- Abstract
- 1. Introduction
- 2. A expressão da citoqueratina no Urotélio durante o desenvolvimento embriológico
- 3. A expressão da citoqueratina no Urotélio normal
- 4. A expressão da citoqueratina na Neoplasia urotelial papilar
- 5. Diferenciação urotelial embriológica versus Desdiferenciação na Neoplasia urotelial
- disponibilidade de dados
- conflitos de interesses
Abstract
Cytokeratins belong to the family of intermediate filaments. Eles são expressos de uma maneira altamente específica em células epiteliais onde desempenham um papel crucial na integridade e estabilidade mecânica das células. Vários tipos de citoqueratinas foram descritos em urotélio normal e neoplásico. No caso de neoplasias uroteliais, a expressão de CK20 e CK5/6 tem sido demonstrada em vários estudos com implicações diagnósticas e prognósticas. Assim, o carcinoma urotelial de baixo grau manifesta a expressão CK limitada às células-guarda-chuva, enquanto os tumores de alto grau geralmente têm uma expressão em toda a espessura do urotélio, exceto para a camada basal. A expressão CK5 / 6, por outro lado, é expressa nas células basais em todos os carcinomas de baixo grau e alguns carcinomas uroteliais de alto grau. A coloração difusa de CK20 acompanhada pela perda da camada basal CK5 / 6-positiva é geralmente associada com comportamento clínico agressivo. A coloração dupla dos diapositivos para estas citoqueratinas pode facilitar a interpretação e correlação adequadas.
1. Introduction
Citoqueratinas belong to the family of 10 nm intermediate filament cytosqueleton present in all the cells. As proteínas do filamento intermédio são expressas de uma forma altamente específica do tipo celular, e as queratinas representam a categoria de filamento intermediária típica presente nas células epiteliais. Estes filamentos são um grupo complexo de polipéptidos insolúveis em água, variando de 40.000 a 68.000 Mr. Em epitélios, filamentos de queratina podem ser agrupados como tonofilamentos, entrançar o núcleo, atravessar o citoplasma, e se ligar às placas citoplásmicas das típicas junções célula-célula epitelial, os desmossomas. Assim, as queratinas desempenham um papel funcional importante na integridade e estabilidade mecânica tanto das células epiteliais individuais como dos tecidos epiteliais e são uma parte inerente do continuum de estabilidade da única célula à formação do tecido .
as proteínas da queratina podem ser divididas em pequenas proteínas ácidas tipo I e queratinas básicas a neutras tipo II. Uma propriedade única das queratinas é que, em contraste com as outras proteínas intermediárias do filamento, elas só podem constituir seu estágio filamentoso pela formação de pares de moléculas de tipo I e tipo II (1 : 1). Entre os keratins humanos, a nomenclatura de consenso recente inclui os keratins tipo I K9-K10, K12–K28, e K31–K40 e keratins tipo II K1–K8 e K71–K86. No genoma humano, os genes da queratina estão agrupados em dois locais cromossómicos diferentes: o cromossoma 17q21.2 (queratinas tipo I, excepto K18) e o cromossoma 12q13.13 (queratinas tipo II e K18). Pensa-se que as duas subfamílias de citoqueratina surgiram através da duplicação de genes e subsequente divergência das CK8 e CK18 .Cada tipo de célula epitelial expressa uma combinação característica de dois a dez isotipos de citoqueratina. Assim, as células epiteliais normais in vivo ou in vitro podem ser identificadas em relação ao seu perfil de isótipo da citoqueratina. Os perfis característicos de citoqueratina dos diferentes tipos normais de células epiteliais tendem a ser mantidos após a transformação neoplásica e Esta característica pode ser explorada no diagnóstico tumoral. No entanto, os perfis de citoqueratina das células epiteliais também podem refletir diferenciação funcional, em vez de tecido de origem. Assim, as células metaplásticas expressam características do perfil da citoqueratina de sua morfologia ao invés de sua homóloga normal .
