Analiza ekspresji TIMP-1, TIMP-2 i TIMP

W. Pietruszewska i inni
PRACE ORYGINALNE
Analiza ekspresji TIMP-1, TIMP-2 i TIMP-3
jako czynnika prognostycznego przebiegu raka krtani*
Analysis of TIMP-1, TIMP-2 and TIMP-3 expression
as a prognostic factor of laryngeal cancer progression
Wioletta Pietruszewska, Józef Kobos¹, Maciej Gryczyński,
Tomasz Durko, Katarzyna Bojanowska-Poźniak
Katedra I Klinika Otolaryngologii Uniwersytetu Medycznego w Łodzi
Kierownik: prof. dr hab. med. T. Durko
¹Zakład Patomorfologii Wieku Rozwojowego Katedry Biomedycznych Podstaw Pielęgniarstwa
Uniwersytetu Medycznego w Łodzi
Kierownik: prof. dr hab. med. J. Kobos
Summary
Introduction. Tissue inhibitors of matrix metalloproteinases (TIMPs) are natural regulator of activity of matrix metalloproteinases, that are responsible for ECM degradation. TIMPs have been identified in various carcinomas and in most of them
dependence between TIMPs and clinical course of the disease have been observed. Aim. Of the research was to evaluate expression of TIMP-1, TIMP-2 and TIMP-3 in laryngeal cancer and to asses the prognostic significance of these factors. Material
and method. 104 patients with laryngeal cancer, that underwent surgical treatment were included in the study. Only cases
with at least a 5-year follow-up were included. Immunohistochemical studies were performed on formalin fixed, paraffin
embedded sections by using monoclonal antibodies against TIMP-1, -2 and -3 antigens and ABC detection system. Results.
TIMPs expression was cytoplasmatic, mainly in cancer cells, but also in some stromal cells. TIMP-1 and TIMP-2 correlated
with grading (TIMP-1 p = 0,05; TIMP-2 p = 0,001). There was an association between TIMP-2 and TIMP-3 expression and
tumor size (TIMP-2 p = 0,037; TIMP-3 p = 0,022). TIMP-3 expression correlated with clinical stage of the disease (p = 0,037).
There was an association between TIMP-2 expression and nodal recurrence (p = 0,05). Both overall and disease-free survival
were shorter in cases with positive TIMP-2 expression (p = 0,049). Conclusions. Our results demonstrate that there is an
association between TIMPs expression and clinicopathological features of laryngeal cancer. Moreover TIMP-2 could be an
important marker in prognosis of laryngeal cancer patients.
H a s ł a i n d e k s o w e : tkankowe inhibitory metaloproteinaz, rak krtani, czynniki prognostyczne
K e y w o r d s : tissue inhibitors of metalloproteinases, laryngeal cancer, prognostic factors
Otolaryngol Pol 2008; LXII (4): 380–387 © 2008 by Polskie Towarzystwo Otorynolaryngologów – Chirurgów Głowy i Szyi
Liczne badania biologii nowotworów udowodniły,
że ich wzrost i inwazja zależą od równowagi między
czynnikami wpływającymi na degradację i podtrzymanie otaczających tkanek. Za rozkład macierzy
pozakomórkowej odpowiedzialne są metaloproteinazy macierzy pozakomórkowej (MMPs), mające
zdolność trawienia prawie wszystkich składników
zrębu pozakomórkowego. Aktywność metaloproteinaz w przestrzeni pozakomórkowej jest regulowana przez ich naturalne inhibitory: niespecyficzną
alfa2-makroglobulinę i specyficzne tkankowe inhibitory metaloproteinaz (TIMPs). Dotychczas odkryto
cztery enzymy należące do tej grupy. TIMP-1 i -2
występują zarówno w macierzy pozakomórkowej, jak
i w formie rozpuszczalnej w płynach ustrojowych,
natomiast TIMP-3 jest białkiem związanym ściśle
z macierzą pozakomórkową. TIMPs są produkowane
przez wiele komórek, w tym np. fibroblasty, makrofagi, komórki endotelium, komórki mięśni gładkich
i chondrocyty.
*Praca finansowana z funduszu prac własnych Uniwersytetu Medycznego w Łodzi: 502-11-453 i 502-11-595
Autorzy nie zgłaszają konfliktu interesów.
