Молодежный инновационный вестник

2415-7805

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко" Министерства здравоохранения Российской Федерации

10576

Conference Proceedings

Morphological diagnosis of breast malignancies: from macroscopic imaging to immunohistochemical examination methods

Achapkina

Svetlana Nikolayevna

studentpuzar.mila@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0009-3709-6177Sarjyan

Victoria Gnelovna

studentremol_dobronog@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0007-5554-8988

Petrovsky Medical University "Petrovsky National Research Center of Surgery"

30062025

1414750

01032025

24032025

2025

The significant prevalence of breast cancer and high mortality from this disease necessitate further scientific research in the field of morphological diagnostics aimed at practicing clinical specialists. In scientific research devoted to oncomorphology, an important role is played by the epithelial-mesenchymal transition a reversible process of transformation of epithelial cells into mesenchymal ones, accompanied by the disintegration of intercellular connections, loss of cellular polarity, reorganization of the cytoskeleton and changes in gene expression, which increases cell mobility and their invasive capacity. In some types of malignant neoplasms, a program of incomplete epithelial-mesenchymal transition is realized, in which the cells retain some epithelial markers. Mesenchymal-epithelial transition is the process of returning cells to the epithelial phenotype with suppression of mesenchymal genes and activation of epithelial ones. Epithelial-mesenchymal transition is also realized in the oncogenesis of breast cancer. There are several subtypes of breast cancer: less aggressive luminal subtypes, and more aggressive triple-negative subtype. To identify cells that have undergone epithelial-mesenchymal transition, the p66Shc marker can be used, as well as classical markers for determining the cell phenotype vimentin and E-cadherin. The aim of the study was to substantiate the diagnostic value of complex immunohistochemical examination in breast cancer in light of the phenomenon of epithelial-mesenchymal and mesenchymal-epithelial transitions. For the study, 10 mammary glands were selected after resection for breast cancer, of which 6 samples were of the luminal A subtype, 4 triple-negative. The results of the study showed that with the luminal A subtype, the expression of the p66Shc protein is focal, with the triple-negative diffuse.

