diego, Calif). 81, 50-55 (2015).
  29. Boyd, A. E., Allegood, J., Lima, S. Preparation of human tissues embedded in optimal cutting temperature compound for mass spectrometry analysis. Journal of Visualized Experiments. 170, e62552 (2021).

Tags

Prostate TumorBiobankingTumor SamplingHistological CharacterizationProstate CancerGleason ScoreHGPINProstatitisMicro-dissection

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citer Cet Article
Giner Moreno, E., Quereda-Flores, F., Hernández Chinchilla, J. A., Amigo Moreno, R., Perez Ruiz, M. D., Carcelén López, A., Rocher Benlloch, J., Molió Sanchís, P., Casares Calzada, A., Marqués-Torrejón, M. Á., Martínez-Cadenas, C., Ruiz Cerdá, J. L., Loras Monfort, A., Ramos Soler, D. Enhancing Prostate Tumor Biobanking Reliability with Improved Sampling Technique and Histological Characterization. J. Vis. Exp. (201), e65635, doi:10.3791/65635 (2023).
Télécharger la Citation
Réimpressions et Autorisations

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image