2. A expressão da citoqueratina no Urotélio durante o desenvolvimento embriológico
as citoqueratinas são o primeiro tipo de filamento intermediário a aparecer durante a embriogénese, e todas as células em algum estágio de desenvolvimento fetal são positivas à citoqueratina. Os primeiros isotipos de citoqueratina a serem expressos são o par CK8 + CK18. Durante a transformação embriológica epitelial-mesenquimal, a expressão citoqueratina é perdida por certas linhagens de células, que ou permanecem citoqueratinas negativas e se desenvolvem em tecido conjuntivo ou mais tarde re-expressam citoqueratinas de epitélio secundário . O desenvolvimento embriológico da bexiga é a partir da cloaca, uma estrutura de fundo, que é uma câmara comum para resíduos gastrointestinais e urinários. Nas 4ª–7ª semanas de desenvolvimento, a cloaca é dividida pelo septo urorectal em duas partes: canal anorectal posterior e seio urogenital anterior. A parte superior do seio urogenital forma a bexiga urinária .
durante o desenvolvimento inicial da bexiga, o epitélio do revestimento transforma-se gradualmente de um epitélio endodérmico simples para um revestimento urotelial multicamado. Como o padrão do revestimento endodérmico no trato gastrointestinal, o revestimento urotelial em desenvolvimento é inicialmente difusamente positivo para CK20 em todas as camadas. Durante a subsequente maturação do urotélio, desenvolve-se uma camada basal que pode ser demonstrada pela positividade CK5 e CK13. Uma maior maturação do urotélio envolve a perda de CK20 em praticamente todas as camadas, exceto para as células-guarda-chuva. Assim, parece haver três fases distintas do desenvolvimento urotelial. A primeira etapa é caracterizada pela falta de células basais e expressão de CK20 em todas as camadas. A segunda fase é determinada pela aparência da camada basal, mas o padrão de expressão CK20 ainda é difuso. Na terceira e última fases, há maturação do padrão de expressão CK20 que é caracterizado por CK20 apenas na camada de guarda-chuva. A camada basal está bem desenvolvida e pode ser demonstrada pela imunocompetição CK5/6 ou CK13 .
3. A expressão da citoqueratina no Urotélio normal
a bexiga urinária é forrada por urotélio, que é especializado para funcionar como uma barreira à urina e para acomodar alterações no volume intraluminal. Urotélio aparece como um epitélio de várias camadas, com três zonas celulares: (1) uma camada celular basal composta de células em contato com e orientadas perpendicularmente ao plano da membrana basilar; (2) a Zona Celular intermediária composta de 2-5 camadas celulares; (3) uma camada celular luminal ou superficial composta por células intermédias tardias e células “guarda-chuva” grandes, frequentemente binucleadas, com a sua superfície apical virada para o lúmen. As células-guarda-chuva são caracterizadas por um tipo de obstrução das células de zonula e pela presença de placas especializadas da membrana unitária assimétrica na membrana celular apical e dentro das vesículas fusiformes intracelulares . Esta aparência é devida à presença de uroplakina abundante dentro da membrana celular .
no urotélio adulto normal, CK7, CK8, CK18, e CK19 são expressos em todas as camadas celulares uroteliais, CK5 é expresso basalmente, e CK20 é associado com células-guarda-chuva (Figura 1).
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pode também haver algumas células Ck20 positivas na camada celular intermediária de alguns espécimes normais .
4. A expressão da citoqueratina na Neoplasia urotelial papilar
a transformação neoplásica das células uroteliais dá origem ao carcinoma urotelial, a forma mais comum de cancro da bexiga na maioria dos países. Muitos pacientes apresentam tumores superficiais que são ou não invasivos (pTa) ou invadem apenas a lâmina propria (pT1). Embora a recorrência seja comum (50-70%), a doença geralmente pode ser controlada por tratamento local. No entanto, 10-15% dos doentes com doença superficial eventualmente progridem para doença invasiva muscular e metastática. Um aumento de grau, caracterizado por uma perda de diferenciação, e a presença de alterações displásticas são determinantes de mau prognóstico. Além disso, alguns carcinomas uroteliais apresentam diferenciação basal/escamosa, que tem sido associada a um prognóstico mais pobre .
o padrão de coloração imunohistoquímica para citoqueratina 20 e CK5/6 varia com o tipo e natureza da neoplasia urotelial. Por exemplo, neoplasias uroteliais papilares de potencial maligno limitado (PUNLMP), bem como carcinomas papilares de baixo grau revelam CK20 limitado às células dos guarda-chuvas e coloração CK5/6 confinada à camada basal, idêntica à distribuição destas queratinas no urotélio normal (figura 2).