380
Otolaryngologia Polska 2008, LXII, 4
Analiza ekspresji TIMP-1, TIMP-2 i TIMP-3
Tabela I. Charakterystyka badanej grupy chorych
Płeć
Wiek
Umiejscowienie
Wielkość guza w krtani
Przerzuty do regionalnych węzłów chłonnych
Wznowa miejscowa
Wznowa węzłowa
Stopień zróżnicowania histologicznego
Cecha
kobiety
mężczyźni
do 65 lat
powyżej 65 lat
piętro górne
piętro środkowe
piętro dolne
piętro górne i środkowe
piętro środkowe i dolne
trzy piętra
T1
T2
T3
T4
N0
N1
N2
N3
obecna
brak
obecna
brak
G1
G2
G3
TIMP-1 jest przede wszystkim inhibitorem MMP-1
i MMP-9. Z kolei TIMP-2 hamuje aktywność wszystkich
metaloproteinaz i jest jedynym enzymem z tej grupy,
który występuje w większości komórek organizmu na
stałym poziomie [7]. Szczególne zależności łączą ten
enzym z MMP-2, który może być przez TIMP-2 aktywowany lub hamowany, w zależności od ich wzajemnego
stosunku ilościowego. W przypadku nowotworów złośliwych ekspresję TIMP-1 i TIMP-2 wykazano w rakach
płuc, sutka, jelita grubego, czerniaku oraz nowotworach
głowy i szyi [10–12, 23, 27, 32]. Badania te nie udowodniły jednoznacznie, czy to wysoka, czy raczej obniżona
ekspresja tych enzymów stanowi niekorzystny czynnik
prognostyczny. Stąd też wydaje się zasadne podjęcie
próby wyjaśnienia tego zagadnienia.
TIMP-3 jest enzymem, który nie tylko może hamować ekspresję wszystkich metaloproteinaz, ale także
hamuje angiogenezę i pobudza apoptozę komórek
nowotworowych [1, 3, 19]. Ekspresję tego enzymu
stwierdzono w wielu nowotworach złośliwych, na
przykład w raku dróg moczowych, jelita grubego, wątroby, w których maleje ona wraz z zaawansowaniem
procesu chorobowego [8, 15, 31]. Ponadto gen TIMP-3
jest uważany za jeden z genów supresorowych guzów,
a jego ekspresja w nowotworach jest zahamowana
Otolaryngologia Polska 2008, LXII, 4
Liczba chorych
10
94
77
27
12
32
2
38
6
14
19
14
28
43
73
10
17
4
7
97
13
91
16
72
16
%
9,6%
90,4%
74%
26%
11,5%
30,8%
1,9%
36,5%
5,8%
13,5%
18,3%
13,5%
26,9%
41,3%
70,2%
9,6%
16,3%
3,9%
6,7%
93,3%
12,5%
87,5%
15,4%
69,2%
15,4%
przez hipermetylację. Podejmowane próby terapii
genowej, polegające na zwiększeniu ekspresji genu
TIMP-3, dawały obiecujące wyniki w postaci zahamowania angiogenezy i pobudzenia apoptozy komórek
nowotworowych [33].
CEL PRACY
Celem pracy była ocena ekspresji TIMP-1, TIMP-2
i TIMP-3 w raku krtani, zbadanie zależności między
ich ekspresją a cechami klinicznymi i patologicznymi
tego nowotworu oraz określenie znaczenia tych białek
w prognozowaniu przebiegu choroby u pacjentów
z rakiem krtani.
MATERIAŁ I METODA
Badaniem objęto 104 chorych na raka krtani, leczonych chirurgicznie w Klinice Laryngologii i Onkologii
Laryngologicznej UM w Łodzi w latach 1996–2000,
u których okres obserwacji pooperacyjnej wynosił
przynajmniej pięć lat. Charakterystykę badanej grupy
chorych przedstawiono w tabeli 1.
381
W. Pietruszewska i inni
Materiał do badań stanowiły preparaty raka krtani
utrwalone w 10% formalinie i zatopione w bloczki
parafinowe. Badania immunohistochemiczne przeprowadzono według metody immunoperoksydazowej z zastosowanie monoklonalnego przeciwciała
skierowanego przeciwko antygenom TIMP-1, TIMP-2
i TIMP-3 (NCL-TIMP1, -TIMP-2, -TIMP-9, Novocastra). Obecność badanych białek, oceniano ilościowo
w komórkach nowotworowych, obliczając indeks. Za
ekspresje dodatnią uznano obecność pozytywnego
odczynu cytoplazmatycznego w >10% komórek, a za
ekspresję ujemną w ≤ 10% komórek nowotworowych.
Wyniki oceny immunohistochemicznej zestawiono
z cechami klinicznymi i stopniem histologicznego
zróżnicowania raka krtani. Otrzymane wyniki poddano
analizie statystycznej z zastosowaniem testu niezależności chi². W ocenie czasu przeżycia zastosowano
metodę Kaplana-Meiera. Wartości p<0,05 przyjęto za
znamienne statystycznie.
