Τα τελευταία χρόνια στον χώρο της Κλινικής Ογκολογίας πέρα από την εκτίμηση του θεραπευτικού αποτελέσματος των αντικαρκινικών θεραπειών, της ανταπόκρισης της νόσου και της συνολικής επιβίωσης των ασθενών, άρχισε να προσελκύει όλο και περισσότερο το ενδιαφέρον η εκτίμηση παραμέτρων της Ποιότητας Ζωής. Μια από τις σημαντικές παραμέτρους της ΠΖ είναι η σεξουαλική λειτουργικότητα που συνδέεται άμεσα και με την σεξουαλικότητα του ατόμου. Η σεξουαλικότητα αντιστοιχεί σε ένα φαινόμενο με διαστάσεις βιολογικές, διαπροσωπικές και ψυχολογικές. Αποτελεί τομέα που αρκετές φορές παραμελείται από τους θεράποντες ιατρούς, με αποτέλεσμα οι ασθενείς να μην ενημερώνονται για όλες τις παραμέτρους που αφορούν συνολικά την ανθρώπινη λειτουργικότητα. Η σεξουαλική λειτουργικότητα των καρκινοπαθών αποτελεί σημαντική παράμετρο της Ποιότητας-Ζωής η οποία πολλές φορές υποεκτιμάται. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η αξιολόγηση της σεξουαλικής λειτουργικότητας σε ασθενείς με καρκίνο που υποβάλλονται σε ριζική ακτινοθεραπεία σε συνδυασμό με την εκτίμηση της ποιότητας ζωής, του άγχους και της κατάθλιψης για πιθανές συσχετίσεις μεταξύ τους. Υλικό και μέθοδοι: Η μελέτη ξεκίνησε τον Απρίλιο του 2006 και περατώθηκε τον Σεπτέμβριο του 2008. Ζητήθηκε από 174 ασθενείς να συμμετάσχουν στη μελέτη. Τελικά 138(79.3%) ασθενείς δέχτηκαν να ενταχθούν μετά από έγγραφη συγκατάθεση. Η μέση ηλικία αυτών ήταν 58.2 (29-84). Το δείγμα αφορούσε 48(34.8%) άνδρες και 90(65.2%) γυναίκες, με καρκίνο μαστού ή όγκους πυέλου. Ο σχεδιασμός της μελέτης περιλάμβανε την αξιολόγηση της σεξουαλικής λειτουργικότητας και της κατάθλιψης σε 3 χρονικές φάσεις, προ της έναρξης της ακτινοθεραπείας (Φάση 1), στο πέρας αυτής (Φάσης 2) και 12 μήνες μετά (Φάση 3) με τη χρήση των ερωτηματολογίων Female Sexual Function Index(FSFI), International Index of Erectile Function(IIEF), EORTC-QLQ C30 και Hamilton Depression Scale(HDS). Αποτελέσματα: Η πλειοψηφία των ασθενών κατέγραφε υψηλά ποσοστά σεξουαλικών διαταραχών και στις 3 χρονικές φάσεις της μελέτης. Τα ποσοστά της στυτικής δυσλειτουργίας στους άνδρες ήταν 79.2% στη Φάση 1 και 82.2% στη Φάση 3. Στη Φάση 1 το ποσοστό των γυναικών που παρουσίαζαν σεξουαλικές διαταραχές αγγίζει το 80%. Γυναίκες που υποβλήθηκαν σε ακτινοθεραπεία πυέλου κατέγραφαν υψηλότερα ποσοστά σεξουαλικών διαταραχών σε σύγκριση με αυτές που έλαβαν ακτινοθεραπεία στο μαστό. Στο σύνολο των ασθενών παρατηρήθηκε ότι υπήρχε συσχέτιση της ηλικίας με την σεξουαλική λειτουργικότητα με αυξημένη επίπτωση σε ασθενείς > 65 ετών. Ασθενείς με PS=0 παρουσίαζαν καλύτερη σεξουαλική λειτουργικότητα σε σύγκριση με αυτούς που είχαν PS=1 ή 2. Το 25% των ασθενών παρουσίασε υψηλά ποσοστά κατάθλιψης. Δεν παρατηρήθηκε συσχέτιση της κατάθλιψης με την σεξουαλική λειτουργικότητα σε στατιστικώς σημαντικό επίπεδο. Ανεξάρτητα σταδίου νόσου, η μέση τιμή συνολικής ΠΖ για τις ασθενείς με καρκίνο μαστού ήταν 77.4, και για τους ασθενείς με όγκους πυέλου 73. Αγχώδεις διαταραχές παρατηρήθηκαν στο 10% των ασθενών και για τις δύο ομάδες. Επίσης παρατηρήσαμε ότι υψηλότερα επίπεδα άγχους συνδέονταν με χαμηλότερα επίπεδα ΠΖ (p<0.05). Ασθενείς με αρχικό στάδιο νόσου παρουσίαζαν υψηλότερα επίπεδα αγχωδών διαταραχών (p<0.05). Δεν παρατηρήθηκε συσχέτιση μεταξύ ΠΖ / άγχους / κατάθλιψης με προηγηθείσα χημειοθεραπεία, την ηλικία, το φύλο και την κατάσταση λειτουργικότητας. Από την ανάλυση των δεδομένων προέκυψε ότι η συντριπτική πλειοψηφία των ασθενών ανέφερε στην αρχή της ακτινοθεραπείας υψηλά επίπεδα ΠΖ με καλή λειτουργικότητα και σχεδόν απουσία συμπτωμάτων. Μεταξύ των δυο ηλικιακών ομάδων, μικρότεροι ή μεγαλύτεροι των 65 ετών δεν παρατηρήθηκε καμία διαφορά στατιστικά σημαντική στην ΠΖ. Συμπεράσματα: Θα λέγαμε συμπερασματικά ότι το ποσοστό των ασθενών που υποβάλλονται σε ακτινοθεραπεία βιώνει κάποιας μορφής και σημαντικού βαθμού σεξουαλικές διαταραχές τις οποίες οφείλει ο Ακτινοθεραπευτής-Ογκολόγος να μην τις αγνοεί. Η σεξουαλική λειτουργικότητα επηρεάζεται αρνητικά σε μεγαλύτερο βαθμό σε ασθενείς που ακτινοβολούνται στην πύελο σε σύγκριση με το μαστό. Κρίνεται αναγκαία η εκπαίδευση των νέων γιατρών σε θέματα σεξουαλικής συμβουλευτικής. Η εκτίμηση και η αντιμετώπιση των διαταραχών αυτών θα πρέπει να συμπεριληφθεί στη καθιερωμένη προσέγγιση των καρκινοπαθών. Η παράμετρος της σεξουαλικότητας στα πλαίσια της συγκεκριμένης αυτής νόσου αποτελεί πεδίο που χρήζει περαιτέρω έρευνας με προοπτικές και τυχαιοποιημένες μελέτες. / Quality of life (QoL) is now regarded important not only in oncology research, but in the daily clinical practice as well. QoL is composed of many parameters, including sexuality. Sexuality is a complex phenomenon that incorporates biologic, psychologic, interpersonal, and behavioral dimensions. Cancer diagnosis and treatments often cause physical and psychological disruptions to sexual health. The main objective of this study was to delineate the rates and clinical course of sexual function and depression in cancer patients undergoing radical radiotherapy. Patients and methods: The evaluation included the completion of patients’ self-reported questionnaires. Forty-eight male and 90 female RT-naive outpatients with breast cancer or pelvic tumors completed the Female Sexual Function Index (FSFI), the International Index of Erectile Function (IIEF), the EORTC-QLQ C30 and the Hamilton Depression Scale (HDS) prior to (Phase 1), at the end (Phase 2) and 12 months post-RT (Phase 3). Results: Out of the 174 patients initially assessed, 138 agreed to participate in the study. Overall, the majority of patients (93.8% of males and 80% of females) experienced intense sexual dysfunction. At presentation, males reported severe erectile dysfunction (ED) that was significantly associated with age. However, only in sexual desire (SD), was the difference between baseline and Phase 3 significant. Although the incidence of severe ED in all three Phases of the study was impressive, it remained stable over time (severe ED: 79.2% Phase 1 - 82.2% Phase 3). However, only in sexual desire, was the difference statistically significant, particularly at Phase 1 and 3 (p<0.05). For all women, an improvement was observed in all parameters of the FSFI over the course of the study. FSFI total scores at Phase 3 were higher compared to Phase 1 and 2 (p<0.05). It appeared that females who underwent pelvic radiotherapy scored lower than those who underwent breast radiotherapy. The differences were significant at all three Phases of the study (p<0.001). As to the primary site, the differences were statistically significant among females with breast cancer (p<0.05). Pts with ECOG PS=0 presented higher total FSFI scores at Phase 3 compared to those with PS 1 (p<0.05). 53% of all patients reported some kind of depressive symptomatology at Phase 1. Finally, depression was not related to sexual function. In general, the majority of patients reported high levels of quality of life. The global quality of life in breast cancer patients’ was 74 and in pelvic tumors group was 73. Conclusions: Overall, the current study showed that the majority of patients with cancer treated with radiotherapy experienced intense sexual dysfunction. We conclude that cancer patients undergoing radiotherapy, mainly in the pelvic region, experience an important degree of sexual dysfunction and depression, which the Radiation-Oncologist should not ignore. Pelvic radiotherapy affected sexual function to a higher degree than breast radiotherapy. The evaluation and the confrontation of these dysfunctions should be included in the standard routine approach of cancer patients offering them holistic care. In modern Oncology, sexuality constitutes a promising field for further research with the aim to devise proper interventions to enhance patients’ total function.

