Summary

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Summary
During the last seven years inirnunolvistochemist~Yasbeco~i~e
a11 i~izpurtana
tool for the 11istopathologica1 analysis of neoplasms, including ceritral niervozts
system tumors.
With immunoperoxidase methods, which can be used on mutinely foniialinfixed and paraffin embedded material, irr ccambinarion with polyclonal s~nfiscra,
large tumor series have bceru studied, and the usefttlness or this appmaclz has
liow been well established.
In the central nervous system (CNS), many investigators liave reported on the
expression of glial fibrillary acidic protein (GFAP), the tissue specific protein
constituent of glial intermediate Eilamei1is, in normal-, cultured-, atrd nnaligl~ant
glial cells. Winlentin, the iuztermediate filramcnl protell1 norniztnlly founrd in
mescncliymal cells, is also expressed by cultured- and imnnature- glial cells.
'Tumors usually I-etainthe specific intermediate filnnnemt protein of the cell type
from which 'they originate but in addition may also sllow lexgsressio~zof viiinen~i~a,
The present studies wcre undertaken to document possible changes in class and
quantity CFC intermediate filamelir proteins in different ncurw-ectoderm~tl
tumors. Such changes were carrelatcd with hislological chnrt~ctcristicssuclz as
type and grade of malignancy, and with the ~ i i i c r o - v i r o n n i nill the tumor.
Using anti-GFAP and anti-virnentin antisera with thc peroxid:ase aniipcrc~xidasc
method more than 300 lau~nanneuro-ectoder1a8 brain tumors were
investigated.
In all glial tumors, in the malignant cells, vimentin was expressed in addilion lo
GFAP. Bnterr~rediatefilament expression appeared ro be indepelrdcnt of I lae
grade of malignancy. In all tunlors investigated a iieterogerieous pattern of
expression of GFAP and vilnentin was seen. Three possible explalaalions for this
cellularlae~erogcneityare discussed: a] loss of ellifferenti;itim (dedifferct-ilialim)
in tumor cells derived from a trarrsformed differentiated ccll; 111 neopd;ustic
transbrtizarioli of arr immature plvripolential cell; cj derivation of the tumor
cells from glial cells oTdiffercnt cortical layer" Our filldl~lgs5~upporltlae con cop^
that increasing anaplasia (tunror progression) is most probably t l ~ cresul~of llzc
dominant proliferation ofa more irnmirturc and ll~ercforcless cliCl'crenl~n~ccl
ccll
clone In various glial titn~ortypes we huui~dcnil~ancen~cnl
ol GFAP exprcksiorr
i n neoplastic astrocytes locaacd perivabcmrlarly, car invadinrg inlu I e p t v m e n i ~ ~ g e ~
or scarr-tissue. These findings suggest tErat the tumor tnicroenvir~~~~t-nc~~I
influences thc cytoskeletorr ofthe neoplastic cells. Vimcmtirn expression did not
show rhis feature which is in Uirle witla the I~ypolhesislliat vr~a~entin
arud GFAI'
intermediate filanlcnt systems are functio~lallydistinct.
In oligoderzdroglionaas, thc expressio~lof GFAP and vimerrtia7 by certain culnvl
cells allowed us to propose two difl'eren~tsubclasses, stages of which the
intern-rzediatefilamen~exprcssion pallern is analogous to distoner stage5 111 the
normal clcvclopment of oligodendroglial cells. GFAP exprcssion in tumor cell\
of purely desmopllastic medulloblastomas, especially in the pale relrculin lrec
islands, clearly defined this tumor entity as a differentiating rncdulloblaslama.
l'hr?; finding supports tl-tc: Importance crf dnst~ngunshingthis neoplasm from the
classrcal rnedulloblastorna of the midlnne which 1s known to have a much worse
prtrgncrsi 5 .
11 11; concluded that internncdiaac filarncnl prorein ~mmunohrstochern~s~ry
represents not only a sign~ificantimprovemcnt for the I~ntopathological
classrfication oi brain tumors, but is also a valuable tool in the study of the
histogenesis and tumor cell biology of these neoplasms.