WYNIKI
Spośród 104 preparatów raka krtani oceny ekspresji
TIMP-1 dokonano na 75 preparatach. W pozostałych
przypadkach okazały się one niezdatne do dalszej
oceny ze względów technicznych, mimo wielokrotnie
powtarzanych odczynów. Natomiast ekspresję TIMP-2
i TIMP-3 zbadano we wszystkich 104 przypadkach.
Dodatnią ekspresję TIMP-1 stwierdzono u 19 pacjentów (25,3%), TIMP-2 u 54 chorych (51,9%), a TIMP-3
w 88 przypadkach (84,6%) (tab. II).
Stwierdzono, że TIMP-1 i TIMP-2 wyraźnie korelowały ze stopniem histologicznego zróżnicowania
nowotworu (TIMP-1 p = 0,05; TIMP-2 p = 0,001).
Spośród nowotworów o niskim stopniu zróżnicowania
(G3) 61,5% wykazywało dodatnią ekspresję TIMP-1
i aż 93,8% dodatnią ekspresję TIMP-2.
Stwierdzono korelację między dodatnią ekspresją
TIMP-2 i TIMP-3 a obecnością dużych guzów pierwotnych T3/T4 (odpowiednio p = 0,037 i p = 0,022).
Ponadto obserwowano, że nowotwory o wyższym
stopniu zaawansowania klinicznego częściej charakteryzowały się dodatnią ekspresją TIMP-3 (p = 0,037).
Również odsetek komórek nowotworowych z dodatnią
ekspresją TIMP-2 był coraz większy w nowotworach
bardziej zaawansowanych, jednak nie były to zależności istotne statystycznie (p > 0,05).
Obserwowano, że istotna była zależność między
ekspresją TIMP-2 a obecnością wznowy węzłowej (p
= 0,05), a spośród przypadków, w których wystąpiła
wznowa w węzłach chłonnych szyi, aż 76,9% wykazywało dodatnią ekspresję TIMP-2. Nie wykazano istnienia
382
korelacji między pojawieniem się wznowy węzłowej
a ekspresją TIMP-1 i TIMP-3 oraz między wznową
miejscową a którymkolwiek z badanych białek.
W badanej grupie chorych stwierdzono, że zarówno
całkowity, jak i wolny od wznowy czas przeżycia pacjentów był istotnie krótszy w przypadkach z dodatnią
ekspresją TIMP-2 (p = 0,049) (ryc. 3, 4).
Natomiast całkowity, a także wolny od wznowy
czas przeżycia chorych nie różnił się w zależności od
ekspresji TIMP-1 i TIMP-3 (p>0,05) (ryc. 1–6).
W analizie wieloczynnikowej stwierdzono, że dodatnia ekspresja TIMP-2 jest niezależnym czynnikiem
ryzyka zgonu z powodu raka krtani.
DYSKUSJA
Próby badania ekspresji tkankowych inhibitorów
metaloproteinaz oraz oceny ich zależności z cechami
klinicznymi i patologicznymi nowotworów podejmowano między innymi w raku dróg moczowych, jelita
grubego, wątroby, sutka i nowotworach głowy i szyi
[8, 10, 13–15, 23, 27, 31]. W większości doniesień,
podobnie jak w badaniach własnych, obserwowano
pozytywne wybarwianie się przede wszystkim komórek nowotworowych, ale także w różnym nasileniu
komórek podścieliska, w tym przede wszystkim fibroblastów, leukocytów, komórek endotelium [12, 16,
17, 21, 24, 25]. Jedynie Heissenberg i wsp., oceniając
ekspresję TIMPs w raku gardła dolnego, stwierdzili, że
występuje ona wyłącznie w komórkach podścieliska,
a Sutinen i wsp. w ogóle nie znaleźli ekspresji TIMPs
w preparatach raka jamy ustnej [10, 29].
Obniżenie lub brak ekspresji TIMPs w tkankach
nowotworowych potwierdza założenie, że w nowotworach zaburzona jest równowaga między metaloproteinazami macierzy pozakomórkowej a ich inhibitorami
na korzyść enzymów proteolitycznych. Wydaje się, że
w sytuacji, gdy metaloproteinazy pobudzają wzrost
i inwazję nowotworów, to ekspresja ich inhibitorów
powinna w odwrotny sposób korelować z zaawansowaniem procesu. Jednakże badania kliniczne niejednokrotnie nie potwierdziły tego założenia. W badaniach
własnych nie znaleziono zależności między ekspresją
TIMP-1 a wielkością guza, obecnością przerzutów do
węzłów chłonnych i stopniem zawansowania klinicznego nowotworu, a także pojawieniem się w okresie
obserwacji wznowy miejscowej i wznowy węzłowej.