Η HARP (Heparin Affin Regulatory Peptide) είναι ένας αυξητικός παράγοντας που δεσμεύεται στην ηπαρίνη και εμπλέκεται στη ρύθμιση της κυτταρικής διαφοροποίησης, του κυτταρικού πολλαπλασιασμού καθώς και της αγγειογένεσης. Υψηλές συγκεντρώσεις του αυξητικού παράγοντα HARP έχουν βρεθεί σε ανθρώπινους καρκινικούς όγκους, σε καρκινικές κυτταρικές σειρές, όπως επίσης και σε ορό ασθενών με διάφορους τύπους καρκίνου. Επιπλέον, είναι γνωστό ότι η HARP αποτελεί υπόστρωμα για διάφορα πρωτεολυτικά ένζυμα του κυτταρικού μικροπεριβάλλοντος, με αποτέλεσμα την παραγωγή ενεργών πεπτιδίων που μπορούν να έχουν παρόμοιες ή και αντίθετες δράσεις από το ολικό μόριο. Η HARP ασκεί τις βιολογικές τις δράσεις ύστερα από πρόσδεση στους διαμεμβρανικούς υποδοχείς SDC3, RPTPβ/ζ και ALK. Παρά την ταυτοποίηση του υποδοχέα ALK ως λειτουργικού υποδοχέα της HARP, μέχρι σήμερα υπάρχουν αντικρουόμενες απόψεις αναφορικά με την αλληλεπίδρασή του με τη HARP. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η αλληλεπίδραση του αυξητικού παράγοντα HARP και του υποδοχέα ALK σε καρκινικά κύτταρα PC3 ανθρώπινου προστάτη. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η HARP επάγει τη φωσφορυλίωση του ALK σε κύτταρα PC3, ωστόσο δεν είχε καμία επίδραση στην ενεργοποίηση του συγκεκριμένου υποδοχέα σε κύτταρα PC3 στα οποία είχε μειωθεί η συσσώρευση του RPTPβ/ζ. Παράλληλα χρησιμοποιήθηκαν ανασυνδυασμένα πεπτίδια που είχαν εκφραστεί ως πρωτεΐνες σύντηξης με τη θειοτρανσφεράση της γλουταθειόνης (GST) και αντιστοιχούσαν σε περιοχές του αυξητικού παράγοντα HARP [P(9-110), P(9-59), P(60-110)] που προκύπτουν ύστερα από πέψη με πλασμίνη. Ύστερα από πειράματα συγκατακρήμνισης βρέθηκε ότι ο ALK αλληλεπιδρά ισχυρά με το πεπτίδιο P(60-110) αποτέλεσμα το οποίο προέκυψε και ύστερα από μεωρύθμιση των επιπέδων έκφρασης του RPTPβ/ζ. Συμπερασματικά, στην παρούσα εργασία καταδεικνύεται η έμμεση αλληλεπίδραση του υποδοχέα ALK και του αυξητικού παράγοντα HARP, η οποία βρέθηκε ότι διαμεσολαβείται από τον υποδοχέα RPTPβ/ζ. Αποδεικνύεται επίσης ότι παρόλο που η αλληλεπίδραση των δύο αυτών μορίων δεν είναι ικανή να οδηγήσει στη φωσφορυλίωση του υποδοχέα ALK, τα δύο αυτά μόρια αλληλεπιδρούν βιοχημικά καθώς η αλληλουχία 60-110 των αμινοξέων της HARP αλληλεπιδρά ισχυρά και με τις δύο μορφές του υποδοχέα, με μοριακό βάρος 220 και 140 kDa αντίστοιχα. / HARP (Heparin Affin Regulatory Peptide) is a heparin-binding growth factor, involved in the regulation of cell differentiation, cell proliferation as well as in angiogenesis. Elevated concentrations of HARP have been detected in malignancies, in cancer cell lines, as well as in the plasma of patients with different types of cancer. It is also known that HARP is substrate for different proteases of the cell microenvironment, leading to the production of biological active peptides which can exert similar or even opposite biological activities to HARP. HARP exerts its biological actions after binding to the transmembrane receptors SDC3, RPTPβ/ζ and ALK. Even though ALK has been defined as a functional HARP receptor, contradictory results have been published concerning HARP-ALK interaction. In the present work, we studied the interaction of HARP growth factor with ALK transmembrane receptor using PC3 prostate cancer cells. It was shown that HARP induces the phosphorylation of ALK in PC3 cells, however no effect on ALK activation was observed in PC3 cells after RPTPβ/ζ knockdown. We also used recombinant gst-fused peptides corresponding to various fragments of HARP [P(9-110), P(9-59), P(60-110)] which result after cleavage with plasmin. After GST pull-down assays it was shown that ALK strongly binds to the P(60-110), result that was also taken after RPTPβ/ζ knockdown. Cumulatively, our results indicate that HARP-induced ALK phosphorylation is mediated by RPTPβ/ζ. It is also demonstrated that HARP interacts biochemically with ALK, since P(60-110) strongly binded both species of ALK (220 and 140 kDa).

Είναι ευρέως αποδεκτό και καλά τεκμηριωμένο ότι ο υποδοχέας του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (epidermal growth factor receptor, EGFR) ελέγχει σημαντικές λειτουργίες των καρκινικών κυττάρων, όπως τον πολλαπλασιασμό και την απόπτωση, αλλά και διαδικασίες όπου συμμετέχουν περισσότεροι του ενός τύποι κυττάρων, όπως τη διήθηση και την αγγειογένεση. Μεταξύ των τύπων καρκίνου, στην ανάπτυξη των οποίων συμμετέχει ο EGFR, είναι και ο μη μικροκυτταρικός καρκίνος του πνεύμονα (ΜΜΚΠ). Πολύ πρόσφατα δεδομένα δείχνουν ότι ένα άλλο μόριο που εμπλέκεται στην ανάπτυξη του καρκίνου του πνεύμονα είναι το Notch. Ο ρόλος του είναι περίπλοκος και διττός: Έχει προταθεί ότι το Notch επάγει την ανάπτυξη του ΜΜΚΠ και αναστέλλει την ανάπτυξη του μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα (ΜΚΠ). Επιπλέον, έχει βρεθεί ότι το μονοπάτι μεταγωγής σήματος του Notch επηρεάζει, αλλά και επηρεάζεται από άλλα μόρια. Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία διερευνήθηκε ο ρόλος του EGFR και του Notch στην ανάπτυξη κυττάρων ΜΜΚΠ χρησιμοποιώντας τον προσδέτη του EGFR, EGF και τον αναστολέα της γ-σεκρετάσης DAPT. Για τη διεξαγωγή των πειραμάτων χρησιμοποιήθηκαν οι ανθρώπινες καρκινικές κυτταρικές σειρές ΜΜΚΠ Η23, Α549, Η661 και ΗCC827. Οι κυτταρικές σειρές Η23, Α549 και Η661 εκφράζουν τον αγρίου τύπου (wild type, wt) EGFR και η κυτταρική σειρά HCC827 εκφράζει EGFR που φέρει τη μετάλλαξη (mutation) (DE746- A750). Αρχικά με ανάλυση κατά western μελετήθηκε το προφίλ των κυττάρων ως προς τα επίπεδα έκφρασης του ενδοκυττάριου τμήματος του Notch (Notch Intracellular Domain, NICD). Βρέθηκε ότι τα κύτταρα Η23 εκφράζουν τα υψηλότερα επίπεδα Notch ICD, τα κύτταρα Η661 και HCC827 μέτρια επίπεδα και τα κύτταρα Α549 τα χαμηλότερα. Στη συνέχεια με τη μέθοδο του ΜΤΤ έγινε έλεγχος του DAPT στον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και βρέθηκε ότι τα κύτταρα Η661 είχαν τη μεγαλύτερη αναστολή, παρόμοια συμπεριφορά έδειξαν και τα Α549. Τα κύτταρα Η23 εμφάνισαν μικρότερη ανταπόκριση σε σχέση με τα Η661 ενώ τα κύτταρα HCC827 εμφανίστηκαν ανθεκτικά στο DAPT. Η ανασταλτική δράση του DAPT στα κύτταρα Η661 συνοδεύτηκε με επαγωγή της απόπτωσης η οποία προσδιορίστηκε με τη μέθοδο αννεξίνης V καθώς και με επαγωγή της αυτοφαγίας η οποία ανιχνεύτηκε κάνοντας ανάλυση κατά western για τα πρωτεϊνικά επίπεδα της beclin-1. Περαιτέρω τα κύτταρα ενεργοποιήθηκαν με EGF και εν συνεχεία προστέθηκε DAPT. Παρατηρήθηκε ότι στα κύτταρα Η23 η προσθήκη του EGF δεν επέτρεψε να δράσει ανασταλτικά το DAPT ενώ στα Η661 εν μέρει ο EGF αντέστρεψε την ανασταλτική δράση του DAPT. Επιλέγοντας τις κυτταρικές σειρές Η23 και Η661, μελετήθηκε η δράση του DAPT και του EGF στα επίπεδα του Notch ICD. Παρατηρήθηκε ότι στα κύτταρα Η23, το DAPT μείωσε με χρονοεξαρτώμενο τρόπο τα πρωτεϊνικά επίπεδα του Notch ICD μέχρι και 6 ώρες μετά την προσθήκη του στα κύτταρα ενώ 24 ώρες μετά το φαινόμενο αντιστράφηκε. Η προσθήκη του EGF δεν επηρέασε τα επίπεδα του Notch ICD σε καμία από τις χρονικές στιγμές που μελετήθηκαν. Στα Η661 κύτταρα το DAPT προκάλεσε χρονοεξαρτώμενη μείωση των επιπέδων Notch ICD η οποία διήρκησε μέχρι και 24 ώρες μετά τη προσθήκη του DAPT. Ο EGF όπως και προηγουμένως δεν επηρέασε τα επίπεδα του Notch ICD. Παρατηρώντας ότι στα Η661 το DAPT ασκεί δράση με μεγαλύτερη διάρκεια σε σχέση με τα κύτταρα Η23, τα κύτταρα Η661 ενεργοποιήθηκαν με EGF και στη συνέχεια προστέθηκε το DAPT προκειμένου να δούμε τη δράση του συνδυασμού στα επίπεδα του Notch ICD. Βρέθηκε ότι ο EGF αντέστρεψε την μείωση των Notch ICD επιπέδων που προκαλεί μόνο του το DAPT. Τα αποτελέσματα αναδεικνύουν ότι τα μονοπάτια του EGFR και του Notch, συνηγορούν προς την ίδια κατεύθυνση για τη μείωση του όγκου και αυτό υποδηλώνει έναν ελκυστικό δρόμο συνδυαστικών προσεγγίσεων για τη θεραπεία του ΜΜΚΠ, που μπορεί να ενισχύσει τη δράση των ανασταλτικών παραγόντων του EGFR σε όγκους. Συμπερασματικά, θα μπορούσαμε να υποθέσουμε ότι στο ΜΜΚΠ: α) τα δύο μονοπάτια EGFR και Notch συνεπικουρούν για την ανάπτυξη του όγκου, β) η αναστολή του Notch είναι πιο αποτελεσματική σε κύτταρα με ενδιάμεσα επίπεδα ενεργού Notch 1, προκαλώντας τόσο απόπτωση όσο και αυτοφαγία, και γ) η μετάλλαξη του EGFR προσφέρει αντίσταση στη δράση αναστολέα της γ-σεκρετάσης. / It is widely accepted and well established that the epidermal growth factor receptor (EGFR) controls important processes of tumor cells, such as proliferation and apoptosis, but also processes involving more than one type of cells such as invasion and angiogenesis. It has been found that the EGFR has an important role in the development of several types of cancer including non-small cell lung cancer (NSCLC). Very recent data indicate that another molecule, which is involved in the development of lung cancer, is Notch. Its role is complicated and is under investigation. It is suspected that Notch has a growth promoting function in NSCLC, whereas exerts an inhibitory effect