GFAP cxpressie ~ r rumor
a
cellem van het pure dearnoplastusche medullobiastoma,
voornamelijk in cle sctiruhne-vrije e i l a n d e ~kenmerkt
,
deze tumor ermtjteie als
een dlffercntiesend meciuPloblastomsu. Dit onderstneept het belang van een
subklassificatie: wan dezc: tumor van de groep klassieke medullablastomen van
cle "midline"', die malls bekend een veel slechtere prognose hebben.
Concluderend kan gesreld worden dar in~ermediaircfilament psateine
immiuunlfiisrochemie niet alleen een belangrijke aanwinst woos de
histoparhologische klassidlcatie van hersentumoren voirrnt, maar tevens een
waardewol hulprniddel is bij de bestudering van histogenese en tumorcelbiologie
van deze tumoren
Immunhistochernie wurde wahrend der letzten siebcn. Jahre zw ei11emwichtigc2.n
Instrument bei der histopathologischen Analyse \ion Neoplasrnata,
einschliesslich Tumoren des Zentralen Nervensysterns, Mit E-Bilfe von
immunoperoxidasen Techniken, die verwendet werden kbnnen bei
routimemassig formalinfixierlern und paraffineingebetteten~Material, in
Kombination mit polyklonalen Antiseren, wusden grosse Tumorserien studierit.
Die Brauchbarkeit dieser Methode wurde in dieser Weise bewiesen. Viele
Untersucher berichteten iiber das Vorko~nrnenvon gliesem fibrilliirem saurerai
Protein (GFAP), das spezifische Protein der glibsen intermediiiren Eilarner~te,
in sowohl normalen und neoplastischen gliSsen Z c l l e ~wie
~ , auch in gli6sen
Zellkulturen. Norrnalerweise behalten Tumoren den spczifischen internueelliaren
Proteintyp der Zellart yon den1 sie stammen. Manchnual aber wird eine
additionelle Vimentinxpression in Tumoraellen wahrgenommen.
Das Ziel der vorliegenden Studie war die Dokulmentarion von rnBglichen
Aenderungen in Art und Quanltitfit der intermediasen Filamentproteine bei
verschiedenen neuraectoderrnalen Hirntumozlypen.
Solche Aenderungen wurden koraeliert an histologische Merkmalle wie
MalignitPtsgrad und Mikroumgebung irn Tumor. Unter Verwendung vom
anti-GFAF, anti-Vimentin Antiseren, und von der peroxidasen antiperoxidasclr
Technik, wurden, anehr aUs 390 neuroektodemale Hirntumoreru untersuchl.
In den Zellen von allen astrogUiwsen Tunnoren, unabhhngig von ihrem
Malignitatsgrad wurde nebst einem GFAP auch elne Vimentin-Expression
gefunden. ABle un~ersuchtea~
Tumoren zeigten ein heterogenes Muster von
dieser GFAP- und Virnentin- Expression. Drei ~noglicheErkl8rlungen diescr
zelluliiren Heterogcnitiit werden diskutiert: a] der Verlust an Differenzierunng
(Dedifferenzierwng) in Turnorzellen die abstamrnen yon einer transformierken
dedifferenzierten Zellle; b] ~~eoplastische
Transformierung ciner unreifen
pluripotenten Zelle; c] Tumorzellen stammen ab von gliliisen Zellen s ~ l s
verschiedenen korlikalen Schichten. Unsere Untcrsuchuargsresulltale
unterstiltzen dns Konzepm dass cine zunehmemcle Anaplasie (Tu111orp1-ogrcssinn)
am wahrscheinlichste~aresulrhert aus dcr darninierendcn Proliferation eineb
unreifen und deshalk, wenlges differcnzierteru Zellklons
In ttnterschiedlichen glidser~Tumortypcn wurde eine verstgrkte GFAPExpression gefuiunden in neoplastischen Astrozyten, die enlweder perivuskuliir
lokalisiert waren, oder clnwuchsen in die Leptomenlngcn odes ins
Narbengewebe. Diese Eefunde suggcricren, dass die turnorale Mikroumgebur~g
seinen Einfluss alcif das Zytoskelett yon ncoplastischen Zellen han. Da\
obcncrwiihnte Phthornen wurde bei der Verwendung von anti-Vinlea~tirn
antiseren nicht gesehen. Dies urrterstutzt dic Hypothese, dass Vimentin- uncl
GFAP- intermediare Filamentsysterne funktioncll verschiedene Entitiiten, s~ncl.
