Verhoogde proliferatie van rectale cellen na alcoholmisbruik | Gut

Discussie

Onze resultaten laten voor het eerst zien dat zwaar chronisch alcoholgebruik, ongeacht het soort alcoholische drank dat wordt geconsumeerd, resulteert in significant verhoogde rectale mucosale regeneratie. Dit significante verschil in celregeneratie werd aangetoond met drie verschillende proliferatiemarkers. Kwantitatieve analyse met PCNA-kleuring leverde ook informatie op over het patroon van deze alcoholgerelateerde rectale hyperproliferatie. Een belangrijke bepalende factor om het belang van hyperproliferatie van cryptocellen te karakteriseren, is de mate van expansie van de pc van de crypte. Onder normale omstandigheden vertegenwoordigt het onderste derde deel van de crypte de pc, gevolgd door het functionele compartiment waar de celdeling sterk wordt verminderd en cellen in het algemeen differentiëren voordat ze het colonlumen bereiken. Uitbreiding van de pc zonder crypthyperplasie, zoals in dit geval, is typisch voor herstelcelgroei na toxische schade aan het slijmvlies en lijkt op de proliferatieve veranderingen in het rectum van chronisch met alcohol gevoede proefdieren.12-14 Een kortere overlevingstijd van cryptcellen voorkomt waarschijnlijk hyperplasie aangezien chronische ethanolconsumptie duidelijk leidt tot toxische celbeschadiging en dus tot secundaire compensatoire hyperproliferatie.13 Uitbreiding van de pc wordt ook geassocieerd met een verhoogd risico op colorectale kanker en kan een voorspellende marker zijn voor een verhoogd risico op colorectale kanker, zoals aangetoond in proefdieren1617 evenals bij mensen.1819

Naast de kwantitatieve PCNA-studie onderzochten we een tweede groep alcoholische patiënten en controles. Bij deze proefpersonen kleurden we rectale biopsiemonsters voor Ki67 en histon H3. Ki67 is een nucleair niet-histon-eiwit dat tot expressie wordt gebracht in cyclische cellen bijna gedurende de gehele celcyclus, behalve vroege G-1. Daarom karakteriseert het ongeveer de groeifractie van het te evalueren weefsel, 23 hoewel op een iets lager niveau. Betrouwbare kleuring van S-fase cellen kan worden uitgevoerd met in situ hybridisatie voor histon H3.24 Beide proliferatiemarkers Ki67 en histon H3 vertoonden een duidelijk verhoogde kleuring in rectale crypten van patiënten in vergelijking met controles. Dit was geassocieerd met uitbreiding van de proliferatieve zone naar het colonlumen. Het percentage H3-positieve cellen bleek van nature lager te zijn in vergelijking met Ki67. Daarom bevestigden we een verhoogde proliferatie van rectale mucosale cellen met drie verschillende methoden bij zwaar drinkende proefpersonen. Omdat snel ingevroren weefselmonsters dezelfde resultaten opleverden voor Ki67 en histon H3 als de PCNA-studie met in formaline gefixeerde weefsels, kunnen fixatieartefacten worden uitgesloten.

In experimentele studies was er een significante correlatie tussen de productiesnelheden van cryptcel en het slijmvlies. aceetaldehyde-concentraties werden gerapporteerd in het rectale slijmvlies van dieren die chronisch ethanol consumeren.1214 Het aceetaldehyde dat wordt aangetroffen in het colorectale slijmvlies en ook in het lumen van de dikke darm, wordt voornamelijk geproduceerd door fecale bacteriën.122526 Deze bacteriën zijn in staat om ethanol te metaboliseren (dat voorkomt in het colonlumen in vergelijkbare concentraties als in bloed) tot aceetaldehyde. Vanwege het grote aantal aanwezige bacteriën is het niet verwonderlijk dat de aceetaldehydeconcentraties in de dikke darm de hoogste zijn die in het lichaam worden aangetroffen, berekend per gram weefsel27 en het staat vast dat aceetaldehyde zich snel bindt aan proteïne28 en zelfs aan DNA, 29 resulterend in celbeschadiging.30 Inderdaad, het functionele compartiment van rectale crypten is kleiner en de levensduur van de cellen in het functionele compartiment wordt verkort, wat duidt op vernietiging van mucosale cellen wanneer alcohol chronisch aan ratten wordt gevoerd.13 Bovendien bleken rectale biopsieën van alcoholisten veranderd histologie met inflammatoire infiltraten.31 Dit histologische kenmerk keert terug naar normaal na drie weken onthouding.31 Ook zouden hyperplastische en hyperproliferatieve veranderingen kunnen worden geïnduceerd in het bovenste maagdarmkanaal van proefdieren na orale toediening van aceetaldehyde.15 Naast het feit dat acetaldehyde kan worden geproduceerd. door fecale bacteriën, is mucosale alcoholdehydrogenase ook c aceetaldehyde kan genereren.32 Als aceetaldehyde niet adequaat verder wordt gemetaboliseerd tot acetaat door aceetaldehyde dehydrogenase (ALDH), kan het zich ophopen en kunnen de toxische effecten ervan verergeren. Inderdaad, een recente studie van Yokoyama et al. Rapporteerde een verhoogd risico op endeldarmkanker bij personen die een mutant ALDH-2 bezitten die niet in staat is om aceetaldehyde adequaat te verwijderen, wat een andere belangrijke bevinding is die zich richt op het kankerverwekkende of tumorbevorderende effect van aceetaldehyde bij mensen. 33