in small cell lung cancer (SCLC). Furthermore it has been found that the signaling pathway of Notch can affect/ can be affected by other molecules. This thesis investigated the role of EGFR and Notch in cell growth of NSCLC cells using the ligand of EGFR, EGF and gamma-secretase inhibitor, DAPT. To conduct the experiments the human NSCLC cell lines H23, A549, H661 and HCC827 were used. The cell lines H23, A549 and H661 express the wild type (wt) EGFR and the cell line HCC827 expresses EGFR bearing the mutation (mt) DE746-A750. Initially, we studied the profile of NSCLC cells regarding the protein levels of Notch intracellular domain (Notch ICD) using western blot analysis. It was found that H23 cells express the higher levels Notch ICD, H661 and HCC827 cells express intermediate levels and A549 cells express the lowest levels of Notch ICD. The next step was the evaluation of DAPT effect in cell proliferation using the MTT assay. We found that DAPT caused the greatest inhibition to H661 and A549 cells. DAPT was less effective to H23 cells while had no effect to HCC827 cells. The inhibitory effect of DAPT in H661 cells was in line with the induction of apoptosis and autophagy, as was detected using annexin V assay and western blot analysis for beclin-1, respectively. Furthermore, cells were stimulated with EGF and subsequently DAPT was added. We found that the stimulatory effect of EGF was not reversed by DAPT in H23 cells. However a partial reverse of EGF stimulation was observed in H661 cells. The next step was to study the effect of DAPT and EGF at Notch ICD protein levels, in H23 and H661 cells. We found that DAPT reduced the protein levels of Notch ICD in H23 cells, with a time-dependent manner, up to 6 hours after DAPT addition and this effect reversed 24 hour later. The addition of EGF did not affect the levels of Notch ICD at any time point tested. In H661 cells, DAPT caused a time-dependent reduction of Notch ICD protein levels up to 24 hours after DAPT addition to cells. EGF as previously, did not affect the levels of Notch ICD in these cells. Since DAPT was more effective to H661 cells, these cells stimulated with EGF and then DAPT was added in order to study the effect of the combination at the levels of Notch ICD. We found that EGF reversed the decrease of Notch ICD protein levels caused by DAPT alone. These results indicate that the pathways of EGFR and Notch might act with a synergistic fashion and this could be an attractive approach for the treatment of NSCLC. Summarizing our results, we might assume that in NSCLC: a) both pathways of EGFR and Notch exert a significant role in tumor growth, b) the inhibition of Notch is more effective in cells with intermediate levels of activated Notch 1, causing both apoptosis and autophagy, and c) the EGFR mutation confers resistance to the effect of γ- secretase inhibitor.

Η σεργλυκίνη (SG) είναι η κύρια πρωτεογλυκάνη που εκφράζεται από τα αιμοποιητικά κύτταρα και συμμετέχει στη ρύθμιση διαφόρων παραγόντων που εμπλέκονται στις αντιδράσεις φλεγμονής. Επιπλέον, φαίνεται ότι διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη βιολογία του πολλαπλού μυελώματος αφού αναστέλλει τη δραστικότητα της κλασικής οδού και της λεκτινικής οδού του συμπληρώματος και προάγει την προσκόλληση των μυελωματικών κυττάρων στο κολλαγόνο τύπου Ι. Παράλληλα, η αυξημένη έκφρασή της σχετίζεται με τον επιθετικό φαινότυπο των κυττάρων καρκίνου του ρινοφάρυγγα. Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε η έκφραση της SG σε κακοήθειες. Τα αποτελέσματά μας αναδεικνύουν την έντονη παρουσία της σε συμπαγείς όγκους λόγω της αυξημένης έκφρασή της είτε από τα καρκινικά κύτταρα είτε από τα κύτταρα φλεγμονής και τα κύτταρα του στρώματος τα οποία επιστρατεύονται κατά την ανάπτυξη του όγκου. Επιπλέον, η αυξημένη έκφρασή της και η έκκρισή της σχετίσθηκαν με το μεταστατικό δυναμικό των κυτταρικών σειρών διαφόρων τύπων καρκίνου. Παράλληλα, ταυτοποιήθηκε η έκφραση του μεταγράφου της SG που προκύπτει από εναλλακτικό μάτισμα με απαλοιφή του εξωνίου 2. Επιπροσθέτως, μελετήθηκε ο βιολογικός ρόλος της SG σε επιθετικά καρκινικά κύτταρα μαστού. Βρέθηκε ότι η SG αλληλεπιδρά με πρωτεΐνες που διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε κυτταρικές λειτουργίες όπως η αναδιοργάνωση του κυτταροσκελετού, η μεταφορά και ανακύκλωση μορίων από και προς την κυτταρική επιφάνεια και η γονιδιακή ρύθμιση. Η ίδια πρωτεογλυκάνη εκκρίνεται ιδιοσυστατικά από αυτά τα κύτταρα. Τόσο η γλυκοζαμινογλυκανική της σύσταση όσο και η ανασταλτική της δράση έναντι της ενεργοποίησης του συστήματος του συμπληρώματος είναι παρόμοιες με τη SG που εκκρίνεται από τα μυελωματικά κύτταρα. Η συμβολή της SG στον επιθετικό φαινότυπο των καρκινικών κυττάρων επιβεβαιώθηκε με την υπερέκφρασή της σε χαμηλής επιθετικότητας κύτταρα καρκίνου του μαστού. Λειτουργίες όπως ο κυτταρικός πολλαπλασιασμός, η μετανάστευση και η διήθηση των καρκινικών κυττάρων σχετίσθηκαν θετικά με την αυξημένη έκφραση και έκκριση της SG από αυτά τα κύτταρα. Οι επαγωγικές της ιδιότητες καταργήθηκαν με την απαλοιφή των θέσεων πρόσδεσης των γλυκοζαμινογλυκανών από τον πρωτεϊνικό της κορμό. Επιπλέον, διερευνήθηκε το πρωτεολυτικό δυναμικό αυτών των κυττάρων με τη μελέτη της έκφρασης πρωτεολυτικών ενζύμων του εξωκυττάριου χώρου, όπως οι tPA, uPA, MMP-1, MMP-2, MMP-3, MMP-9, MT1-MMP και του αναστολέα των μεταλλοπρωτεϊνασών TIMP-1. Παρουσιάσθηκε ότι η υπερέκφραση του πλήρους μορίου της SG αλλά και της μη γλυκοζυλιωμένης της μορφής οδηγούν στη διαφοροποίηση της έκφρασης και της ενεργότητας των μορίων αυτών με τρόπο που ποικίλει ανάλογα με την κυτταρική πυκνότητα. Παρόλα αυτά, τα δεδομένα που προέκυψαν από τη μελέτη της έκφρασης του uPA και της MT1-MMP συσχέτισαν την αυξημένη τους ενεργότητα με την υπερέκφραση της γλυκοζυλιωμένης μορφής της SG και ανέδειξαν την πιθανή συμβολή τους στην επιθετικότητα των καρκινικών κυττάρων μαστού. Συμπερασματικά, η παρουσία της SG είναι έντονη σε πληθώρα συμπαγών όγκων και καρκινικών κυτταρικών σειρών και φαίνεται να σχετίζεται με το μεταστατικό δυναμικό των κυττάρων. Η συμβολή της στον επιθετικό φαινότυπο των καρκινικών κυττάρων περιλαμβάνει τόσο ενδοκυττάριες όσο και εξωκυττάριες δράσεις που μεσολαβούνται από τη γλυκοζυλιωμένη της μορφή. / Serglycin (SG) is the major proteoglycan of hematopoietic origin cells and contributes to the regulation of several inflammatory proteins. Moreover, SG has a significant role in the biology of Multiple Myeloma; It inhibits the activation of the classical and the lectin pathway of complement system. Enhanced SG expression is correlated with the aggressive phenotype of nasopharyngeal cancer cells. In the present study, the expression of SG in several malignancies was investigated. The strong presence of SG in solid tumors due to its elevated expression either by cancer cells or by inflammatory and stomal cells was revealed. Furthermore, SG elevated expression and secretion was correlated with the high metastatic potential of several cancer cell lines. The expression of the alternatively spliced SG mRNA (variant 2) was identified. This variant lacks exon 2. The role of SG in the biology of aggressive breast cancer cells was studied. SG interacts with significant mediators of actin cytoskeleton reorganization, protein transport and regulation of gene expression. This proteoglycan is constitutively secreted by aggressive breast cancer cells and shares the same glycosaminoglycan (GAG) moieties and inhibitory effects torward complement system activation as the secreted SG by myeloma cells. SG contribution in the aggressive phenotype of cancer cells was studied via the overexpression of the moleclule in the low aggressive breast cancer cells. Cellular functions such as proliferation, migration and invasion of cancer cells were positively correlated with the elevated expression and secretion of SG. These properties were abolished by the deletion of GAG binding sites from SG core protein. Moreover, the proteolytic potential of the overexpressing cells was examined via the expression of ECM degrading molecules, such as tPA, uPA, MMP-1, MMP-2, MMP-3, MMP-9, MT1-MMP, and TIMP-1 MMP inhibitor. Altered expression and activity rates of these enzymes correlated with the overexpression of either the full length or the truncated form of SG in a manner which depends on the cellular density. Interestingly, enhanced MT1-MMP activity followed only the overexpression of the full length molecule indicating the contribution of this MMP in breast cancer cell aggressiveness. The data above revealed the intense presence of SG in several solid tumors and cancer cell lines and the correlation of SG expression with the metastatic potential of cancer cells. Its contribution to cancer cells aggressive phenotype includes both intracellular and extracellular functions which are mediated by the glycanated form of SG.

Ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας ήταν η βελτιστοποίηση του πλάνου θεραπείας στο μαστό για τα 2 εφαπτόμενα συνεπίπεδα πεδία ενέργειας 6 MV. Η ανάγκη αυτή πρόκυψε από το γεγονός της εμφάνισης ελλείμματος στην κατανομή της δόσης καθώς όπως φαίνεται και στις παρακάτω εικόνες (στην αξονική και στην οβελιαία τομή) είχαμε ικανοποιητική κάλυψη του CTV στην περιφέρεια του μαστού αλλά στο κέντρο του CTV και σε μεγαλύτερα βάθη όχι. Για την πραγματοποίηση του παραπάνω σκοπού εφαρμόστηκαν 4 τεχνικές ακτινοβόλησης: 1. Δύο εφαπτόμενα συνεπίπεδα πεδία ενέργειας 6 MV, 2. Δύο εφαπτόμενα συνεπίπεδα πεδία ενέργειας 15 MV, 3. Δύο εφαπτόμενα συνεπίπεδα πεδία ενέργειας 6 MV + 1 Field In a Filed (FiF) πεδίο ενέργειας 15 MV και 4. . Δύο εφαπτόμενα συνεπίπεδα πεδία ενέργειας 6 MV + 2 Field In a Filed (FiF) πεδία ενέργειας 15 MV. Η παραπάνω μεθοδολογία εφαρμόστηκε σε πλήθος Ν=100 ασθενών, κατά 95% μεγέθους όγκου Τ1 (έως 2cm) και Τ2 (2-5 cm) και με αριθμό διηθημένων λεμφαδένων Ν<3. Ο υλικοτεχνικός εξοπλισμός που χρησιμοποιήθηκε για την υλοποίηση της εργασίας ήταν: 1. Αξονικός τομογράφος- Simulator Somatom Duo Siemens, 2. Σύστημα διαχείρισης (RVS) ακτινοθεραπευτικού τμήματος ARIA της VARIAN, 3. Σύστημα σχεδιασμού θεραπείας (TPS) Eclipse της VARIAN, 4. Σύστημα κλασσικού εξομοιωτή Aquity της VARIAN και 5. Γραμμικός Επιταχυντής ELEKTA SL 15. Για την στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων για πλήθος Ν=100 ασθενών χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα IBM SPSS (Statistical Package for Social Sciences) έκδοση 20. Η στατιστική επεξεργασία έδειξε ότι μέσος όρος της μέσης δόσης για τις διάφορες τεχνικές ήταν 96.5%, 98.9%, 100.7%, 101.9% για τα 6MV, 15MV, 6MV + 1FIF 15MV και 6MV + 2FIF 15MV, αντίστοιχα. Τα 95% διαστήματα εμπιστοσύνης (Confidence Intervals) ήταν (96.2-96.8), (98.6-99.1), (100.4-100.9), (101.7-102.1) αντίστοιχα. Η ανάλυση έδειξε πως όλες οι ομάδες διέφεραν μεταξύ τους σε επίπεδο στατιστικής σημαντικότητας p < 0.001. Τα αποτελέσματα της εργασίας ήταν ότι η μέση δόση αυξάνεται από μέθοδο σε μέθοδο όπως έδειξε και η στατιστική ανάλυση, ο δείκτης ομοιογένειας μειώνεται αντίστοιχα από μέθοδο σε μέθοδο και αυτό αποτελεί δείγμα βελτίωσης της κατανομής της δόσης. Ακόμα ότι από ένα συγκεκριμένο όγκο του CTV και πάνω η καλύτερη μέθοδος αποδείχτηκε ότι είναι η 6MV + 2FIF 15MV, ενώ από ένα συγκεκριμένο όγκο του CTV και κάτω οι μέθοδοι έχουν περίπου την ίδια αποτελεσματικότητα. Τέλος όσον αφορά τα φυσιολογικά όργανα (organs at risk), τον αντίστοιχο πνεύμονα και την καρδιά, μετρήθηκε το V20 (ο όγκος του οργάνου που λαμβάνει από 2000 cGy και πάνω) και αποδείχτηκε ότι είναι ανεξάρτητο από την τεχνική ακτινοβόλησης. / The purpose of this thesis is to optimize the breast cancer treatment planning for the coplanar tangential fields of 6MV energy. The need for this arose as the dose distribution appears deficient both at the center and deeper in the CTV, as shown in the CT and sagittal images below, whereas the dose is satisfactory distributed at the perimeter of the breast. In order to accomplish that, there were applied 4 radiation techniques: 1. Two coplanar tangential fields of 6MV energy, 2. Two coplanar tangential fields of 15MV energy, 3. Two coplanar tangential fields of 6MV energy with Field in a Field (FiF) of 15MV energy and 4. Two coplanar tangential fields of 6MV energy with two Fields in a Field (FiF’s) of 15MV energy. The method above was applied on 100 patients. 95% of them had T1 tumor (T<2cm), T2 tumor (T=2-5cm) and a number of infiltrated lymph N<3. The equipment that has been used for the materialization of the procedure was: 1. A Computed Tomographer Somatom Duo Siemens, 2. An RVS system of VARIAN, 3. A TPS Eclipse system of VARIAN, 4. A Simulator Aquity of VARIAN and 5. A linear accelerator ELEKTA SL 15. Using the program IBM SPSS 20 (Statistical Package for Social Sciences), for a hundred patients, the statistical analysis showed that the average of the mean dose was 96.5% for the 6MV, 98.9% for the 15MV, 100.7% for the 6MV + 1 FIF of 15MV and 101.9% for the 6MV + 2 FIF of 15MV respectively (95% CI, p<0.001). There was an interaction between CTV size and mean dose, notably for large breasted patients (CTV>750cc). In this particular clinical scenario two 6MV tangential fields with 2 FIFs consistently outperformed the others. Minimum dose was also statistically different among all groups (p<0.05) except for the two FIF-less tangential fields with 6 and 15 MV. Interestingly, minimum dose (%) lacked a dependence on volume size. The result of this procedure was that the mean dose increases from method to method as it was obvious from the statistical analysis. The homogeneity index decreases respectively from method to method which indicates improvement of the dose distribution. It was also proved that, for certain large volumes of CTV the best method was the 6MV with two FIF’s of 15MV energy, whereas for smaller volumes of CTV the other three methods were of the same effectiveness. In conclusion, as far as the organs at risk concern, it has been found that the V20, of the heart and the right or left lung each time, is irrelevant of the technique that has been used each time.

This Master Thesis presents a novel classification approach for microcalcifications (MCs) extracted from core biopsy tissue samples digitized using micro-CT, a high-resolution 3D imaging modality. MCs are tiny spots of calcium that may occur in the female breast. Although they are common in healthy woman, they are often an early sign of breast cancer. The shape of the MCs is an important factor used to discriminate between benign and malignant abnormalities. However, the current standard imaging modalities (i.e. mammography) are not efficient for a clear shape based analysis. In case of suspiciousness, a biopsy is conducted and the extracted tissue is anatomopathologically investigated for the presence of cancer cells. Nevertheless, only 20-35% of biopsies turn out to be positive. As such, the question whether some unnecessary biopsies can be avoided if the shape of the MCs could be analysed in more detail has been raised. In addition, the MCs themselves are not analysed, but they are characterised as benign (or malignant) according to whether they were found into a benign (or malignant) tissue. As a result, there is a ground truth for the tissue samples but not for the individual MCs. So, when a classifier of a Computer Aided Diagnosis System will be asked to classify a MC according to its shape, there will be a degree of ambiguity and uncertainty. This master thesis investigates whether the use of a clustering method as a preprocessing step before training the classifier could avoid the ground truth issues and could improve the obtained classification results. / Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία παρουσιάζει μια νέα μέθοδο για την ταξινόμηση μικροαποτιτανώσεων μαστού που έχουν εξαχθεί από βιοψίες και έχουν ψηφιοποιηθεί με χρήση micro-CT, μια υψηλής ανάλυσης, τρισδιάστατη τεχνική απεικόνισης. Οι μικροαποτιτανώσεις (ή αλλιώς μικροασβεστώσεις) αποτελούν μικρά αποθέματα ασβεστίου στον μαστικό αδένα. Παρόλο που μπορεί να εμφανιστούν και σε υγιείς γυναίκες, μπορούν να αποτελέσουν ένα πρώιμο σημάδι καρκίνου του στήθους. Το σχήμα είναι ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες ο οποίος βοηθάει στη διάκριση ανάμεσα σε καλοήθεις και κακοήθεις μικροασβεστώσεις, ωστόσο δεν μπορεί να απεικονιστεί επαρκώς μέσω των στανταρ απεικονιστικών τεχνικών (μαστογραφία). Σε περίπτωση υποψίας κακοήθειας, διεξάγεται βιοψία με σκοπό την απομάκρυνση ιστού από την ύποπτη περιοχή και την ανατομοπαθολογική του εξέταση για την παρουσία καρκινικών κυττάρων. Ωστόσο, μονο το 20%-35% των βιοψιών αποδεικνύονται κακοήθεις. Ως εκ τούτου, έχει τεθεί το ερώτημα κατά πόσο μπορούν να αποφευχθούν οι μη απαραίτητες βιοψίες εάν το σχήμα των μικροασβεστώσεων μπορούσε να μελετηθεί πιο λεπτομερώς. Επιπροσθέτως, οι μικροασβεστώσεις αυτές καθ’ εαυτές δεν αναλύονται αλλά χαρακτηρίζονται ως καλοήθεις (ή κακοήθεις) με βάση το αν βρέθηκαν μεσα σε καλοήθες (ή κακοήθες) ιστό. Ως αποτέλεσμα, υπάρχει βάση αναφοράς για τα δείγματα ιστού αλλά όχι για τις μικροασβεστώσεις. Έτσι, όταν ζητηθεί από έναν ταξινομητή ενός συστήματος υποβοηθούμενης διάγνωσης με υπολογιστή να ταξινομήσει μικροασβεστώσεις με βάση το σχήμα τους υπάρχει ένα μεγάλο ποσοστό ασάφειας και αβεβαιότητας. Αυτή η μεταπτυχιακή εργασία έχει σκοπό να ερευνήσει εάν η εισαγωγή ενός βήματος συσταδοποίησης πριν αυτού της ταξινόμησης μπορεί να αποφύγει το πρόβλημα έλλειψης βάσης αναφοράς και να βελτιώσει τα αποτελέσματα της ταξινόμησης.