Die Expression yon GFAP und Virnentin in Oligodcnclroglio~~ien
fiihrle zu ~leln
Vnrschlag von zwei verschiedenen Subklassen, wcabei die ir~ter~mreclihrc
Filamentexpression der Expression der normalen Entwiclcl~~ngsstadien
eles
Oligodendaozyten analog ist.
ChFAP-Exprei41on In 7'umorrcllcn des rein dcsrnrrplastischcrr
hiledulloblasternzas. vorrach~rrl~ch
rn den rcticullnfreien Inscln, kennzcichncl.
d ~ e s eTun-ture~~trrat
aIs cin ssch dkf~erenziercncicsMeduilubllastoma. Dics
unterstre~ch~
c l ~ eUnrcrschieJl1chkel1dl~erscsTuinors won der Glruppe dcr
k1a~dse~lco-1
Medul1ohl;i~romei~
der Mlrtelllnie. die bekannalicl~eirle vie1
scb~lcchlercPrognosc Ita ben.
Ztiaanrmenl'asscnd i'olg~,class drc ~ntermlecliare
f~ilamcnepru~cini1~11n~nhi~to~hemic
rrichl nmr eine VcrreicB~erungder
hlrstc~patholngischmKlassifizicrung WOII H ~ r r ~ t u m ~dr ae~n~ t c l lsandern
b,
glcichzciltig cit~rcehr wertvollcs Hllfsrnittel isi zut Erlautcrung der Histogenesz
urrd Zellbiologic dicser Tumoren.
Ces sept der~rieresann6es I'immunc7histochinlle est devc~rueun instrunlent
important poias l'analyse histoparholclgique d e nCoplasmcs y colrnllris les xumeurs
du syst$me nerveux central.
D e grandes series de tilimeurs ont dtC Ct~idirtesA Il'aide de techniques
d'imrnunoperoxydase, qui peuvent &re appliquees stir
matkriel de Cqon
rozmtiniere fix&dans le form01 et englo2rC dans la paraffine, en e ~ r n b i ~ i ~ ~avec
ison
des antiserums polyclonaux. La practicabillitk de ces mCthades se trouvc ai~rsi
d&[email protected]
Beaucoup de chercl~cursolmt dkcrit I'expressioin de prolkirie
gliofibrillaire acide (GFAP), proteine spkcifiqiae des glioifilanienrs
interrnidiaires, dans le cadre des gliocellules norniales et nCoplastiques amsu
bier1 que celui des cultures gliocellulairzs. En g&n&al les tunleurs conservctit I;I
proleine intermediaire spkcifiquc du type de cellule d'o21 elles pruvieruncnt.
Cepertdant. quelquefois des cell tiles turnorales montrent tzne expression
rrdditio~relledc vimentine.
La prksenre Ctude a @tC entrepsisc en vue d'kralslir les chanigernents q i ~pcuvenx
i
sc produlrc dans la qualit6 et la quantitk des profibines ~ LFilament
I
il~termkdiairc
dans diffkrenls types de turneurs neuro-ec~oderrnalesdm cervcau. Die lelc
changcn~enlsollr 6tP n ~ i en
s rapport avec iles caractCristiqucs Iristologicl~~es
cornme Ir degrd de n~alignitdel le nricro-environncrnlenl dans la lunrcur. A I'aidc
d'aiztiserums anti-CFAP el anti-vimendine el 2 I'aedc de la tccl~niquedc
pcroxydase antiperoxydasc. plus de 300 turnez~rbrlei~ro-ectodcr~iialcs
dl1 cervcail
on1 6t6 examinkes. Dans les ccllules tunioralcs de ~ o u l c slcs lunlcurs
asdrocytaires il skobservait ~irnccxpsession dc vimentine ourre cellc dc GFAP c t
ceci independamnient du degrk de i~lalig~aitk.
