Çocukluk çağı solid tümörlerinde kanser kök hücre belirteci olarak  Piwil2 ekspresyonunun araştırılması ve Piwil2'nin biyomarker olarak kullanılabileceğinin gösterilmesi
Investigation of Piwil2 expression as a cancer stem cell marker and demonstration of its availability as a biomarker in solid tumors of childhood
Yazar: YILMAZ SEÇİLMİŞ
Danışman: DOÇ. DR. MUSA KARAKÜKCÜ
Erciyes Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2013
Konu: Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları = Child Health and Diseases
Dizin: Biyobelirteçler = Biomarkers ; Biyobelirteçler-tümör = Biomarkers-tumor ; Gen ifadesi = Gene expression ; Kök hücreler = Stem cells ; Neoplazm hücreleri-dolaşan = Neoplastic cells-circulating ; Neoplazm kök hücreleri = Neoplastic stem cells ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Çocuklar = Children

Özet:
ÖZET
Giriş ve Amaç: Piwil2 (P-element-Induced wimpy testis like ) germ hücre gelişiminde ve onarımında esansiyel bir role sahip olan argonaute proteinlerinin alt grubudur. Germ kök hücresinin kendi kendini yenilemesinden, hücre döngüsü, RNA interferansı, epigenetik modülasyon ve kromatinin yeniden düzenlenmesinden sorumludur. Ayrıca kanser kök hücrelerinde sinyal ileti yolaklarında proliferasyon ve apopitozisi düzenleyen anahtar görevleri vardır. Yapılan çalışmalarda kolon kanserlerinde, over ve endometrium tümörlerinde, böbrek, gastrointestinal ve pankreas tümörlerinde kök hücre belirteci olarak Piwil2 gösterilmiştir. Bu çalışmada amaç, çocukluk çağı solid tümörlerinde bir kanser kök hücre belirteci olan Piwil2 ekspresyonunun araştırılması ve biyomarker olarak kullanılabileceğinin gösterilmesidir.
Hastalar ve Metod: Çalışmaya Erciyes Üniversitesi Tıp Fakültesi Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Anabilim dalı, Pediatri Hematoloji-Onkoloji Departmanı tarafından 2000-2011 yılları arasında takip edilen, Erciyes Üniversitesi Tıp Fakültesi Patoloji Anabilim Dalı tarafından solid tümör tanısı verilmiş ve parafin blokları arşivlenmiş 150 hasta dahil edildi. İmmunohistokimyasal yöntemler kullanılarak Piwil2 poliklonal antikoru ile solid tümör preparatları boyandı. Boyanan preparatlarda Piwil2 boyanma oranları bir uzman patolog ve bir pediatri hematoloji uzmanı tarafından değerlendirildi. 
Bulgular: 150 hastadan oluşan çalışma grubunda; solid tümörlerde Piwil2 immünohistokimyasal boyanması ile kanser kök hücre ilişkisi ve klinik özellikler karşılaştırıldı. 30 hasta (%20) nöroblastom, 42 hasta (%28) Wilm?s tümörü, 44 hasta (%29,3) sarkom, 34 hasta (%22,7) ise germ hücreli tümör tanısı almıştı. Tümör gruplarına göre bakıldığında nöroblastom tanısı alan 30 hastanın 11?inde (%36) zayıf boyanma, 5?inde (%16,7) orta derecede boyanma, 5?inde (%16,7) kuvvetli boyanma görüldü. Wilm?s tümöründe ise 42 boyamadan 15?i zayıf boyanırken (%35), orta veya kuvvetli boyanma görülmedi. Sarkom tanısı almış olan 44 hastanın 10? unda (%22,7) zayıf boyanma, beşinde (%11,4) orta derecede boyanma, 4?ünde (%9,1) ise kuvvetli boyanma görüldü. Bu grupta osteosarkom vakalarında Piwil2 ile kuvvetli boyanma diğerlerine göre anlamlı idi. Otuzdört germ hücreli tümör dokusunun boyanmasında 6?sında (%17,6) zayıf boyanma, 6?sında (%17,6)  orta derecede boyanma ve 6?sında (%17,6)  kuvvetli boyanma görüldü. Nöroblastom ve germ hücreli tümör gruplarında orta ve kuvvetli Piwil2 boyanma paterni diğer tümör gruplarına göre anlamlı yüksek idi (p<0,05). Germ hücreli tümörde hem nükleer hem sitoplazmik patern görülürken diğer tümörlerde sitoplazmik boyanma paterni görüldü.  
Sonuç: Çocukluk çağı solid tümörleri içerisinde nöroblastom ve germ hücreli tümörlerde istatistiksel açıdan anlamlı Piwil2 pozitifliği görüldü. Bu durum özellikle kök hücrelerin germ hücrelerde olması ve Piwil2?nin germ hücrelerde ilk kez tespit edilmesi ile açıklanabilir. Diğer tümörlerde sadece stoplazmik boyanma varken germ hücreli tümörlerde hem nükleusta hem de stoplazmada boyanma görüldü. Nükleusta boyanma olması ise Piwil2?nin germ hücre gelişimi ve döngüsünde rolü olmasından kaynaklanabilir. Nöroblastomda yaklaşık 1/3 vakada belirgin Piwil2 ekspresyonu, zaten prognozu kötü ve tedavisi sıkıntılı nöroblastom vakaları için anlamlı olabilir. Sarkom grubunda osteosarkom vakalarında tespit edilen anlamlı Piwil2 pozitifliği, bu grupta tedavilerdeki zorluklardan dolayı anlamlı olabilir. İlginç olarak Wilm?s tümörü vakalarında, Piwil2 normal böbrek dokusunda belirgin izlenirken, tümör dokusunda çok az vakada görüldü. İleri çalışmalarda Piwil2, Wilm?s tümörü için negatif marker ve cerrahi sınır belirlemede kullanılabilir. 

