Riassunto analitico
Il cancro colorettale (CRC) è nel mondo la seconda causa di morte per cancro negli uomini e la terza nelle donne. E’ noto che il CRC origina da alterazioni infiammatorie della mucosa colica. Persistono tuttavia incertezze riguardo i fattori coinvolti nel produrre uno stato pro-infiammatorio del colon. Cause metaboliche, immunologiche, e perfino i processi neuropsichici sembrano influenzare la fisiologia colica. Abbiamo così redatto quattro lavori di ricerca con l'obiettivo di migliorare le nostre conoscenze sul legame tra mucosa del colon e diverse pathway molecolari/condizioni cliniche. Paper I (non ancora inviato per la pubblicazione): analizza la presenza di autoanticorpi (TAAbs) circolanti in una coorte di pazienti con CRC (gruppo CRC) e con altri tipi di cancro (gruppo OS). 128 pazienti affetti da cancro sono stati studiati attraverso l’analisi in IF indiretta al microscopio confocale su tessuti di ratto per TAAbs non organo-specifici (NOSAs: stomaco, reni, fegato) e TAABs colon-associati (CAAs: colon). Il follow-up per la sopravvivenza è durato 5 anni. Abbiamo individuato alcuni TAABs peculiari per il gruppo CRC rispetto al gruppo OS. Si evidenzia inoltre che i pazienti NOSAs o CAAs positivi sono caratterizzati da una più alta mortalità a 5 anni. Questo supporta l'ipotesi che la presenza di TAABs aspecifici siano fattori prognostici negativi in pazienti con cancro, e allo stesso tempo, alcuni TAAbs sembrano avere una specificità per i pazienti con CRC. Papaer II (pubblicato): abbiamo studiato l'espressione dell’autofagia (LC3B-II) in campioni di colon di diversi tipi di pazienti (40 da mucosa normale (NM), 30 da microadenomi (MA), 30 CRC, e 49 CRC con status microsatellitare definito, 23 stabili, MSS, e 26 instabili, MSI). L’espressione di LC3B-II aumenta passando da NM a CRC con valori intermedi nei MA. I CRC MSS mostravano un'espressione di LC3B-II superiore a quella dei CRC MSI. Questi risultati supportano il collegamento tra pathway molecolari del bilancio energetico cellulare e lo sviluppo di CRC. Paper III (inviato e in fase di peer review): abbiamo esplorato il legame tra alterazioni infiammatorie nella mucosa del colon e l'equilibrio redox sistemico attraverso la valutazione degli infiltrati cellulari positivi per la mieloperossidasi (MPO) su biopsie del colon da 28 individui sani. L’ espressione di cellule MPO positive nel colon è risultata direttamente associata ad un aumentato stress ossidativo sierico. In maniera analoga, l'espressione delle cellule MPO positive nel sigma-retto sono risultate inversamente correlate alla capacità antiossidante sierica. Questo studio è il primo a mostrare un collegamento tra equilibrio redox sistemico ed espressione di infiltrati MPO positivi nella mucosa del colon. Paper IV (non ancora inviato): l'associazione tra stato metabolico, vari fattori aterogeni, valutazione psicologica e la presenza di alterazioni infiammatorie nella mucosa del colon-retto sono state studiate in 59 pazienti sottoposti a colonscopia. Ad oggi, abbiamo scoperto che il q-IMT carotideo è significativamente più elevato nei pazienti positivi per adenomi colici, insieme ad un più alto peso corporeo e una maggiore circonferenza vita, aumento dei valori di CRP, e uno stile di vita sedentario. Alcuni tratti psicologici (sintomi depressivi) sono correlati alla presenza di adenomi. L’indagine immunoistochimica per l’autofagia e l’espressione della mieloperossidasi sui campioni bioptici sono in corso. Complessivamente, questi studi suggeriscono l’emergere di nuovi fattori correlati all'infiammazione subclinica del colon o alla presenza di CRC. Ulteriori studi più ampi sono necessari per fare luce sulle complesse interazioni tra fisiologia colica e gli altri sistemi al fine di definire un modello di rischio colorettale più preciso.
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Abstract
Colorectal cancer (CRC) is the second cause of cancer death in men and the third in women worldwide. It is widely accepted that CRC arises from colonic mucosa inflammatory changes, but uncertainty remains about the factors involved to produce a pro-inflammatory status of the colon. Growing evidence shows that metabolic, immunologic, and also neuroregulatory processes can affect bowel physiology, but studies on these topics are few. Thus, we produced four papers with the aim to improve our knowledge on the link between colonic mucosa and novel molecular pathways or clinical conditions.
In Paper I (not yet submitted for publication), we analyze the presence of circulating autoantibodies (TAAbs) in a cohort of patients with CRC (CRC group) and with cancer at other sites (OS group). 128 consecutive cancer patients were investigated through IIF assay by confocal microscopy on rat tissues for non-organ specific autoantibodies (NOSAs: stomach, kidney, liver), and colon-associated autoantibodies (CAAs: rat colon). Survival was assessed over a five-year follow-up period. We found that some peculiar TAABs characterize the CRC group compared to OS group. Interestingly, a higher mortality distinguishes patients positive for NOSAs or CAAs after 5 years. These results support the hypothesis that the presence of aspecific TAABs is a negative prognostic factor in cancer patients, and at the same time, some of the TAAbs could be specific for CRC patients.
In Paper II (published), we studied autophagy (LC3B-II) expression in colonic samples from different patients (40 normal colorectal mucosae (NM), 30 microadenomas (MAs), 79 CRCs. We found a marked increase in the expression of LC3B-II protein moving from NM to CRC. Microsatellite stable (MSS) CRCs showed an LC3B-II expression higher than that in microsatellite instable (MSI) CRCs. These results support the link between molecular pathways implicated in cellular energy balance and the development of CRC.
In Paper III (submitted, under peer review), we explored the link between early inflammatory changes in the colonic mucosa and systemic redox balance. Myeloperoxidase (MPO) positive cells in colonic biopsies from 28 healthy individuals were studied with redox balance in the blood. Colonic MPO expression resulted directly associated with an increased systemic oxidative stress. Accordingly, MPO expression in the sigmoid-rectum inversely correlated with antioxidant capacity in the serum. This study is the first that show a connection between systemic redox balance and MPO expression in the colonic mucosa.
In paper IV (not yet submitted), we evaluated the association between metabolic status, proatherogenic factors, psychological assessment and the presence of inflammatory changes in colorectal mucosa. 59 patients undergoing colonoscopy were evaluated with ultrasound measurement of carotid intima-media thickness (q-IMT) and brachial flow-mediated vasodilation (FMD), blood sample for lipids and c-reactive protein (CRP), a set of psychometric tests, and immunohistochemistry evaluation of colonic biopsies for autophagy and MPO expression. To date, we found that mean carotid q-IMT is significantly higher in patients positive for adenomas, along with a higher mean body weight and waist circumference, increased CRP values, and sedentary lifestyles. Some psychological traits (e.g. depressive symptoms) resulted associated with the presence of adenomas. Immunohistochemistry for autophagy machinery and myeloperoxidase expression on biopsy specimens is in progress.
Overall, these works suggest that different factors seem related and linked to subclinical colonic inflammation, and the presence of CRC. Further larger studies are necessary to enlighten the complex interaction between the colon and other systems to improve the definition of colorectal cancer risk.
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