Η διαχείριση της πληροφορίας που προέρχεται από εικόνες ιστοπαθολογίας μικροσκοπίου (βιοψίες) αποτελεί διεργασία υψηλής πολυπλοκότητας που αξιοποιείται για την εξαγωγή διαγνωστικών και προγνωστικών συμπερασμάτων από τον ιστοπαθολόγο. Η πολυπλοκότητα αυτή πηγάζει από τον τεράστιο όγκο βιολογικών οντοτήτων που περιέχονται στο δείγμα βιοψίας αλλά και στις μεταξύ τους πολυσύνθετες αλληλεπιδράσεις. Οι πιο σύγχρονες μέθοδοι τεχνητής νοημοσύνης προτείνουν εναλλακτικές προσεγγίσεις για την επίλυση των προβλημάτων υψηλής πολυπλοκότητας αυτού του τύπου. Ανάμεσα όμως στην είσοδο (δεδομένα) και έξοδο (αποτέλεσμα) των ‘έξυπνων’ υπολογιστικών συστημάτων, κρύβεται η μεθοδολογία και στρατηγική επεξεργασίας και ανάλυσης της διαθέσιμης πληροφορίας. Κατά το στάδιο αυτό οι παράμετροι ελέγχου διαχωρίζονται και συσχετίζονται μεταξύ τους ΄τυφλά’ (π.χ. με νευρωνικά δίκτυα, ασαφή λογική) σύμφωνα με συγκεκριμένα μαθηματικά κριτήρια (π.χ. πιθανοκρατικά, ελάχιστων τετραγώνων κ.α.) χωρίς όμως να λαμβάνουν υπόψη την ‘ευρετική’ (heuristic) του ειδικού με αποτέλεσμα να παρουσιάζουν πεπερασμένη ακρίβεια, μεγάλο χρόνο υλοποίησης, αδυναμία γενίκευσης. Έτσι, η απόδοση των συστημάτων αυτών εξαρτάται από το μέγεθος και ποιότητα (θορυβώδη, ελλιπή δεδομένα κ.α.) των δεδομένων, το πλήθος των συνδυασμών των ποσοτικών χαρακτηριστικών που περιγράφουν τα δεδομένα, τον καθορισμό των πλούσιων σε πληροφορία χαρακτηριστικών, την σημαντικότητα των επιμέρους χαρακτηριστικών και των μαθηματικών κριτηρίων ταξινόμησης. Για παράδειγμα πολλά χαρακτηριστικά περιγράφουν καλύτερα την υπό μελέτη διεργασία αλλά η εξαγωγή των πλούσιων σε προγνωστική πληροφορία χαρακτηριστικών απαιτεί πολλούς συνδυασμούς και μεγάλη υπολογιστική ισχύ. Επίσης πολλά χαρακτηριστικά σημαίνει εξειδίκευση του συστήματος στα δεδομένα εκπαίδευσης και αδυναμία εφαρμογής σε άγνωστα δεδομένα. Η παρούσα διατριβή διαπραγματεύεται τον σχεδιασμό, ανάπτυξη και υλοποίηση νέων μεθόδων επεξεργασίας και ανάλυσης ιατρικών εικόνων, επικεντρώνοντας ειδικότερα στην εφαρμογή των μεθόδων αυτών σε υπολογιστικό σύστημα μικροσκοπίας για την διάγνωση όγκων εγκεφάλου τύπου αστροκυττώματος. / Even though histological diagnosis is fundamentally important for patient's management, the potential of diagnostic errors in astrocytomas grading still remains substantially high, ranging from 25% to 40% in routine conditions. Diagnostic errors originate mainly from the lack of experience of experts; rare cancers low prevalence and their biological complexity hinder the establishment of concrete criteria able to predict tumours' behaviour, and, thus, to administrate proper treatments. The latter might explain the fact that a/ although promising treatments have been proposed, death rates have not been yet reduced and b/ the cost of rare cancers management still remains one of the highest healthcare economic burdens in Europe and worldwide. The aim of this thesis was to design, develop and implement new computerized methods to improve manual and computer-assisted malignancy grading of astrocytomas. Scientific objectives comprised: a/ develop a reliable and accurate segmentation algorithm for nuclei detection in routinely stained with H&E histopathological images of astrocytomas, b/ investigate and quantify modifications in nuclei morphology and texture with respect to the degree of tumour abnormality of astrocytic tumours, c/ evaluate whether quantitative analysis of cell nuclei by computer-assisted image analysis could assist the routinely performed malignancy grading of astrocytomas using conventional means, d/ investigate potential modifications in chromatin distribution, which might be used to improve the diagnostic evaluation of cases that histopathologists have difficulty in reaching definite diagnosis (i.e. 'intermediate' grade tumours), e/ support more reliable separation of high grade tumours into clinically meaningful subgroups of patients with grade III and grade IV tumours. For realizing the above objectives, a computer-assisted microscopy system was designed, built and implemented. The system was developed using novel methodologies that integrated state-of-art pattern recognition algorithms for microscopy image segmentation and classification. In addition, new classification techniques have been introduced. The usefulness of the proposed methods has been validated experimentally.

Use of multi-detector CT in lung cancer screening has the potential to detect smaller lung nodules with improved sensitivity. In this study the development of a Computer Aided Detection (CAD) system for lung nodules is reported. A combination of two segmentation approaches is used, to segment lung regions. Following segmentation, a selective enhancement filter is applied for ''initial'' identification of nodule seed points in lung regions. Candidate lung nodule regions were delineated with the use of a region growing algorithm, with thresholds provided by minimum error thresholding. False positive regions were subsequently removed using two Support Vector Machines (SVM) classifiers in cascade, utilizing a set of 6 morphological features extracted from corresponding nodule candidate regions of the enhanced and the original images. The proposed automated scheme was tested on a reference dataset of 21 cases provided by the Lung Imaging Database Consortium. System performance on a case and slice basis provided sensitivities of 91% and 81% respectively, both with an average of 5 FPs per slice. Further analysis of the slice dataset with respect to size, contrast and location of nodules provided sensitivities of 81%, 83% and 85% for nodules of small size, low contrast and near pleura. This CAD scheme may be a useful tool in assisting radiologists in lung nodule detection. / Χρήση υπολογιστικής αξονικής τομογραφίας με πολλαπλών ανιχνευτών στον πληθυσμιακό έλεγχο καρκίνου το πνεύμονα αναμένεται να συμβάλει θετικά λόγω της ικανότητας της να ανιχνεύει οζίδια του πνεύμονα μικρού μεγέθους με αυξημένη ευαισθησία. Σε αυτή την μελέτη περιγράφεται η ανάπτυξη συστήματος αυτόματης ανίχνευσης οζιδίων του πνεύμονα, με στόχο την αύξηση της ευαισθησίας σε πολυτομική αξονική τομογραφία. Το σύστημα ανίχνευσης οζιδίων αποτελείται από τρία στάδια, το στάδιο της τμηματοποίησης των πνευμονικών πεδίων, την αναγνώριση των αρχικών υποψηφίων περιοχών και τέλος την μείωση των ψευδώς θετικών ενδείξεων. Η τμηματοποίηση των πνευμονικών πεδίων πραγματοποιήθηκε με τον συνδυασμό δύο αυτόματων τεχνικών τμηματοποίησης. Στην συνέχεια ένα επιλεκτικό ενισχυτικό φίλτρο εφαρμόζεται στην περιοχή των πνευμονικών πεδίων, για την ανίχνευση τον αρχικών υποψηφίων οζιδίων και τον συντεταγμένων τους. Τα όρια των υποψήφιων οζιδίων καθορίστηκαν με την βοήθεια ενός αλγορίθμου οριοθέτησης περιοχής με τις σταθερές κατωφλιού να υπολογίζονται αυτόματα βάση τις τεχνικής που προτάθηκε από τον Kittler et al. Η μείωση των ψευδώς θετικών ενδείξεων πραγματοποιήθηκε με την εφαρμογή δύο ταξινομητών Support Vector Machines (SVM) σε σειρά, οι οποίοι χρησιμοποίησαν 6 μορφολογικά χαρακτηριστικά τα οποία υπολογίστηκαν από τις περιοχές των υποψηφίων οζιδίων στην ενισχυμένη αλλά και στην αρχική εικόνα. Το σύστημα το οποίο παρουσιάζεται σε αυτή την εργασία εφαρμόστηκε και δοκιμάστηκε σε βάση δεδομένων αναφοράς η οποία περιλαμβάνει 21 εξετάσεις, την οποία τις παρέχει το Lung Imaging Database Consortium ((LIDC). Η απόδοση του συστήματος σε επίπεδο εξέτασης και επίπεδο τομής ήταν αντίστοιχα 91% και 81% με 5 ψευδώς θετικές ενδείξεις αντίστοιχα. Περαιτέρω ανάλυση βάση του μεγέθους, αντίθεσης και θέσης των οζιδίων απέδωσε ευαισθησίες 81%, 83% και 85% για οζίδια μικρού μεγέθους, χαμηλής αντίθεσης και οζίδια που βρίσκονται στον υπεζοκότα. Το προτεινόμενο σύστημα μπορεί να αποδειχθεί χρήσιμο εργαλείο υποβοήθησης ανάγνωσης οζιδίων σε πολυτομική αξονική τομογραφία για τους ακτινολόγους.

