Oral Cancer in Tehran, Iran: An approach for understanding disease burden

Suusyöpä Teheranissa, Iranissa 1993-2003 Tämän väitöskirjan tavoitteena oli kuvata suusyövän yleisyyttä ja siihen vaikuttavia tekijöitä Teheranissa, Iranissa tutkimalla suusyöpäpotilaita, suusyöpäkasvainten ominaisuuksia, potilaille tehtyjä diagnooseja ja niiden viivästymistä sekä heidän selviytymistä sairaudestaan. Suusyöpäkasvainten tietoja kerättiin 1042 suusyöpäpotilaalta. Nämä tiedot kerättiin 30 suurimman Teheranilaissairaalan potilaskortistoista vuosien 1993-2003 ajalta. Eloonjäämisanalyysiä varten tiedot kerättiin vuosien 1996-2003 arkistoista 470 suusyöpä- ja 82 huulisyöpäpotilaan osalta ja heitä seurattiin vuoden 2005 loppuun. Potilaan kokemien ensioireiden ja lopullisen syöpädiagnoosin välistä viivettä varten kerättiin tiedot Teheranilaisista sairaaloista 100 peräkkäisen suusyöpäpotilaan tiedoista vuosien 2004-2006 välillä. Ns diagnostinen viive jaettiin kahteen osaan: 1) ensioireiden ja ensimmäisen sitä seuranneen lääkärikäynnin väli ja 2) ensimmäisen lääkärikäynnin ja lopullisen diagnoosin välinen ero. Useimmat suusyövät olivat pitkälle edenneitä diagnoosin tekemisen hetkellä, kasvain oli siis yli 4 senttimetriä halkaisijaltaan ja/tai kaulan alueen imusolmukkeissa oli jo etäpesäkkeitä. Eloonjäämistodennäköisyys viiden vuoden aikavälillä oli suusyöpäpotilaille 30% ja huulisyöpäpotilaille 62%, mitkä olivat merkittävästi alempia kuin yleisesti länsimaissa vastaavat luvut. Tämä tutkimus osoitti, että keskimääräinen diagnostinen viive oli korkea (7,2 kk, SD 7,5), erityisesti kun niitä verrataan kehittyneimpien terveydenhuoltojärjestelmien vastaaviin tietoihin. Yleensä potilaasta aiheutuva viive oli huomattavan suuri ensioireiden ja lopullisen diagnoosin välisestä ajasta. Tässä tutkimuksessa tehtyjen havaintojen pohjalta on perusteltua esittää kehitettäväksi ennaltaehkäisevä tiedotusohjelma, jossa kansalaiset voisivat saada enemmän tietoa suusyövästä, sen ensioireista jotta he hakeutuisivat aikaisemmin hoitoon. Lisäksi terveydenhoitohenkilöstöä, erityisesti hammaslääkärejä ja suuhygienistejä tulisi kouluttaa varhaisen diagnoosin tekemiseksi, jotta Iranissa tehtävien suusyöpähoitojen lopputulokset paranisivat.

