Morfologia della cellula mioepiteliale: Caratterizzazione immunoistochimica dalla fase di riposo a quella di movimento
- Abstract
- 1. Introduzione
- 2. Materiali e metodi
- 2.1. Campioni
- 2.2. Immunoistochimica
- 3. Risultati
- 3.1. Ghiandola mammaria normale
- 3.2. Tessuto mammario dalla stessa linea del tumore mammario
- 3.3. Tumori mammari
- 4. Discussione
- Contributo degli autori
- Conflitto di interessi
- Riconoscimento
- Materiali supplementari
Abstract
Il mioepitelio è presente nei tumori mammari canini come cellule interstiziali soprabasali e fusiformi e stellate a riposo e proliferative. Lo scopo di questo lavoro era quello di valutare un pannello di marcatori per l’identificazione di quattro diversi tipi morfologici di cellule mioepiteliali nella ghiandola mammaria normale e neoplastica e di indagare i cambiamenti immunoistochimici da un fenotipo epiteliale a un mesenchimale. Citoceratina 19 (CK19), citoceratina 5/6 (CK5/6), citoceratina 14 (CK14), recettore degli estrogeni (ER), proteina p63, vimentina (VIM) e anticorpi actina muscolare α-liscia (Alfa-SMA) sono stati utilizzati su 29 neoplasie (3 tumori mioepiteliali benigni e 3 maligni, 7 carcinomi in tumori benigni misti e 16 carcinomi complessi) e su tessuto normale delle ghiandole mammarie. Tutti questi anticorpi sono stati testati anche su 3 tessuti mammari di animali senza patologia mammaria. I marcatori mioepiteliali erano ben espressi nelle cellule soprabasali e gradualmente persi nei tipi mobili, con le cellule stellate che mantenevano solo l’espressione VIM tipica del mesenchima. ER ha etichettato alcune cellule mioepiteliali a riposo e mobili. Sulla base dei nostri risultati, proponiamo una transizione dalle cellule immotili mioepiteliali alle cellule migratorie simili ai fibroblasti. Questa transizione e la caratterizzazione di un pannello immunoistochimico per le cellule mioepiteliali a riposo e mobili fanno più luce sul comportamento biologico delle cellule mioepiteliali.
1. Introduzione
I tumori della ghiandola mammaria dei cani sono formati da componenti epiteliali (epitelio e mioepitelio) e mesenchimali. L’origine delle cellule mesenchimali è ancora dibattuta. L’elevata frequenza di tumori che mostrano la proliferazione delle cellule mioepiteliali o basali è una caratteristica unica dei tumori mammari canini .
Nella normale ghiandola mammaria, i lumina sono delimitati da uno strato interno di cellule epiteliali polarizzate appoggiate su due strati esterni o basali di cellule epiteliali e mioepiteliali . Sia le cellule basali che quelle mioepiteliali sintetizzano la membrana basale dei dotti e degli alveoli e formano una barriera strutturale tra le cellule epiteliali luminali e lo stroma circostante . Nei dotti, le cellule mioepiteliali formano uno strato quasi continuo di cellule orientate parallelamente all’asse lungo dei dotti. Questo strato circonda le cellule epiteliali luminali e le separa dalla membrana basale e dallo stroma. Negli alveoli, le cellule mioepiteliali sono discontinue, formando una rete simile a un cesto attorno agli alveoli, consentendo ad alcune cellule epiteliali luminali di contattare direttamente la membrana basale . Pertanto, il mioepitelio non solo si trova in una posizione ideale per comunicare tra questi due compartimenti, ma è anche posizionato per fornire importanti segnali normativi per il mantenimento della normale struttura cellulare .