Tor~tcsles turneurs examinbes ont 111ontrC1111 c3cssin IadtCrogkne de ce\
expressions de GFAP c t d e vimentine. Trois explicatkoris hypollaCliclues de ce
pl16norni.ne de I'hCtCrogCn6inC cell~tlairesont passdes en revue: ;I] In perle JC
diffi-rentiation (d&diffkrentiatior~)
dans clcs ccllules tmnaralcs issues d'une
cellule diffkrcnciee transforniee; bj transfosrtlation ndopllastiq~~e
d'urie cellullc:
l~lzlripotcntiellec l u i n'cst pas encore mfirc, c] les ccll~~les
1r1111aiale~
tlcscunidcnr
de glicvccll~~les
slt~iCesen clilfCrct'rtecC ~ C ) L I C ~ corticalcs.
C\
Nos reclherchcs am21rent h des conclusic~nrsclul senforcent la conceptnn~~
nlnpliqi~a~ir
que 1"anapl:usic prugrcssive (la progr~~sic311
lun~or:~Ie)
r&b~lltc
sclon
loutes les probabilatPs de la prolifCraLiolr dumi~lariled'une cllonc dc cellraIc\ pilh
eucore mi3rcs et pat. conskcyucnt rn~ainsdiI'l6renciCes. Dal-rsdiEf6rcnls types dc
glioturneurs u n renforce~rrerltclc I'exprc\sion de GFAP a 6tC localis6 dz~nsle<
astrocytes nkaplastiq~ucsd u c81C pksivascnlaire, o~abicn a CIC obscrvt! p6rrCl1anl
dans Bcs leptorneninges (111 le tisslu dc la cicrrlrice. Ces conclus~ooisincilcnl h
crolre GIUC le mucro-c~ivironnernentt~lrnoraldtn sqlt~elettccytnirc in flue sulr Ics
celll~ilesn6oplastiques. Lc phinomknc 21 elk olhservk sans avolr recouss Er dc\
ilntisCrums anti-vinreritine. Ainsi I'lryporhPse sc lrouwc renlbrc6e qiri prbtclail
eludes systknics dc filarncnt im~termddiarrcsde GFAP et clc vimctrrinc
constituen~tdcs entltks 5 Eonctuon d~lfkrenc16.
1-'expression dc GFAP e l d e virncntinc dans des oligodendrogliomens nous
arnkne 2 la proposition de distinguer dksormais deux sous-classes diffkrentes a 6
I'cxpression des filaments interrnddiaires esn analogue a celles des phases
narrnales die d6veloppcrnent de I'ol~gadcirdrocyte.
Cesa I'expressnom de GFAP dans des celliulcs turnonales du medvLloblastorne
desrnoplastiquc Fur, notamment d a m les ilots dtpourvues de rkticulin~e,gui
cararctCaise cctte eratit&turnorale cornme un rnedzllloblastorne diffkrcncik. Ceci
sowligne I'importance d'uune sous-elassificaticon de ccate tumeur d'avec le groupe
die medmlloblastomcs ciassiques du ' % e m milieu", qui - ainsi que ]'on sail permettent un prognostic bcaueoup moins favorable.
En guise d e conclusion, naus pouvans affirmer que I'immunahistochinnie de la
protkine dw filament intesmkdiaire constirue iron seulernent unc acquisition
d'importar~ccpour class~f~cation
histopatl~ologiquecles turneurs du ccrveau,
~naisaussi wn inszriurne~~t
prkcieux dans I'ktude de I'histogenkse des turneuns et
de la biologic dec; cellules turncsrales.
De n n d e s ~ u e k s w c r k z a ~ ~ ~ ~werden
~ l ~ e d einede
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mogelmjk gemailkt door:
Uc Nederlandse organisatie lJoc,r.zu~ver-wetenschappelijkonderzoek (ZWO)
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