Fibroblast nemosis in malignant progression of epithelial cells

Paracrine regulation between the components of the tumour microenvironment cancer cells, activated fibroblasts, immune and endothelial cells is under intense investigation. The signals between the different cell types are mediated by soluble factors, such as growth factors, proinflammatory cytokines and proteolytic enzymes. Nemosis is an experimental in vitro model of fibroblast activation, leading to increased production of such mediators. Nemotic activation of fibroblasts occurs as they are forced to cluster thereby forming a multicellular spheroid. The aim of the present studies was to elucidate the mechanisms underlying the nemotic response of cancer-associated fibroblasts (CAF) and the role of nemosis in paracrine regulation between activated fibroblasts and benign and malignant epithelial cells. The results presented in this thesis demonstrate that the nemotic response of CAFs and normal fibroblasts differs, and inter-individual variations exist between fibroblast populations. In co-culture experiments, fibroblasts increased colony formation of squamous cell carcinoma (SCC) cells, and CAFs further augmented this, highlighting the tumour-evolving properties of CAFs. Furthermore, fibroblast monolayers in those co-cultures started to cluster spontaneously. This kind of spontaneous nemosis response might take place also in vivo, although more direct evidence of this still needs to be obtained. The HaCaT skin carcinoma progression model was used to study the effects of benign and malignant keratinocytes on fibroblast nemosis. Benign HaCaT cells inhibited fibroblast nemosis, observed as inhibition of cyclooxygenase 2 (COX-2) induction in nemotic spheroids. In contrast, malignant HaCaTs further augmented the nemotic response by increasing expression of COX-2 and the growth factors hepatocyte growth factor / scatter factor (HGF/SF) and vascular endothelial growth factor (VEGF), as well as causing a myofibroblastic differentiation of nemotic fibroblasts into fibroblasts resembling CAFs. On the other side of this reciprocal signalling, factors secreted into conditioned medium by the nemotic fibroblasts promoted proliferation and motility of the HaCaT cell lines. Notably, the nemotic fibroblast medium increased the expression of p63, a transcription factor linked to carcinogenesis, also in the highly metastatic HaCaT cells. These results emphasize the paracrine role of factors secreted by activated fibroblasts in driving tumour progression. We also investigated the epithelial-mesenchymal transition (EMT) of the HaCaT clones in response to transforming growth factor β (TGF-β), which is a well-characterized inducer of EMT. TGF-β caused growth arrest and loss of epithelial cell junctions in the HaCaT derivatives, but mesenchymal markers were not induced, suggesting a partial, but not complete EMT response. Inflammation induced by COX-2 has been proposed to be a key mechanism in EMT of benign cells. Corroborating this notion, COX-2 was induced only in benign, not in malignant HaCaT derivatives. Furthermore, in cells in which TGF-β caused COX-2 induction, migration was clearly augmented. The concept of treating cancer is changing from targeting solely the cancer cells to targeting the whole microenvironment. The results of this work emphasise the role of activated fibroblasts in cancer progression and that CAFs should also be taken into consideration in the treatment of cancer. The results from these studies suggests that nemosis could be used as a diagnostic tool to distinguish in vitro activated fibroblasts from tumour stroma and also in studying the paracrine signalling that is mediated to other cell types via soluble factors.

The Risk of Cancer Associated with Immunosuppressive Therapy for Skin Diseases

The possible carcinogenic risk of immunosuppressive therapies is an important issue in everyday clinical practise. Carcinogenesis is a slow multi step procedure, thus a long latency period is needed before cancer develops. PUVA therapy is used for many skin diseases including psoriasis, early stage cutaneous T cell lymphoma, atopic dermatitis, palmoplantar pustulosis and chronic eczema. There has been concern about the increased melanoma risk associated to PUVA therapy, which has previously been associated with an increased risk on non-melanoma skin cancer, especially squamous cell carcinoma. The increased risk of basal cell carcinoma (BCC) is also documented but it is modest compared to squamous cell carcinoma (SCC). This thesis evaluated melanoma and noncutaneous cancer risk associated to PUVA, and the persistence of nonmelanoma cancer risk after the cessation of PUVA treatment. Also, the influence of photochemotherapy to the development of secondary cancers in cutaneous T cell lymphoma and the role of short term cyclosporine in later cancer development in inflammatory skin diseases were evaluated. The first three studies were performed on psoriasis patients. The risk of melanoma started to increase 15 years after the first treatment with PUVA. The risk was highest among persons who had received over 250 treatments compared to those under 250 treatments. In noncutaneous cancer, the overall risk was not increased (RR=1.08,95% CI=0.93-1.24), but significant increases in risk were found in thyroid cancer, breast cancer and in central nervous system neoplasms. These cancers were not associated to PUVA. The increased risk of SCC was associated to high cumulative UVA exposure in the PUVA regimen. The patients with high risk had no substantial exposure to other carcinogens. In BCC there was a similar but more modest tendency. In the two other studies, the risk of all secondary cancers (SIR) in CTCL patients was 1.4 (95% CI=1.0-1.9). In separate sites, the risk of lung cancer, Hodgkin and non-Hodgkin lymphomas were increased. PUVA seemed not to contribute to any extent to the appearance of these cancers. The carcinogenity of short-term cyclosporine was evaluated in inflammatory skin diseases. No increased risk for any type of cancer including the skin cancers was detected. To conclude, our studies confirm the increased skin cancer risk related to PUVA treatment in psoriasis patients. In clinical practice, this has led to a close and permanent follow-up of patients treated with PUVA. In CTCL patients, PUVA treatment did not contribute to the development of secondary cancers. We could not detect any increase in the risk of cancer in patients treated with short term cyclosporine, unlike in organ transplant patients under such long-term therapy.