Sulla base di immunoistochimica, i tre strati di cellule della normale ghiandola mammaria mostrano diversi marcatori: l’epitelio luminale è etichettato da CK19 e le cellule basali e le cellule mioepiteliali sono colorate da CK5/6 e CK14 e p63, Alfa-SMA e VIM . Le cellule mioepiteliali sono elementi contrattili che presentano un immunoprofilo combinato del muscolo epiteliale e liscio. I marcatori sopra menzionati sono espressi nel citoplasma, ad eccezione di p63 che è un marcatore nucleare . Lo strato di cellule mioepiteliali è l’unica fonte di soppressore del tumore p63, che è significativamente inibito sulla proliferazione e l’invasione delle cellule tumorali associate . Inoltre, le cellule mioepiteliali basali nella ghiandola mammaria normale sono occasionalmente etichettate dall’anticorpo ER, che viene utilizzato per la classificazione molecolare dei tumori mammari canini .
Morfologie distinte delle cellule mioepiteliali possono essere riconosciute nei tumori complessi e misti canini: cellule mioepiteliali soprabasali a riposo e proliferative e cellule mioepiteliali interstiziali fusiformi e stellate. Le cellule soprabasali si trovano tra la membrana basale e l’epitelio luminale e presentano un fuso appiattito (cellule a riposo) o morfologie poligonali (cellule proliferative). Le cellule interstiziali sono spesso disposte in nidi solidi apposti a elementi epiteliali o isolati nell’interstizio . Le cellule mioepiteliali del fuso e stellate si differenziano verso un fenotipo contrattile più generale .
Le cellule mioepiteliali interstiziali possono eventualmente diventare cellule simili ai fibroblasti, mostrando solo l’immunoreattività VIM . La differenziazione mioepiteliale può culminare nella formazione di vari tessuti mesenchimali, tra cui cartilagine e osso nel tumore misto mammario canino.
È probabile che l’acquisizione delle caratteristiche tipiche delle cellule mesenchimali abbia origine attraverso la transizione epiteliale-mesenchimale (EMT). L’EMT è un fenomeno biologico che consente a una cellula epiteliale polarizzata, che normalmente interagisce con la membrana basale attraverso la sua superficie basale, di subire molteplici cambiamenti biochimici che le consentono di assumere i tratti e le funzioni delle cellule mesenchimali .
Questo libro si concentrerà su vari aspetti di cellule mioepiteliali e tumori mammari nei cani, in particolare (1) caratterizzazione delle quattro diverse cellule mioepiteliali tipi morfologici in normale e neoplastica della ghiandola mammaria utilizzando un pannello di anticorpi e (2) l’immunoistochimica cambiamenti nelle cellule mioepiteliali da un epitelio di un fenotipo mesenchimale.
2. Materiali e metodi
2.1. Campioni
Campioni di ghiandola mammaria di 29 cani femmina sono stati recuperati dalla banca dati del Servizio Anatomopatologico della Facoltà di Medicina Veterinaria di Bologna. I soggetti appartenevano a razze diverse: meticci (𝑛=13), pastore tedesco (𝑛=3), Barbone (𝑛=3), Yorkshire Terrier (𝑛=3), Bassotto (𝑛=2), Setter (𝑛=1), Puntatore (𝑛=1), Cocker spaniel (𝑛=1), Schnauzer (𝑛=1), e Siberian Husky (𝑛=1); erano tutte femmine, con un’età media di 9.20±2.28 anni (media ± SD). I tumori consistevano in: 3 tumori mioepiteliali benigni, 3 tumori mioepiteliali maligni, 7 carcinomi nei tumori misti benigni e 16 carcinomi complessi (gli ultimi due gruppi erano differenziati dalla presenza di cartilagine e/o osso nei tumori misti). Inoltre, sono stati valutati 29 campioni di ghiandole mammarie normali della stessa linea tumorale e 3 campioni mammari di 3 cani di sesso femminile non mammari sani.
