Factors playing role in the aetiopathogenesis of cervical cancer  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
105019
Type PD
Principal investigator Sobel, Gábor
Title in Hungarian A méhnyakrák etiopatogenezisében szerepet játszó tényezők
Title in English Factors playing role in the aetiopathogenesis of cervical cancer
Keywords in Hungarian méhnyakrák, sejtkapcsoló struktúrák, claudinok, humán papilloma vírus
Keywords in English cervical cancer, cell junctions, claudins, human papilloma virus
Discipline
Public health, health services, environmental and occupational medicine, epidemiology, medical ethics (Council of Medical and Biological Sciences)40 %
Ortelius classification: Gynaecology
Haematology, immunology, thrombosis, infectious diseases (Council of Medical and Biological Sciences)40 %
Ortelius classification: Surgery
Obstetrics/Gynecology, reproductive medicine (Council of Medical and Biological Sciences)20 %
Ortelius classification: Human reproduction
Panel Clinical Medicine
Department or equivalent Clinic of Obstetrics and Gynecology (Semmelweis University)
Starting date 2012-09-01
Closing date 2016-08-31
Funding (in million HUF) 11.526
FTE (full time equivalent) 2.81
state closed project
Summary in Hungarian
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.

A méhnyakrák a második leggyakoribb nőkben előforduló daganat világszerte, melynek előfordulását a szűrővizsgálatok jelentősen csökkentették. A diagnosztika és terápia javítása a daganat kialakulásának jobb megismerésétől várható. Korábbi munkánkban elsőként igazoltuk, hogy a tight junction (TJ) sejtkapcsoló struktúrák gerincét képező claudin fehérjecsalád egyes tagjainak expressziója jelentősen nő a premalignus és malignus cervix daganatokban. Célunk, hogy a szöveteken tett megfigyelésünket citológiai anyagban is alkalmazzuk, összevetve egyéb, a diagnózist pontosító módszerekkel, valamint a human papilloma vírus (HPV) nagy kockázati típusainak előfordulásával. Tanulmányozni kívánjuk a cervicalis rezerv sejtek szerepét a cervicalis mirigyek pótlásában, a laphám metapláziában és a daganatképződésben. A daganat kialakulását befolyásoló epigenetikai tényezők közül az EZH2 („enhancer of zeste homolog 2”) és a mikroRNS expressziót és ezek változását vizsgáljuk a cervicalis karcinogenezis egyes szakaszaiban. A hiszton metiltranszferáz EZH2 epigenetikai szinten befolyásolja a transzkripciót, több emberi daganatban fokozottan expresszált, stimulálja a sejtproliferációt és elősegíti az inváziót és metasztázist. Kérdés, hogy ez milyen mértékben függ össze a HPV onkoproteinjeinek expressziójával. A mikroRNS változások legtöbb daganatban jellegzetesek. A kóros mikroRNS mintázat összefügghet a daganat prognózisával és esetlegesen újabb, a daganat biológiai természetéről több információt nyújtó, a terápiát befolyásoló információt adhat, melynek vizsgálata a célunk.

Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.

A kutatás a méhnyakrák kialakulása molekuláris alapjainak, a sejtkapcsoló fehérjék, egyes epigenetikai tényezők vizsgálatára irányul, melyek a jövőben diagnosztikus és terápiás célpontként szolgálhatnak. A következő kérdésekre keresünk választ:
1. A cervix daganatos elváltozásait jelző claudin1 általunk észlelt fokozott expressziója detektálható-e citológiai mintákban és diagnosztikus értékkel felhasználható-e? A claudin1 immuncitokémiai kimutatása hasonló értékű-e a malignitás jelzőjeként kereskedelmi forgalomban használt P16INK4a-val és összefüggésbe hozható-e a HPV egyes típusaival?
2. Az újabban felismert TJ proteinek, így a claudin család tagjai, a tricellulin hasonló módon jellemzik-e a cervix daganatait, mint a korábban észleltek (claudin1,2,4,7)?
3. Hasonlóságot mutatnak-e a cervicalis rezerv sejtek a cervicalis laphám vagy a glandularis hámmal a TJ proteinek expressziójában, amely esetleges kapcsolatukat jelezheti ezen sejtekkel? A rezerv sejtek szerepet játszanak-e a cervix daganatok, kiemelten az adenocarcinomák kialakulásában?
4. Az EZH2 expressziója hogyan változik a karcinogenezis folyamán a premalignus – invazív szakaszokon át? Az expresszió mértéke felhasználható-e prognosztikai jelzőként? Összefügg-e az EZH2 expresszió a HPV onkoproteinek expressziójával?
5. A mikroRNS mintázat jellemzi-e a cervicalis karcinogenezis folyamatát, azaz észlelhető-e mennyiségi vagy minőségi eltérés az egyes szakaszokban?
6. A fokozott EZH2 expresszió összefügg-e egyes mikroRNS-ek expressziójával.

Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!

A méhnyakrák korai felismerése, kezelése a kiterjedt vizsgálatok és eredmények ellenére sem teljességgel megoldott, a betegség jelenleg is magas halálozással jár. A karcinogenezis molekuláris patogenezise lépcsőinek, a genetikai és epigenetikai változásoknak, jelátvivő mechanizmusok útjainak feltárása új kezelési lehetőségeket nyitott meg. A tervezetben ezen mechanizmusok közül a sejtkapcsolatok és ezek jelátvívő mechanizmusainak, egyes epigenetikai tényezőknek (EZH2, mikroRNS) és a cervicalis őssejteknek szerepét kívánjuk tanulmányozni a cervix rák legfontosabb etiológiai tényezőjével, a HPV-vel összefüggésben. A sejtkapcsolatok általunk észlelt változásának feltárása már eddig is jelentős adat volt a diagnosztika és méhnyakrák kialakulásának jobb megértése szempontjából. A tervezett munka, azaz a fokozott claudin expresszió detektálása citológiai mintákban, új diagnosztikus lehetőséget nyújthat a szűrésben. Megfelelő claudin-ellenes antitesttel – melynek alkalmazására egyéb daganatokban van példa – esetleges daganatellenes terápiás hatás is elérhető. A cervicalis rezerv sejtek több típusa ismert, de kevésbé jellemzett és szerepük sem egyértelműen tisztázott. Különösen fontosak lehetnek a karcinogenezisben, mind laphám, mind mirigyhám eredetű tumorok esetében. Szerepük tisztázása segíthet ezen daganatok korai felismerésében. Epigenetikai tényezők közül a vizsgálni kívánt EZH2 transzkripciós faktor fokozott expressziója az eddig vizsgált daganatok többségében rossz prognosztikai jelnek tekinthető. Kevésbé vizsgálták azonban ezt az antigént a daganatok premalignus szakaszaiban. Az expresszió eltéréseinek észlelése esetlegesen jelezheti, hogy mely korai cervix elváltozások indulnak el a progresszió útján és fejlődnek invazív daganattá. A mikroRNS-ek változása minden daganatban megfigyelhető a tumor progressziója során. Nem világos viszont, hogy a többlépcsős karcinogenezis egyes szakaszait milyen jellegzetes mikroRNS mintázat jellemzi. Munkánk első szakaszában szövetekből, későbbiekben a kenetvétel során nyert sejtekből tervezzük a várhatóan jellegzetes microRNS mintázat meghatározását, amely diagnosztikus értékű lehet.

A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média illetve az adófizetők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI számára.

A méhnyakrák a nők 2. leggyakoribb rosszindulatú daganata a világon, bár a szűrésekkel és a kezelés újabb módszereivel csökkent az előfordulása. Több daganat esetében a célterápia lényeges változást hozott, ami a méhnyakrákra még nem alkalmazható. Fontos azért, hogy megismerjük a méhnyakrák kialakulásának molekuláris alapjait, az u.n. jelátvivő útvonalak célmolekuláit, egyes genetikai és epigenetikai tényezőket, melyek célpontként szolgálhatnak a kezelésben. A tanulmányokat célszerű a méhnyakrák legfontosabb kóroki tényezőjével, a human papilloma vírussal (HPV) összefüggésben végezni. Kutatásunk célja ezért újabb molekuláris mechanizmusok feltárása a méhnyakrák kialakulásának folyamatában, a daganatelőtti elváltozásoktól az előrehaladott rákig bezárólag. Első célpontunk a sejtkapcsolatokat meghatározó fehérjecsalád az u.n. claudin fehérjék vizsgálata, melyek egyes típusait fokozottan tartalmazzák a daganatsejtek. Olyan diagnosztikus tesztet kívánunk kifejleszteni, mely citológiai mintában meghatározza ezen fehérjéket, így kiegészítője lehet a szűrésnek. A daganatsejtek felszínén nagyobb mennyiségben megjelenő fehérjék ellen termelt ellenanyagok daganatpusztító hatásúak is lehetnek, mint ez más daganatok (pl.emlő) esetében már igazolást nyert. Az örökítő anyag kifejeződésére számos tényező, u.n. epigenetikai faktorok is hatással vannak. Az általunk vizsgált EZH2 fehérje fokozottan termelődik a daganatsejtekben és ennek kimutatása diagnosztikus értékű. A kb. 1000 tagot számláló kicsiny, u.n. mikroRNS-ek a fehérjetermelést és így a sejt funkcióját befolyásolják. A méhnyakrák egyes szakaszaiban változik ezen mikroRNS mintázat, mely diagnosztikus értékű.
Summary
Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.