Transcription factor GATA4 and apoptotic TRAIL pathway in granulosa cell function and tumors

Normal growth and development require the precise control of gene expression. Transcription factors are proteins that regulate gene expression by binding specific sequences of DNA. Abnormalities in transcription are implicated in a variety of human diseases, including cancer, endocrine disorders and birth defects. Transcription factor GATA4 has emerged as an important regulator of normal development and function in a variety of endoderm- and mesoderm- derived tissues, including gut, heart and several endocrine organs, such as gonads. Mice harboring a null mutation of Gata4 gene die during embryogenesis due to failure in heart formation, complicating the study of functional role of GATA4 in other organs. However, the expression pattern of GATA4 suggests it may play a role in the regulation of ovarian granulosa cell development, function and apoptosis. This premise is supported by in vitro studies showing that GATA4 regulates several steroidogenic enzymes as well as auto-, para- and endocrine signaling molecules important for granulosa cell function. This study assessed the in vivo role of GATA4 for granulosa cell function by utilizing two genetically modified mouse strains. The findings in the GATA4 deficient mice included delayed puberty, impaired fertility and signs of diminished estrogen production. At the molecular level, the GATA4 deficiency leads to attenuated expression of central steroidogenic genes, Steroidogenic acute regulatory protein (StAR), Side-chain cleavage (SCC), and aromatase as a response to stimulations with exogenous gonadotropins. Taken together, these suggest GATA4 is necessary for the normal ovarian function and female fertility. Programmed cell death, apoptosis, is a crucial part of normal ovarian development and function. In addition, disturbances in apoptosis have been implicated to pathogenesis of human granulosa cell tumors (GCTs). Apoptosis is controlled by extrinsic and intrinsic pathways. The intrinsic pathway is regulated by members of Bcl-2 family, and its founding member, the anti-apoptotic Bcl-2, is known to be important for granulosa cell survival. This study showed that the expression levels of GATA4 and Bcl-2 correlate in the human GCTs and that GATA4 regulates Bcl-2 expression, presumably by directly binding to its promoter. In addition, disturbing GATA4 function was sufficient to induce apoptosis in cultured GCT- derived cell line. Taken together, these results suggest GATA4 functions as an anti-apoptotic factor in GCTs. The extrinsic apoptotic pathway is controlled by the members of tumor necrosis factor (TNF) superfamily. An interesting ligand of this family is TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL), possessing a unique ability to selectively induce apoptosis in malignant cells. This study characterized the previously unknown expression of TRAIL and its receptors in both developing and adult human ovary, as well as in malignant granulosa cell tumors. TRAIL pathway was shown to be active in GCTs suggesting it may be a useful tool in treating these malignancies. However, more studies are required to assess the function of TRAIL pathway in normal ovaries. In addition to its ability to induce apoptosis in GCTs, this study revealed that GATA4 protects these malignancies from TRAIL-induced apoptosis. GATA4 presumably exerts this effect by regulating the expression of anti-apoptotic Bcl-2. This is of particular interest as high expression of GATA4 is known to correlate to aggressive GCT behavior. Thus, GATA4 seems to protect GCTs from endogenous TRAIL by upregulating anti-apoptotic factors such as Bcl-2.

N-acetyl-β-D-glucosaminidaasi-entsyymiaktiivisuus normaalimaidossa sekä utaretulehdusta sairastavien lypsylehmien maidossa.