Anahtar kelimeler: Piwil 2, Kanser Kök Hücre, Biyomarker, Çocukluk Çağı Solid Tümörleri

Abstract:
Objective: Piwil2 (P-element-Induced wimpy testis like) belongs to a subgroup of argonaute proteins, which has an essential role in germ cell development and repair. Piwil2 is associated with cell cycle, RNA interference, epigenetic modulation and chromatin rearrangement in the regeneration of germ stem cell. In addition, it has a pivotal role in the regulation of proliferation, and apoptosis in signaling pathways in cancer stem cells. Recent studies reported that Piwil2 has been demonstrated as a stem cell marker in colon cancers and ovarian endometrial, gastrointestinal and pancreatic tumors. In the present study, we aimed to evaluate the expression of Piwil2, as a cancer stem cell marker in childhood solid tumors, to demonstrate the availability of Piwil2 as a biomarker.
Patients and method: The study included 150 patients who have diagnosed with pediatric solid tumor and have available paraffin blocks at the Pathology Department of Erciyes University Medicine School and had been followed between 2000-2011 years in Pediatric Hematology and Oncology Department of Erciyes University.. Solid tumor preparations were stained with polyclonal Piwil2 antibody by using immunohistochemical methods. The Piwil2 staining was assessed by an experienced pathologist and pediatric hematologist. 
Results: The clinical characteristics and features of Piwil2 immunohistochemical staining, and cancer stem cells in the study group that consisted 150 pateint were evaluated. .  30 patients (20%) were diagnosed with neuroblastoma, while 42 patients (28%) have Wilm?s tumor, 44 patients (29.3%) have sarcoma; 34 patients (22.7%) were diagnosed with germ cell tumor.  Assessment of the tumor sub-groups showed that, of 30 patients with neuroblastoma, there was weak staining in 11 (36.0%), moderate staining in 5 (16.7%), and strong staining in 5 (16.7%). Of 42 patients with Wilm?s  tumor, it was seen that there was weak staining in 15 (35.0%), but no moderate or strong staining. Of 44 patients with sarcoma, it was seen that there was weak staining in 10 (22.7%), moderate staining in 5 (11.4%), and strong staining in 4 (9.1%). In the sarcoma group Piwil2 staining was stronger in the patients with osteosarcoma. .Of 34 patients with germ cell tumor, there was weak staining in 6 (17.6%), moderate staining in 6 (17.6%) and strong staining in 6 (17.6%). The staining rates were statistically significant in neuroblastoma and germ cell tumors (p<0,05). Both nuclear and cytoplasmic staining patterns were observed in germ cell tumors, whereas only cytoplasmic staining pattern was observed in other tumor types.       
Conclusion: Among the solid tumors of childhood, significant Piwil2 positivity was observed in neuroblastoma, and germ cell tumors. This finding can be explained that cancer stem cell in these tumors are associated with germ cells, and Piwil2 expression was previously shown in the germ cells.  Staining was observed in both nucleus and cytoplasm in germ cell tumors while only cytoplasmic staining was observed in other tumor types. The presence of nuclear staining may be related to the   role of Piwil2 in germ cell development and cycle. In the patients with neuroblastoma, 1/3 of the cases showed significant expression of Piwil2, this may be significant in this kind of patients with poor prognosis. In the sarcoma group, significant Piwil2 expression was observed in the pateins with osteosarcoma, which has treatment refractory, and dismal prognosis. Interestingly in cases of Wilm's tumor, significant Piwil2 was observed in the normal kidney tissue, whereas Piwil2 expression was rarely observed in the tumor tissue. Piwil2 expression can be used for determining the surgical margin in further studies .

Keywords: Piwil 2, cancer stem cell, biomarker, solid tumors of childhood.