Патоморфологічна характеристика біомінералізації при раку передміхурової залози

Abstract

Питання росту показників захворюваності на онкологічну патологію є актуальною проблемою сьогодення. Одним з найбільш поширених захворювань серед чоловічого населення в усьому світі є рак передміхурової залози. Значна поширеність та висока частота розвитку ускладнень даної пухлини, а також висока вірогідність виникнення пухлинних метастазів до кісток обумовлює важливе соціально-економічне значення цієї неоплазії. Варіабельність клінічних проявів, а також відсутність визначених факторів ризику щодо розвитку ускладнень створюють умови, за яких неможливо спрогнозувати перебіг хвороби, а також ймовірність розвитку ускладнень. Впровадження додаткових діагностичних критеріїв дасть змогу оцінити як клініко-морфологічний статус захворювання, так і спрогнозувати подальший його перебіг. Дисертаційна робота присвячена актуальній проблемі – оптимізації діагностики та оцінки перебігу раку передміхурової залози на тлі процесів біомінералізації. Для вирішення даної проблеми, аналізу та обґрунтування отриманих результатів були використані наступні методи дослідження: гістологічні, гістохімічні, гістоморфометричні, імуногістохімічні та фізико-хімічні методи (сканувальна та просвічувальна електронні мікроскопії, енергодисперсійна рентгенівська спектроскопія, інфрачервона спектроскопія), статистична обробка даних з використанням параметричних та непараметричних критеріїв. Дослідження було проведене на 60 зразках тканини раку передміхурової залози. Дизайном було передбачено вивчення 30 зразків неопластичної тканини, у якій було встановлено присутність простатолітів та 30 зразків пухлинної тканини раку передміхурової залози без ознак формування інтралюмінальних включень. За результатами наукового дослідження установлено клініко-епідеміологічні особливості раку передміхурової залози в Сумській області. Продемонстрована тенденція до росту показників захворюваності серед населення Сумського регіону впродовж періоду спостереження (2010–2017 роки). Проведений порівняльний аналіз даних показників із загальнонаціональними, встановлені закономірності географічного зонування у поширенні раку передміхурової залози. У дослідженні вказано на те, що присутність простатичних конкрементів у неопластичній тканині супроводжується її ремоделюванням, що проявляється кістозною трансформацією залоз, розвитком склерозу та перигландулярного запалення, порушенням відтоку секрету та його застоєм. Тривала персистенція простатолітів супроводжується хронічним травмуванням епітелію, порушенням секреторного циклу залоз. Таким чином, хронічне запалення призводить до формування конкрементів, які у свою чергу підтримують процеси запалення. Для оцінки впливу біомінеральних інтралюмінальних включень на імуногістохімічні особливості неопластичних клітин раку передміхурової залози була використана панель маркерів на визначення чутливості до стероїдних гормонів, інвазивного потенціалу, рівнів апоптозу та ангіогенезу, особливостей клітинного складу запальних інфільтратів, експресії остеобластичних маркерів та білків теплового шоку. За результатами проведеного дослідження продемонстрований вплив біомінералізованих інтралюмінальних включень на підвищення експресії Вах (p < 0,001) та Casp3 (p < 0,001), що вказує на ріст апоптотичного потенціалу неопластичних клітин. Також було встановлено їхній вплив на зміни у кількісному складі запального пухлинного мікрооточення, що проявлялося ростом присутності CD68-позитивних (p < 0,001) та МРО-позитивних клітин (p < 0,001). Одночасно з цим у неопластичній тканині знижується інтенсивність процесів ангіогенезу та експресії «стресових» маркерів, що проявлялося зниженням кількості VEGF-позитивних (p < 0,05) та Hsp90-позитивних (p < 0,001) пухлинних клітин. The growth of cancer-related morbility is an actual problem of modern medicine. The prostate cancer is one of the most common pathologies among the male population worldwide. This neoplasm has a high social and economical significance because of high incedence rate and high level of cancer-related complications such as bone metastases. The variability of clinical manifestations, as well as the absence of identified risk factors for the development of complications create a conditions when it is impossible to predict the course of the disease. The introduction of additional diagnostic criteria will make it possible to assess the clinical and morphological status of the disease and predict its progression. That is why the topic of thesis is devoted to the actual problem – optimization of diagnostics and evaluation of the course of prostate cancer with biomineralization. The following methods were used for this research and analysis of the data: histology, histochemistry, histomorphomety, immunohistochemistry, physical and chemical methods (scanning and transmission electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, infrared spectroscopy), statistical analysis of data with parametric and nonparametric tests. 60 samples of prostate cancer tissue were used for the research: 30 samples of neoplastic tissue with prostatic calculi and 30 prostate cancer samples without intraluminal inclusions. During the research the clinical and epidemiological features of prostate cancer in the Sumy region were established. The growth tendency of the prostate cancer incidence rate in Sumy region has been demonstrated (during the observation period from 2010 to 2017). A comparative analysis of these values with the national ones was done, the patterns of geographic distribution of prostate cancer were established. The research pointed out that the presence of intraluminal inclusions in the neoplastic tissue is accompanied by its remodeling. It is manifested by cystic transformation of the glands, the development of sclerosis and periglundular inflammation, violation of the secretion outflow and its stagnation. Prolonged persistence of the prostatic calculi is accompanied by chronic epithelium injury, a violation of the secretory cycle of the glands. Thus, chronic inflammation leads to the formation of concretions, which supports the inflammation. A wide panel of markers for sensitivity to steroid hormones, invasive potential, apoptosis and angiogenesis, inflammatory infiltrates detection, expression of osteoblastic markers and heat shock proteins was used to evaluate the effect of biomineral intraluminal inclusions on the immunophenotype of prostate cancer cells. The results of the study showed the higher expression of Bax (p < 0.001) and Casp3 (p < 0.001) in the prostate cancer with prostatic calculi. It indicates the higher apoptotic potential of neoplastic cells. We also detected the increased number of CD68-positive (p < 0.001) and MPO-positive cells (p < 0.001) in the inflammatory tumor microenvironment. At the same time the intensity of the angiogenesis and the expression of "stress" markers was lower, which was manifested by the reduction of the number of VEGF-positive (p < 0.05) and Hsp90-positive (p < 0.001) tumor cells in the prostate cancer with prostatic calculi. Histochemical examination of samples (Alizarin red and von Kossa staining) determined the calcium phosphate as the mineral compound of prostatic calculi. It was established that calcium phosphate in the prostatic calculi was in the form of its hydroxyapatite with carbonate substitutions. It also had similarities with the structure of hydroxyapatite of bone tissue. The presence of zinc oxide and iron in their structure indirectly confirms the role of connective tissue destruction and chronic traumatism of tumor tissue in their formation.