I tumori sono stati classificati secondo Misdorp et al. e Goldschmidt et al. tumori mioepiteliali benigni: una neoplasia rara composta da cellule mioepiteliali disposte in fasci brevi mescolati con un materiale basofilo fibrillare extracellulare; tumori mioepiteliali maligni: diversi dalla variante benigna con cellule mioepiteliali più polimorfe; carcinoma complesso: un carcinoma composto da entrambi i componenti epiteliali e mioepiteliali luminali; carcinoma in tumore benigno: un tumore con focolai di cellule epiteliali che appaiono maligne o noduli distinti di tali cellule che si verificano insieme a cellule mesenchimali che hanno prodotto cartilagine e / o osso possibilmente in combinazione con tessuto fibroso.
2.2. Immunoistochimica
Quattro sezioni di spessore µm sono state tagliate da blocchi incorporati in paraffina fissati alla formalina contenenti campioni tumorali rappresentativi. L’immunoistochimica per i seguenti marcatori è stata eseguita su questi tessuti: CK19, ER, CK5 / 6, CK14, VIM, Alfa-SMA, p63.
Le sezioni sono state deparaffinate in toluene e reidratate. La perossidasi endogena è stata bloccata per immersione in perossido di idrogeno allo 0,3% per 20 min. Le sezioni sono state quindi risciacquate nel tampone Tris. Il recupero dell’antigene è stato eseguito con tampone citrato (2,1 g di acido citrico monoidrato/litro di acqua distillata), pH 6,0 (ad eccezione di CK5/6 e ER, che utilizzavano EDTA, pH 8,0) e riscaldamento per due periodi di 5 min in un forno a microonde a 750 W, seguito da raffreddamento a temperatura ambiente per 20 min. Gli anticorpi primari sono riassunti nella Tabella 1. Tutti gli anticorpi primari sono stati incubati durante la notte a 4°C, seguiti da una tecnica commerciale streptavidina-biotina-perossidasi (LSAB Kit, Dako, Amsterdam, Paesi Bassi). La diaminobenzidina (0,05% per 10 min a temperatura ambiente) è stata usata come cromogeno. I vetrini sono stati contrastati con l’ematossilina di Papanicolaou.
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Come controllo negativo, l’anticorpo primario è stato sostituito con un anticorpo irrilevante, isotipo-abbinato per controllare il legame non specifico dell’anticorpo secondario. I controlli tissutali positivi che utilizzavano gli stessi protocolli IHC includevano la ghiandola mammaria normale canina (anticorpi anti-CK19, -ER, -CK14, -VIM, Alfa-SMA, -p63) e la pelle canina (anti-CK5/6).
Il numero di cellule positive per ciascun marcatore è stato calcolato semiquantitativamente: − = nessuna cellula macchiata, ± = meno del 5% di cellule positive, + = 5-50% di cellule positive, ++ = più del 50% di cellule positive. I casi sono stati considerati positivi per ER quando la colorazione nucleare è stata osservata in almeno 5% cellule tumorali .
3. Risultati
Quattro tipi di cellule mioepiteliali sono stati riconosciuti sulla base della loro morfologia. Il sottotipo a riposo mostrava le caratteristiche allungate delle cellule fusiformi a stretto contatto con le cellule epiteliali luminali e le cellule suprabasali proliferanti che invece mostravano una forma poligonale(Figura 1 (a)). Le cellule mobili interstiziali sono state osservate sia formando nidi (i nidi rivestiti di tipo fuso e le cellule stellate costituivano il nucleo del nido) che isolate nell’interstizio (Figura 2(a)).
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Soprabasale cellule mioepiteliali: riposo (sottili frecce) e proliferativa (spessore frecce) cellule. Espressione immunoistochimica di un gruppo di anticorpi applicati da IHC, 63x (a) Ematossilina-eosina; (b) anticorpi anti-CK19 che etichettano il citoplasma; (c) anticorpi anti-ER che etichettano i nuclei; (d) anticorpi anti-CK 5/6 che etichettano il citoplasma; (e) anticorpi anti-CK14 che etichettano il citoplasma; (f) anticorpi anti-VIM che etichettano il citoplasma; (g) anticorpi anti-Alfa-SMA che etichettano la membrana citoplasmatica; (h) anticorpi anti-p63 che etichettano i nuclei.
