Identificación de OTX1 y OTX2 como dos posibles marcadores moleculares para los Carcinomas Sinonasal y Neuroblastomas olfatorios
Summary
Homeobox genes son genes reguladores, a menudo asociados con tumores en los organismos adultos. Investigamos su expresión comparativa por inmunohistoquímica y análisis PCR en tiempo real, en normal e inflamatoria de la mucosa nasal y en neoplasmas de sinonasal para utilizarlas como posibles dianas diagnósticas y terapéuticas.
Abstract
Los genes homeobox (HB) OTX se expresan durante la morfogénesis embrionaria y durante el desarrollo del epitelio olfativo en organismos adultos. Las mutaciones en estos genes suelen relacionarse con la tumorigénesis en humanos. No hay datos están disponibles en la actualidad respecto a la posible correlación entre los genes OTX y tumores de la cavidad nasal. El objetivo de este trabajo es entender si OTX1 y OTX2 pueden considerarse como marcadores moleculares en el desarrollo de tumores nasales. Se seleccionaron los adenocarcinomas nasales y sinonasal para investigar la expresión de los genes OTX1 y OTX2 mediante inmunohistoquímica y análisis PCR en tiempo real. OTX1 y OTX2 estuvieron ausentes en todas las muestras de sinonasal Adenocarcinomas de tipo Intestinal (ITACs). OTX1 mRNA fue identificado solamente en los Adenocarcinomas de tipo Intestinal no (NITACs) mientras que el mRNA de OTX2 fue expresado solamente en Neuroblastomas olfatorios (ONs). Hemos demostrado que la expresión génica diferencial de los genes OTX1 y OTX2 podría ser un marcador molecular útil para distinguir los diferentes tipos de tumores sinonasal.
Introduction
OTX Los genes de la HB son el homólogo vertebrado de los genes de orthodenticle de Drosophila (otd) codifican para factores de transcripción que se expresan normalmente durante la morfogénesis embrionaria, y puede expresarse también en el organismo adulto con diversas funciones . Durante el desarrollo embrionario que controlan la especificación de identidad celular, diferenciación celular y la colocación de la axis¹ del cuerpo. La familia OTX incluye genes OTX1 y OTX2 que muestran diversas funciones. OTX1 participa en el cerebro y el desarrollo del órgano sensorial. En el organismo adulto, que se expresa en órganos sensoriales y se transcribe en niveles bajos en el lóbulo anterior de la hipófisis2; también desempeña un papel en la hematopoyesis, se expresa en hematopoyéticas pluripotenciales y progenitoras de las células3. OTX2 participa en el desarrollo de la cabeza rostral y sus actos de proteína traducida como un morfógeno porque genera un gradiente a través de qué otros genes activados o reprimidos de manera espacio-temporal, contribuyendo así a la célula proliferación y diferenciación. En el organismo adulto, OTX2 se encuentra exclusivamente en la glándula pineal y plexo coroideo4.
Mutaciones en genes OTX suelen relacionarse con la aparición de defectos congénitos, somáticas o metabólicos humanos. Ganancia o pérdida de mutaciones en genes OTX podrían promover tumorigenesis si no son capaces de controlar adecuadamente el crecimiento y diferenciación celular5. En leucemias y linfomas, así como en muchos tumores sólidos (e.g., meduloblastomas6, linfomas no Hodgkin agresivos2, carcinomas de mama7, cánceres colorrectales8y retinoblastoma9), la expresión desregulada de OTX HB genes es bien documentado10. Además, se han demostrado mutaciones de OTX2 en casos de anophthalmia y microphtalmia11 debido al papel crucial de este gen en el control del desarrollo del ojo.
En el contexto de neoplasias sólidas, el descubrimiento de marcadores moleculares y fenotípicos es un reto importante para el diagnóstico, clasificación y tratamiento de varios tipos de tumor11, los que se originan en la cavidad nasal y paranasal incluidos senos paranasales. De hecho, a pesar de estas áreas ocupan sólo un modesto espacio anatómico, epitelio de la mucosa, glándulas, tejidos blandos, hueso, cartílago o neural/neuroectodermal y hematolymphoid células pueden ser a menudo el sitio del origen del complejo e histológicamente diferentes grupos de tumores. Diferentes tipos de tumores que involucran el tracto sinonasal presentan una variedad de características que superan lo que se ve generalmente en la zona aerodigestive superior o incluso a través de la mayoría de las partes del cuerpo12. Malignidades de sinonasal son raras y presentan una incidencia anual de 1: 100.000 habitantes en todo el mundo, y así que esto evita que los estudios sobre las vías implicadas en la tumorigénesis y la prueba de estrategias de tratamiento alternativas. A pesar de ello, los avances en proyección de imagen técnicas, abordajes quirúrgicos y radioterapia han mejorado el manejo clínico de cáncer sinonasal. Por otra parte, el desarrollo de líneas celulares, así como modelos animales y perfiles genéticos de cáncer actualmente constituyen la base para las futuras terapias contra el cáncer dirigidas a13. Hasta la fecha, no hay ningún informe sobre expresión OTX1 y OTX2 , en neoplasias de la cavidad nasal, senos paranasales y nasofaringe. Ya anteriormente hemos observado que OTX1 y OTX2 están implicados en el cáncer de mama7, nos preguntamos si estos genes podrían estar presentes no sólo en la mucosa nasal normal sino en tumores de la cavidad nasal. Para lograr este objetivo que hemos obtenidos del Departamento de patología de la «Ospedale di Circolo”en muestras de Varese de mucosa normal y adenocarcinomas nasales y sinonasal 1985 para 2012 y se clasifican según la Organización Mundial de la salud (OMS) clasificación de tumores de cabeza y cuello. Elegimos analizar a través de análisis en tiempo real de PCR e inmunohistoquímica y evaluamos la expresión OTX1 y OTX2 para determinar si pueden considerarse marcadores moleculares para estos tipos de tumores.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este estudio muestra por primera vez que, a niveles del mRNA, se expresan los genes de la HB OTX1 y OTX2 sinonasal normal mucosa y las glándulas submucosal, pólipos inflamatorios, papilomas de Schneiderian sinonasal y en las distintas epiteliales y neuroectodérmicos Neoplasias, incluyendo epidermoide sinonasal adenocarcinomas de tipo no-intestinales, tumores tipo glándula salival, neoplasias neuroendocrinas y ONs.