oncomorphologyepithelial-mesenchymal transitionbreast cancer

онкоморфологияэпителиально-мезенхимальный переходрак молочной железы

Введение. Макроскопическое строение опухоли описывается врачом-патологоанатомом с учетом морфологии непосредственно опухолевого образования, а также ее локализации и распространении на близлежащие структуры. При описании опухоли указываются ее основные морфологические признаки: поверхность может быть гладкой, папиллярной или бугристой. На разрезе опухолевая ткань имеет бело-серый либо серо-розовый оттенок, иногда из-за наличия кровоизлияний и очагов некроза ткань приобретает пестрый вид. Размеры опухоли зависят от скорости ее роста и тканевого происхождения. Опухоль может располагаться как в толще органа, так и на его поверхности. Также оценивается расстояние от опухоли до ближайших краев резекции: для оценки расположения опухоли относительно различных краев резекции производится окрашивание гистологической краской краев резекции. Рутинным методом окраски для микроскопического исследования в патологической анатомии является окраска гематоксилином и эозином (ГиЭ). При исследовании препаратов, окрашенных ГиЭ, в злокачественных клетках можно наблюдать увеличение размера как самой клетки и изменение ее формы, так и схожие изменения со стороны ядра ядерный полиморфизм. Также ядра злокачественных клеток, при окрашивании гематоксилином, имеют более темную окраску относительно интактных ядер, что указывает на повышение концентрации ДНК. Полиморфные ядра имеют неровный контур, крупные ядрышки и нарушенную поляризацию. На этапе исследования материала, окрашенного ГиЭ, можно заметить некоторые характерные черты для отдельных заболеваний [1]. Так, при болезни Педжета в эпидермисе могут находиться относительно светлые клетки, лишенные межклеточных мостиков [2]. После исследования материала в гематоксилине и эозине врачом-патологоанатомом могут быть назначены дополнительные окраски материала и иммуногистохимическое исследование (ИГХ). Так, рак молочной железы (РМЖ) по происхождению опухолевых клеток, а также на основании выявления экспрессии некоторых ИГХ-маркеров, подразделяется на следующие подтипы: люминальные опухоли происходят из люминальных клеток, образующих внутренний слой протоков и долек молочной железы, и базальные, которые расположены на базальной мембране. Соответственно, выделяют подтипы РМЖ: <ol> <li> Люминальный А подтип, при котором экспрессируются эстрогеновые рецепторы (estrogen receptor, ER) и/или прогестероновые рецепторы (progesterone receptor, PgR), при этом HER-2 дает отрицательную экспрессию. Маркер митотической активности опухолевых клеток Ki-67 20%. </li> <li> Люминальный B подтип, для которого характерна экспрессия ER и/или PgR, при этом HER-2 дает положительную экспрессию. Его маркер Ki-67 13%. </li> <li> HER-2 позитивный, дающий отрицательную экспрессию ER и PgR. Маркер данного подтипа HER-2 дает положительную реакцию. </li> <li> Базальноподобный, или трижды негативный, подтип, при котором маркеры ER, PgR, HER-2 отрицательные. </li> </ol> При проведении иммуногистохимического исследования особое внимание уделяется маркерам, которые определяют чувствительность опухоли к таргетной, гормональной химиотерапии, а именно к эстрогеновым рецепторам, прогестероновым и HER-2. В каждом случае диагностики РМЖ применяют этот стандартный ряд ИГХ маркеров для определения подтипа опухоли. Белок p66Shc является еще одним маркером в иммуногистохимии. Он применяется с различными диагностическими и научными целями. В онкопатологии белок p66Shc может служить прогностическим маркером фенотипической активности опухоли. Таким образом, этот белок может входить в расширенную ИГХ-панель при диагностике РМЖ. В области онкоморфологии актуальной темой является эпителиально-мезенхимальный переход (ЭМП) обратимый процесс изменения фенотипа эпителиальных клеток на мезенхимальный фенотип. При полном ЭМП ключевыми событиями являются распад межклеточных соединений эпителиальных клеток, потеря апикально-базальной полярности, реорганизация цитоскелета, снижение экспрессии эпителиальных генов, Е-кадгерина, цитокератина и активация мезенхимальных генов, которая сопровождается увеличением клеточных выростов и подвижности, а также возможностью разрушения экстрацеллюлярного матрикса для инвазивного поведения [3]. Некоторые опухоли проявляют неполный ЭМП, при котором опухолевые клетки приобретают мезенхимальные свойства, но сохраняют при этом эпителиальные маркеры [4]. При обратном процессе, мезенхимально-эпителиальном переходе (МЭП), клетки, подвергшиеся ЭМП приобретают фенотип эпителиальных клеток. Стандартными маркерами для выявления эпителиального и мезенхимального фенотипов клеток являются Е-кадгерин и виментин соответственно. Е-кадгерин представляет собой белок межклеточной адгезии, который играет критически важную роль в процессе дифференцировки эпителиальных клеток. Ген, кодирующий Е-кадгерин (CDH1), расположен на хромосоме 16q22.1, в области, где часто наблюдаются потери гетерозиготности при спорадических формах рака молочной железы. Е-кадгерин функционирует как супрессор инвазии и опухолевого роста при раке молочной железы. В рамках этого контекста было установлено, что частичная или полная потеря экспрессии Е-кадгерина связана с неблагоприятным прогнозом у пациенток, страдающих от рака молочной железы, так как способствует клеточной пролиферации, инвазии и опухолевой прогрессии. Утрата экспрессии Е-кадгерина сопровождается утратой межклеточных контактов клетками рака молочной железы с другими эпителиальными клетками [5]. Виментин промежуточный филаментный белок, характерный для мезенхимальных клеток, который играет важную роль в РМЖ. Его повышенная экспрессия ассоциируется с агрессивными формами