Een ander mogelijk mechanisme van verhoogde celproliferatie bij zware drinkers zou de alcoholontwenning zelf kunnen zijn, aangezien rectale biopsieën werden genomen tijdens ziekenhuisopname en onthouding.Hoge hoeveelheden alcohol kunnen de celproliferatie remmen, althans in de lever, 34 terwijl matig alcoholgebruik leidt tot hepatische hyperproliferatie.35

We konden geen enkel effect vinden van chronisch alcoholgebruik op de expressie van p53, wat niet het geval is. verrassend omdat overexpressie van p53 een late gebeurtenis is in carcinogenese die vaak wordt waargenomen bij neoplastische poliepen. Bovendien had alcohol geen invloed op de expressie van Rb1. Er was zwakke activiteit in enkele basale cellen, maar geen verschil tussen de twee groepen. Benadrukt moet echter worden dat de functie van Rb1 afhangt van zijn fosforylering en dit kan niet worden opgehelderd door de gebruikte methode.

Het bcl-2-proto-oncogen is betrokken bij de regulatie van geprogrammeerde celdood waar het inductie tegengaat van apoptose.36 In normale colorectale crypten zijn slechts enkele cellen aan de basis van de crypten bcl-2-positief, wat vermoedelijke stamcellen kan vertegenwoordigen.37 Aangezien alcoholinname leidt tot mucosale hyperregeneratie en uitbreiding van de PC van rectale crypten zonder veranderingen in het proto-oncogen expressie lijkt chronische ethanolconsumptie vroege gebeurtenissen in rectale tumorigenese te beïnvloeden. Het optreden van mucosale hyperregeneratie is inderdaad zon vroege gebeurtenis, aldus Fearon en Vogelstein.38 Foliumzuurdeficiëntie zou echter een bijkomende factor kunnen zijn in een situatie waarin mucosale hyperproliferatie optreedt.3940 Er lijkt inderdaad een verband te zijn tussen hoge alcoholinname en foliumzuurdeficiëntie. en een verhoogd risico op colorectale kanker.4142 Meest recentelijk werden lage folaatspiegels aangetoond in het rectale slijmvlies van ratten na chronische alcoholinname.43 Vanwege de verhoogde folaatbehoefte voor cytosinemethylering en thymidinesynthese onder hyperproliferatieve omstandigheden, kan een dergelijk folaatdeficiëntie een extra relevante factor in met alcohol geassocieerde rectale carcinogenese. Inderdaad, DNA-hypomethylering is onlangs gemeld in de karteldarm na chronische alcoholconsumptie.44 Bovendien kan aceetaldehyde zelf verantwoordelijk zijn voor lokale folaatdeficiëntie, aangezien aceetaldehyde, in concentraties die aanwezig zijn in de karteldarm, folaat vernietigt.45

evalueren epitheliale differentiatie, we immunokleurd voor verschillende cytokeratines. De colorectale cryptcellen van zowel patiënten als controles vertoonden het gebruikelijke cytokeratine-expressiepatroon met positieve kleuring voor cytokeratines 8 en 19, en geen immunoreactiviteit voor cytokeratines 4 en 13, waarbij de laatste normaal tot expressie wordt gebracht in plaveiselepitheel.46

Concluderend hebben we hier voor het eerst een verhoogde mucosale celproliferatie aangetoond met expansie van de PC in rectale crypten van patiënten met chronisch alcoholmisbruik. Dit is een aandoening die gepaard gaat met een verhoogd risico op endeldarmkanker.