Microenvironment influence on the development of epithelial-mesenchymal transformation in lung cancer

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Relevance. Epithelial-mesenchymal transformation (EMT) largely determines the biological behavior and prognosis of cancers of various localizations. It is known that the determining role in the control and implementation of the transition of the epithelial phenotype to the mesenchymal belongs to the microenvironment. At the same time, the histochemical and microscopic characteristics of stromal elements remain unclear; therefore, the aim of our study was to establish the morphological features of the stroma that affect the development of EMT in lung cancer. Materials and Methods. We studied 32 cases of lung cancer with hematoxylin and eosin staining of sections, Alcian blue at pH 1.0 and 2.5, PAS reaction, as well as immunohistochemical studies with monoclonal antibodies to HMW, AE 1 / AE 3, cytokeratin 18, c-erb B 2, vimentin E-cadherin, alpha-smooth muscle actin, GFAP and chromogranin A, Ki-67. In 16 cases, there was widespread epithelial-mesenchymal transformation (EMT), in 14 cases - focal and in 2 cases EMT was absent. In half of the cases of widespread EMT, it was complete; among the cases of focal EMT, it was not complete. The transition from the epithelial to the mesenchymal phenotype was facilitated by the activation of the stroma, namely, the presence of myofibroblasts and alcianophilia of the extracellular matrix, inflammatory cell infiltration, expression of the epidermal growth factor receptor (c-erb B 2) in stromal cells, proliferation and neurogenic differentiation of stromal cells of stromal cells. Results and Discussion. The activated stroma correlates with the frequency of EMT. Thus, large areas of activated stroma with the presence of myofibroblasts and alcianophilia of the extracellular matrix are more common in cases of widespread EMT (14 out of 16-87.5 %) than in cases of focal EMT (4 out of 14-28.6 %). The differences are statistically significant, p < 0.01. Inflammatory cell infiltration, which is the source of a signal for transformation, expression of the epidermal growth factor receptor (c-erb B 2) in stromal cells, proliferation, and neurogenic differentiation of stromal cells also correlated with the frequency of EMT. In all cases, the differences are statistically significant, p<0.01. Conclusions. The data obtained indicate the undoubted influence of signals from the activated stroma on the development of epithelial-mesenchymal transformation of tumor cells.

About the authors

Roman B. Kondratyuk

M. Gorky Donetsk national medical University

Author for correspondence.
Email: rbkondrat@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5928-8799
Donetsk, Donetsk People Republic

Ilya S. Grekov

M. Gorky Donetsk national medical University

Email: rbkondrat@gmail.com
Donetsk, Donetsk People Republic

Evgenii A. Seleznev

Amvrosievsky Central District Hospital

Email: rbkondrat@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2413-8843
Amvrosievka, Donetsk People Republic

References

  1. Radisky DC. Epithelial-mesenchymal transition. J Cell Sci. 2005;1;118(19):325-326. doi: 10.1242/jcs.02552
  2. Mnihovich MV, Vernigorodskij SV, Bun’kov KV, Mishina ES. Jepitelial’no-mezenhimal’nyj perehod, transdifferenciacija, reprogrammirovanie i metaplazija: sovremennyj vzgljad na problemu. Vestnik Nacional’nogo mediko-hirurgicheskogo Centra im. N.I. Pirogova. 2018;13(2):145-152 (In Russian).
  3. Kondratjuk RB, Grekov IS, Jarkov A.M., Rusika A.A., Shvorob D.S. Rol’ jepitelial’no-mezenhimal’noj transformacii v rakah razlichnoj lokalizacii (Chast’ 1). Novoobrazovanie. 2021;13(2):91-95. doi: 10.26435/neoplasm.v13i2.376 (In Russian).
  4. Nisticò P, Bissell MJ, Radisky DC. Epithelial-mesenchymal transition: general principles and pathological relevance with special emphasis on the role of matrix metalloproteinases. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012;4(2):115-130. doi: 10.1101/cshperspect.a011908
  5. Chou MY. Interplay of Immunometabolism and Epithelial-Mesenchymal Transition in the Tumor Microenvironment. Int. J. Mol. Sci. 2021;22 (18):110-118
  6. Lung cancer-associated mesenchymal stem cells promote tumor metastasis and tumorigenesis by induction of epithelial-mesenchymal transition and stem-like reprogram. Aging (Albany NY). 2021;13(7):9780-9800
  7. Vasilenko IV, Kondratyk RB, Grekov IS, Yarkov AM. Epithelial-mesenchymal transition in main types of gastric carcinoma. Clin Exp Morphol. 2021;10(2):13-20. doi: 10.31088/CEM2021.10.2.13-20
  8. Wanna-Udom S. KDM2B is involved in the epigenetic regulation of TGF-β-induced epithelial-mesenchymal transition in lung and pancreatic cancer cell lines. J. Biol. Chem. 2021;296(1): 345-348.
  9. Shi J, Liu F, Zhang W, Liu X, Lin B, Tang X. Epigallocatechin-3-gallate inhibits nicotine-induced migration and invasion by the suppression of angiogenesis and epithelial-mesenchymal transition in non-small cell lung cancer cells. Oncol Rep. 2015;33(6):2972-2980
  10. Chuang WI, Yeh CJ, Chao YK, Liu YH, Chang IS, Treng CK. Concozdant podoplanin expression in cancer-associated fibroblast and tumor cells is an adverse prognostic factor in esophageal squamous cell carcinoma. International journal of clinical and experimental pathology. 2014;7(8):4847-4856
  11. Ramesh V, Brabletz Т, Ceppi Р. Targeting EMT in Cancer with Repurposed Metabolic Inhibitors. Trends Cancer. 2020;6(11):942-950.
  12. Saitoh M. Involvement of partial EMT in cancer progression. J Biochem. 2018;164(4):257-264. doi: 10.1093/jb/mvy047
  13. Nieto MA. Epithelial-mesenchymal transitions in development and disease: old views and new perspectives. Int J Dev Biol. 2009;53(1):1541-1547. doi: 10.1387/ijdb.072410mn
  14. Thiery JP, Acloque H, Huang RY, Nieto MA. Epithelial-mesenchymal transition in development of disease. Cell. 2009;139(5):871-890. doi: 10.1016/j.cell.2009.11.007
  15. Christiansen JJ, Rajasekaran AK. Reassessing epithelial to mesenchymal transition as a prerequisite for carcinoma invasion and metastasis. Cancer Res. 2006;66(17):8319-8326. doi: 10.1158/0008-5472. CAN-06-0410

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».