Podobne obserwacje poczynili inni autorzy, między innymi w raku prostaty, sutka czy w nowotworach głowy
i szyi [4, 5, 17]. Badania dotyczące zależności między
cechami klinicznymi i patologicznymi nowotworów
a ekspresją TIMP-2 są również niejednoznaczne. Z jed-
Otolaryngologia Polska 2008, LXII, 4
Analiza ekspresji TIMP-1, TIMP-2 i TIMP-3
Tabela II. Rozkład ekspresji TIMP-1, TIMP-2 i TIMP-3 w zależności od wybranych cech klinicznych i histologicznych nowotworu
u chorych na raka krtani
Cecha
N
T1
10
T2
10
T3
25
T4
30
N0
52
N1
8
N2
12
N3
3
TNM I
10
TNM II
10
TNM III
20
TNM IV
35
Wznowa
miejscowa (-)
Wznowa
miejscowa (+)
Wznowa
węzłowa (-)
Wznowa
węzłowa (+)
G1
71
4
63
12
13
G2
49
G3
13
Razem
75
Ekspresja TIMP-1
ujemna dodatnia
7
3
(70,0%)
(30,0%)
7
3
(70,0%)
(30,0%)
20
5
(80,0%)
(20,0%)
22
8
(73,3%)
(26,7%)
40
12
(76,9%)
(23,1%)
7
1
(87,5%)
(12,5%)
7
5
(58,3%)
(41,7%)
2
1
(66,7%)
(33,3%)
7
3
(70,0%)
(30%)
7
3
(70,0%)
(30%)
17
3
(85,0%)
(15,0%)
25
10
(71,4%)
(28,6%)
52
19
(73,2%)
(26,8%)
4
0 0%)
(100,0%)
48
15
(76,2%)
(23,8%)
8
4
(66,7%)
(33,3%)
12
1
(92,3%)
(7,7%)
39
10
(79,6%)
(20,4%)
5
8
(38,5%)
(61,5%)
56
19
(74,7%)
(25,3%)
p
N
0,889
19
14
28
43
0,452
73
10
17
4
0,670
19
14
22
49
0,231
97
7
0,487
91
13
0,05
16
72
16
104
nej strony Ondruschka i wsp. obserwowali, że duże
nowotwory głowy i szyi wykazują niższą ekspresję
TIMP-2 w porównaniu z guzami mniej zaawansowanymi [24]. Podobnie odwrotna korelacja między ekspresją
badanego białka a miejscowym zaawansowaniem
procesu nowotworowego występowała w przypadku
raka sutka [21]. Z drugiej strony w przypadku zmian
przednowotworowych i raka szyjki macicy obser-
Otolaryngologia Polska 2008, LXII, 4
Ekspresja TIMP-2
ujemna dodatnia
14
5
(73,7%)
(26,3%)
6
8
(42,9%)
(57,1%)
15
13
(53,6%)
(46,4%)
15
28
(34,9%)
(65,1%)
37
36
(50,7%)
(49,3%)
4
6
(40,0%)
(60,0%)
9
8
(52,9%)
(47,1%)
0
4
(0%)
(100%)
14
5
(73,7%) (26,3%)
6
8
(42,9%)
(57,1%)
11
11
(50,0%)
(50,0%)
19
30
(38,8%)
(61,2%)
47
50
(48,5%)
(51,5%)
3
4
(42,9%)
(57,1%)
47
44
(51,6%)
(48,4%)
3
10
(23,1%)
(76,9%)
14
2
(87,5%)
(12,5%)
35
37
(48,6%)
(51,4%)
1
15
(6,3%)
(93,8%)
50
54
(48,1%)
(51,9%)
p
0,037
0,228
0,076
0,775
0,05
0,001
Ekspresja TIMP-3
ujemna dodatnia
8
11
(42,1%)
(57,9%)
0
14
(0%)
(100%)
6
22
(21,4%)
(78,6%)
2
41
(4,7%)
(95,3%)
16
57
(21,9%)
(78,1%)
0
10
(0%)
(100%)
2
15
(11,8%)
(88,2%)
0
4
(0%)
(100%)
8
11
(42,1%)
(57,9%)
0
14
(0%)
(100%)
4
18
(18,2%)
(81,8%)
4
45
(8,2%)
(91,8%)
15
82
(15,5%)
(84,5%)
3
4 (57,1%)
(42,9%)
14
76
(15,4%)
(83,6%)
3
10
(23,1%)
(76,9%)
4
12
(25%)
(75,0%)
13
59
(18,0%)
(82,%)
2
14
(12,5%)
(87,5%)
18
86
(17,3%)
(82,7%)
p
0,022
0,499
0,037
0,205
0,514
0,767
wowano, że ekspresja TIMP-2 wzrasta od najniższej
w prawidłowej błonie śluzowej przez kolejne stadia
zmian wewnątrznabłonkowych i osiąga najwyższe
wartości w raku płaskonabłonkowym [2]. W badaniach
własnych stwierdzono istnienie silnej korelacji między ekspresją TIMP-2 a wielkością guza pierwotnego
– większe guzy (T3/T4) wyraźnie częściej wykazywały
dodatnią ekspresję badanego białka w porównaniu
383
W. Pietruszewska i inni
Funkcje przeżycia
Funkcje przeżycia
TIMP1
ujemna ekspresja
dodatnia ekspresja
