Histochemische Identifizierung endogener Lektine durch markierte Neoglykoproteine bei humanen Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinomen*

Zusammenfassung

Sowohl Inzidenz als auch Mortalität bei Plattenepithelkarzinomen des Hals-Nasen-Ohren-Bereiches nehmen zu. Somit muß weiter intensiv nach Ursachen hierfür gesucht werden, um die klinischen Resultate eindeutig verbessern als auch die Inzidenz senken zu können. Lektin-Kohlenhydrat-Interaktionen sind Träger biologischer Erkennungsprozesse zwischen Zellen und stellen somit einen entscheidenden Faktor für normale Entwicklungsvorgänge - wie z.B. Wachstum, Erhaltung und Regeneration von Gewebe - dar. Biochemische Veränderungen im Rezeptormuster (Lektinmuster) können im Verlauf invasiv-destruierender Prozesse solcher Entwicklungsvorgänge auftreten oder sie sogar beeinflussen. Bei Tumoren des Kopf-Hals-Gebietes wurde der Nachweis von Lektinen bisher noch nicht geführt. Somit soll als Voraussetzung weiterer Arbeiten folgende Frage beantwortet werden: Besitzen die Hals-Nasen-Ohren-Plattenepithelkarzinome endogene Lektine? - Als Analysemittel wurden an ein biotinmarkiertes Trägerprotein gekoppelte Zucker verwendet. Dieses Produkt der chemischen Glykosylierung wird Neoglykoprotein genannt. Die Tumorgewebsproben wurden intraoperativ gewonnen und in üblicher Weise zu Schnitten aufgearbeitet. Mittels eines Avidin-Biotin-Peroxidase-Komplexes sowie einer modifizierten Diaminobenzidin-H₂O₂-Reaktion konnten - im positiven Fall - die Rezeptorproteine sichtbar gemacht werden. Plattenepithelkarzinomgewebe von zwölf Patienten wurde jeweils mit elf Zuckerderivaten untersucht. Negative Befunde ergaben sich bei Inkubation mit den biotinylierten Glykoaminoglykanen Fucoidan, Heparin sowie mit alpha-GalNAC-BSA; positive Reaktionen wurden bei Anwendung von Sialinsäure-BSA, Glucuronsäure-BSA, N-acetyl-Glucosamin-BSA, beta-N-acetyl-Galactosamin-BSA, Laktose-BSA, Mannose-BSA, Maltose-BSA sowie Mannose-6-Phosphat-BSA beobachtet. - Somit wiesen Plattenepithelkarzinome unterschiedlicher Lokalisation des Primärbefundes bezüglich der Bindung der Neoglykoproteine ähnliche Reaktionsmuster auf. Die Tatsache, dass Liganden mit Anomerieunterschieden, wie alpha- und beta-Galaktose, unterschiedliche Reaktionsmuster zeigen, spricht für die hohe Spezifität der Lektin-Kohlenhydrat-Bindung. Fortführende Untersuchungen an einem größeren Patientenkollektiv sind notwendig, um statistisch signifikante Aussagen machen zu können.

Summary

According to the “Population-based cancer register” of the Federal Republic of Germany only malignant neoplasms of the buccal cavity, the pharynx and larynx as well as cancers of the respiratory tract show an increasing rate of incidence and mortality. The molecular mechanisms and etiological factors causing this phenomenon are still little understood despite intensive research work. - Recognition between receptors on a cellular level may be mediated by specific amino acid sequences on the level of protein-protein recognition. Additionally, the interactions between cell sugars and the corresponding protein receptors may play a decisive role in development, regeneration and organisation of cells and tissue. The high specificity of the binding of biotinylated neoglycoproteins in tissue sections enables to detect glycohistochemically binding sites for the carbohydrate ligands of the glycosylated carrier protein. The evidence of lectins in squamous cell cancer of the oral cavity, oropharynx, larynx, and hypopharynx has not been established so far. - Squamous cell cancer tissue samples of twelve patients with different tumour locations were investigated by incubation of sections of paraffin-embedded samples and application of an avidin-biotin-peroxidase complex for visualisation with synthetic biotinylated neoglycoproteins. Altogether 168 stained sections were evaluated including controls. Pronounced cytoplasmatic staining was seen with the following neoglycoproteins: sialic acid-bovine serum albumin (BSA), glucuronic acid-BSA, N-acetylglucosamine (glcNAc)-BSA, N-acetylgalactosamine (beta-galNAc)-BSA, lactose-BSA, maltose-BSA, mannose-BSA, mannose-6-phosphate-BSA. No corresponding lectins seem to exist for the following investigated sugars: fucoidan, heparin, and the alpha-anomeric form of N-acetylgalactosamine, because no specific staining was seen. - In conclusion, the binding of individual neoglycoproteins to sections of head and neck squamous cell cancers despite different location of the primary tumours revealed comparable staining results. The presence of corresponding lectins appears to warrant further attention. Further investigations of a great number of tumour samples are necessary to find a statistically significant correlation between tumour properties and sugar receptors.