Οι μέχρι τώρα ενδείξεις από τη βιβλιογραφία εισηγούνται ένα πιθανό προστατευτικό ρόλο των οιστρογόνων στην καρκινογένεση στο παχύ έντερο. Η έκφραση των οιστρογονικών υποδοχέων στο φυσιολογικό βλεννογόνο του παχέος εντέρου, στα αδενώματα και τα καρκινώματα και οι αλληλεπιδράσεις τους με διάφορους συμπαράγοντες θα πρέπει να μελετηθούν υπό το πρίσμα των πολύπλοκων μοριακών δικτύων μεταξύ επιθηλιακών κυττάρων και μυοϊνοβλαστών του στρώματος, αλλά και της θεωρίας των βλαστικών κυττάρων που φαίνεται να ενέχονται στην καρκινογένεση. Η έκφραση των ERα, ERβ1, ΑΙΒ-1, TIF-2, PELP1, NCoR και ALDH1 μελετήθηκε ανοσοϊστοχημικά σε 107 καρκινώματα παχέος εντέρου, σε 77 δείγματα φυσιολογικού βλεννογόνου και σε 29 αδενώματα του ίδιου οργάνου. Εκτιμήθηκαν τόσο τα επιθηλιακά κύτταρα όσο και οι μυοϊνοβλάστες. Για την ακριβέστερη εκτίμηση των μυοϊνοβλαστών, συνεχόμενες ιστολογικές τομές υποβλήθηκαν σε ανοσοϊστοχημικό έλεγχο με χρήση των anti-αSMA και CD34 αντισωμάτων. Τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι η έκφραση των ERβ1, ΑΙΒ-1, ΤΙF-2 και PELP1 ήταν πιο συχνή σε μυοϊνοβλάστες του στρώματος των καρκινωμάτων σε σχέση με τα αδενώματα και το φυσιολογικό βλεννογόνο. Επίσης, στους μυοϊνοβλάστες των καρκινωμάτων, ο NCoR εντοπιζόταν αποκλειστικά στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων. Αντίθετα, δεν υπήρχε διαφορά στο ποσοστό έκφρασης των δεικτών αυτών στα επιθηλιακά κύτταρα μεταξύ του φυσιολογικού βλεννογόνου, των αδενωμάτων και των καρκινωμάτων. Ωστόσο, η κυτταροπλασματική εντόπιση του ERβ1 ήταν συχνότερη στα επιθηλιακά κύτταρα των καρκινωμάτων σε σχέση με το φυσιολογικό βλεννογόνο και τα αδενώματα. Επίσης, ο NCoR εκφραζόταν πιο συχνά στο κυτταρόπλασμα και σπανιότερα στον πυρήνα των κακοήθων επιθηλιακών κυττάρων σε σχέση με τα φυσιολογικά επιθηλιακά κύτταρα. Η κυτταροπλασματική έκφραση του NCoR στα επιθηλιακά κύτταρα σχετιζόταν με μεγαλύτερη ελεύθερη νόσου και συνολική επιβίωση και αποτελούσε ανεξάρτητο προγνωστικό δείκτη της ελεύθερης νόσου επιβίωσης. Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ένα πιθανό ρόλο της ενεργοποίησης του μονοπατιού των οιστρογονικών υποδοχέων στους μυοϊνοβλάστες του στρώματος, στην ανάπτυξη των καρκινωμάτων του παχέος εντέρου. Επίσης, η κυτταροπλασματική μετατόπιση, από τον πυρήνα, του NCoR στα επιθηλιακά κύτταρα, πιθανότατα επηρεάζει διάφορα μοριακά δίκτυα στον πυρήνα των κυττάρων, επιφέροντας ταυτόχρονα ογκοπροαγωγές δράσεις στα επιθηλιακά κύτταρα του βλεννογόνου και ογκοκατασταλτικές επιδράσεις στα αναπτυσσόμενα νεοπλάσματα. Δεδομένου ότι, η πυρηνική έκφραση του NCoR έχει προταθεί ως δείκτης των stem κυττάρων, τα ελάχιστα κύτταρα, στα οποία παρατηρήθηκε πυρηνική έκφραση στον καρκίνο παχέος εντέρου, πιθανότατα, αντιστοιχούν σε καρκινικά stem κύτταρα. Η ALDH1 αποτελεί, επίσης, δείκτη φυσιολογικών και καρκινικών stem κυττάρων σε διάφορα όργανα. Στη μελέτη μας η ALDH1 εκφράστηκε έντονα σε κύτταρα του φυσιολογικού βλεννογόνου, τα οποία βρίσκονταν στη βάση των κρυπτών και πιθανότατα αντιπροσωπεύουν τα stem/προγονικά κύτταρα του εντερικού επιθηλίου. Κατά αντιστοιχία, η έκφραση της ALDH1 στα καρκινικά κύτταρα σχετιζόταν με παρουσία μεταστάσεων και χειρότερη ελεύθερη νόσου επιβίωση. Το εύρημα αυτό, πιθανόν, να αποτελεί ένα δείκτη των καρκινικών stem/προγονικών κυττάρων. Αντίθετα, η έκφραση ALDH1 στους μυοϊνοβλάστες των καρκινωμάτων σχετιζόταν με ευνοϊκούς προγνωστικούς παράγοντες και μεγαλύτερο ελεύθερο νόσου διάστημα. Επίσης, περιστατικά με χαμηλή έκφραση ALDH1 στους μυοϊνοβλάστες και υψηλή έκφραση στα επιθηλιακά κύτταρα σχετιζόταν με μικρότερο διάστημα ελεύθερη νόσου επιβίωσης, αλλά και συνολικής επιβίωσης. Τα ευρήματα αυτά υποδεικνύουν το σημαντικό ρόλο των πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων επιθηλίου-στρώματος κατά την καρκινογένεση στο παχύ έντερο και επισημαίνουν τα πολύπλοκα μοριακά δίκτυα που ρυθμίζουν τη λειτουργία των κυττάρων. Η συστημική προσέγγιση των επιθηλιακών κυττάρων και της παθολογίας τους προϋποθέτει τη μελέτη των μορίων τους μέσα σε πολύπλοκα δίκτυα που επηρεάζουν τη δράση τους με μη γραμμικό τρόπο και περιλαμβάνει αμφίδρομες αλληλεπιδράσεις από τα περιβάλλοντα κύτταρα. / Background. The stochastic model of carcinogenesis is recently challenged by the stem cell model. The later suggests that cancer develops from uncontrolled proliferation and aberrant differentiation of adult stem cells or progenitor cells that acquire stem cell-like properties. Microenvironment regulates function and differentiation of normal epithelial cells creating a protective niche for stem cells. Additionally, microenvironment plays a critical role in induction and progression of carcinomas. Both mutations in adult stem cells and changes in signals emanating from the stem cell niche contribute to the initiation of carcinomas. Recent findings suggest a protective role of estrogens in colorectal carcinogenesis. However, estrogens exert various actions on cells depending on the molecular microenvironment and their cross-talk with intracellular cascades and coregulators of transcription. Additionally, estrogens modulate the function of stromal cells and might influence carcinogenesis by indirect actions. Elucidation of the molecular networks implicated in estrogen signaling is very important in view of the potential use of selective estrogen receptor modulators in chemoprevention and targeted anticancer therapy. Materials and methods. An immunohistochemical study was designed to analyze the estrogen receptors α and β and the various co-regulators of transcription expression of along with that of a proposed functional stem cell marker, ALDH1, in normal colonic mucosa, adenomas and colorectal carcinomas. One hundred seven cases of colorectal carcinoma were retrieved from the Pathology files of the University Hospital of Patras, Greece. None of the patients had received preoperative chemotherapy or radiotherapy. All female patients were at the postmenopausal age. Follow-up was available for all patients. Paired normal mucosa and adenoma specimens were evaluated in 77 and 29 cases, respectively, in an effort to examine the whole spectrum of the multistage progression of colorectal carcinogenesis. Primary antibodies against ERα, ERβ1, AIB-1, TIF-2, PELP1, NCoR and ALDH1 and the Envision polymer-based detection system were employed. Epithelial cells and stromal myofibroblasts were separately assessed. α-SMA and CD34 staining of serial histologic sections was valuable for the recognition of the myofibroblastic nature of the cells. Results. ERα expression was extremely rare and was noted in <1% of the epithelial cells in two cases of colorectal carcinoma. ERβ1, TIF-2, and NCoR were expressed in the nuclei and cytoplasm of epithelial cells and myofibroblasts. AIB-1 and PELP-1 were expressed in the nuclei of epithelial cells and myofibroblasts. PELP-1 displayed a dot-like pattern of staining in the nuclei of cells that is possibly attributed to the presence of focally increased concentration of PELP1 in multiprotein co-regulator complexes within the nuclei of cells. Statistical analysis revealed that nuclear and cytoplasmic expression of ERβ1 and TIF-2 and nuclear expression of AIB-1 and PELP1 in myofibroblasts increased from normal mucosa through adenoma to carcinomas. NCoR was expressed in the cytoplasm of carcinoma-associated fibroblasts but not in myofibroblasts of normal mucosa. Thus, various components of estrogen signaling namely ERβ1 (both genomic and non-genomic actions-associated localization) and co-regulators of transcription, are enhanced in cancer associated myofibroblasts, whereas co-repressor NCoR is expressed in the cytoplasm of the cells implying that ER signaling is enhanced in myofibroblasts of carcinomas. In contrast, nuclear expression of ERβ1, AIB-1, TIF-2, and PELP-1 in epithelial cells was not different among normal mucosa, adenomas and carcinomas. Cytoplasmic expression of ERβ1 was higher in colorectal carcinomas, implying activation of non-genomic actions of ERβ in colorectal carcinogenesis. A translocation of NCoR from the nucleus to the cytoplasm was noted in colorectal carcinomas, since nuclear expression was more common in normal mucosa and cytoplasmic expression was noted in the majority of carcinomas. Cytoplasmic expression of NCoR in epithelial cells was associated with favorable prognosis. These findings might suggest that derepression of NCoR repressed transcription is an important feature of colorectal carcinogenesis and correlates with patients’ prognosis. ALDH1 expression was noted in the nuclei and the cytoplasm of myofibroblasts and epithelial cells. Expression in myofibroblasts was more often noted in carcinomas compared to normal mucosa and was associated with absence of metastasis and favorable prognosis. Epithelial cells of normal mucosa expressed high levels of ALDH1 expression. A distinct pattern of ALDH1 expression along the crypt axis was noted. Nuclear expression was more common and cytoplasmic expression was intensified at the base of the crypts (compartment where epithelial stem cells reside) compared to superficial epithelium. Carcinomas displayed heterogenous expression of ALDH1 in epithelial cells. Increased cytoplasmic expression was associated with the presence of metastasis and poor prognosis. Thus, ALDH1 expression had distinct impacts on metastatic potential of carcinomas and patients’ prognosis, accordingly to the cell where it is expressed. Additionally, patients with increased expression in epithelial cells and decreased expression in myofibroblasts had worse prognosis compared to patients displaying all other combinations of ALDH1 expression in epithelial cells and myofibroblasts. Our findings imply a possible role of ALDH1 as a stem/progenitor cell marker in normal mucosa. The association of ALDH1 expression in malignant cells with metastatic potential and worse prognosis implies that it might represent a marker of carcinomas with increased stem/progenitor cell content. The favorable prognostic role of ALDH1 expression in myofibroblasts might be associated with its role in local retinoic acid production. Retinoic acid has various tumor suppressive roles in colorectal carcinomas and can potentially be used in chemopreventive or chemotherapeutic strategies especially in patients with low local production levels. Thus, a comprehensive analysis of molecular networks both in any single cell and among the different cells of colorectal carcinomas and non neoplastic mucosa are mandatory in order to elucidate the role of estrogen signaling in colorectal carcinogenesis in view of development of targeted clinical applications. Conclusions 1.ERβ is the predominant estrogen receptor in colonic tissue. 2.ERβ1 dependent signaling is enhanced in cancer-associated myofibroblasts. 3.PELP1 is associated with genomic actions in both epithelial cells and myofibroblats. 4.In epithelial cells, loss of NCoR nuclear expression correlates with colorectal carcinogenesis possibly through derepression of transcription mediated by various transcription factors. 5.ALDH1 emerges as a marker of normal and cancer stem cells of colorectal carcinomas.

