Tumormikroenvironment in Neuroendokrinen Tumoren (NET) des gastroenteropankreatischen Systems
Tumormicroenvironment in Neuroendocrine Tumors (NET) of the gastroenteropancreatic System
by Julian Skupin
Date of Examination:2013-12-10
Date of issue:2013-12-05
Advisor:Prof. Dr. Tilman Sauerbruch
Referee:PD Dr. Tobias Pukrop
Referee:Prof. Dr. Heinz-Joachim Radzun
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Name:Dissertation_Tumormikroenvironment in NET de...pdf
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Format:PDF
Abstract
English
Introduction: Neuroendocrine tumors (NETs) of the gastroenteropancreatic system originate from cells of the diffuse neuroendocrine system. They are rare tumors with an increasing incidence. The classification of NETs only by histological criteria is problematic. The 2000 WHO classification classifies NETs not only by histological criteria, but also by tumor size, angioinvasion, invasion of muscle layers, hormonal syndrome, Ki-67 index and presence of metastases. The WHO classification of 2010 uses a standardized grading system to categorize the tumors according to the Ki-67 index. These neuroendocrine neoplasms (NENs) are classified into G1 low grade (Ki-67≤2%), G2 intermediate grade (3-20%) and G3 high grade malignant (>20%). The tumormicroenvironment of gastroenteropancreatic NETs has not been analysed, in view of the different WHO classifications. Methods: In my study, a total of 55 paraffin blocks of untreated NETs were analysed: 32 were small intestinal NETs, 13 were colorectal NETs and 10 samples were derived from pancreatic NETs. Tissue sections were prepared and immunohistochemically analyzed by different antibodies to characterize the tumor itself (Chromogranine A, CD56/NCAM, S100), the tumor stroma (α-SMA, Desmin), endothelial cells (CD34 and vWF), as well as immune cells (CD3+ T-lymphocytes, CD20+ B-lymphocytes, CD 68+ macrophages), fibrohistiocytic cells (Kim1p) and the CC-chemokine-receptor-2 (CCR2). Immune cells were analyzed quantitatively. Results: Stroma cells were less abundant in NETs with higher malignancy. If detectable, tumor markers were also decreasing. Fibrohistiocytic cells, which include dendritic cells, were most abundant, followed by CD3+ cells. CD68+ cells were significantly more abundant in colorectal NETs than in NETs of small intestine. The amount of Kim1p+ cells was significantly higher in WHO2- and WHO3-NETs compared to WHO1-NETs (according to the WHO 2000 classification). CD3+ lymphocytes were significantly more abundant in WHO3-NETs than in WHO2-NETs. CD68+ macrophages were significantly more abundant in WHO3-NETs compared to WHO1- and WHO2-NETs. The obtained differences were also seen for the WHO 2010 classification, however with a lower level of significance. In WHO3-NETs, immune cells were in close contact to tumor cells which was in accordance with the minor tumor stroma. Conclusion: The tumor microenvironment in NETs differs according to tumor malignancy. My results point to a possible relation of the number of immune cells and tumor differentiation. Whether the number of immune cells is relevant for malignant transformation remains to be clarified.
Keywords: NET; NEN; tumormicroenvironment; neuroendocrine tumor; neuroendocrine neoplasia
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Einleitung: Neuroendokrine Tumoren (NET) des gastroenteropankreatischen Systems entstammen den Zellen des diffusen neuroendokrinen Systems und sind seltene Tumoren mit einer steigenden Inzidenz. Die Beurteilung der Dignität von NET, allein mit Hilfe histologischer Kriterien, ist problematisch. Die WHO-Klassifikation von 2000 unterscheidet nicht nur histomorphologisch in gut und wenig differenziert, beurteilt werden auch Tumorgröße, Angioinvasion, Invasion der Musculuaris propria, hormonales Tumorsyndrom, Proliferationsindex (Ki67) sowie vorhandene Metastasen. Die neue WHO-Klassifikation von 2010 nutzt ein standardisiertes Grading-System, in dem nach Proliferationsindex in G1 (Ki67≤2%) niedriggradig maligne, G2 (3-20%) intermediärgradig maligne und G3 (>20%) hochgradig maligne, neuroendokrine Neoplasien (NEN) eingeteilt wird.
Das Tumormikroenvironment gastroenteropankreatischer NET, im Hinblick auf die Tumor-Klassifikationen von 2000 und 2010, ist bisher nicht untersucht.
Methoden: In meiner Arbeit wurden Paraffinblöcke von 55 Patienten immunhistochemisch untersucht: 32 Dünndarm-, 13 kolorektale und 10 Pankreas-NET. Als Tumormarker wurden Chromogranin, CD56, und S100 beurteilt. Marker für das Tumorstroma waren α-SMA und Desmin, Endothelzellmarker waren CD34 und vWF, und Immunzellmarker waren CD3 für T-Lymphozyten, CD20 für B-Lymphozyten und CD68 für Makrophagen. Kim1p galt als Marker für fibrohistiozytäre Zellen, der CC-Chemokinrezeptor-2 (CCR2) wurde exemplarisch für die Zytokinrezeptoren gefärbt. Die Auswertung erfolgte computergestützt. Die Immunzellen wurden quantitativ ausgewertet.
Ergebnisse: In meiner Arbeit konnte ich zeigen, dass NET mit zunehmender Malignität weniger Stromazellen aufweisen. Auch die o.g. Tumormarker nahmen, wenn vorhanden, ab. Fibrohistiozytäre Zellen, die dendritische Zellen beinhalten, stellten die häufigsten Immunzellen dar, gefolgt von CD3+ T-Zellen. Im Vergleich der Organlokalisationen waren CD68+ Makrophagen in kolorektalen NET signifikant häufiger als in Dünndarm-NET. Nach der WHO-Klassifikation (2000) waren in den NET der WHO-Gruppe 2 und 3 signifikant mehr Kim1p+ Zellen als in der WHO-Gruppe 1 nachweisbar. CD3+ T-Zellen waren signifikant häufiger in NET der WHO-Gruppe 3 im Vergleich zur WHO-Gruppe 2. CD68+ Makrophagen waren in der WHO-Gruppe 3 im Vergleich zu den WHO-Gruppen 1 und 2 signifikant häufiger vorhanden. Die dargestellten Unterschiede zeigten sich auch für die neue Klassifikation (2010), allerdings mit vermindertem Signifikanzniveau. In NET der WHO-Gruppe 3 traten die Immunzellen in engen Kontakt zu den Tumorzellen, bei geringerem Tumorstroma.
Zusammenfassung: Es bestehen deutliche Unterschiede in der Zusammensetzung des Tumormikroenvironments der NET, abhängig von der Malignität. Meine Ergebnisse weisen auf einen möglichen Zusammenhang zwischen der Anzahl an Immunzellen und der Differenzierung hin. Ob dies relevant für eine maligne Transformation ist, bleibt zu klären.
Schlagwörter: Tumormikroenvironment; Tumorstroma; NEN; NET; Neuroendokriner Tumor; Neuroendokrine Neoplasie