Økt spredning av endetarmsceller etter alkoholmisbruk | Tarm

Diskusjon

Resultatene våre viser for første gang at tungt kronisk alkoholforbruk, uavhengig av hvilken type alkoholholdig drikke som inntas, resulterer i signifikant økt endetarmsregenerering. Denne signifikante forskjellen i celleregenerering ble vist med tre forskjellige proliferasjonsmarkører. Kvantitativ analyse med PCNA-farging ga også informasjon om mønsteret for denne alkoholassosierte rektale hyperproliferasjonen. En viktig determinant for å karakterisere betydningen av kryptcellehyperproliferasjon er omfanget av utvidelse av PC-en til krypten. Under normale forhold representerer den nedre tredjedelen av krypten PCen, etterfulgt av det funksjonelle rommet der celledeling reduseres kraftig og celler generelt skiller seg før de når tykktarmen. Utvidelse av PC-en uten kryptahyperplasi, som i dette tilfellet, er typisk for reparativ cellevekst etter giftig skade på slimhinnen og ligner de proliferative endringene i endetarmen til kronisk alkoholforsynte forsøksdyr. 12-14 En redusert overlevelsestid for kryptceller forhindrer sannsynligvis hyperplasi ettersom kronisk etanolforbruk åpenbart fører til giftig celleskade og derfor til sekundær kompenserende hyperproliferasjon.13 Utvidelse av PCen er også assosiert med økt risiko for kolorektal kreft og kan representere en prediktiv markør for økt risiko for kolorektal kreft, som vist i forsøksdyr1617 så vel som hos mennesker.1819

I tillegg til den kvantitative PCNA-studien undersøkte vi en andre gruppe alkoholholdige pasienter og kontroller. Hos disse fagene farget vi rektale biopsiprøver for Ki67 og histon H3. Ki67 er et nukleært ikke-histonprotein som uttrykkes i syklusceller nesten gjennom hele cellesyklusen, unntatt tidlig G-1. Derfor karakteriserer den omtrent vekstfraksjonen av vevet som evalueres, 23 selv om det er på et noe lavere nivå. Pålitelig farging av S-fase celler kan utføres med in situ hybridisering for histon H3.24 Både proliferasjonsmarkører Ki67 og histon H3 viste markant økt farging i rektale krypter hos pasienter sammenlignet med kontroller. Dette var assosiert med utvidelse av den proliferative sonen mot tykktarmen. Andelen H3-positive celler ble funnet å være naturlig lavere sammenlignet med Ki67. Derfor bekreftet vi økt rektal slimhinnecelleproliferasjon med tre forskjellige metoder hos personer med mye drikking. Ettersom snapfrosne vevsprøver ga de samme resultatene for Ki67 og histon H3 som PCNA-studien med formalinfiksert vev, kan fikseringsgjenstander utelukkes.

I eksperimentelle studier en signifikant sammenheng mellom kryptcelleproduksjon og slimhinne acetaldehydkonsentrasjoner ble rapportert i endetarmslimhinnen til kronisk etanolkrevende dyr. 214 Acetaldehyd funnet i tykktarmsslimhinnen og også i tykktarmen er hovedsakelig produsert av fekale bakterier. 122526 Disse bakteriene er i stand til å metabolisere etanol (som finnes i tykktarmen i lignende konsentrasjoner som i blod) til acetaldehyd. På grunn av det store antallet tilstedeværende bakterier er det ikke overraskende at acetaldehydkonsentrasjonen i tykktarmen er den høyeste som finnes i kroppen når den beregnes per gram vev27, og det er veletablert at acetaldehyd binder seg raskt til protein28 og til og med til DNA, 29 resulterer i celleskade.30 Det funksjonelle rommet til rektal krypter er faktisk mindre og levetiden til cellene i det funksjonelle rommet er redusert, noe som indikerer ødeleggelse av slimhinneceller når alkohol tilføres rotter kronisk.13 Videre ble avslørt rektalbiopsier av alkoholikere endret histologi med inflammatoriske infiltrater.31 Denne histologiske egenskapen går tilbake til normal etter tre ukers avholdenhet.31 Også hyperplastiske og hyperproliferative endringer kan induseres i øvre mage-tarmkanalen til forsøksdyr etter oral administrering av acetaldehyd.15 Foruten det faktum at acetaldehyd kan produseres av fekale bakterier er slimhinnealkoholdehydrogenase også c kan generere acetaldehyd.32 Hvis acetaldehyd ikke metaboliseres tilstrekkelig videre til acetat av acetaldehyddehydrogenase (ALDH), kan det akkumuleres og dets toksiske effekter kan forverres. Faktisk rapporterte en nylig studie av Yokoyama et al en økt risiko for endetarmskreft hos individer som har en mutant ALDH-2 som ikke er i stand til å fjerne acetaldehyd tilstrekkelig, noe som er et annet viktig funn som fokuserer på kreftfremkallende eller svulstfremmende effekt av acetaldehyd hos mennesker. 33

