Molecular subtypes of intestinal-type gastric cancer: Association with T-lymphocytes and formins

Abstract

Despite the decline of gastric cancer (GC) incidence in Western countries over the last decade, it is still one of the most significant causes of cancer mortality worldwide. The traditional morphology-based grading systems, including the world health organization (WHO) and Lauren's grading systems, have limited applicability in managing treatment choices, as they poorly catch the molecular heterogeneity of GC. Thus, classifications based on molecular features are needed. Recent genome analyses have shown that GC consists of several molecular subtypes characterized by distinct alterations. In our study, we used tissue-based methods, i.e., immunohistochemistry and in situ hybridization, in the molecular classification of GC, emphasizing the intestinal subtype. Our results show that GC can be divided into four nonoverlapping subtypes based on Epstein-Barr virus (EBV) positivity, mismatch repair protein (MMR), and TP53 aberration status. In conclusion, GC molecular subtyping can be performed with a simple methodology applicable to clinical routine.

Host immune response is an important predictive and prognostic factor in many cancer types, including GC. Detailed information on the accumulation of tumorinfiltrating T lymphocytes in the different molecular GC subtypes and their prognostic correlation is scarce. We analyzed the presence of CD3+, CD8+, and FOXP3+ (Forkhead box P3) T lymphocytes in the molecular subtypes of intestinal-type GC. We found that EBV+ cancers harbor increased lymphocyte infiltration and a high CD8+/FOXP3+ ratio. In addition, we found that high numbers of CD8+ and CD3+ T lymphocytes are associated with better survival, and their accumulation is an independent prognostic factor.

Formin proteins regulate the actin cytoskeleton and cell migration and play an essential role in cancer call functions. However, the expression and clinical association of formins in GC remains largely undiscovered. Here we analyzed the expression of FHOD1 and FMNL1 formins in GC cell lines and clinical samples of intestinal- type GC. We found that FHOD1 expression in cancer cells correlated with high intratumoral CD8+ T lymphocyte infiltration. Reduced FHOD1 expression was seen in the tumors with aberrant TP53. FMNL1 expression in cancer cells was associated with the size of the tumors and the stage of the disease. The results demonstrate a link between FHOD1 and FMNL1 expression with biological features of GC. However, we did not find a correlation between formin expression and GC prognosis.

<b>Suolistotyyppisen mahasyövän molekyylityypit: Assosiaatio T-lymfosyyttien ja forminien kanssa</b>

Vaikka mahasyövän esiintyminen on viime vuosikymmeninä laskenut kehittyneissä maissa, se on edelleen yksi tärkeimmistä syöpäkuolemien aiheuttajista. Mahasyöpä on biologialtaan monimuotoinen. Tästä syystä perinteinen kudosmorfologiaan perustua luokittelu, kuten WHO:n tai Laurénin luokitus, hyödyttää hoitopäätöksien tekoa vain rajallisesti. Molekulaarisiin piirteisiin perustuvan luokituksen kehittäminen olisikin tärkeää. Genomianalyyseihin perustuva tutkimus on osoittanut, että mahasyöpä koostuu useista molekulaarisista alatyypeistä. Analyysimenetelmät ovat kuitenkin monimutkaisia ja vaativat erityisosaamista. Tutkimuksessamme käytimme kliiniseen käyttöön soveltuvia menetelmiä; immunohistokemiaa ja in situ-hybridisaatiota mahasyöpien luokitteluun. Tulosten perusteella yksinkertaisen algoritmin avulla mahasyövät voidaan luokitella eri alaryhmiin Ebstain-Barr virus-positiivisuuden, TP53 poikkeavuuden ja MMR-puutoksen perusteella. Kliinisesti eroaviin alaryhmiin tapahtuva jaottelu voidaan siis toteuttaa yksinkertaisella ja kliiniseen diagnostiikkaan soveltuvalla menetelmällä

Immuunijärjestelmän toiminta on tärkeä syövän ennusteen kannalta. Yksityiskohtaista tietoa siitä, miten T solut hakeutuvat eri mahasyövän alatyyppeihin ja liittyvät taudin käyttäytymiseen ei toistaiseksi ole. Tässä tutkimuksessa analysoimme CD3, CD8 ja FOXP3 antigeenejä ilmentävien T-lymfosyyttien esiintymistä intestinaalisen mahasyövän alatyypeissä. Tulosten perusteella EBV+ syövissä on runsaimmin T-lymfosyyttejä ja korkein CD8+/FOXP3-suhde. Totesimme myös, että runsas T-lymfosyyttien määrä korreloi intestinaalisen mahasyövän parempaan ennusteeseen ja toimii itsenäisenä ennustetekijänä.

Formiiniproteiinit säätelevät solujen aktiinitukirankaa ja solujen migraatiota, ja ovat tärkeitä syöpäsolujen toiminnassa. Kuitenkin formiinien esiintymistä ja tehtäviä mahasyövässä tunnetaan huonosti. Tässä tutkimuksessa analysoimme FHOD1 ja FMNL1 formiineja mahasyöpäsolulinjoissa ja intestinaalista alatyyppiä edustavien mahasyöpien kudosnäytteissä. Kasvainsolujen FHOD1:n ilmentyminen oli yhteydessä korkeaan intratumoraalisten T-lymfosyyttien määrään. FHOD1:n alentunutta ekspressiota nähtiin syövän alatyypissä, johon liittyy TP53 mutaatio. FMNL1:n ilmentyminen puolestaan korreloi kasvaimen kokoon ja taudin leviämisasteeseen. Tulosten perusteella FHOD1 ja FMNL1-formiinien ilmentyminen liittyy mahasyövän biologisiin piirteisiin, joskaan ilmentymisellä ei näytä olevan yhteyttä mahasyövän ennusteeseen.