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os carcinomas uroteliais de alto grau, por outro lado, tendem a ter imunoreatividade difusa para CK20 envolvendo as células-guarda-chuva, bem como a camada intermediária. Além disso, a camada basal pode ser demonstrada pela positividade CK5/6 (Figura 3).
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por outro lado, o carcinoma urotelial papilar de grau superior revela uma expressão de CK20 em toda a espessura do urotélio, com a ausência de camada basal e coloração negativa para CK5/6 (Figura 4).
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este padrão com coloração difusa de Ck20 na ausência de coloração da camada basal é também uma característica encontrada em carcinomas uroteliais de alto grau com propria de lâmina ou invasão muscular (Figura 5).
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tem sido sugerido que o padrão de coloração CK20 é um complemento útil à morfologia no diagnóstico do carcinoma urotelial. Também tem sido sugerido que a expressão CK20 pode prever o potencial maligno em tumores uroteliais de baixo grau, e, portanto, CK20 pode ser útil na definição de estratégias de tratamento para pacientes com esses tumores. A expressão CK20 foi retida pela maioria dos carcinomas uroteliais puros, mantendo o padrão de localização superficial normal em alguns tumores papilares bem diferenciados ou mostrando uma reação heterogênea ou uniformemente positiva em todas as camadas celulares. Partes do carcinoma com diferenciação escamosa revelam uma redução da expressão CK20. Estas áreas, no entanto, reagem positivamente para CK5 / 6 (figuras 6(a) e 6(b)) em um padrão que é diferente da distribuição basal da camada basal .
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em alguns casos, todo o carcinoma pode apresentar características basossquâmicas. Estes casos mostram uma forte reactividade para CK5/6, com pouca ou nenhuma positividade para CK20 (Figuras 6(c) e 6(d)).
dois estudos publicados recentemente forneceram provas adicionais relativamente à significância clínica de vários padrões de imunocontinuição para CK20 e CK5/6. Num destes estudos, foram analisadas amostras de tumores de 222 doentes com carcinomas uroteliais do tracto superior que foram tratados com nefroureterectomia radical para a expressão de sete marcadores imunohistoquímicos basais/luminais (CK5, EGFR, CD44, CK20, p63, GATA3 e FOXA). Usando CK5 e CK20, eles definiram quatro subtipos de carcinomas uroteliais do trato superior.:(i)Exclusivamente CK20 positivo e CK5 negativo (CK20+/CK5−)(ii)Exclusivamente CK5 positivo e CK20 negativo (CK20−/CK5+)(iii)Ambos os marcadores positivos (CK20+/CK5+)(iv)marcadores negativos (CK20−/CK5−)
Em multivariada de Cox análise de regressão, o CK20+/CK5− subtipo era um independente negativa marcador prognóstico com um 3.83 vezes maior risco de câncer-específica de morte em comparação com os outros três subtipos .
num segundo estudo, a coloração imunohistoquímica para CK5/6 e CK20 foi relatada como estando correlacionada com o prognóstico do carcinoma urotelial precoce. Além disso, os perfis de expressão genética de subgrupos de carcinoma urotelial do tracto superior não invasivo-muscular (UTUC) classificado pelos níveis de expressão CK5/6 e CK20 foram estudados e correlacionados com os resultados clínicos. Esses subgrupos incluído CK5/6-alto/CK20-baixo, CK5/6-alto/CK20-alta, e CK5/6-baixo/CK20-alta. O último grupo caracterizado por baixa expressão de CK5/6 e alta expressão de CK20 foi preditivo de pior prognóstico de carcinomas uroteliais não invasivos aos músculos. A análise transcritional revelou 308 genes diferentes nos subgrupos. Análises funcionais dos genes identificaram a adesão celular como um processo comum enriquecido diferentemente neste subgrupo em comparação com os outros, o que poderia explicar seu fenótipo de alto risco. As assinaturas do ciclo celular tardio / proliferação também foram enriquecidas neste subgrupo . Assim, parece que os tumores uroteliais caracterizados por coloração difusa para CK20 na ausência de camada basal demonstrável representam o subtipo mais agressivo do carcinoma urotelial papilar.