ujemna ekspresjaobcięte
dodatnia ekspresjaobcięte
0,8
0,6
0,4
0,2
TIMP1
1,0
Skumulowana funkcja przeżycia
Skumulowana funkcja przeżycia
1,0
0,0
ujemna ekspresja
dodatnia ekspresja
ujemna ekspresjaobcięte
dodatnia ekspresjaobcięte
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,00
25,00
50,00
75,00
100,00
125,00
0,00
Ryc. 1. Czas całkowitego przeżycia w zależności od ekspresji
TIMP-1 u chorych na raka krtani (p=0,7)
25,00
50,00
Funkcje przeżycia
TIMP1
125,00
0,8
0,6
0,4
0,2
TIMP1
1,0
Skumulowana funkcja przeżycia
Skumulowana funkcja przeżycia
ujemna ekspresja
dodatnia ekspresja
ujemna ekspresjaobcięte
dodatnia ekspresjaobcięte
0,0
ujemna ekspresja
dodatnia ekspresja
ujemna ekspresjaobcięte
dodatnia ekspresjaobcięte
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,00
25,00
50,00
75,00
100,00
125,00
0,00
Ryc. 2. Wolny od wznowy czas przeżycia w zależności od
ekspresji TIMP-1 u chorych na raka krtani (p=0,79).
25,00
50,00
75,00
100,00
125,00
Ryc. 5. Czas całkowitego przeżycia w zależności od ekspresji
tkankowego inhibitora metaloproteinaz-3 u chorych na raka
krtani (p=0,29)
Funkcje przeżycia
Funkcje przeżycia
TIMP1
ujemna ekspresja
dodatnia ekspresja
ujemna ekspresjaobcięte
dodatnia ekspresjaobcięte
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
TIMP1
1,0
Skumulowana funkcja przeżycia
1,0
Skumulowana funkcja przeżycia
100,00
Funkcje przeżycia
1,0
ujemna ekspresja
dodatnia ekspresja
ujemna ekspresjaobcięte
dodatnia ekspresjaobcięte
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,00
25,00
50,00
75,00
100,00
125,00
Ryc. 3. Całkowity czas przeżycia w zależności od ekspresji
TIMP-2 u chorych na raka krtani (p=0,049).
384
75,00
Ryc. 4. Wolny od wznowy czas przeżycia w zależności od
ekspresji TIMP-2 u chorych na raka krtani (p=0,049)
0,00
25,00
50,00
75,00
100,00
125,00
Ryc. 6. Wolny od wznowy czas przeżycia w zależności od
ekspresji tkankowego inhibitora metaloproteinaz-3 u chorych
na raka krtani (p=0,84)
Otolaryngologia Polska 2008, LXII, 4
Analiza ekspresji TIMP-1, TIMP-2 i TIMP-3
z mniejszymi guzami (p = 0,037). Podobnie odsetek
komórek nowotworowych z dodatnią ekspresją TIMP-2
był coraz większy w nowotworach o coraz wyższym
stopniu zaawansowania (TNM I-IV), jednak nie były to
zależności istotne statystycznie (p>0,05). Te obserwacje mogą być związane z faktem, że TIMPs wykazują
nie tylko aktywność jako inhibitory metaloproteinaz.
Badania doświadczalne wykazały, że TIMP-2 może
również mieć funkcję promitogenną i pobudzać wzrost
fibroblastów, keratynocytów, komórek mięśni gładkich
naczyń krwionośnych, komórek naskórka i komórek
chłoniaka [9, 11, 22]. Poza tym TIMP-2, po połączeniu
się z błoną komórkową może funkcjonować jako ligand
dla wielu czynników wzrostu i cytokin [9]. Powyższe
obserwacje wskazują, że wyjaśnienie mechanizmów
wpływających na ekspresję TIMPs w guzach nowotworowych wymaga dalszych badań.
W badaniach własnych nie znaleziono zależności między występowaniem przerzutów do węzłów
chłonnych oraz wznową miejscową a ekspresją TIMP-2
(p > 0,05). Natomiast istotna była zależność między tą
ekspresją a obecnością wznowy węzłowej (p = 0,05).