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Motile myoepithelial cells: spindle (asterisks) and stellate (stars) cells. Immunohistochemical expression of a panel of antibodies applied by IHC. 63x (a) Hematoxylin-eosin; (b) anti-CK19 antibodies labeling the cytoplasm; (c) anti-ER antibodies labeling the nuclei; (d) anti-CK 5/6 antibodies labeling the cytoplasm; (e) anti-CK14 antibodies labeling the cytoplasm; (f) anticorpi anti-VIM che etichettano il citoplasma; (g) anticorpi anti-Alfa-SMA che etichettano la membrana citoplasmatica; (h) anticorpi anti-p63 che etichettano i nuclei.
3.1. Ghiandola mammaria normale
Nei 3 casi di controllo, tutte le cellule mioepiteliali soprabasali a riposo e proliferative sono state etichettate con p63, CK14, Alpha-SMA e VIM. Le cellule mioepiteliali soprabasali a riposo e proliferative non hanno espresso CK19 in nessuno dei casi.
3.2. Tessuto mammario dalla stessa linea del tumore mammario
Nei 29 tessuti normali nella stessa linea dei tumori, tutte le cellule mioepiteliali soprabasali a riposo e proliferative sono state etichettate con p63, CK14, Alfa-SMA e VIM. CK5 / 6 è risultato positivo in tutti i casi tranne quattro e ER è stato rilevato in 12 casi. L’espressione di CK19 è stata osservata solo nell’epitelio luminale. Non sono state osservate cellule interstiziali mobili mioepiteliali. Tutti i risultati sono riassunti nella Tabella 2.
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*: non sono le cellule colorate; ±: meno di 5% di cellule positive; +: 5-50% cellule positive; ++: oltre il 50% di cellule positive. °: il fonotipo motile non viene aggiornato perché non presente. §: il fonotipo soprabasale non viene aggiornato perché non rilevabile intorno alle cellule luminali. |
3.3. Tumori mammari
I risultati immunoistochimici per cellule suprabasali (Figura 1) e mobili (Figura 2) utilizzando p63, CK14, CK5/6, CK19, Alpha-SMA, VIM e ER sono riassunti nella Tabella 2. CK5 / 6 marcato: cellule a riposo soprabasali in 16 dei 29 casi (5 carcinomi in tumori benigni misti e 11 carcinomi complessi). CK 5/6 ha anche etichettato le cellule proliferative suprabasali e mobili del fuso in 10 casi (3 carcinomi in tumori misti benigni e 7 carcinomi complessi). Le cellule mobili stellate erano presenti in 25 casi (1 tumore mioepiteliale benigno, 3 tumori mioepiteliali maligni, 5 carcinomi in tumori misti benigni e 15 carcinomi complessi) ma erano negativi per CK5/6. La cartilagine nei tumori misti mammari era sempre negativa.
CK14 ha mostrato positività in 23 casi in cellule a riposo (con l’eccezione di 1 complesso di carcinoma e benigne e maligne mioepiteliali tumori), in 22 casi in cellule proliferative (6 carcinomi in misto benigno tumori e 15 complesso carcinomi) con una tendenza a perdere l’espressione quando queste cellule ha acquistato il più motili fenotipo di cellule fusate (positivo in 2 benigna e 3 maligno mioepiteliali tumori, 2 carcinomi in misto benigno tumori e 2 complesso carcinomi). I condrociti di tumori misti erano negativi.
VIM è risultato positivo nelle cellule soprabasali nei 23 casi di carcinoma in tumore benigno e carcinoma complesso e nelle cellule mioepiteliali mobili in tutti i 29 casi. Le cellule stromali sono risultate positive in tutti i casi. La cartilagine è risultata VIM positiva in tutti e 7 i carcinomi nei tumori benigni misti.