Citoqueratina 5/6 está presente na epiderme normal queratinizante e epitélio escamoso da mucosa, bem como em células basais ou células mioepiteliais da mama, glândulas salivares e próstata . Em biópsias da próstata e da mama, CK5/6 decora a camada basocelular e, portanto, é útil no diagnóstico de carcinoma invasivo, sendo este último desprovido de células basais. A arquitetura do urotélio é diferente da do epitélio ductal prostático ou mamário, com o resultado de que a presença ou ausência de células basais não pode ser usada para estratificar neoplasias uroteliais em tipos benignos ou malignos. No entanto, a ausência de células basais nas neoplasias uroteliais pode indicar mau prognóstico. Assim, um carcinoma urotelial de alto grau com uma camada basal preservada pode se comportar menos agressivamente em comparação com outro tumor de alto grau no qual a camada basal foi perdida. Em nosso laboratório, usamos coloração dupla para estas citoqueratinas, o que é extremamente útil na interpretação adequada dessas manchas.Pode também observar-se um padrão de coloração semelhante no carcinoma urotelial in situ . Estas lesões são geralmente fortemente reativas para CK20 e podem ou não manter a camada basocelular CK5/6 positiva. O tipo de aglutinante de carcinoma urotelial in situ e a extensão pagetóide das células cancerígenas podem também ser reconhecidos por coloração Ck20 positiva (Figura 7).
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em uma minoria de casos, o carcinoma in situ pode ser reativo para CK5/6 indicando uma diferenciação basalóide .
5. Diferenciação urotelial embriológica versus Desdiferenciação na Neoplasia urotelial
a estreita correlação entre os padrões de expressão do isótipo da citoqueratina e a diferenciação epitelial sugere que as citoqueratinas são cruciais para a estrutura e/ou função dos tecidos epiteliais. No entanto, tem sido difícil estabelecer quais são as contribuições precisas de indivíduos ou combinações de isotipos de citoqueratina para o fenótipo e comportamento de células epiteliais normais e neoplásicas. Assim, as mudanças na imunolocalização CK20 que indicam um maior risco de recorrência do carcinoma urotelial provavelmente refletem uma mudança secundária relacionada com a desregulação do programa de diferenciação urotelial durante a carcinogênese, em vez de indicar que CK20 está diretamente envolvido. Pode-se especular que os padrões de expressão de CK20 e CK5/6 em vários carcinomas uroteliais tendem a imitar os estágios de desenvolvimento embriológico e diferenciação do urotélio. Assim, os carcinomas uroteliais de alto grau (com ou sem invasão) que são caracterizados por uma expressão Ck20 difusa sem qualquer camada basal podem representar o estágio inicial da diferenciação urotelial após o seio urogenital se separar da cloaca . Durante este estágio de desenvolvimento, urotélio manifesta coloração difusa de CK20, mas carece de uma camada basal. Em alguns dos carcinomas uroteliais de alto grau, há coloração uniforme de todas as camadas por CK20, mas há também uma camada basal bem formada demonstrável pela expressão de CK5/6. Isto pode ser equivalente ao estágio intermediário da diferenciação urotelial embrionária. O bem diferenciados urothelial carcinomas são caracterizados pela presença de um padrão maduro de CK20 expressão onde a sua expressão é principalmente limitada para o guarda-chuva células, enquanto bem definido célula basal, camada de imunorreativa para CK5/6 também está presente (Figuras 8 e 9).
este padrão pode ser equivalente ao estágio final de desenvolvimento e maturação urotelial durante o período intra-uterino.
em resumo, a coloração imunohistoquímica do carcinoma urotelial para CK20 e CK5/6 pode fornecer informações úteis sobre a natureza do carcinoma urotelial e seu comportamento clínico.
disponibilidade de dados
não foram utilizados dados para apoiar este estudo.
conflitos de interesses
os autores declaram que não têm financiamento ou conflitos de interesses a divulgar.
Os autores gostariam de agradecer a valiosa assistência e perícia técnica dos seguintes supervisão e a equipe técnica do nosso laboratório de imuno-histoquímica no desempenho de duas cores, a coloração imuno-histoquímica: MS Rajaa Al Abdulla, o supervisor; MS Huda Ahmed Al Hijji, o supervisor; e MS Zuhoor Ali, tecnólogo sênior.