Invasives lobuläres Karzinom: Neue Erkenntnisse zu Behandlung und Ungleichheiten
Forschung zeigt wichtige Unterschiede im Verhalten von ILC und der Therapieansprache.
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Inhaltsverzeichnis
Invasives lobuläres Karzinom (ILC) ist eine spezielle Art von Brustkrebs, die etwa 10 bis 15 % aller jährlich diagnostizierten Brustkrebsfälle ausmacht. Es hat einige besondere Merkmale, die es vom häufigeren invasiven duktalen Karzinom (IDC), auch bekannt als Brustkrebs ohne besonderen Typ, abheben. Ein auffälliges Merkmal von ILC ist, dass es fast immer positiv auf den Östrogenrezeptor ist, was bedeutet, dass es auf Östrogen angewiesen ist, um zu wachsen. Ein weiterer wichtiger Aspekt von ILC ist, dass es oft Mutationen im CDH1-Gen trägt, das für ein Protein namens E-Cadherin verantwortlich ist. Dieses Protein ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Zellverbindung und -struktur. Der Verlust von E-Cadherin führt zu einem einzigartigen Wachstungsmuster der ILC-Tumoren, das im Vergleich zu IDC tendenziell diffuser ist.
Was das Streuen angeht, verhält sich ILC ähnlich wie andere Arten von Brustkrebs, die ebenfalls östrogenrezeptor-positiv sind. Es kann Metastasen in Bereiche wie Lunge, Knochen und Gehirn bilden. ILC hat jedoch die Tendenz, sich an ungewöhnlichere Stellen auszubreiten, wie den Verdauungstrakt und die Eierstöcke. Dieses atypische Verhalten macht es schwieriger, es im fortgeschrittenen Stadium zu erkennen. Traditionelle Bildgebungsverfahren, insbesondere Positronen-Emissions-Tomographie (PET)-Scans, die einen Glukose-Tracer verwenden, verpassen oft ILC-Fälle. Die Forschung zeigt, dass ILC Glukose nicht so leicht aufnimmt wie andere Arten von Brustkrebs, was die Patientenversorgung kompliziert.
Stoffwechsel und Bildgebungstechniken
Andere Bildgebungstechniken neben den üblichen Glukose-PET-Scans könnten bessere Einblicke in das Verhalten von ILC auf metabolischer Ebene bieten. Eine solche Technik nutzt einen Tracer namens Fluciclovine, der ein Aminosäureanalogon ist. Studien haben gezeigt, dass ILC diesen Tracer im Vergleich zu traditionellen Glukose-PET viel höher aufnimmt. Tatsächlich waren alle ILC-Tumoren, die untersucht wurden, positiv für Fluciclovine, während nur etwa 43 % positiv für den Glukose-Tracer waren. Das deutet darauf hin, dass ILC es vorzieht, Aminosäuren und Lipide statt Glukose zu metabolisieren.
Eine Aminosäure, die für ILC besonders wichtig zu sein scheint, ist Glutamat. In Labor-Modellen von ILC, die gegen Hormontherapie resistent sind, gibt es eine Zunahme der Expression bestimmter Glutamat-Rezeptoren, was darauf hindeutet, dass Glutamat eine bedeutende Rolle beim Wachstum und Überleben dieser Tumoren spielt.
Studie und Methoden
In einer aktuellen Studie haben Forscher Daten von 72 Patienten mit östrogenrezeptor-positivem ILC gesammelt und mit 50 Patienten mit östrogenrezeptor-positivem IDC verglichen. Sie haben verschiedene klinische, pathologische und demografische Informationen betrachtet. Sie verwendeten eine Technik namens Multiplex-Immunhistochemie (IHC), um die Mengen von vier wichtigen Proteinen zu analysieren, die an der Glutamatverarbeitung und -metabolisierung beteiligt sind.
Die interessierenden Proteine umfassen:
- SLC3A2 (CD98) und SLC7A11: Diese Proteine arbeiten zusammen, um Cystin in die Zellen zu transportieren und Glutamat auszuschleusen.
- GPX4: Dieses Protein hilft beim Abbau eines Moleküls namens Glutathion und verhindert eine Art von Zelltod, die durch Eisen verursacht wird.
- GLUD1/2: Dieses Enzym kann Glutamat in ein anderes Molekül umwandeln, das in die Energieproduktionsprozesse der Zellen eingeht.
Die Forscher wollten wissen, wie diese Proteine in ILC im Vergleich zu IDC exprimiert wurden und ob deren Vorhandensein Einblicke in die Prognose oder wahrscheinlichen Ergebnisse für die Patienten geben könnte.
Beobachtungen aus der Studie
Die Studie fand heraus, dass die Expression dieser Glutamat-handling-Proteine zwischen ILC und IDC variierte. Im Allgemeinen waren SLC3A2 und SLC7A11 in IDC-Tumoren reichlicher vorhanden, während GPX4 und GLUD1/2 häufiger in ILC zu sehen waren. Das zeigt, dass, obwohl beide Tumortypen diese Proteine exprimieren, ihre Mengen und Verteilungen unterschiedlich sind.
Interessanterweise untersuchten sie auch, wie die Expression dieser Proteine mit der Tumorgrösse zusammenhing. Bei ILC waren hohe Werte von SLC3A2, GPX4 und GLUD1/2 mit grösseren Tumorgrössen verbunden. Diese Erkenntnis deutet darauf hin, dass diese Proteine eine Rolle bei der Aggressivität des Tumors spielen könnten und als Marker für die Prognose dienen könnten.