Cellule mioepiteliali soprabasali a riposo e proliferative marcate con alfa-SMA in 23 carcinomi in tumori benigni-misti e carcinomi complessi. Le cellule del fuso in 10 casi (5 carcinomi in tumore misto benigno e 5 carcinomi complessi) hanno mostrato positività per Alfa-SMA. In ogni caso, ad eccezione di due carcinomi complessi, le cellule stellate erano negative. Lo stroma ha mostrato positività in soli 6 casi (1 carcinoma in tumore benigno-misto e 5 carcinomi complessi).
P63 è stato rilevato in cellule mioepiteliali soprabasali a riposo e proliferative dei 23 casi di carcinoma in tumore benigno-misto e carcinoma complesso. Tutte le cellule mobili del fuso e stellate erano negative. Le cellule stromali e la cartilagine erano negative.
L’espressione ER era presente in 11 cellule mioepiteliali soprabasali (4 carcinomi in tumori benigni misti e 7 carcinomi complessi); le cellule mobili del fuso e stellate sono risultate positive in 9 casi (3 carcinomi in tumori benigni-misti e 6 carcinomi complessi). La cartilagine dei tumori misti era negativa.
Le cellule mioepiteliali mobili a riposo e proliferative soprabasali e fusiformi / stellate non hanno espresso CK19 in nessuno dei tumori esaminati. Anche la cartilagine di tumori misti era negativa per CK19.
4. Discussione
Sulla base dei risultati di Gama et al. e Tateyama et al. , quattro tipi morfologici di cellule mioepiteliali sono presenti nella ghiandola mammaria: cellule mioepiteliali soprabasali a riposo e proliferative che rivestono alveoli e condotti e cellule mobili interstiziali fusiformi e stellate, che si trovano nello spazio interstiziale dove possono essere disposte in nidi. I marcatori mioepiteliali, come p63, CK5/6, CK14, Alpha-SMA e VIM, si sono rivelati preziosi coadiuvanti diagnostici per facilitare la valutazione di proliferazioni complesse e miste. CK19 è considerato il marcatore gold standard per l’epitelio luminale ed è stato utilizzato per evitare qualsiasi diagnosi errata con cellule mioepiteliali. A causa dei modelli di cross-reattività e del fatto che i fuochi lesionali sono tipicamente minuti, nessuno dei marcatori mioepiteliali ha goduto della sensibilità e della specificità del 100% per le cellule mioepiteliali. Come tale, almeno 2 marcatori dovrebbero essere utilizzati per valutare un dato focus .
Sulla base dei nostri risultati, il miglior marcatore per le cellule soprabasali è stato p63 soprattutto in associazione con CK14, che era limitato alle cellule mioepiteliali mature (basali) e, in misura minore, seguite da CK5 / 6, Alpha-SMA e VIM (Figura 1). Tuttavia, CK5 / 6 ha anche contrassegnato le cellule epiteliali luminali rendendo difficile distinguerle dalle cellule mioepiteliali suprabasali proliferative . Morfologicamente, sia le cellule epiteliali che quelle mioepiteliali possono avere una forma poligonale. Una caratteristica di CK14 e CK5/6, ma non di p63, Alfa-SMA e VIM, era la loro ridotta espressione nelle cellule mioepiteliali nello stato proliferativo soprabasale. L’espressione CK14, CK5/6 e p63 è stata gradualmente persa nelle cellule nello stato motile fuso e stellato.
Alfa-SMA e VIM erano presenti nelle cellule mioepiteliali mobili del mandrino con diversi gradi di intensità. Solo VIM ha dimostrato di essere un marker coerente per le cellule mioepiteliali mobili stellate. In questo studio, il mioepitelio stellato motile era disposto in nidi e rivestito da cellule a riposo presumibilmente di origine alveolare. Questa caratteristica può supportare l’idea che i nidi di cellule mioepiteliali mobili stellate, che hanno perso l’espressione dei principali marcatori soprabasali mioepiteliali, ma hanno mantenuto l’affinità per VIM, siano i precursori della cartilagine, indicando che queste cellule hanno completato la loro trasformazione in elementi mesenchimali. Nei tumori mioepiteliali benigni e maligni, l’etichettatura VIM in tutti i casi, la perdita di tutti gli altri marcatori mioepiteliali soprabasali e la scarsa positività a CK14 nelle cellule del fuso erano indicativi di un’espressione prevalente dello stato motile del mioepitelio e di un possibile passaggio da cellule mioepiteliali semplici a fibroblasti mesenchimali.