Modificaciones y resolución de problemas:
Para evi…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por Centro Grandi Strumenti Università dell’Insubria, Fundación Comunitaria del año, Fundación del Monte de Lombardía y Fondazione Anna Villa e Felice Rusconi.
Materials
| RecoverAll Total Nucleic Acid Isolation | Applied Biosystem | AM1975 | |
| High-Capacity cDNA Reverse Transcription Kit | Applied Biosystem | 4368814 | |
| TaqMan Universal PCR Master Mix, no AmpErase UNG | Applied Biosystem | 4326614 | |
| ABI Prism 7000 | Applied Biosystem | 270001857 | |
| ACTB probe | Applied Biosystem | Out of production. Sequence protected by copyright | |
| OTX1 probe | Applied Biosystem | Out of production. Sequence protected by copyright | |
| OTX2 probe | Applied Biosystem | Out of production. Sequence protected by copyright | |
| Acqueous Hydrogen Peroxide | Merk | 1072090250 | |
| Citrate Buffer | Sigma-Aldrich | 20276292 | |
| Triton | Sigma-Aldrich | 101473728 | |
| Tris | Merk | 108382 | |
| NaCl | Merk | 106404 | |
| Goat Anti-OTX2 Antibody | Vector Laboratories | Out of production. Catalog number not available | |
| Rabbit Anti-Goat Antibody | Vector Laboratories | BA5000 | |
| ABC-Peroxidase Complex | Vector Laboratories | PK6100 | |
| 3,3'-diaminobenzidine tetrahydrocloride (DAB) | Sigma-Aldrich | D5905 | |
| Harris Hematoxylin | Bioptica | 0506004/L | |
| Pertek | Kaltek SRL | 1560 | |
| BioClear | Bioptica | W01030799 |
Riferimenti
- Boncinelli, E., Simeone, A., Acampora, D., Gulisano, M. Homeobox genes in the developing central nervous system. Ann genet. 36 (1), 30-37 (1993).
- Omodei, D., et al. Expression of the Brain Transcription Factor OTX1 Occurs in a Subset of Normal Germinal-Center B Cells and in Aggressive Non-Hodgkin Lymphoma. American J. Pathol. 175, 2609-2617 (2009).
- Levantini, E., et al. Unsuspected role of the brain morphogenetic gene Otx1 in hematopoiesis. Proc. Natl. Acad. Sci USA. 100 (18), 10299-10303 (2003).
- Larsen, K. B., Lutterodt, M. C., Mollgard, K., Moller, M. Expression of the homeobox OTX2 and OTX1 in the early developing human brain. J. Histochem. Cytochem. 58, 669-678 (2010).
- Abate-Shen, C. Deregulated homeobox gene expression in cancer: cause or consequence?. Nat. Rev. Cancer. 2, 777-785 (2002).
- de Haas, T., et al. OTX1 and OTX2 expression correlates with the clinicopathologic classification of medulloblastomas. J. Neuropathol. Exp. Neurol. 65, 176-186 (2006).
- Terrinoni, A., et al. OTX1 expression in breast cancer is regulated by p53. Oncogene. 30 (27), 3096-3103 (2001).
- Yu, K., et al. OTX1 promotes colorectal cancer progression through epithelial-mesenchymal transition. Biochem. Biophys Res Commun. 44 (1), 1-5 (2014).
- Glubrecht, D. D., Kim, J. H., Russel, L., Bamforth, J. S., Godbout, R. Differential CRX and OTX2 expression in human retina and retinoblastoma. J. Neurochem. 111 (1), 250-263 (2009).
- Coletta, R. D., Jedlicka, P., Gutierrez-Hartamn, A., Ford, H. L. Transcriptional control of the cell cycle in mammary gland development and tumorigenesis. J. mammary gland Biol. Neoplasia. 9, 39-53 (2004).
- Cordes, B., et al. Molecular and phenotypic analysis of poorly differentiated sinonasal neoplasms: an integrated approach for early diagnosis and classification. Hum Pathol. 40, 283-292 (2009).
- Stelow, E. B., Bishop, J. A. Update from the 4th Edition of the World Health Organization Classification of Head and Neck Tumours: Tumors of the Nasal Cavity, Paranasal Sinuses and Skull Base. Head Neck Pathol. 11 (1), 3-15 (2017).
- Llorente, J. L., et al. Sinonasal carcinoma: clinical, pathological, genetic and therapeutic advances. Nat. Rev. Clin. Oncol. 11 (8), 460-472 (2014).
- Sidransky, D. . World health organization classification of tumors. Pathology and genetics of head and neck tumors. 9, (2005).
- Radulesku, T., et al. Endoscopic surgery for sinonasal tumors: The transcribriform approach. J Stomatol Oral Maxillofac Surg. 118 (4), 248-250 (2017).
- Muller, P. A. J., Vousden, K. H. p53 mutations in cancer. Nature cell biology. 15 (1), 2-8 (2013).
- Holmila, R., et al. Profile of TP53 gene mutations in sinonasal cancer. Mutat Res. 686 (1-2), 9-14 (2010).