Cervical cancer is the second most common malignant tumor in females worldwide, with the incidence significantly decreasing thanks to the available screenings. For better diagnostics and therapy, further knowledge is needed about the development of this cancer. In our previous studies we proved for the first time that certain claudins – the „backbone” proteins of tight junctions (TJ) – show increased expression in premalignant and malignant cervical lesions. Our aim is to approve the increased claudin1 expression detected at tissue level in cytological smears as well and compare the value of overexpression with other diagnostic tests used for detection of malignancy, and with occurrences of high risk types of human papilloma virus (HPV). We wish to study the role of cervical reserve cells in cervical gland replacement, squamous metaplasia and tumor formation. From the epigenetic factors influencing tumor development, studies will be performed on the expression of EZH2 („enhancer of zeste homolog 2”) and microRNAs in different phases of cervical carcinogenesis. EZH2 influences transcription at epigenetic level, is a histone methyltransferase which is highly expressed in several human tumors and stimulates cell proliferation, promotes invasion and metastasis. The question arises to what extent these alterations are related to the oncoprotein expressions of HPV. Aberrant microRNA expression is detected in the majority of human cancers. The altered microRNA pattern may be related to tumor progression and might even provide us with new data on cervical carcinogenesis. Additional informations gained from the study might even influence future therapy.

What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.

The research focuses on the questions of the molecular basis of cervical carcinogenesis, on the target molecules, on the epigenetic factors which may serve as targets in the diagnostics and treatment. The following questions have been raised;
1. Is the increased claudin1 expression observed by us in cervical cancer tissue detectable in cytology specimens and if so, are the findings of diagnostic value? Are the specificity and sensitivity of the claudin1 reaction equivalent with the tests used in diagnostics of cervical malignancies (p16INK4a) and with the occurence of high risk HPV types?
2. Do the recently described TJ proteins, i.e. further members of the claudin family and tricellulin, characterize cervical tumors in a way similar to that observed previously (claudin1,2,4,7)?
3. Are the cervical reserve cells similar in TJ protein expression to squamous or glandular cervical epithelium, indicating possible connection with these cells? Do the reserve cells play role in the development of cervix tumors, especially in adenocarcinomas?
4. How does the EZH2 expression change during carcinogenesis throughout the premalignant - invasive phases? Can the degree of expression be used as a prognostic marker? Does EZH2 expression show relationship with the expression of HPV oncoproteins?
5. Does the microRNA pattern characterize the cervical carcinogenesis namely, can quantitative or qualitative differences, different patterns be detected in the various phases?
6. Does enhanced EZH2 expression show relationship with the expression of certain
microRNAs?

What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.

Early recognition and treatment of cervical cancer is not completely successful despite expansive studies, this is still a cancer with high mortality rates. Regarding several tumors, the basis of new treatment methods, of target therapy in particular, was to obtain better knowledge of the biology of a given tumor. Discoveries of the stages of molecular pathogenesis of tumors, of the genetic and epigenetic alterations, of phases of signalling passways opened way for new treatment modalities. In our studies we wish to explore the role of cell connections and their signal transduction passways, and the role of certain epigenetic factors (EZH2, microRNA), cervical stem cells in relationship with HPV, the most important etiological factor of cervical cancer. Exploration of cell junction alterations detected by us has provided significant data to better understanding of the development of cervical cancer and helped diagnostics. Our objective to detect increased claudin expression in cytology samples may lead to new diagnostic opportunities in cancer screening. With appropriate anti-claudin antibodies – for application of which there already are examples in case of other tumors – possible antitumoral therapeutic effects could be achieved. Several types of cervical reserve cells are known, however, their characteristics and roles are still quite unknown. They may have importance in carcinogenesis, in case of both glandular and squamous tumors. To clarify the role of reserve cells may mean early recognition of these tumors. From epigenetic factors, enhanced expression of EZH2 transcription factor may be regarded as bad prognostic factor in the majority of tumors studied so far. This antigen has, however, not been thoroughly studied in premalignant stages of cervical tumors. Detection of changes in expression could possibly indicate early cervical neoplasia. Changes of microRNAs are detected in every tumor studied so far during development and progression. It is not clear, however, which microRNA pattern is characteristic to the different stages of multistep carcinogenesis. We plan to determine possible characteristic microRNA patterns first from tissues, then from cells, which will hopefully be of diagnostic value.

Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NKFI in order to inform decision-makers, media, and the taxpayers.

Cervical cancer is the second most common malignant tumor in females worldwide, although screenings and newer treatment methods have decreased incidence. In case of many tumors target therapy has brought essential changes this, which does not yet apply to cervical cancer. Studies in this regard should be carried out in relation to the most important pathogenetic factor of cervical cancer, human papillomavirus (HPV).The aim of our studies is therefore to explore further molecular mechanisms playing role in the development of cervical cancer, from precancerous alterations to advanced cancer stage. Our first target is to study so-called claudins, a large family of proteins that defines cell connections. Certain types of these claudins are overexpressed in tumor cells. We wish to develop a diagnostic tool that will detect overexpression of claudins in cytology samples, becoming an addition to screening tests. The antibodies directed against cell surface proteins expressed in tumor cells may have tumor killing effect, as already proved in case of other tumors (e.g. breast). Several factors, including so-called epigenetic factors, might modify gene expression. One of them, the EZH2 protein we wish to study is overexpressed in tumor cells, detection of which is of diagnostic value. Protein production and several cell functions are influenced by small, so-called microRNAs which have around 1000 members. The microRNA pattern shows changes in the various stages of cervical cancer, which is of diagnostic value and we plan to study.





 

Final report

 
Results in Hungarian
A méhnyakrák kialakulásában szerepet játszó tényezők közül kiemelten vizsgáltuk a sejtkapcsoló struktúrák, közülük a claudinok expresszióját. Igazoltuk, hogy ezek közül a claudin1 mind hisztológiai, mind citológiai anyagban jelentős eltérést mutat a daganat kialakulása és progressziója során, így feltételezésünk igazolásaként, a méhnyakrák egyik biomarkerének tekinthető. Nagyszámú (1500) folyadékalapú (liquid based) cervicalis citológiai és szövettani mintán igazoltuk, hogy a jelenleg forgalomban lévő biomarker tesztekkel (CINtec® Plus) egyenértékű detektálási eredmény érhető el a claudin1+ Ki67 kettős immunhisztokémiai reakcióval történő alkalmazásával. Premalignus és malignus méhnyak mintákban analizáltuk a mikroRNS expressziót. A daganat progressziója során (LSIL, HSIL, CIS, invazív) a mikroRNS mintázat jellegzetes változását igazoltuk, mely ugyancsak biomarkerként értékelhető a cervicalis karcinogenezis során. A vizsgált mintákban a humán papilloma vírus (HPV) analízise is megtörtént (típusspecifikus módon), a fenti biomarkerekkel együttesen. A különböző tesztek eredményeként megállapítottuk, hogy a claudin1+Ki67, a mikroRNS mintázat, együttesen a HPV analízissel nagy mértékben segítheti a méhnyakrákok és rákelőtti elváltozások korai felismerését.
Results in English
From the factors playing role in the development of cervical cancer, we studied the expression of cell junction structures, with special emphasis on claudins. We proved that claudin1 (CLDN1) shows significant differences in both histological and cytological specimens during the course of tumor development and progression, therefore in accordance with our assumption, CLDN1 can be regarded as a biomarker for cervical cancer. Using a large number of liquid based cervical (LBC) cytological and histological samples, we proved that double immunohistochemical reaction with CLDN1+Ki67 gives detection results equivalent to commercially available biomarker tests (CINtec® PLUS). Our study has shown that cervical reserve cells also express CLDN1 and 7. We were able to verify characteristic alterations of the microRNA pattern during the course of cervical tumor progression (LSIL, HSIL, CIS, invasive), which finding suggests that microRNAs can also be used as biomarkers during cervical carcinogenesis. Further, type-specific analysis of human papilloma virus (HPV) was accomplished in the studied samples together with the above biomarkers. These tests revealed that in combination with HPV analysis, CLDN1+Ki67 as well as microRNA pattern can greatly assist the early recognition of cervical cancer and precancerous lesions.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=105019
Decision
Yes





 