Nel nostro studio, la prova delle cellule mioepiteliali che si spostano verso un fenotipo mesenchimale, mostrata dalla perdita di espressione CK14, CK5/6 e p63, è stata rafforzata dall’etichettatura discontinua delle cellule del fuso per Alfa-SMA, un marker di entrambe le cellule mioepiteliali e miofibroblasti, che è stata completamente persa in cellule mobili stellate che sono presumibilmente diventate fibroblasti.
Ulteriori studi di conferma di Tsuda et al. riportato il verificarsi di miofibroblasti con resti di espressione CK14 (descritto come “cellule mioepiteliali convertite”). Nei casi esaminati nel presente studio, CK14 si è progressivamente sbiadito, indicando quindi una perdita del fenotipo (myo-)epiteliale. Questi risultati supportano l’ipotesi EMT che coinvolge uno stato simile al mioepiteliale, che subisce una transizione mesenchimale mioepiteliale (MMT). Questa ipotesi è stata confermata nel cane da Gärtner et al. l’oms ha affermato che nei tumori mammari uno dei passaggi nell’evoluzione delle cellule mesenchimali comporta l’espressione di tipici tratti mioepiteliali.
Un risultato interessante del presente studio è stata la positività a ER trovata in 12/29 cellule mioepiteliali soprabasali e 9/29 cellule stellate di carcinoma in tumori benigni-misti e carcinomi complessi. Sono state descritte due isoforme di recettori ER, vale a dire ER-α ed ER-β, quest’ultima è l’unica forma espressa nei nuclei di cellule basali-mioepiteliali isolate . L’anticorpo utilizzato nella presente indagine era comprensivo di entrambe le isoforme: sia le cellule luminali che quelle basali/stellate erano etichettate, presumibilmente le cellule luminali da ER-α e le cellule basali/stellate da ER-β.
In conclusione, le cellule mioepiteliali soprabasali erano ben caratterizzate da p63 e CK14 e in misura minore dall’altro marker utilizzato. Le cellule mioepiteliali mobili sono invece caratterizzate da Alfa-SMA e VIM e perdita di CK14, CK5/6 e p63 (Figura 2). Il presente studio ha anche dimostrato ER sia nelle cellule epiteliali luminali che soprabasali/stellate mioepiteliali (queste ultime in circa la metà dei casi) e che l’espressione ER non è influenzata dalla fase di riposo/motile. Pertanto, nelle sezioni seriali o multistained, l’immunoistochimica a ER in combinazione con p63 e CK14 può servire per evitare l’identificazione errata di cellule luminali o mioepiteliali nei tumori mammari canini. La tendenza dell’espressione di Alfa-SMA e VIM conservata nelle cellule del fuso e solo la positività di VIM nelle cellule mobili stellate, nonché la diminuzione dell’espressione di p63 in entrambi i tipi mobili, supporta l’ipotesi dell’EMT che coinvolge uno stato mioepiteliale in MMT. La cellula mobile del fuso potrebbe essere considerata una trasformazione precedente rispetto alla cellula stellata verso un fenotipo mesenchimale.
Contributo degli autori
Questi autori hanno contribuito ugualmente a questo lavoro.
Conflitto di interessi
Gli autori dichiarano di non avere interessi concorrenti.
Riconoscimento
Gli autori ringraziano la signora Anne Collins per aver modificato il testo in inglese.
Materiali supplementari
Tabella supplementare 1: Risultati immunoistochimici.
Tabella supplementare 2: Età, razza e risultati clinici.
- Materiale supplementare