W piśmiennictwie jedynie Kuvaja i wsp. w raku sutka
oraz Ocharoenrat i wsp. w nowotworach głowy i szyi
nie znaleźli zależności między ekspresją badanego
białka a przerzutami do węzłów chłonnych oraz występowaniem wznowy węzłowej a większość badań
sugeruje istnienie korelacji między tymi cechami [17,
23]. Danilewicz i wsp. u pacjentów z rakiem krtani
stwierdzili, że ekspresja TIMP-2 jest wyższa w przypadkach, w których obecne były przerzuty do węzłów
chłonnych, jednak nie były to zależności znamienne
statystycznie [6]. Katayama i wsp. w raku jamy ustnej
obserwowali, że u pacjentów z przerzutami węzłowymi lub przerzutami odległymi ekspresja TIMP-2 była
wyraźnie wyższa. Ponadto autorzy stwierdzili, że
nadekspresja tego enzymu jest jedynym niezależnym
czynnikiem ryzyka występowania wznowy w węzłach
chłonnych szyi [12]. Podobne wyniki uzyskano w przypadku innych nowotworów głowy i szyi [10, 26].
Wyniki tych badań wydają się zaskakujące w związku
z faktem, że TIMP-2 jest inhibitorem metaloproteinaz pobudzających wzrost i inwazję nowotworów.
Jednakże poznano również kluczową rolę TIMP-2
w procesie aktywacji MMP-2, która odgrywa istotną
funkcję w trawieniu składników błony podstawnej,
a co za tym idzie także w powstawaniu przerzutów.
Wynika z tego, że nadekspresja TIMP-2 jest związana
zwykle również z wysoką ekspresją aktywnej MMP-2,
pełni więc pośrednią rolę w powstawaniu przerzutów
i wznowy w węzłach chłonnych [12, 26, 28].
Wyniki badań oceniających ekspresję TIMP-3 są
zgodne co do tego, że jej obecność jest korzystnym
Otolaryngologia Polska 2008, LXII, 4
czynnikiem prognostycznym w nowotworach złośliwych. Wielu autorów obserwowało, że niska ekspresja
TIMP-3 korelowała z obecnością dużych guzów i przerzutów do węzłów chłonnych, głębokością inwazji oraz
wysokim zaawansowaniem klinicznym w przypadku
nowotworów złośliwych przełyku, płuc, sutka [18,
19, 20]. Odmienne wyniki, sugerujące niekorzystny wpływ TIMP-3 na przebieg choroby nowotworowej uzyskali jedynie Vizoso i wsp. w raku sutka.
Autorzy obserwowali obecność ekspresji tego enzymu w fibroblastach i jej zależność z występowaniem
przerzutów odległych [30]. Podobnie w badaniach
własnych stwierdzono istnienie silnej zależności między ekspresją badanego enzymu a wielkością guza
(p = 0,022) oraz jego zaawansowaniem klinicznym
(p = 0,037), przy czym to guzy duże (T3/T4) i bardziej
zaawansowane (TNM III/IV) istotnie częściej charakteryzowały się dodatnią ekspresją TIMP-3. Nie obserwowano natomiast korelacji między ekspresją TIMP-3
a innymi cechami klinicznymi i patologicznymi raka
krtani, takimi jak stopień histologicznego zróżnicowania nowotworu, obecność przerzutów do węzłów
chłonnych oraz pojawienie się w okresie obserwacji
wznowy miejscowej lub wznowy węzłowej.
Spośród badanych enzymów jedynie TIMP-2 wykazywał zależność z krótszym całkowitym i wolnym
od wznowy czasem przeżycia pacjentów, a analiza
wieloczynnikowa wykazała, że dodatnia ekspresja tego
białka jest niezależnym czynnikiem ryzyka zgonu z powodu raka krtani. W dostępnym piśmiennictwie tylko
Danilewicz i wsp. oceniali zależność między ekspresją
TIMP-2 a prognozą u pacjentów z rakiem krtani. Nie
znaleźli korelacji między tą ekspresją a całkowitym
czasem przeżycia [6]. Natomiast u pacjentów z nowotworami głowy i szyi Ruokolainen i wsp. stwierdzili,
że wysoka ekspresja badanego białka w guzie nowotworowym jest istotnym czynnikiem prognozującym
krótszy całkowity i wolny od wznowy czas przeżycia
[26]. Podobnie w przypadku raka jamy ustnej Katayama
i wsp. obserwowali, że w grupie 53 pacjentów wysoka
ekspresja TIMP-2 wiązała się z krótszym przeżyciem
[12]. Wydaje się więc, że TIMP-2 może być wartościowym markerem umożliwiającym ocenę ryzyka zgonu
z powodu choroby nowotworowej.