Ο καρκίνος του παχέος εντέρου αποτελεί ένα από τα συχνότερα κακοήθη νεοπλάσματα παγκοσμίως, προκαλώντας σημαντική νοσηρότητα και θνητότητα. Η συστηματική διερεύνηση της παθογένειας συντελεί σημαντικά στην πρόληψη, έγκαιρη διάγνωση, θεραπεία και πρόγνωση της νόσου. Στην εποχή της μοριακής ιατρικής, η κατανόηση των μοριακών μηχανισμών καρκινογένεσης έχει αναδείξει το ρόλο ενδοκυττάριων σηματοδοτικών μονοπατιών, τα οποία ρυθμίζουν κυτταρικές διαδικασίες, όπως πολλαπλασιασμός, διαφοροποίηση, απόπτωση, αγγειογένεση, διήθηση. Κομβικά συστατικά τέτοιων μοριακών δικτύων αποτελούν οι υποδοχείς αυξητικών παραγόντων, όπως ο Human Εpidermal Receptor-1 (ΗΕR-1/EGFR), ο ρόλος του οποίου έχει τεκμηριωθεί στο αδενοκαρκίνωμα παχέος εντέρου, επιτείνοντας το ενδιαφέρον στη διευκρίνηση του ρόλου γειτονικών υποδοχέων, όπως του Human Εpidermal Receptor-3 (HER-3). O HER-3 συνιστά μεμβρανικό υποδοχέα που συμμετέχει σε μοριακά μονοπάτια ενδοκυτταρικής σηματοδότησης. Επομένως, ποσοτικές μεταβολές στην έκφρασή του αλλά και ποιοτικές αλλαγές στη δομή του, συντελούν δυνητικά στην κυτταρική εξαλλαγή. Τα δεδομένα από τη μελέτη του HER-3 στο αδενοκαρκίνωμα παχέος εντέρου είναι περιορισμένα και ο ρόλος του στην παθογένεια, πρόγνωση και θεραπεία της νόσου παραμένει ασαφής. Αντίστοιχα με τους μεμβρανικούς υποδοχείς, πυρηνικοί υποδοχείς ενέχονται σε διαδικασίες ρύθμισης γονιδιακής έκφρασης. Οι οιστρογονικοί υποδοχείς (ER) α και β διαμεσολαβούν την επίδραση των οιστρογόνων σε κυτταρικό επίπεδο, μεταποιώντας τα επίπεδα των ορμονών σε μεταβολές γονιδιακής έκφρασης. Οι διαφορές στην επίπτωση του καρκίνου του παχέος εντέρου ανάμεσα στα δύο φύλα καθώς και πρόσφατα βιβλιογραφικά δεδομένα έχουν αναδείξει τη σημασία της έκφρασης αυτών των υποδοχέων στην καρκινογένεση του παχέος έντερου. Παράλληλα, η εξειδίκευση της οιστρογονικής δράσης σε επίπεδο ιστού και κυττάρου εξασφαλίζεται μέσω της δράσης συγκεκριμένων συμπαραγόντων (ενεργοποιητών/καταστολέων). Αυτές οι πρωτεΐνες είναι ειδικοί μεταγραφικοί παράγοντες, οι οποίοι συνδεόμενοι με τους οιστρογονικούς αλλά και άλλους υποδοχείς «εξατομικεύουν» την ορμονική επίδραση στο γονιδίωμα. Ο proline-, glutamic acid-, and leucine-rich protein 1 (PELP1), γνωστός και ως modulator of non-genomic activity of ER (MNAR), ο amplified in breast cancer-1 (AIB1) και ο transcriptional intermediary factor-2 (TIF2) είναι σημαντικοί συμπαράγοντες οιστρογονικών υποδοχέων, με συνέπεια η μελέτη τους να αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της διερεύνησης οιστρογονο-εξαρτώμενων μηχανισμών. Η συνεχής αλληλεπίδραση HER- και ER-εξαρτώμενων μονοπατιών έχει περιγραφεί σε ποικίλλους ιστούς. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση του ρόλου της (υπερ)έκφρασης του μεμβρανικού υποδοχέα HER-3, των οιστρογονικών υποδοχέων (ER) και των συμπαραγόντων PELP1/MNAR, AIB-1 και TIF-2 στον καρκίνο του παχέος εντέρου. Υλικά και μέθοδοι Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκαν ιστικά δείγματα, μονιμοποιημένα σε φορμόλη και εκλεισμένα σε παραφίνη από 140 ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα παχέος εντέρου. Η έκφραση των επιπέδων HER-3 mRNA εκτιμήθηκε με τη μέθοδο της ποσοτικής αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (RT-PCR) σε 54 αδενοκαρκινώματα και 29 δείγματα φυσιολογικού βλεννογόνου. Η έκφραση των επιπέδων της φωσφορυλιωμένης (pHER-3) και μη φωσφορυλιωμένης HER-3 πρωτείνης εκτιμήθηκε με τη μέθοδο της ανοσοιστοχημείας σε 110 δείγματα φυσιολογικού βλεννογόνου, 24 αδενώματα και 140 αδενοκαρκινώματα. Η έκφραση των επιπέδων του οιστρογονικού υποδοχέα α και β και του PELP1/ΜΝΑR εκτιμήθηκε με τη μέθοδο της ανοσοιστοχημείας σε 113 αδενοκαρκινώματα, 30 αδενώματα και 88 δείγματα φυσιολογικού βλεννογόνου. Αντίστοιχα η έκφραση των επιπέδων του ΑΙΒ1 και TIF-2 εκτιμήθηκε με τη μέθοδο της ανοσοιστοχημείας σε 110 αδενοκαρκινώματα, 30 αδενώματα και 83 δείγματα φυσιολογικού βλεννογόνου. Αποτελέσματα Η πρωτεΐνη HER-3 εκφράζεται στο κυτταρόπλασμα και στον πυρήνα επιθηλιακών κυττάρων παχέος εντέρου σε φυσιολογικό βλεννογόνο, αδενώματα και αδενοκαρκινώματα και φαίνεται να μεταβάλλεται τοπογραφικά (από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα) κατά τη διαδικασία της καρκινογένεσης. Ωστόσο, η έκφραση της πρωτεΐνης HER-3 σε αδενοκαρκινώματα δε φαίνεται να συσχετίζεται σημαντικά με τις κλινικοπαθολογικές παραμέτρους της νόσου. Η φωσφορυλιωμένη μορφή της πρωτεΐνης HER-3 (pHER-3) εκφράζεται στον πυρήνα και τη μεμβράνη επιθηλιακών και λείων μυικών κυττάρων παχέος εντέρου σε φυσιολογικό βλεννογόνο, αδενώματα και αδενοκαρκινώματα. Η πυρηνική έκφραση pHER-3 δε διαφέρει σημαντικά ανάμεσα σε φυσιολογικό βλεννογόνο, αδενώματα και αδενοκαρκινώματα. Ωστόσο, αυξημένα επίπεδα πυρηνικής έκφρασης pHER-3 συσχετίζονται σημαντικά με μεγαλύτερο στάδιο της νόσου, χωρίς να συσχετίζονται με τα επίπεδα έκφρασης της μη φωσφορυλιωμένης μορφής. Τα επίπεδα έκφρασης του γονιδίου ΗER-3 δε φαίνεται να αυξάνουν σημαντικά κατά την καρκινογένεση. Ωστόσο, αυξημένα επίπεδα HER-3 mRNA στα αδενοκαρκινώματα σχετίζονται με μεγαλύτερη ηλικία των ασθενών, εντόπιση του όγκου στο αριστερό κόλον και το ορθό και με λεμφαδενική διήθηση. Επίσης, συχετίστηκαν με αυξημένη πιθανότητα υποτροπής της νόσου και μειωμένο χρονικό διάστημα ως την υποτροπή. Ο ERα εκφράζεται σπάνια στο παχύ έντερο σε αντίθεση με τον ERβ, ο οποίος εκφράζεται συχνά στον πυρήνα επιθηλιακών αλλά και στρωματικών κυττάρων. Η έκφραση της πρωτεΐνης ERβ καθίσταται πιο έντονη κατά τη διάρκεια της καρκινογένεσης σε άνδρες, και στα αδενοκαρκινώματα συσχετίζεται με την πιθανότητα υποτροπής της νόσου. Ο συμπαράγοντας PELP1/MNAR ανιχνεύεται στον πυρήνα επιθηλιακών αλλά και στρωματικών κυττάρων του παχέος εντέρου και η έκφρασή του αυξάνει κατά την καρκινογένεση και στα αδενοκαρκινώματα συσχετίζεται με την έκφραση του ERβ. Ωστόσο, η υπερέκφραση του PELP1/MNAR στα ERβ θετικά αδενοκαρκινώματα συσχετίζεται με μεγαλύτερη συνολική επιβίωση των ασθενών. Ο AIB1 και ο TIF2 ανιχνεύονται στον πυρήνα επιθηλιακών αλλά και στρωματικών κυττάρων του παχέος εντέρου. Η έκφραση του ΑΙΒ1 αυξάνει κατά την καρκινογένεση και συσχετίζεται με τοπική ανάπτυξη του όγκου. Ωστόσο, στην πολυπαραγοντική ανάλυση ο ΑΙΒ1 αναδεικνύεται ως ανεξάρτητος ευνοϊκός προγνωστικός παράγοντας ως προς τη συνολική επιβίωση. Η έκφραση του ΤΙF2 αυξάνει κατά την καρκινογένεση και στα αδενοκαρκινώματα συσχετίζεται με την έκφραση του AIB1. Ωστόσο, η έκφρασή του στα αδενοκαρκινώματα δε σχετίζεται με κλινικοπαθολογικές παραμέτρους της νόσου. Το πρότυπο έκφρασης των συμπαραγόντων AIB1 και TIF2 δε σχετίζεται σημαντικά με εκείνο του ERβ. Συζήτηση-συμπεράσματα-προοπτικές Η παρούσα μελέτη αναδεικνύει τη σημασία της έκφρασης και φωσφορυλίωσης του ΗΕR3 στην καρκινογένεση του παχέος εντέρου, υποστηρίζοντας τον πιθανό ρόλο τους στην πρόγνωση της νόσου. Τα ευρήματα της μελέτης συμφωνούν με συγκεκριμένα βιβλιογραφικά δεδομένα ως προς τη συχνότητα ανίχνευσης του υποδοχέα στον παχύ έντερο, ενώ είναι η πρώτη η οποία αναδεικνύει τα επίπεδα HER-3 mRNA ως πιθανό προγνωστικό βιοδείκτη. Η διερεύνηση της έκφρασης του οιστρογονικού υποδοχέα β (ERβ1) ανέδειξε αύξηση των επιπέδων του κατά την καρκινογένεση, εύρημα που βρίσκεται σε συμφωνία με μερικά και σε αντιδιαστολή με άλλα βιβλιογραφικά δεδομένα. Η προγνωστική σημασία της έκφρασης των πυρηνικών υποδοχέων εξαρτάται από ποικίλους παράγοντες, όπως τα επίπεδα ειδικών συμπαραγόντων, ομοιοπολικές τροποποιήσεις, την τοπογραφία τους μέσα στο κύτταρο και τα επίπεδα συγκεκριμένων συγκεντρώσεων προσδέτη/ορμόνης. Η αύξηση των επιπέδων των συμπαραγόντων του οιστρογονικού υποδοχέα PELP1/MNAR, ΑΙΒ1 και ΤΙF2 κατά την καρκινογένεση υποδηλώνει πιθανή συμμετοχή τους σε