La ferroptosi nel carcinoma epatocellulare: studio immunoistochimico

ABSTRACT Background: Hepatocellular carcinoma (HCC) is usually diagnosed in an advanced stage and has become the second deadliest type of cancer worldwide. The systemic treatment of advanced HCC has been a challenge, and for decades was limited to treatment with tyrosine kinase inhibitors, until the application of immune checkpoint inhibitors became available. Due to drug resistance, new therapeutic approaches are highly desirable. Ferroptosis is a novel type of highly regulated iron-dependent cell death with a well-known role in carcinogenesis. Triggering ferroptosis in cancer therapy is a promising option. Few studies have been performed on ferroptosis in human HCC. Aim of the study: The aim of this study was to investigate tissue expression of ferroptosis effectors in HCC, and any correlation with prognostic and histological features. Materials and methods: A series of 65 cases of hepatocellular carcinoma were enrolled and histologically reviewed; the main histological features were recorded. None of the patients received any neoadjuvant therapy before surgery. Immunostaining was performed on tissue microarrays, by using the following antibodies: TFR1 (Transferrin-Receptor 1), GPX4 (the main ferroptosis inhibitor), STAT3 (as a marker of an anti-apoptotic milieu), TP53 (as a tumor suppressor). Intracytoplasmic iron deposits were investigated by Perls’stain. Results: TFR1 was observed in ten cases of HCC. None of the patients showed intracytoplasmic iron deposits in neoplastic cells. In 77% of cases GPX4 expression was absent. In 23% of cases a low GPX4 expression was found; however, there was no correlation with prognosis. A high STAT3 expression in neoplastic cells was observed in 84% of cases, and it was associated with a worse prognosis [p=0.001]. P53 resulted in an overexpressed mutated pattern in 5% of cases of HCC. Conclusions: Our study confirms that HCC is a very heterogeneous tumor. In a minority of cases GPX4 expression suggests that ferroptosis is inhibited in such cases, drugs with GPX4 as molecular target could be effective. In the remaining cases, ferroptosis does not seem to be inhibited nor activated. In such cases, ferroptosis could be induced by drugs such as Xc⁻ inhibitors and iron-overload drugs, acting upstream or downstream of GPX4.

Background: Il carcinoma epatocellulare (HCC) viene solitamente diagnosticato in stadio avanzato, ed è diventato il secondo cancro più mortale al mondo. La terapia sistemica dell'HCC avanzato è stata una sfida, e per decenni si è limitata al trattamento con inibitori della tirosin-chinasi, fino a quando non è diventata disponibile l'applicazione degli inibitori del checkpoint immunitario. A causa della resistenza ai farmaci, sono in fase di ricerca nuovi approcci terapeutici. La ferroptosi è un tipo di morte cellulare dipendente dal ferro scoperto recentemente, è altamente regolata e ha un ruolo ben compreso nella cancerogenesi. L'attivazione della ferroptosi nella terapia del cancro è un'opzione promettente. Pochi studi sono stati condotti sulla ferroptosi nell'HCC umano. Scopo dello studio: Lo scopo di questo studio è quello d’indagare l'espressione tissutale dei marcatori della ferroptosi nell'HCC, cercando delle correlazioni con le caratteristiche prognostiche e istologiche. Materiali e metodi: Una serie di 65 casi di carcinoma epatocellulare sono stati arruolati e rivisti istologicamente; sono state registrate le principali caratteristiche istologiche. Nessuno dei pazienti ha ricevuto una terapia neoadiuvante prima dell'intervento chirurgico. L'immunocolorazione è stata eseguita su microarrays tissutali, utilizzando i seguenti anticorpi: TFR1 (recettore della transferrina 1), GPX4 (il principale inibitore della ferroptosi), STAT3 (come marker di un ambiente anti-apoptotico), TP53 (come oncosoppressore). I depositi di ferro intracitoplasmatici sono stati studiati dalla colorazione di Perls. Risultati: TFR1 è stato osservato in dieci casi di carcinoma epatocellulare. Nessuno dei pazienti ha mostrato depositi di ferro intracitoplasmatici nelle cellule neoplastiche. Nel 77% dei casi l'espressione GPX4 era assente. Nel 23% dei casi è stata trovata una bassa espressione di GPX4; tuttavia, non c'era alcuna correlazione con la prognosi. È stata osservata nell'84% dei casi un'elevata espressione di STAT3 nelle cellule neoplastiche, che è risultata correlata ad una prognosi peggiore [p=0,001]. L’espressione di p53 con pattern mutato sovra espresso è stata trovata nel 5% dei casi di HCC. Conclusioni: Il nostro studio conferma che l'HCC è un tumore molto eterogeneo. In una minoranza di casi l'espressione di GPX4 suggerisce che la ferroptosi è inibita in questi casi, i farmaci con GPX4 come bersaglio molecolare potrebbero essere efficaci. Nei restanti casi la ferroptosi non sembra essere inibita né attivata. In questi casi, la ferroptosi potrebbe essere indotta da farmaci come gli inibitori dell'Xc⁻ e i farmaci per il sovraccarico di ferro, che agiscono a monte oa valle di GPX4.