Tiroid nodüllerinde büyüme faktörleri ve büyüme faktörlerinin hücre siklüs analizi ve reaktif oksijen radikalleriyle ilişkisi

Abstract

ÖZET Tiroid hücre fonksiyonunun düzenlenmesinde ve hücre büyümesinde TSH ve TSH dışı büyüme faktörlerinin rolleri bilinmektedir. Büyüme faktörlerinin fazla üretilmeleri ve/veya tiroid hücrelerinin bu faktörlere cevapsızlığının nodüler tiroid hastalıklarının patogeneziyle ilişkili olduğu düşünülmektedir. Tiroid nodüllerinin patogenezinde bir diğer mekanizma tiroid dokusu içinde artmış reaktif oksijen radikallerinin sentezidir. Artmış reaktif oksijen radikallerinin tiroid hücrelerinin apoptozisinde ve DNA içeriğinin değişmesinde rol aldığına dair çeşitli deneysel çalışmalar vardır. Çalışmamızda nodüler tiroid hastalıklarının patogenezinde büyüme faktörleri ile artmış reaktif oksijen radikallerinin sentezi arasındaki ilişkiyi incelemek ve bunların hücre proliferasyonu üzerindeki etkilerini değerlendirmek amacıyla DNA analizi yapmayı amaçladık. Çalışmaya alınan dokular histopatolojik tanılarına göre nodüler hiperplazi ve papiller tiroid kanser olmak üzere iki gruba ayrıldı. Nodüler hiperplazi ve papiller tiroid kanser dokularının herbiri normal çevre dokularıyla beraber değerlendirildi. EGF-R, TGF-alfa, TGF-beta1 ve VEGF büyüme faktörleri immünhistokimyasal boyanmayla; reaktif oksijen radikalleri tiroid dokusunda kemilüminesans yöntemiyle; DNA hücre analizi ise akım sitometri ile değerlendirildi. Çalışmamızda; nodüler hiperplazi ve papiller tiroid kanser dokularında reaktif oksijen radikalleri normal çevre dokularına göre yüksek bulunmuştur. İmmünhistokimyasal boyanma sonucunda, VEGF ve EGF-R papiller tiroid kanser ve nodüler hiperplazi dokularında normal çevre dokularına göre yüksek boyanmıştır. Ancak TGF-beta1'in immünhistokimyasal boyanmasında dokular arasında anlamlı farklılık bulunamamıştır. TGF-alfa ise sadece nodüler hiperplazi dokularında normal çevre dokularına göre fazla boyanmışken, papiller tiroid kanser dokularıyla çevre normal dokuları arasında boyanma açısından anlamlı farklılık göstermemiştir. mVEGF ve EGF-R boyanmasının nodüler hiperplazi ve tiroid papiller kanser dokularında yüksek olması bu iki büyüme faktöründe hem nodul hem de kanser oluşumunda rol aldığının göstergesi olabilir. TGF-alfa'nın ise sadece nodüler hiperplazi dokularında normal çevre dokularına göre yüksek boyanması nodul oluşumunda rol aldığının ancak kanser oluşumunda etkin olmadığının göstergesi olabilir. TGF-beta1'in dokularda boyanmış olması ancak anlamlı farklılık göstermemiş olması ise nodul ve kanser oluşumunun erken evresinde rol alması ancak sonrasında bu etkisinin kalmaması ile açıklanabilir. Hücre siklus analizleri sonucunda ise nodüler hiperplazi ve papiller tiroid kanser dokuları ile normal çevre dokuları arasında anlamlı farklılık bulunamamıştır. Bu sonuçlar histopatolojik olarak normal bulunan çevre dokunun moleküler düzeyde normal olmaması ile açıklanabilir. İyot eksikliğinin ülkemizde endemik olduğu düşünülürse sadece nodüler dokuların değil tüm tiroid dokusunun etkilendiği söylenebilir. Çalışmamızın sonunda ise büyüme faktörleri, hücre siklus analizleri ve oksijen radikalleri arasında bir korelasyon bulunamamıştır. Bu durumda araya giren başka mekanizmalar akla getirilmelidir. Tiroid hiperplazisi ve iyot eksikliği sırasında, FGF (Fibroblast büyüme faktörü) ve IGF-I (İnsülin-like büyüme faktörü) gibi büyüme faktörlerinin ekspresyonunda değişiklik bildirilmiştir Ayrıca henüz etkisini bilemediğimiz faktörler de olabilir. Değişen büyüme faktör ekspresyonunun anlaşılması, tiroid otonomisini nasıl yönlendirdiği konusunda önemli ipuçları verebilir. iv

ABSTRACT The role of TSH and non-TSH growth factors in the regulation and growth of thyrocytes is well known. Increased production of growth factors and/or the lack of response of thyroid cells to these factors are thought to be involved in pathogenesis of nodular thyroid diseases. Increased synthesis of free oxygen radicals is another mechanism in the pathogenesis of thyroid nodules. There are several studies which indicate that increased free oxygen radicals take part in apoptosis and the changing DNA content of thyroid cells. We planned to do DNA cell cycle analysis to evaluate the relationship between growth factors, increased synthesis of free oxygen radicals, and their effect on cellular proliferation. The tissues were labeled as nodular hyperplasia or papillary thyroid cancer according to histopathologic diagnosis. Each nodular hyperplasia or papillary thyroid cancer tissue was analyzed in conjunction with its normal surrounding tissues. Subsequently the tissues were evaluated with: i) immunohistochemical stains for EGF-R, TGF-beta1, TGF-alfa and VEGF growth factors, ii) Chemiluminescence (CL) for free oxygen radicals in thyroid tissues, iii) and with flow cytometry for DNA analysis. Our results indicate higher levels of free oxygen radicals in nodular and papillary cancer tissues than in the surrounding normal tissues. VEGF and EGF-R staining is more frequently positive in nodular and papillary thyroid tissues than in the surrounding normal tissues. TGF-beta1 staining does not show significant difference in papillary thyroid cancer and nodular hyperplasia tissues compared to normal tissues. On the other hand,TGF-alfa is found to be high in nodular hyperplasia tissues, but not significantly different in papillary thyroid cancer tissues and normal thyroid tissues. The high level staining of VEGF and EGF-R in papillary thyroid cancer and nodular hyperplasia tissues may indicate that these growth factors are active in the development of both nodular thyroid disease and papillary cancer. Since TGF-alfa staining is significant only in nodular hyperplasia and not in normal surrounding tissues, it may be argued that it affects the development of nodular hyperplasia but not thyroid cancer. Similar staining pattern of TGF-beta1 in all tissues can be explained by its influence in the early stages of nodule and cancer development but not in later stage. Cell cycle analysis didn't show a significant difference between nodular hyperplasia, papillary thyroid cancer and normal tissues. These results show that histopathologically, normal surrounding tissues are not normal at the molecular level. Since iodine deficiency is endemic in our country, it can be said that not only nodular tissues but all thyroid tissues are affected. No correlation was detected between growth factors, DNA analysis and oxygen radicals. Changes in the expression of growth factors such as FGF (fibroblast growth factor) and IGF-I (insulin-like growth factor-1) have been reported in hyperplastic thyroid tissues and thyroids of iodine deficient patients and can be involved in pathogenesis. There could be other factors whose effects are yet unknown. Understanding the changes in the expression of growth factors will provide us with clues for their role in thyroid autonomy. VI