WNIOSKI
Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że istnieje zależność między ekspresją badanych
tkankowych inhibitorów metaloproteinaz a cechami
klinicznymi i patologicznymi raka krtani. Ponadto
TIMP-2 może być wartościowym czynnikiem w pro-
385
W. Pietruszewska i inni
gnozowaniu dalszego przebiegu choroby, przede
wszystkim występowania wznowy węzłowej oraz
rokowaniu dotyczącym przeżycia u pacjentów z rakiem krtani.
PIŚMIENNICTWO
1. Anand-Apte B, Pepper SB, Voest E, i wsp. Inhibition of
angiogenesis by tissue inhibitor of metalloproteinase-3., Invest
Ophtalmol Vis Sci, 1997; 38: 817–823.
2. Asha Nair S., Karunagaran D, Nair MB, i wsp. Changes in matrix
metalloproteinases and their endogenous inhibitors during
tumor progression in the uterine cervix. J Cancer Res Clin Oncol
2003; 129: 123–131.
3. Baker AH, George SJ, Zaltsman AB, i wsp. Inhibition of invasion
and induction of apoptotic cell death of cancer cell lines by
overexpression of TIMP-3. Br J Cancer 1999; 79: 1347–1355.
4. Brehmer B, Biesterfeld S, Jakse G. Expression of matrix
metalloproteinases (MMP-2 and -9) and their inhibitors (TIMP-1
and -2) in prostate cancer tissue. Prostate Cancer and Prostate
Disease 2003; 6: 217–222.
5. Charous SJ, Strickling GP, Nanney LB, i wsp. Expression of matrix
metalloproteinases and tissue inhibitor of metalloproteinases
in head and neck squamous cell carcinoma. Ann Otol Rhinol
Laryngol 1997; 106(4): 271–278.
6. Danilewicz M, Sikorska B, Wągrowska-Danilewicz M. Prognostic
significance of the immunoexpression of matrix metalloproteinase
MMP-2 and its inhibitor TIMP-2 in laryngeal cancer. Med Sci
Mon 2003; 9(3): MT42–47.
7. Gacko M, Metaloproteazy macierzy pozakomórkowej (MMPs).
Post Hi Med Dośw 1997; 51(5): 577–589.
8. Gao Z, Tretiakova MS, Liu W, i wsp. Association of E-cadherin,
matrix metalloproteinases, and tissue inhibitors of matrix
metalloproteinases with the progression and metastasis of
hepatocellular carcinoma. Mod Pathol, 2006; 19: 533–540.
9. Hayakawa T, Yamashita K, Ochuchi E, i wsp. Cell growth
promoting activity of tissue inhibitor of metalloproteinases-2
(TIMP-2). J Cell Sci 1994; 107: 2373–2379.
10. Heissenberg MC, Gorogh T, Lippert BM, i wsp. Metalloproteinases
and their inhibitors in squamous cell carcinoma of the
hypopharynx: indicators of individual tumor aggressiveness.
Otolaryngol Pol 1998; 52(5): 521–526.
11. Hrabec E, Stręk M. Tissue inhibitors of matrix metalloproteinases.
Their roles in tissue remodeling and cell growth. Current
Pneumonology 1997; 1(1): 30–36.
12. Katayama A, Bandoh N, Kishibe K, i wsp. Expression of matrix
metalloproteinases in early-stage oral squamous cell carcinoma
as predictive indicators for tumor metastase and prognosis. Clin
Cancer Res 2004; 10: 634–640.
13. Khokha R, Zimmer MJ, Graham CH, i wsp. Suppresion of invasion
of tissue inhibitor of metalloproteinase-1 (TIMP-1) in B16F10
melanoma cells. J Nat Cancer Inst 1992; 84: 1017–1022.
386
14. Koop S, Khokha R, Schmidt EE, i wsp. Overexpression of
metalloproteinase inhibitor in B16F10 cells does not affect
extravasation but reduces tumor growth. Cancer Res 1994;
54: 491–497.
15. Kossakowska AE, Huchcroft SA, Urbanski SJ, i wsp. Comparative
analysis of the expression patterns of the metalloproteinases
and their inhibitors in breast neoplasia, sporadic colorectal
neoplasia, pulmonary carcinomas and malignant non-Hodgkin’s
lymphomas in humans. Br J Cancer 1996; 73: 1401–1408.
16. Kurahara S, Shinohara M, Ikebe T, i wsp. Expression of MMPs,
MT-MMP, and TIMPs in squamous cell carcinoma of the oral
cavity: correlations with tumor invasion and metastasis. Head
Neck 1999; 21: 627–638.