οιστρογονοεξαρτώμενη ογκογόνο σηματοδότηση. Ωστόσο, η απουσία ισχυρής συσχέτισης ανάμεσα στα επίπεδα έκφρασής τους και στα επίπεδα έκφρασης του οιστρογονικού υποδοχέα (ERβ1) υπογραμμίζει την πλειοτροπική τους δράση και τον επιπρόσθετο ρόλο τους σε οιστρογονο-ανεξάρτητη ενδοκυττάρια σηματοδότηση. Περισσότερες μελέτες σε μεγάλο αριθμό ασθενών, κατάλληλα σχεδιασμένες και εκτελεσμένες, με τη χρήση ευαίσθητων και ειδικών πειραματικών τεχνικών καθώς και μεθόδων στατιστικής ανάλυσης απαιτούνται για την επιβεβαίωση των ευρημάτων της παρούσας μελέτης. Στην εποχή της μεταγονιδιωματικής ιατρικής, η αναζήτηση χρήσιμων μοριακών βιοδεικτών δύναται να συντελέσει στη βελτίωση της πρόγνωσης και της ποιότητας ζωής των ασθενών με καρκίνο του παχέος εντέρου. / Colorectal cancer is a major cause of cancer-related morbidity and mortality in the western world and has a significant impact on the health care systems. The deep understanding of molecular mechanisms that underline cellular transformation and tumor progression leads to the identification of key-molecules that are appropriate targets for sophisticated therapy in cancer. One such targeted approach exploits the presence of specific biomarkers that could be considered essential for tumor development. The role of such a biomarker, Human Εpidermal Receptor-1 (ΗΕR-1/EGFR), has been established in the development of colorectal cancer, suggesting the potential involvement of neighboring receptors, such as Human Εpidermal Receptor-3 (HER-3). HER-3 is a membranic receptor implicated in intracellular cell proliferation signaling. Thus, quantitative modifications in its expression and/or qualitative changes in its structure may contribute to cellular malignant transformation. The significance of HER3 expression, localization and phosphorylation remains elusive and data regarding its role in the pathogenesis, diagnosis, prognosis and management of colorectal cancer is limited. Apart from their mebranic counterparts, nuclear receptors are implicated in the regulation of gene transcription. Estrogen receptors (ER) α and β mediate the estrogen actions in the subcellular microenvironment. Differences in the incidence of colorectal cancer in the two genders have underlined the significance of ER expression in colorectal carcinogenesis. The specificity of estrogen activities in various cell types is mediated by the presence of tissue-specific coregulators (coactivators/corepressors). These proteins are specific transcription factors that bind to nuclear receptors, orchestrating their actions on the genome. Frequently, such coregulators are located in the cytoplasm, regulating the non genomic activity of the estrogens. Proline-, glutamic acid-, and leucine-rich protein 1 (PELP1), also known as modulator of non-genomic activity of ER (MNAR), amplified in breast cancer-1 (AIB1) and transcriptional intermediary factor-2 (TIF2) are considered major ER-coregulators. Thus, the investigation of their expression is inherent to the evaluation of estrogen-mediated mechanisms. The dynamic cross-talk between HER- and ER-driven signaling pathways has been described. The aim of this study is the investigation of the role of HER3, ER and coregulators PELP1/MNAR, AIB-1, TIF-2 (over)expression in the pathogenesis and prognosis of colorectal cancer. Material and Methods Sections from formalin-fixed, paraffin-embedded colorectal tissue blocks, derived from 140 patients with colorectal cancer, were used. HER-3 mRNA levels of expression were assessed by quantitative RT-PCR in 54 colorectal adenocarcinomas and 29 normal mucosa specimens. The expression levels of both phosphorylated and unphosphorylated HER-3 protein were assessed by immunohistochemistry in 110 normal mucosa specimens, 24 adenomas and 140 adenocarcinomas. The expression levels of ER α and β, PELP1/ΜΝΑR were assessed by immunohistochemistry in 88 normal mucosa specimens, 30 adenomas and 113 adenocarcinomas. Additionally, the expression levels of ΑΙΒ1 and TIF-2 protein were assessed by immunohistochemistry in 83 normal mucosa specimens, 30 adenomas and 110 adenocarcinomas. Results HER-3 was detected both in the cytoplasm and nucleus, whereas pHER-3 was observed in the nucleus and membrane of cells. A possible switch in HER-3 topography from the nucleus to the cytoplasm during colorectal tumorigenesis is suggested. The expression of pHER-3 did not differ significantly in normal tissue, adenomas and carcinomas, but was related to disease stage. HER-3 mRNA overexpression was significantly associated with decreased time to disease progression. It was also correlated with higher median age, left colon and rectal tumour sites and lymph node involvement. ERα expression was extremely rare in colorectal tissue of our cohort and its expression did not appear to be associated with colorectal carcinogenesis. ERβ and PELP1/MNAR were detected in the nucleus of epithelial, endothelial, inflammatory, smooth muscle cells and myofibroblasts. When intensity of staining was taken into account, the expression of both proteins was significantly increased in epithelial cells of carcinomas compared to normal mucosa. ERβ expression in epithelial cells was correlated with decreased disease progression-free survival. PELP1/MNAR overexpression in epithelial cells was found to be an independent favorable prognostic factor. AIB1 and TIF2 were detected in the nucleus of epithelial, endothelial, inflammatory, smooth muscle cells and myofibroblasts. The expression of both proteins was significantly increased in epithelial cells of carcinomas compared to normal mucosa. In carcinomas, a significant correlation between the levels of expression of AIB1 and TIF2 was noted, but there was no correlation between the expression patterns of these two proteins and ERβ. Although AIB1 overexpression was associated with local tumor invasion, it was also found to correlate independently with prolonged overall survival. TIF2 overxpression did not appear to correlate with clinicopathological parameters. Conclusion/Discussion This study highlights the significance of ΗΕR3 expression and phosphorylation in colorectal carcinogenesis, supporting also its potential prognostic significance. This study supports literature data regarding HER3 expression in colorectal tissue, while is the first to imply a possible prognostic significance of HER-3 mRNA expression levels and to suggest a topographic switch of HER3 protein during colorectal carcinogenesis. ERβ1 protein levels were found to increase during colorectal carcinogenesis, a finding which corresponds only to a small portion of literature data. The prognostic role of nuclear receptors depends on a number of factors, such as coregulator expression levels, chemical modifications, subcellular localization and ligand/hormone levels. The concomitant increase in the expression levels of coregulators PELP1/MNAR, ΑΙΒ1 and ΤΙF2 during colorectal carcinogenesis might imply their potential participation in estrogen-mediated signaling. However, the characteristic absence of strong correlation between their expression pattern and ERβ1 expression pattern underlines their pluripotent role and their possible contribution to estrogen-independent signaling. Further studies with a large number of patients, appropriately designed and conducted using sensitive experimental and statistical methods, are required for the confirmation of our hypothesis generation results. In the post-genomic era, identification of useful molecular biomarkers might contribute to the improvement of the management and prognosis of patients with colorectal cancer.