Akciğer kanserli olgularda serum ve bronkoalveolar lavaj sıvısında matriks metalloproteinaz-2 ve matriks metalloproteinaz doku inhibitörü-2 düzeylerinin tümör belirleyicisi olarak değerlendirilmesi

Abstract

VI ÖZET Birçok fizyolojik ve patolojik durum, ekstraselüler matriksin (ECM) sıkıca kontrol altında tutulan yapımı ve proteolitik degradasyonu arasındaki dengenin bozulmasına dayanmaktadır. Matriks metalloproteinazlarımn bir üyesi olan matriks metalloproteinaz-2 (MMP-2), bazal membranların major komponenti olan tip IV kollagene karşı proteolitik aktiviteye sahiptir. Bu aktivitenin tümör hücrelerinin invazyon ve metastazında kritik bir rol oynadığı ileri sürülmektedir. Birçok MMP için düzenleyici mekanizmalar içindeki kilit basamağı transkripsiyonel regülasyon oluşturmaktadır. Oysa, MMP-2 için, enzimin aktivasyon ve inhibisyon seviyesindeki regülasyonu daha önemli görünmektedir. Metalloproteinaz doku inhibitörÜ-2 (TIMP-2), bu düzenleyici mekanizmalarda, bifonksiyonel kritik bir rol üstlenmektedir; az miktarlardaki TIMP-2 proMMP-2'nin hücre aracılı aktivasyonunu kolaylaştırırken, fazla miktarlardaki TIMP-2 hem aktivasyon mekanizmasım, hem de aktive olmuş MMP-2'yi güçlü bir şekilde inhibe etmektedir. MMP-2, birçok akciğer kanseri tipinde, invazif ve metastatik potansiyelle sıkı bir ilişki içindedir. Bronkoskopik bir teknik olan bronkoalveolar lavaj, akciğer kanseri tanısmda sıklıkla kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı, akciğer kanserli hastalarda serum ve BAL sıvısı MMP-2 ve TIMP-2 düzeylerini ve bu düzeylerin akciğer kanseri için bir tümör belirleyicisi olarak tanısal değerini belirlemektir. Çalışma olgularımız iki gruptan oluşmaktadır: malign grup, 26 akciğer kanserli hasta, non- malign grup, 15 benign akciğer hastalığı olan olgu ve 5 sağlıklı kontrol içermektedir. Serum ve BAL sıvısı MMP-2 ve TIMP-2 konsantrasyonlarını belirlemek için `enzyme-linked immunosorbent assay` (ELISA) yöntemini kullanılmıştır. BAL sıvısında TIMP-2 düzeyleri yöntemin analitik duyarlılık sınırlarında ölçülememiş, MMP-2 düzeyleri ise sadece 11 örnekte ölçülebilmiştir. Serum örneklerinde, MMP-2 düzeyleri non-malign grupla karşılaştırıldığında, malign grupta anlamlı olarak (p=0.004) yüksek bulunmuştur. TIMP-2 düzeyleri, bu iki grupta anlamlı bir farklılık (p=0.722) göstermemekle birlikte, malign grupta az miktarda yükselmiş olarak bulunmuştur. Akciğer kanserinin yakalanmasında, serum MMP-2 düzeyleri için ROC analizi kullanılarak saptanan tanısal yeterlilik anlamlı (eğri altındaki alan = 0.74, p= 0.004), TIMP-2 için ise anlamsız bulunmuştur. MMP-2 için 569.5 ng/mL olan karar eşiği değerinde, duyarlılık %92, özgüllük %50'dir.vn Az miktarda yükselmiş TIMP-2 düzeylerinin eşlik ettiği yüksek MMP-2 düzeyleri, TIMP-2'nin, MMP-2'nin inhibisyonundan çok, aktivasyonuna katkıda bulunduğunu doğrulamaktadır. Bu durumda sonuçlarımız, akciğer kanserli hastalarda serum MMP-2 ve TIMP-2 düzeylerinin invazif ve metastatik fenotiple uyumlu matriks yıkıhmını destekleyecek şekilde değiştiğini göstermektedir. Ayrıca, serum MMP-2 düzeylerinin akciğer kanserinin tanısında ve izleminde etkin bir tümör belirleyicisi olarak kullanılabileceğini öne sürmekteyiz. Anahtar sözcükler: Matriks metalloproteinaz-2, Metalloproteinaz doku inhibitörü-2, Akciğer kanseri, Bronkoalveolar lavaj, Tümör belirleyicisi

vnı SUMMARY Many physiological and pathological processes depend on the balance between the tightly controlled production and the proteolytic degradation of the extracellular matrix (ECM). Matrix metalloproteinase-2 (MMP-2), a member of the matrix metalloproteinases (MMPs), has a proteolytic activity against type IV collagen, a major component of basement membranes. This is proposed to play a critical role in the invasion and metastasis of tumor cells. For most MMPs, the key step in regulatory mechanisms is transcriptional regulation. However, in the case of MMP-2, other levels of regulation, such as activation and inhibition of the enzyme, are seem to be more important. Tissue inhibitor of metalloproteinases-2 (TIMP-2), has a bifunctional critical role in these regulatory mechanisms; small amounts of TIMP-2 facilitates the cell-mediated activation of proMMP-2, whereas excess TIMP-2 strongly inhibits both this activation mechanism and the MMP-2 which has already been activated. MMP-2 is closely associated with the invasive and metastatic potential of most types of lung cancer. Bronchoalveolar lavage (BAL), a bronchoscopic technique, is commonly used in the diagnosis of lung cancer. The aim of this study was to determine the serum and BAL fluid levels of MMP-2 and TIMP-2 in lung cancer patients, and to define the diagnostic value of these parameters as tumor markers of lung cancer. Our study population consisted of two groups; the malignant group including 26 subjects with lung cancer and the non-malignant group including 15 subjects with benign pulmonary disease and 5 healthy controls. We used enzyme-linked immunosorbent assay (ELI S A) for determining the MMP-2 and TIMP-2 concentrations of serum and BAL specimens. In BAL fluid TIMP-2 was undetectable in analytic sensitivity limits of the method and MMP-2 was detectable only in 11 specimens. In serum specimens MMP-2 levels were significantly higher (p=0.004) in the malignant group, compared with the non-malignant group. TIMP-2 levels did not differ significantly ( p= 0.722) between the two groups, but were moderately elevated in malign group. Using ROC analysis, serum MMP-2 levels had significant diagnostic efficiency in detecting lung cancer ( area under curve =0.74, p=0.004), but TIMP-2 did not. For a cut-off value of 569.5 ng/mL, MMP-2 has % 92 sensitivity and %50 spesificity.DC The high levels of MMP-2, accompanied with the moderately elevated TIMP-2 levels confirm that TIMP-2 contributes to MMP-2 activation, rather than its inhibition. Therefore, our results suggest that, in lung cancer patients, the serum levels of MMP-2 and TIMP-2 change in the direction of matrix degradation supporting the invasive and metastatic phenotype. Else, we propose that serum MMP-2 levels can be used as an effective tumor marker in the diagnosis and follow-up of lung cancer. Keywords: Matrix metalloproteinase-2, Tissue inhibitor of metalloproteinases-2, Lung cancer, Bronchoalveolar lavage, Tumor marker