En annen mulig mekanisme for økt celleproliferasjon hos tunge drikkere kan være selve alkoholuttaket, ettersom rektalbiopsier ble tatt under sykehusinnleggelse og avholdenhet.Store mengder alkohol kan hemme celleproliferasjon, i det minste i leveren, mens moderat alkoholforbruk resulterer i hepatisk hyperproliferasjon.35

Vi kunne ikke finne noen effekt av kronisk alkoholforbruk på uttrykk for p53, noe som ikke er overraskende ettersom overekspresjon av p53 er en sen hendelse i karsinogenese ofte observert i neoplastiske polypper. I tillegg påvirket ikke alkohol ekspresjonen av Rb1. Det var svak aktivitet i noen få basalceller, men ingen forskjell mellom de to gruppene. Imidlertid må det understrekes at funksjonen til Rb1 avhenger av fosforylering av denne, og dette kan ikke belyses ved hjelp av metoden.

bcl-2 protooncogen er involvert i reguleringen av programmert celledød der den motsetter seg induksjon av apoptose.36 I normale kolorektale krypter er bare noen få celler ved bunnen av kryptene bcl-2-positive, noe som kan representere antatte stamceller.37 Da alkoholinntak fører til slimhinnehypergenerering og utvidelse av PC-en av rektale krypter uten endringer i protoonkogen uttrykk, synes kronisk etanolforbruk å påvirke tidlige hendelser i rektal tumorigenese. Forekomsten av slimhinnehypergenerering er virkelig en så tidlig hendelse, ifølge Fearon og Vogelstein.38 Imidlertid kan folsyremangel være en ekstra faktor i en situasjon der slimhinne hyperproliferasjon oppstår. 3940 Det synes faktisk å være en sammenheng mellom høyt alkoholinntak, folatmangel og økt risiko for kolorektal kreft.4142 Senest ble det vist lave folatnivåer i rektal slimhinne hos rotter etter kronisk alkoholinntak.43 På grunn av det økte folatbehovet for cytosinmetylering og tymidinsyntese under hyperproliferative forhold, kan slik folatmangel være et ekstra relevant faktor i alkoholassosiert endetarmskreft. Faktisk har DNA-hypometylering nylig blitt rapportert i rottekolon etter kronisk alkoholforbruk.44 Videre kan acetaldehyd i seg selv være ansvarlig for lokal folatmangel, da acetaldehyd, i konsentrasjoner som er tilstede i tykktarmen, ødelegger folat.45

Til evaluere epitelial differensiering, immunfarget vi for forskjellige cytokeratiner. Kolorektale kryptceller fra pasienter så vel som kontroller viste det vanlige cytokeratin-ekspresjonsmønsteret med positiv farging for cytokeratiner 8 og 19, og ingen immunreaktivitet for cytokeratiner 4 og 13, sistnevnte ble normalt uttrykt i plateepitel.46

Avslutningsvis demonstrerte vi her for første gang økt slimhinnecelleproliferasjon med utvidelse av PC-en i endetarmskrypter av pasienter med kronisk alkoholmisbruk. Dette er en tilstand assosiert med økt risiko for endetarmskreft.