The Roots of Neurofibromas in Neurofibromatosis 1 — A Question of Multipotency, Differentiation and Hiding

Neurofibromatosis type 1 (NF1) is an autosomal dominant cancer predisposition syndrome that affects about 1 in 3500 individuals worldwide. NF1 is caused by mutations in the NF1 gene that encodes the tumor suppressor protein neurofibromin, an inactivator of the Ras oncogene. The hallmarks of NF1 include pigmentary lesions of the skin, Lisch nodules of the iris and cutaneous neurofibromas. Cutaneous neurofibromas are benign tumors composed of all the cell types of normal peripheral nerve. The traditional view of neurofibroma development has been that cutaneous neurofibromas arise from the disruption of the small nerve tributaries of the skin and subsequent proliferation of the resident cells. The second hit mutation in the NF1 gene has been considered as a prerequisite for neurofibroma development. The second hit is detectable in a subpopulation of primary Schwann cells cultured from neurofibromas. This thesis challenges the traditional concept of neurofibroma development. The results show that cutaneous neurofibromas are intimately associated with hair follicular structures and contain multipotent precursor cells (NFPs), suggesting that neurofibromas may arise from the multipotent cells which reside in hair follicles. Furthermore, this study presents that neurofibroma-derived Schwann cells that harbor bi-allelic inactivation in the NF1 gene express HLA class II genes and may act as nonprofessional antigen presenting cells. The CD4- and FoxP3-positive cells detected in cutaneous neurofibromas suggest that these cells may represent regulatory T cells (Tregs) which interact with HLA II –positive cells and aid the tumor cells in hiding from the immune system and are thus mediators of immune tolerance. This thesis also investigated neurofibroma development in the oral cavity and the use of different biomarkers to characterize cellular differentiation in neurofibromas. The results revealed that oral neurofibromas are not rare, but they usually appear as solitary lesions contrary to multiple cutaneous neurofibromas and present high heterogeneity within and between tumors. The use of class III beta-tubulin as a marker for neuronal differentiation led to an unexpected finding showing that multiple cell types express class III beta-tubulin during mitosis. The increased understanding of the multipotency of tumor cells, cellular differentiation and ability to hide from immune system will aid in the development of future treatments. Specifically, targeting Tregs in NF1 patients could provide a novel therapeutic approach to interfere with the development of neurofibromas.

Eosinophilia is a favourable prognostic marker in oral squamous cell carcinoma

Suusyöpä on yleisin pään ja kaulan alueen pahanlaatuisista kasvaimista. Niistä yli 90 % on levyepiteelikarsinoomia. Koska suusyöpäpotilaan viisivuotisennuste on vain noin 50 %, on jatkuva tarve löytää keinoja ennustamaan potilaan selviytymistä ja ohjaamaan hoitoa. Suun levyepiteelikarsinooman ympäristössä havaitaan säännöllisesti eosinofiilejä. Eosinofiili on ihmisen immuunijärjestelmän erikoistunut solu, joiden määrä lisääntyy sekä tulehdusreaktioissa että syöpien läheisyydessä. Toistaiseksi ei tiedetä, miten eosinofiilit liittyvät suun levyepiteelikarsinoomaan, mutta oletuksena on, että suusyöpään liittyvällä eosinofilialla, TATE (tumor-associated tissue eosinophilia), voisi olla vaikutusta suun levyepiteelikarsinoomapotilaan ennusteeseen. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää TATE:n ilmenemistä ja vaikutusta potilaan ennusteeseen suun levyepiteelikarsinoomassa. Lisäksi tutkimus käsittelee potilaan ennusteen kannalta optimaalista eosinofiilimäärän raja-arvoa, jota voitaisiin käyttää patologin työkaluna ennusteen arvioinnissa. Tutkimusaineisto koostui Turun yliopiston Suupatologian laitoksella vuosina 2002-2010 tutkituista 122 suuontelon ja huulen limakalvokoepalasta, jotka oli otettu diagnostisia tarkoituksia varten 99 potilaalta. Tutkimuksen potilaista 44 oli naisia ja 55 miehiä, ja heidän keski-ikänsä oli 65,3 vuotta. Seuranta-aika oli keskimäärin 40,7 kk. Kaksi tutkijaa analysoivat hematoksyliini-eosiinilla värjätyt näytteet suurentamalla ne 400-kertaisiksi valomikroskoopilla. Eosinofiilien määrä laskettiin yhteensä kuudelta edustavimmalta syövän ja strooman alueelta. TATE:n suhde potilaan kliinispatologisiin piirteisiin ja selviytymiseen selvitettiin Turun yliopistollisen keskussairaalan potilastiedoistoista ja analysoitiin tilastollisesti käyttämällä Fischerin testiä. Työllä oli Varsinais-Suomen sairaanhoitopiirin eettisen toimikunnan lupa (nro T10/2011, päätös O31/11). Levyepiteelikarsinooman kliininen kuva vaihteli haavaisen muutoksen ollessa yleisin. Yleisin sijainti levyepiteelikarsinoomalle oli kieli. TATE:a löydettiin 61,5 %:sta (78/122) levyepiteelikarsinoomanäytteitä. Mikäli TATE:a ei löydetty tai sen määrä oli korkea, oli potilaan selviytyminen tilastollisesti merkitsevästi parempi kuin potilailla, joilla TATE oli matala. Lisäanalyyseissä havaittiin, että potilaan ennuste oli tilastollisesti merkitsevästi huonompi, mikäli TATE:n raja-arvo oli vähemmän kuin neljä eosinofiiliä per tutkittu mikroskooppinäkymä (HPF). TATE on täten merkki suun levyepiteelikarsinoomapotilaan paremmasta ennusteesta erityisesti, kun havaitaan enemmän kuin neljä eosinofiiliä/HPF. Tutkimustulosten varmistamiseksi tarvitaan kuitenkin jatkossa laajempia tutkimuksia.