заболевания, миграцией и инвазией опухолевых клеток. Некоторые исследования показали связь между высоким уровнем виментина и неблагоприятными прогнозами по выживаемости, в то время как другие исследования указывают на отсутствие такой взаимосвязи. Экспрессия виментина может быть связана с тройным негативным подтипом РМЖ, который, как правило, имеют более агрессивное течение. Также одновременная экспрессия промежуточных филаментов виментина и других белков может приводить к изменению клеточного фенотипа и к увеличению способности инвазивного роста клеток. Часто с экспрессией виментина происходит цитоплазматическое и ядерное перераспределение В-катенина. Этот процесс ассоциирован с переходом от эпителильного фенотипа к мезенхимальному, связан с повышением агрессивных свойств эпителиальных клеток. Так как В-катенин может действовать как активатор транскрипции путем связывания с транскрипционными белками, появляется возможность того, что В-катенин напрямую трансактивирует виментин, следовательно он тоже является потенциальным биологическим маркером изменения молекулярного фенотипа эпителиальных клеток в сторону мезенхимального и наращивания злокачественного потенциала рака молочной железы [6]. Клетки, подвергшиеся ЭМП, становятся устойчивыми к старению и апоптозу за счет того, что в механизмах сигнальных каскадов, опосредованных белком, задействованы ферменты фосфоинозитид-3-киназы и серин-треониновой киназ, которые активируют сигнальный путь PI3K/AKT/mTOR. Данный сигнальный путь повышает клеточную устойчивость к воздействию стрессовых факторов и увеличивает активность роста клеток [7]. Для выявления таких озлокачествленных клеток может быть использован белок p66Shc, который является одной из трех изоформ ShcA, кодируемых геном SHC1. В раковых клетках молочной железы отмечается повышенный уровень синтеза p66Shc, что может указывать на более высокий метастатический потенциал. Процесс канцерогенеза сопровождается оксидативным стрессом, в процессе которого белок p66Shs, окисляя цитохром С, выделяет активные формы кислорода (АФК) [2]. АФК участвуют в активации онкогенов, изменяют активность митохондрий и усиливают гипоксию, что влияет на построение опухолевого микроокружения [8]. В некоторых других злокачественных опухолях белок p66Shc обладает антионкогенными свойствами, выступая супрессором, который предотвращает выживание и метастазирование раковых клеток, и контролируя уровень АФК в клетке. Увеличение АФК в клетках может приводить к активации путей клеточной смерти, таких как ферроптоз, что помогает сдерживать рост опухолевых клеток [9]. Цель работы обосновать диагностическое значение комплексного иммуногистохимического исследования при раке молочной железы в свете явления эпителиально-мезенхимального и мезенхимального-эпителиального переходов. Методы и материалы исследования. Было отобрано 10 молочных желез после резекции по поводу РМЖ. Среди отобранных образцов 6 были удалены по поводу люминального подтипа А РМЖ, в то время как 4 по поводу трижды негативного подтипа РМЖ. Была описана макроскопическая характеристика опухолей согласно стандартным характеристикам из протоколов Американского колледжа патологов (College of American Pathologists). Было отобрано 10 демонстративных срезов злокачественных опухолей в соответствии с определенными критериями: четкое отображение опухолевого узла и зоны инвазии, наличие лимфоваскулярной и периневральной инвазии, а также метастазы в регионарных лимфоузлах, сопровождающиеся как внутренним, так и внешним контролем с положительными и отрицательными образцами. В качестве контроля использовалось 10 срезов нормальной молочной железы, взятых из незатронутых злокачественным процессов участков отобранных образцов. Для первичного микроскопического исследования срезы были окрашены гематоксилином и эозином. Иммуногистохимическая реакция была проведена с антителами к p66Shc, виментина и E-кадгерину, где виментин и E-кадгерин служили маркерами мезенхимального и эпителиального фенотипов соответственно. После проведения реакции была осуществлена оценка экспрессии маркеров полуколичественным методом с использованием цветовой шкалы оценки иммуногистохимии. Результаты исследования. Выявление клеток, подвергшихся ЭМП, является важным диагностическим этапом с точки зрения определения прогноза пациенток. Так, показана различная экспрессия белка p66Shc клетками люминального А и трижды негативного подтипов РМЖ. В рамках реализации программы ЭМП при люминальном А подтипе происходит неполный ЭМП, с чем связана очаговая экспрессия маркера ЭМП p66Shc. Экспрессия маркеров E-кадгерина и виментина при контроле показывает аналогичную картину. В то же время, более фенотипически агрессивный трижды негативный подтип РМЖ дает диффузную окраску p66Shc на инвазивном фронте, что связано с полным ЭМП в опухоли и большей ее инвазивной способностью. Контроль маркерами E-кадгерином и виментином подтверждают диффузный мезенхимальный фенотип на инвазивном фронте. Заключение. Область инвазивного фронта опухолевых клеток представляет собой зону формирования ЭМП. В ходе исследования было показано, что в этой области экспрессируются маркеры ЭМП, при этом наблюдается наличие опухолевых клеток мезенхимального фенотипа в той же зоне. В нормальной ткани молочной железы наблюдается положительная экспрессия E-кадгерина и отрицательная экспрессия виментина эпителиальными клеткам. При раке молочной железы, наоборот, происходит снижение экспрессии E-кадгерина и повышение экспрессии виментина, что говорит о ЭМП. В зависимости от подтипа РМЖ видны отличия в экспрессии белка p66Shc. Такие результаты могут служить основой для введения белка p66Shc в дополнительную ИГХ-панель с целью прогнозирования фенотипической активности того или иного подтипа РМЖ.