List of publications

 
Szekerczés T, Galamb Á, Benczik M, Kocsis A, Martonos A, Járay B, Koiss R, Jeney Cs, Schaff Zs, Sobel G:: Double immunohistochemical reaction with Claudin1 and Ki67 as biomarkers in cervical cytology, Pathology & Oncology Research, In preparation, 2017
Szekerczés T, Galamb Á, Benczik M, Kocsis A, Martonos A, Schaff Zs, Lendvai G, Jeney Cs, Sobel G:: MicroRNA expression in premalignant and malignant cervical lesions, Pathology & Oncology Research, In preparation, 2017
Varga N, Mozes J, Keegan H, White C, Kelly L, Pilkington L, Benczik M, Schaff Z, Sobel G, Koiss R, Babarczi E, Nyiri M, Kovacs L, Attila S, Kaltenecker B, Geresi A, Kocsis A, O'Leary J, Martin CM, Jeney C: The Value of a Novel Panel of Cervical Cancer Biomarkers for Triage of HPV Positive Patients and for Detecting Disease Progression., PATHOL ONCOL RES epub ahead of print 2016, August 6, 2016
Ács N, Bata Z, Dankó D, Hernádi Z, Kálmán M, Kornya L, Kovács J, Mézáros G, Molnár MP, Mór Z, Novák Z, Sobel G, Szentirmay Z, Takács L, Tisza T: A humán papillomavírus okozta megbetegedések, megelőzésük lehetőségei és ennek népegészségügyi előnyei, Orv Hetil 153 Suppl:3-38, 2012
Zinner B, Gyöngyösi B, Babarczi E, Kiss A, Sobel G: Claudin 1 expression characterizes human uterine cervical reserve cells, J Histochem Cytochem 2013 Jul 30 [epub ahead of print], 2013
Sobel G:: Új molekuláris biológiai lehetőségek a cervixcarcinoma szűrésében,, Semmelweis Fórum 11. Nőgyógyászati daganatok megelőzése és szűrése. 2013. szeptember 19., 2013
Benczik M, Galamb Á, Zinner B, Mikó M, Ács N, Jeney Cs, Sobel G: Új molekuláris biológiai módszerek és biológiai jelzők a méhnyakrák szűrésében, Nőgyógyászati Onkológia 18: 63-67, 2013
Galamb Á, Benczik M, Zinner B, Vígh E, Baghy K, Jeney Cs, Kiss A, Lendvai G, Sobel G: Dysregulation of microRNA expression in human cervical preneoplastic and neoplastic lesions, Pathol Oncol Res (közlésre elfogadva), 2014
Zinner B, Gyöngyösi B, Babarczi E, Kiss A, Sobel G: Claudin 1 expression characterizes human uterine cervical reserve cells, J Histochem Cytochem 61: 880-888, 2013
Galamb Á, Benczik M, Zinner B, Vígh E, Baghy K, Jeney Cs, Kiss A, Lendvai G, Sobel G: Dysregulation of microRNA expression in human cervical preneoplastic and neoplastic lesions, Pathology & Oncology Research 21: 503-508, 2015
Benczik M, Galamb Á, Koiss R, Kovács A, Járay B, Székely T, Szekerczés T, Schaff Zs, Sobel G, Jeney Cs:: Claudin-1 as a biomarker of cervical cytology and histology, Pathology & Oncology Research, accepted for publication, 15 August, 2015
Sobel G,Vígh E, Benczik M, Galamb Á, Koiss R, Szekerczés T, Járay B, Schaff Zs, Ács N, Jeney Cs:: A CINTecPlus (Roche) teszttel szerzett tapasztalatok a cervicalis kenetek értékelésében., Magyar Méhnyakkkórtani és Kolposzkópos Társaság IV. Kongresszusa I. Interdiszciplináris HPV-kongresszus, Budapest, március 20-21, 2015
Szekerczés T, Vígh E, Dóra R, Kocsmár É, Benczik M, Galamb Á, Koiss R, Kiss A, Lotz G, Járay B, Schaff Zs, Jeney Cs, Sobel G:: Claudin-1 fehérjén alapuló, kettős jelölésű teszt kialakítása cervicalis mintákon., 72. Patológus Kongresszus, Hajdúszoboszló, szeptember 24-26, 2015
Galamb Á, Benczik M, Zinner B, Vígh E, Baghy K, Jeney Cs, Kiss A, Lendvai G, Sobel G: Dysregulation of microRNA expression in human cervical preneoplastic and neoplastic lesions, Pathology & Oncology Research 21: 503-508, 2015
Benczik M, Galamb Á, Koiss R, Kovács A, Járay B, Székely T, Szekerczés T, Schaff Zs, Sobel G, Jeney Cs:: Claudin-1 as a biomarker of cervical cytology and histology, Pathology & Oncology Research, 22: 179-188, 2016





 

Events of the project

 
2019-01-09 10:01:26
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Szülészeti és Nőgyógyászati Klinika II. sz. (Semmelweis Egyetem), Új kutatóhely: Szülészeti és Nőgyógyászati Klinika (Semmelweis Egyetem).




Back »