Cytogenetic studies of normal kidney tissue and renal cell carcinoma

Abstract

In the present thesis normal kidney tissue and renal cell carcinoma (RCC) were studied by cytogenetic and fluorescence in situ hybridization (FISH) methods to investigate chromosomal aberrations.



In the first study, 4 samples of nonneoplastic kidney tissue were cultured for cytogenetic analysis and trisomy 7 was found in all cases in 3-15% of the cells. In the second study, cytogenetic analysis of 30 RCC showed that +7 was rarely present together with clonal structural abnormalities, in particular 3p changes, making it highly unlikely that trisomy 7 represents a primary change in RCC. In the third study, nonneoplastic kidney tissue was cultured for 4-46 days and the frequency of trisomy 7 showed no consistent variation during the culturing period studied. In the fourth study, FISH of interphase nuclei was performed in uncultured nonneoplastic kidney tissues and showed that the frequency of +7 varied between 1.0-9.0% of the cells. Combination of FISH with immunostaining with CD3 for T-lymphocytes and cytokeratins for epithelial cells showed that, in all samples, the cells with +7 found in nonneoplastic kidney tissue were epithelial in 20-75% and T-lymphocytes in only 0-5%. Among freshly isolated renal cells, in the fifth study, trisomy 7 was observed mainly in proximal tubular cells positive for brush-border antigen, and, to a lesser extent, in distal tubular cells positive for Tamm-Horsfall glycoprotein. The frequency of trisomy 7 in lymphocytes expressing CD3 or CD22 isolated from nonneoplastic and tumor tissues was substantially lower than in the epithelial cells and was not increased compared with the frequency in control lymphocytes from peripheral blood. These results thus demonstrate that the nonneoplastic kidney cells with trisomy 7 are mainly of epithelial origin, preferentially of the proximal tubule.



In the final study, 50 consecutive patients with RCC were followed for a median of 4.2 years. There was a significant association between the degree of cytogenetic complexity and survival, in that patients with five or less aberrations had a better prognosis than those with more than five changes. Patients with del(8p)/-8, +12, and +20 had a significantly worse prognosis compared with those without these aberrations, but +7 had no impact on prognosis.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Njurcancer är ungefär den 10:e vanligaste tumörformen i Sverige och diagnosticeras nästan dubbelt så ofta hos män som hos kvinnor. Tumörerna upptäcks vanligtvis i åldern mellan 50 och 70 år och de mest förekommande symtomen är blod i urinen och flanksmärtor. Varför man får njurcancer är inte känt, men det finns ett klart samband med rökning och asbest. Njurcancer kan upptäckas vid en vanlig njurröntgen och man kan med stor säkerhet särskilja en tumör ifrån en ofarlig cysta med hjälp av ultraljud, skikt- eller magnetröntgen. Den bästa behandlingsmetoden är kirurgi, dvs man opererar bort hela den njuren där tumören är belägen, vilket går bra eftersom man vid normal njurfunktion har en bra överkapacitet och kan klara sig med 1/2 - 1/3 njure. Ca hälften av patienterna blir botade med operation. Är sjukdomen spridd med dottertumörer redan vid upptäckten, eller om spridning upptäcks vid senare kontroller, finns det inte någon effektiv behandling, men patienterna kan leva i många år med sin sjukdom och ibland ser man en bra, men övergående, effekt av olika typer av hormonbehandlingar eller behandlingar som stimulerar kroppens eget immunförsvar. Olika faktorer hjälper oss att redan vid upptäckten att avgöra patientens prognos, dvs risken för att det redan finns spridd sjukdom vid diagnostillfället och för hur snabbt förloppet blir. Tumörens storlek är av betydelse men framför allt vid mikroskopisk undersökning av den bortopererade tumören kan man se tumörens malignitetsgrad (hur pass elakartad den är), om den växt igenom njurens kapsel eller ut i blodkärl och vilka celler den består av. Det vi önskar oss idag är mer information om olika tumörsjukdomars egenskaper, så att man hos de enskilda patienterna kan avgöra vilka som sannolikt är botade med enbart operation och vilka som behöver någon form av efterbehandling och då allra helst vilken sorts cellgifts- eller strålbehandling som just denna tumör är mest känslig för.