17. Kuvaja P, Talvensaari-Mattila A, Pääkkö P, i wsp. The absence
of immunoreactivity for tissue inhibitor of metalloproteinase1 (TIMP-1), but not for TIMP-2, protein is associated with
a favorable prognosis in aggressive breast carcinoma. Oncology
2005; 68: 196–203.
18. Mino N, Takenaka K, Sonobe M, i wsp. Expression of tissue
inhibitor of metalloproteinase-3 (TIMP-3) and its prognostic
significance in resected non-small cell lung cancer. J Surg
Oncol 2007; 95(3): 250–257.
19. Miyazaki T, Kato H, Nakjima M, i wsp. An immunohistochemical
study of TIMP-3 expression in oesophageal squamous cell
carcinoma. Br J Cancer 2004; 91: 1556–1560.
20. Mylona E, Magkou C, Giannopoulou I, i wsp. Expression of
tissue inhibitor of matrix metalloproteinases (TIMP)-3 protein
in invasive breast carcinoma: relation to tumor phenotype and
clinical outcome. Breast Cancer Res 2006; 8, 5.
21. Nakopoulou L, Katsarou S, Giannopoulou I, i wsp. Correlation
of tissue inhibitor of metalloproteinase-2 with proliferative
activity and patients’ survival in breast cancer., Mod Pathol
2002; 15(1) 26–34.
22. Nemeth JA, Goolsby CL, TIMP-2, a growth stimulatory protein
from SV40-transformed human fibroblasts. Exp Cell Res 1993;
207: 376–382.
23. O-charoentrat P, Rhys-Evans PH, Eccles SA. Expression of
matrix metalloproteinases and their inhibitors correlates
with invasion and metastasis in squamous cell carcinoma of
the head and neck. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 2001;
127(7): 813–820.
24. Ondruschka C, Buhtz P, Motsch C, i wsp. Prognostic value
of MMP-2,-9 and TIMP-1,-2 immunoreactive protein at the
invasive front in advanced head and neck squamous cell
carcinoma. Pathol Res Pract 2002; 198(8) 509–506.
25. Pennanen H, Kuittinen O, Soini Y, i wsp. Clinicopathological
correlations of TIMP-1 and TIMP-2 in Hodgkin’s lymphoma.
Eur J Haematol 2004; 72: 1–9.
26. Ruokolainen H, Paakko P, Turpeenniemi-Hujanen T. Tissue
and circulating immunoreactive protein for MMP-2 and
TIMP-2 in head and neck squamous cell carcinoma – tissue
immunoreactivity predicts aggressive clinical course. Mod
Pathol 2006; 19: 208–217.
Otolaryngologia Polska 2008, LXII, 4
Analiza ekspresji TIMP-1, TIMP-2 i TIMP-3
27. Soloway PD, Alexander CM, Werb Z, i wsp. Targetted mutagenesis
of TIMP-1 reveals that lung tumor invasion is influenced by
TIMP-1 genotype of the tumor but not by that of the host.
Oncogene 1996; 13: 2307–2314.
28. Sternlicht MD, Werb Z. How matrix metalloproteinases regulate
cell behavior. Ann Rev Cell Devel Biol 2001; 17: 463–517.
29. Sutinen M, Kainulainen T, Hurskainen T, i wsp. Expression of
matrix metalloproteinases (MMP-1, -2 and -3) in oral lichen
planus, dysplasia, squamous cell carcinoma and lymph node
metastasis. Br J Cancer 1998; 77(12): 2239–2245.
30. Vizoso FJ, González LO, Corte MD, i wsp. Study of matrix
metalloproteinases and their inhibitors in breast cancer. Br J
Cancer 2007; 26(3): 903–911.
31. Wallard MJ, Pennington CJ, Veerakumarasivam A, i wsp.,
Comprehensive profiling and localization of the matrix
metalloproteinases in urothelial carcinoma. Br J Cancer 2006;
94: 569–577.
32. Yamamoto H, Itoh F, Iku S, i wsp. Expression of matrix
in human pancreatic adenocarcinomas: clinicopathologic and
prognostic significance of matrilysin expression. J Clin Oncol
2001; 19(4): 1118–1127.
33. Yu XF, Yang C, Liang LH, i wsp. Inhibition of human leukemia
xenograft in nude mice by adenovirus-mediated tissue inhibitor
of metalloproteinase-3. Leukemia 2006; 20: 1–8.
Adres autora:
Wioletta Pietruszewska
ul. Kopcińskiego 22
90-153 Łódź
tel. 602 225 721
e-mail: [email protected]
Pracę nadesłano: 10.04.2008 r.
Zaakceptowano do druku: 19.05.2008 r.
metalloproteinases and tissue inhibitors of metalloproteinases
Otolaryngologia Polska 2008, LXII, 4
387