N-acetyl-β-D-glucosaminidaasi (NAGaasi) on glykosidaaseihin kuuluva, solujen lysosomeissa esiintyvä entsyymi, jota vapautuu maitoon utaretulehduksen aikana vaurioituneista utareen epiteelisoluista, neutrofiileistä ja makrofageista. NAGaasientsyymiaktiivisuuden on useissa tutkimuksissa havaittu korreloivan utareen tulehdustilan ja maidon soluluvun (SCC) kanssa ja sitä on ehdotettu käytettäväksi utareen epiteelisolutuhon mittaamiseen yksinään tai yhdistettynä SCC:n määritykseen. Koska saostuminen ei häiritse NAGaasi-entsyymiaktiivisuuden mittausta maidosta, entsyymiaktiivisuus ei muutu maitoa säilytettäessä ja entsyymin mittaaminen on melko yksinkertaista ja nopeaa, menetelmä vaikuttaisi sopivan hyvin seulontatestiksi piileville utaretulehduksille. NAGaasin käyttö on toistaiseksi rajoittunut tutkimuskäyttöön. Sen hyödyntämistä vaikeuttaa se, että terveille lehmille eri tutkimuksissa määritetyissä NAGaasi-entsyymiaktiivisuuden viitearvoissa on suurta vaihtelua. NAGaasi-entsyymiaktiivisuus maidossa on useiden tutkimusten mukaan korkeampi silloin, kun tulehduksen on aiheuttanut jokin merkittävä patogeeni kuin silloin, kun tulehduksen taustalla on vähäpätöinen patogeeni. Lypsykauden vaiheen on havaittu vaikuttavan maidon NAGaasi-entsyymiaktiivisuuteen siten, että aktiivisuudet ovat korkeampia heti poikimisen jälkeen ja lypsykauden lopulla. On myös havaittu, että normaalimaidossa NAGaasi-entsyymiaktiivisuus on hieman korkeampi loppumaidossa kuin alkumaidossa. Poikimakerran vaikutuksista NAGaasi-entsyymiaktiivisuuteen on ristiriitaisia tutkimustuloksia. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli määrittää NAGaasi-entsyymiaktiivisuuden viitearvot terveen sekä utaretulehdusta sairastavan lypsylehmän maidossa, sekä selvittää tulehduksen voimakkuuden, aiheuttajapatogeenin, poikimakerran ja lypsykauden vaiheen vaikutusta kyseisen entsyymin aktiivisuuteen maidossa. Tutkimusaineistossa oli mukana kaikkiaan 838 vuosina 2000–2010 otettua maitonäytettä 62 eri lypsykarjatilalta Suomesta ja Virosta. Normaalimaidon NAGaasi-entsyymiaktiivisuuden viitearvot määritettiin yhdeksältä suomalaiselta lypsykarjatilalta kerätyistä 196 maitonäytteestä, jotka täyttivät asettamamme normaalimaidon kriteerit. Normaalimaidon kriteerit olivat seuraavat: SCC < 100 000, lehmällä ei ole utaretulehduksen oireita, poikimisesta on kulunut aikaa yli 30 vuorokautta ja edellisestä lypsystä yli 6 tuntia. NAGaasi-entsyymiaktiivisuus mitattiin modifioidulla Mattilan menetelmällä (Mattila 1985) vakioiduissa olosuhteissa. Aineisto analysoitiin käyttäen Stata Intercooler tilasto-ohjelman versiota 11.0 (Stata Corporation, Texas, USA). Maidon NAGaasientsyymiaktiivisuuteen terveessä neljänneksessä vaikuttavia tekijöitä tutkittiin lineaarisella sekamallilla, jossa sekoittavana tekijänä oli tila. SCC:n ja NAGaasi-entsyymiaktiivisuuden korrelaatiota arvioitiin terveillä lehmillä, piilevää utaretulehdusta sairastaneilla lehmillä ja koko aineistossa. Korrelaatiot laskettiin Pearsonin korrelaatiokertoimella. Tilastollisesti merkitsevänä raja-arvona kaikissa analyyseissä pidettiin p < 0.05. Normaalimaidon NAGaasi-entsyymiaktiivisuuden viitearvoiksi lehmillä, joilla poikimisesta oli kulunut yli 30 vrk, saatiin 0,09–1,04 pmol/min/μl maitoa. Verrattuna normaalimaidon NAGaasi-entsyymiaktiivisuuksien keskiarvoon (0,56) ja piilevää utaretulehdusta sairastaneiden lehmien NAGaasi-entsyymiaktiivisuuksien keskiarvoon (2,49), kliinistä utaretulehdusta sairastavien lehmien maidon NAGaasi-entsyymiaktiivisuus oli keskimäärin selvästi korkeampi (16,65). Keskiarvoissa oli selvä ero paikallisoireisten (12,24) ja yleisoireisten (17,74) lehmien välillä. Terveiden neljännesten maitonäytteistä määritetyn NAGaasi-entsyymiaktiivisuuden ja SCC:n välillä ei havaittu korrelaatiota. Piilevässä utaretulehduksessa havaittiin positiivinen korrelaatio (0,74) maidon NAGaasientsyymiaktiivisuuden ja SCC:n välillä. NAGaasi-entsyymiaktiivisuuteen vaikuttivat tilastollisesti merkitsevästi SCC, poikimisesta kulunut aika ja poikimakerta. Eri patogeeniryhmien osalta havaitsimme, että neljänneksissä, joista eristettiin vähäpätöinen patogeeni, NAGaasi-entsyymiaktiivisuus oli selvästi matalampi kuin neljänneksissä, joista eristettiin merkittävä patogeeni. NAGaasi-entsyymiaktiivisuuden keskiarvoksi vähäpätöisille patogeeneille (KNS, koryneformi) saatiin 2,82 ja merkittäville patogeeneille (S. aureus, Str. uberis, Str, agalactiae, Str. dysgalactiae, E.coli) 16,87.