Anoikisresistenssin mallintaminen ja histopatologinen tunnistaminen kolorektaalisyövässä.

Paksu- ja peräsuolisyöpä on Suomessa kolmanneksi yleisin syöpäkuoleman syy ja sen ilmaantuvuus lisääntyy. Anoikis on säädellyn solukuoleman erikoistyyppi, jonka terveessä solussa käynnistää solun irtoaminen soluväliaineesta. Anoikiksen estyminen eli anoikisresistenssi on yleinen muutos syöpäsoluissa ja tärkeimpiä mekanismeja, joilla lähtökudoksestaan irronneet syöpäsolut pysyvät elossa ja joka siten mahdollistaa etäpesäkkeen kehittymisen. Vaikka useita vuosia on tiedetty, että anoikiksen estyminen on syövissä keskeinen muutos, sitä on tutkittu vain vähän ihmisen syövissä. On hälyttävää, että anoikiksen estymisen toteamista, estymisen vaikeusasteen määrittämistä, ennustemerkitystä ja käyttöä hoidon valinnassa koskevia tutkimusraportteja ei ole julkaistu. Myös anoikiksen estymisen biologiset mekanismit tunnetaan puutteellisesti.

Tutkimuksemme lähtöoletuksena on, että anoikiksen estymisen myötä syöpäkasvaimiin muodostuu soluryhmiä, joissa sisimmät solut ovat menettäneet kontaktin soluväliaineeseen, mutta eivät ole kuolleet. Tunnistamalla tällaiset soluryhmät tavallisista patologian kudosnäytteistä voitaisiin mahdollisesti havaita anoikiksen estyneen kasvaimessa. Työssä testasimme tätä hypoteesia soluviljelmissä käyttäen suolisyöpäsolulinjaa. Lisäksi kokeilimme tällaisten soluryhmien määrittämistä sarjassa suolisyöpänäytteitä ja selvitimme, onko ryhmien määrällä tai tyypeillä ennustemerkitystä.

Havaitsimme, että Caco-2-suolisyöpäsolut kuolevat suspensioviljelmissä, joten niissä anoikis ei ole estynyt. Kolmiulotteisissa viljelmissä Caco-2-solut muodostivat säännöllisiä onteloita, mutta eivät anoikiksen estymiseen viittaavia ontelottomia soluryhmiä. Mutatoituneiden KRAS- tai BRAF-onkogeenien transfektio Caco-2-soluihin aiheutti anoikiksen estymisen suspensioviljelmässä, ja kolmiulotteisissa viljelmissä solut muodostivat kokonaan tai osittain ontelottomia soluryhmiä. Nämä havainnot osoittavat, että KRAS- ja BRAF- mutaatiot aiheuttavat anoikiksen estymistä ja että ontelottomien soluryhmien muodostuminen kolmiulotteisessa viljelmässä on merkki anoikiksen estymisestä.

Suolisyöpää edustavista kudosnäytteistä voitiin tunnistaa kolmentyyppisiä soluryhmiä, joissa oli mukana soluväliainekontaktinsa menettäneitä soluja: mikropapillaariset, seulamaiset ja solidit rakenteet. Soluväliainekontaktin puuttuminen varmistettiin värjäämällä immunohistokemiallisesti tyvikalvoproteiineja ja solukuoleman estyminen näissä soluissa varmistettiin vertaamalla apoptoosivilkkautta (M30) soluväliainekontaktissa olevien ja kontaktittomien solujen välillä. Näiden piirteiden perusteella voitiin päätellä, että soluryhmät koostuivat oletetuista anoikisresistenteistä soluista. Näiden soluryhmien määrä kasvainkudoksessa mitattiin digitaalista kuva-analyysiä käyttäen. Soluryhmien runsaus (suuri kokonaislukumäärä pinta-alayksikköä kohti) oli itsenäinen huonon ennusteen merkki. Myös seulamaisten ja solidien soluryhmien määrät toimivat huonon ennusteen merkkeinä. Sen sijaan mikropapillaaristen rakenteiden määrä ei ennustanut taudinkulkua, mutta tässä soluryhmätyypissä todettiin uinuvien (quiescent) solujen piirteitä (matala jakautumis- ja apoptoositiheys). Jatkotutkimuksia tämänkin soluryhmätyypin osalta tarvitaan, koska anoikisresistenssin ja uinumisen on kuvattu liittyvän huonoon lääkehoitovasteeseen.

Tehdyt havainnot viittaavat siihen, että sellaisten monisoluisten ryhmien muodostuminen, joissa soluväliainekontakti puuttuu osalta soluista, on merkki anoikisresistenssistä sekä kolmiulotteisissa soluviljelmissä että suolisyövissä. Löydösten perusteella voi siis olla mahdollista määrittää kasvaimen anoikisresistenssin esiintyminen ja vaikeusaste tavanomaisen diagnoosia varten otetun kudosnäytteen perusteella. Menetelmän toimivuus on vielä varmistettava lisätutkimuksilla, joissa osoitetaan tavallisen, soluviljelyyn perustuvan anoikisresistenssin määrityksen ja kudosnäytteeseen perustuvan määrityksen riittävä yhtenevyys. Lisäksi tarvitaan jatkotutkimuksia osoittamaan muidenkin kuin jo tutkittujen soluväliaineen komponenttien puuttuminen soluryhmistä. Työssä kuvattua kätevää anoikisresistenssin määritysmenetelmää voidaan hyödyntää, kun tutkitaan anoikisresistenssin syitä ja mekanismeja. Mahdollisiin kliinisiin sovelluksiin kuuluu käyttö syövän hoidon valinnan optimoinnissa.