Han E, Choi HY, Kwon HJ, et al. Characterization of tumor-infiltrating lymphocytes and their spatial distribution in triple-negative breast cancer. Breast Cancer Res. 2024;26(1):180. Published 2024 Dec 6. doi:10.1186/s13058-024-01932-4

Mir HA, Ali R, Mushtaq U, Khanday FA. Structure-functional implications of longevity protein p66Shc in health and disease. Ageing Res Rev. 2020;63:101139. doi:10.1016/j.arr.2020.101139

Lamouille S, Xu J, Derynck R. Molecular mechanisms of epithelial-mesenchymal transition. Nat Rev Mol Cell Biol. 2014;15(3):178-196. doi:10.1038/nrm3758

Глушанков Н. А., Я И Житняк И. Я., Рубцова С. Н. Роль эпителиально-мезенхимального перехода в прогрессировании опухоли // Биохимия. 2018. Т. 83. № 12. С. 1469-1476.Н.

Berx G, Van Roy F. The E-cadherin/catenin complex: an important gatekeeper in breast cancer tumorigenesis and malignant progression. Breast Cancer Res. 2001;3(5):289-293. doi:10.1186/bcr309.

Gilles C, Polette M, Mestdagt M, et al. Transactivation of vimentin by beta-catenin in human breast cancer cells. Cancer Res. 2003;63(10):2658-2664.

Thiery JP, Acloque H, Huang RY, Nieto MA. Epithelial-mesenchymal transitions in development and disease. Cell. 2009;139(5):871-890. doi:10.1016/j.cell.2009.11.007

Moloney JN, Cotter TG. ROS signalling in the biology of cancer. Semin Cell Dev Biol. 2018;80:50-64. doi:10.1016/j.semcdb.2017.05.023

Jiang X, Stockwell BR, Conrad M. Ferroptosis: mechanisms, biology and role in disease. Nat Rev Mol Cell Biol. 2021;22(4):266-282. doi:10.1038/s41580-020-00324-8