Rassendifferenzen bei ILC
Die untersuchte Kohorte gab einen bemerkenswerten Einblick in die rassischen Unterschiede bei Brustkrebs, insbesondere bei ILC. Unter den Patienten identifizierte sich ein erheblicher Prozentsatz als Schwarz oder Afroamerikanisch. Bei der Untersuchung der Expressionsniveaus der Glutamat-handling-Proteine in dieser Untergruppe fanden die Forscher heraus, dass höhere Werte von GPX4, GLUD1/2 und SLC3A2 stark mit grösseren Tumoren bei schwarzen Frauen mit ILC im Vergleich zu ihren weissen Pendants assoziiert waren. Das weist auf einen dringenden Bedarf hin, zu verstehen, warum diese Unterschiede bestehen und wie sie die Behandlungsergebnisse beeinflussen.
Begleiterkrankungen und deren Auswirkungen
Begleiterkrankungen wie Fettleibigkeit und Hypertonie können die Krebsbehandlung komplizieren und sind oft in bestimmten Populationen häufiger. In der Studie wurde beobachtet, dass ein höherer Prozentsatz von Patienten mit ILC Hypertonie als Begleiterkrankung angab, während bei denen mit IDC Fettleibigkeit häufiger berichtet wurde. Bei der Untersuchung, ob hohe Werte von Glutamat-handling-Proteinen mit diesen Begleiterkrankungen korrelierten, fanden die Forscher heraus, dass hohe SLC3A2-Werte unter Frauen mit ILC und Begleiterkrankungen häufiger vorkamen. Im Gegensatz dazu war hohe GPX4-Expression mit Begleiterkrankungen bei IDC assoziiert.
Das deutet darauf hin, dass die Beziehung zwischen metabolischen Proteinen und der allgemeinen Gesundheit je nach Brustkrebsuntertyp variieren könnte.
Die Rolle von GLUD1 bei Resistenz gegen Behandlung
Ein weiterer wichtiger Befund aus der Studie war die Rolle von GLUD1 in hormonresistenten ILC-Zelllinien. In Experimenten, als Wissenschaftler GLUD1 hemmten, bemerkten sie einen signifikanten Rückgang der Östrogenrezeptorniveaus in verschiedenen ILC-Zelllinien. Das deutet darauf hin, dass GLUD1 ein potenzielles Ziel für Therapien ist, die auf ILC abzielen, insbesondere in Fällen, die gegen traditionelle Behandlungen wie Hormontherapie resistent sind.
Zusammenfassung
Invasives lobuläres Karzinom ist eine einzigartige Unterart von Brustkrebs mit unterschiedlichen Eigenschaften und metabolischen Verhaltensweisen im Vergleich zu häufiger diagnostizierten Typen. Es hat charakteristische genetische und biologische Merkmale, und seine ungewöhnlichen Streumuster können die Diagnose und Behandlung komplizieren.
Wichtige Proteine, die an der Glutamatmetabolisierung beteiligt sind, sind mit Tumorwachstum und Prognose verbunden, insbesondere bei schwarzen Frauen. Die Studie hebt die Bedeutung hervor, diese Unterschiede zu verstehen und wie sie mit biologischen Mechanismen, die das Tumorverhalten beeinflussen, zusammenhängen.
Zukünftige Forschungen könnten sich darauf konzentrieren, spezifische Stoffwechselwege bei ILC anzuvisieren und die Beziehungen zwischen Rasse, Stoffwechsel und Krebs-Ergebnissen zu erkunden. Durch die Fortsetzung der Untersuchung dieser Dynamiken könnten Möglichkeiten entstehen, besser gezielte Therapien zu entwickeln und die Versorgung von Patienten zu verbessern, die an dieser aggressiven Form von Brustkrebs leiden.
Titel: Glutamate Transport Proteins and Metabolic Enzymes are Poor Prognostic Factors in Invasive Lobular Carcinoma
Zusammenfassung: Invasive Lobular Carcinoma (ILC) is a subtype of breast cancer characterized by distinct biological features, and limited glucose uptake coupled with increased reliance on amino acid and lipid metabolism. Our prior studies highlight the importance of glutamate as a key regulator of ILC tumor growth and therapeutic response. Here we examine the expression of four key proteins involved in glutamate transport and metabolism - SLC3A2, SLC7A11, GPX4, and GLUD1/2 - in a racially diverse cohort of 72 estrogen receptor-positive (ER+) ILC and 50 ER+ invasive ductal carcinoma, no special type (IDC/NST) patients with primary disease. All four proteins are associated with increased tumor size in ILC, but not IDC/NST, with SLC3A2 also specifically linked to shorter overall survival and the presence of comorbidities in ILC. Notably, GLUD1/2 expression is associated with ER expression in ILC, and is most strongly associated with increased tumor size and stage in Black women with ILC from our cohort and TCGA. We further explore the effects of GLUD1 inhibition in endocrine therapy-resistant ILC cells using the small-molecule inhibitor R162, which reduces ER protein levels, increases reactive oxygen species, and inhibits oxidative phosphorylation. These findings highlight a potentially important role for glutamate metabolism in ILC, particularly for Black women, and position several of these glutamate-handling proteins as potential targets for therapeutic intervention in ILC.
Autoren: Todd A. Young, Shaymaa Bahnassy, Theresa C. Abalum, Eden A. Pope, Amanda Torres Rivera, Aileen I. Fernandez, Ayodeji O. Olukoya, Dua Mobin, Suman Ranjit, Nicole E. Libbey, Sonali Persaud, Aaron M. Rozeboom, Krysta Chaldekas, Brent T. Harris, Zeynep Madak-Erdogan, Joseph L. Sottnik, Matthew J. Sikora, Rebecca B. Riggins
Letzte Aktualisierung: 2024-09-29 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.29.615681
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.29.615681.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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