Glioblastoma multiforme in the microscope: Diagnostic features of importance for prognosis and treatment.

• Glioblastoma multiforme (GBM) is the most malignant and also the most common form of brain tumour in humans. The overall aim of this thesis was to investigate morphological and diagnostics features in human GBM that may be of importance for prognosis and treatment. Immunohistochemically stained tissue sections have been microscopically analysed regarding immuno-reactive cells, cell proliferation, telomerase activity and presence of coxsackie adenovirus receptor (CAR). While telomerase activity reflects inherent life prolongation, CAR act as adhesion molecules on target cells in adenoviral based gene therapy. We found that cytotoxic T-lymfocytes (CTL) occurred spontaneously in GBM but also that a transient increase was detected after immunotherapy. Macrophage positive cells were in general plentiful. GBM as well as other grades of gliomas, expressed low levels of CAR while neuroblastomas and medulloblastomas exhibited a high CAR expression. However, various regions and cell types of the normal brain also expressed CAR. Proliferation activity (Ki-67) showed a significant correlation to longer survival if index was below 10 %, while telomerase activity (hTERT) showed no relation to length of survival. Different methods of assessment of Ki-67 are of relevance for histopathological diagnostics. This project indicates that morphological features of importance for prognosis and treatment can be identified by the use of established and simple, reliable methods, routinely applied in clinical pathological diagnostics.

• Popular Abstract in Swedish De flesta primärar hjärntumörer utgår ifrån astrocyter, oligodendrocyter och ependymala celler, som är hjärnvävnadens egna celler. Cirka hälften av dessa tumörer ingår i en grupp där tumörtypen heter gliom. Glioblastoma multiforme (GBM) är den mest elakartade tumören inom denna grupp och också den vanligast förekommande.Trots stora forskningssatsningar är behandlingsstrategierna för GBM patienter ännu ganska breda, ospecifika: prognosen är usel och överlevnaden 9-12 månader från diagnostillfället. En del av svårigheterna ligger i en ännu outvecklad tumörtypning och klassifikation, vilket försvårar en adekvat utveckling av diagnostik och behandling. GBM varierar påtagligt både strukturellt och tillväxtmässigt/biologiskt. Det råder delade meningar om subtypsindelning och om i vilken omfattning det sker en utveckling från lågmalign till högmalign tumör eller om högmalign tumör uppkommer direkt. Oavsett detta finns det emellertid olika former av GBM som skiljer sig avseende incidensålder, olikartade genuttrycks-förändringar, samt av delvis olika kliniska förlopp och prognos. Röntgenologiskt och vid mikroskopet kan de te sig identiska, men också vara starkt heterogena. Målsättningen med projektet var att identifiera subtyper av GBM med olika morfologi, genuttryck och/eller immunofenotyp som korrelerar med olika prognos och överlevnad. Målet var också att få ökad förståelse för det biologiska beteendet och ledtrådar till nya angreppspunkter för behandling av GBM. En effektiv behandling av GBM förutsätter en preciserad diagnos och identifiering av subgrupper med egenskaper som kan passa för specifika terapier. Avhandlingen är uppdelad i fyra delstudier: Studie I: Naturlig immunrespons och aktivitet i GBM och möjligheten att påverka denna med immunoterapi. Studie II och III: Nivåer av coxsackie-adenovirusreceptorer (CAR) i tumörceller i olika typer av hjärntumörer, f.f.a.GBM, och i normala celler i olika områden av hjärnan, för att ta reda på om denna typ av adenovirus-baserad genterpai är användbar inom GBM-behandling. Studie IV: Genetiska och cellcykelrelaterade förändringar som uppkommer i GBM, speciellt cellproliferation (Ki-67 ) och telomeras-aktivitet (hTERT), som kan påvisas med immunhistokemiska metoder och som kan vara tänkbara prognostiska faktorer. Konventionellt infärgat vävnadsmaterial har undersökts genom mikroskopisk analys avseende atypi, mitosfrekvens, kärl-proliferation och nekroser. Immunhistokemiska färgningar har gjorts och analyserats avseende immunoreaktiva celler, cellproliferation, telomeras-aktivitet och förekomst av CAR. Huvudsakliga fynd i de olika delstudierna är: Studie I: Cytotoxiska T-lymfocyter (CTL) finns spontant i GBM, men de verkar vara inaktiva. GBM patienter som behandlats med immunoterapi för att stimulera kroppen egna immunförsvar får en liten ökning av CTL och ett mindre antal av dessa verkar också vara aktiva. Generellt ses ett stort antal celler som är positiva för makrofag-markören CD68. Många av dessa celler är atypiska och pleomorfa och ser ut att vara CD68 positiva tumörceller. Studie II och III: Nivåerna av CAR i GBM och andra mer lågmaligna gliom är mycket låga, i många fall obefintliga, medan tumörformerna medulloblastom och neuroblastom visade ett högt CAR-uttryck. Ett flertal olika sorters normala (icke-tumör) celler inom olika områden av hjärnan uttrycker också CAR i olika mängd. I reaktiv/inflammatorisk hjärnvävnad, t.ex. hjärnbarken från epilepsi-kirurgi, finns fler nervceller som uttrycker CAR än normal hjärnbark. Studie IV: Ett proliferations-index lägre än 10 % i GBM är associerat med längre överlevnad, medan hTERT-aktivitet inte visar någon relation till överlevnadslängd. Yngre patienter har en längre överlevnad. Olika sätt att utvärdera immunhistokemiska färgningar, f.f.a. Ki-67, verkar vara av betydelse för histopatologisk diagnostik.

Ämnesord

MEDICIN OCH HÄLSOVETENSKAP  -- Klinisk medicin -- Cancer och onkologi (hsv//swe)

MEDICAL AND HEALTH SCIENCES  -- Clinical Medicine -- Cancer and Oncology (hsv//eng)

Nyckelord

General pathology

cytogenetik

Genetik

Genetics

cytogenetics

Medicin (människa och djur)

macrophages

adenoviral based gene-therapy proliferation activity

telomerase activity

immunohistochemistry

Medicine (human and vertebrates)

cytotoxic T-lymphocytes

diagnostic features

prognosis

immuno-therapy

Glioblastoma multiforme

neuropathology

pathological anatomy

Patologi (allmän)

patologisk anatomi

Publikations- och innehållstyp

dok (ämneskategori)

vet (ämneskategori)