Sedan mer än 10 år har man odlat tumörceller, undersökt deras kromosomer och funnit kromosomförändringar som är specifika för olika tumörtyper. I njurcancer är den vanligaste förändringen att den korta armen på kromosom 3 har förlorat sin yttersta del (deletion 3p). Man tror att detta kan vara den grundläggande förändringen för uppkomsten av njurcancer, där cellerna förlorat en gen som kontrollerar deras tillväxthastighet. Just okontrollerad tillväxt, där cellerna inte respekterar vävnadsgränser, är en av de egenskaper som gör att cancer sprider sig i kroppen och slutligen skadar livsviktiga funktioner så att organismen dör. En extra kromosom 7 (trisomi 7 eller +7) är den näst vanligaste kromosomförändringen vid njurcancer. Målet med denna studie var att studera förekomsten av +7 i njurcancer och i normal njurvävnad, om förändringen orsakades av cellodlingstekniken och om den hade prognostisk betydelse.



I de tre första artiklarna visade vi att +7 förekom i drygt 5% av cellerna vid cellodling av normal njurvävnad, både från patienter med njurcancer och från patienter med andra icke tumör-relaterade sjukdomar. Frekvensen ökade inte vid långtidsodling. Vid odling av tumörvävnad förekom trisomi 7 både tillsammans med andra kromosomförändringar och som ensamt fenomen. Vid inmärkning av DNA hos t.ex. kromosom 7 med speciella molekyler får man en lysande prick för varje exemplar av kromosom 7 som finns i cellkärnan (se omslagsbilden). I artikel 4 har vi med denna metod visat att cellerna med +7 inte bara finns i cellodling utan även i icke odlad njurvävnad. Det har föreslagits att cellerna med +7 skulle vara vita blodkroppar, men vi fann genom en speciell färgningsteknik att de flesta cellerna med +7 var epitelceller, dvs av samma typ som de vanliga njurcellerna. I artikel 5 samarbetade vi med en grupp i Finland och visade på vävnadssnitt att +7 förekommer i njurtubuli, som är en viktig del av njuren ur funktionell synvinkel och den del där man visat att de flesta njurtumörer uppstår. I artikel 6, slutligen, har vi undersökt kromosomerna från 50 njurtumörer och följt patienterna under ett antal år för att se om vissa kromosomförändringar har någon betydelse för prognosen. De tumörer som har många kromosomförändringar har en klart sämre prognos än de som har få förändringar och vissa typer av förändringar var vanligare hos de patienter som som det går dåligt för. Vid jämförelse med andra prognostiska faktorer visade det sig dock att malignitetsgraden var den faktor som hade störst betydelse för hur det gick för patienterna. Det hade ingen betydelse om tumören hade trisomi 7 eller ej.



Vår slutsats är att det finns njurceller med en extra kromosom 7, att dessa celler sannolikt inte är förstadier till cancer och att förekomsten av +7 i njurcancer inte är av prognostisk betydelse. Däremot har andra kromosomförändringar betydelse för prognosen och framför allt tyder ett stort antal kromosomförändringar i tumören på dålig prognos. Antalet tumörer som vi analyserat är hittills för litet för att bedöma de enskilda kromosomförändringars betydelse när det gäller val av terapi.

• author: Elfving, Peter
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Professor Stenman, Göran, Lab. of Cancer Genetics, Dept. of Pathology, Sahlgrenska Hospital, Gothenburg, Sweden
• organization: Urological research, Malmö (research group)
• publishing date: 1996
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Medical Genetics
• keywords: Cytology, Klinisk genetik, Clinical genetics, nonneoplastic kidney tissue, renal cell carcinoma, trisomy 7, Cytogenetics, FISH, oncology, cancerology, Cytologi, onkologi, cancer
• pages: 104 pages
• defense location: F 1, University Hospital, Lund
• defense date: 1996-12-19 13:00:00
• external identifiers: other:ISRN: LUMEDW/MECG-1013-SE
• ISBN: 91-628-2311-6
• language: English
• LU publication?: yes
• id: 44cc01fd-c064-45c3-b3c6-638d87ed409a (old id 28894)
• date added to LUP: 2016-04-04 12:12:35
• date last changed: 2018-11-21 21:09:38