Expressionsmuster der Somatostatin-Rezeptor-Subtypen von aktiv-sezernierenden und 'silent' Adrenokortikotropin-Zelladenomen, 'silent' Gonadotropinzelladenomen und Nullzelladenomen

Introduction: Pituitary adenomas deriving from adenohypophysial cells can be clinically functioning and non-functioning, when the classification is based on their hormonal secretion activity in vivo. Cushing’s disease results from a functioning pituitary adenoma of corticotroph cell origin, while a “silent” corticotroph cell adenoma is its non-functioning counterpart. “Silent” gonadotroph cell adenomas and null cell adenomas are the most common non-functioning pituitary adenoma. The main purpose in this study is to compare the expression profile of somatostatin receptor (SSTR) subtypes in Cushing’s disease, with “silent” corticotroph cell adenomas, “silent” gonadotroph cell adenomas, and null cell adenomas, using both the methods of immunohistochemistry (IHC) and real-time quantitative polymerase chain reaction (real-time qPCR). The effect of SSTR subtypes on the regulation of hormonal secretion in Cushing’s disease was investigated. Material and Method: Tumor tissues from 62 patients with pituitary adenoma who were operated between 2005 and 2010 were assessed in this study. They were divided into four cohorts (15 Cushing’s disease, 12 “silent” corticotroph cell adenomas, 16 “silent” gonadotroph cell adenomas, 19 null cell adenomas) based on serum hormone determinations and histological findings. A portion of the tumor tissue was utilized for IHC staining using a series of mouse SSTR subtype-specific monoclonal antibodies, and a portion of tumor tissue stored at −80°C was utilized for mRNA extraction followed by real-time qPCR analysis. Results: IHC of SSTR subtypes in the different cohorts showed that SSTR5 was preferentially expressed in Cushing’s disease and “silent” corticotroph cell adenomas (10/15, 9/12, respectively), whereas in “silent” gonadotroph cell adenomas SSTR3 (15/16) was most frequently found positive followed by SSTR1 (14/16), which was preferentially expressed in null cell adenomas (12/19). By real-time qPCR analysis, SSTR5 mRNA with a high expression level (53.01±76.60) was frequently (14/15) detected in Cushing’s disease followed by SSTR2 mRNA (detectable in all cases) also with a relatively high expression level (16.38±19.30). SSTR3 mRNA was preferentially expressed in “silent” gonadotroph cell adenomas (12/16, with an expression level of 33.20±70.51), while preferential expression of SSTR2 mRNA (12/12, with an expression level of 9.96±8.41) in “silent” corticotroph adenomas and null cell adenomas (18/19, with an expression level of 20.86±46.63) was observed. A comparison between the results from these two methods demonstrated that both methods showed that a high expression level of SSTR5 was found in Cushing’s disease, whereas a high expression level of SSTR3 dominated in “silent” gonadotroph cell adenomas. By detection of all SSTR subtypes an overall IHC / real-time qPCR agreement of 67.3% was reached, varying from 43.5% to 79%. Low concordance was found by expression of SSTR2 immunoreactivity and mRNA expression levels, especially in Cushing’s disease. Conclusion: Patients with Cushing’s disease showed a high expression level of SSTR5 mRNA and had a higher prevalence of SSTR5 immunoreactivity by IHC staining as compared with the other groups. These findings may indicate that SSTR5 plays an important role in the secretion of adrenocorticotrophin (ACTH) in active corticotroph cell adenomas. “Silent” gonadotroph cell adenomas showed a preferential expression of SSTR3 immunoreactivity with a higher expression level of SSTR3 mRNA as compared with null cell adenomas, which indicates that SSTR3 may be involved in the regulation of gonadotrophin production and tumorigenesis in gonadotroph cell adenomas. The discrepancy between results from IHC staining and real-time qPCR might be due to biological or technological reasons and warrants further investigation. Einleitung: Hypophysenadenome, welche aus Zellen der Adenohypophyse entstehen, können hormonaktiv oder hormoninaktiv sein, wenn man sie aufgrund ihrer Hormonsekretionsaktivität in-vivo einteilt. Der Morbus Cushing entsteht durch ein hormonaktives Hypophysenadenom aus kortikotropen Zellen, während „silent“ Adrenokortikotropin (ACTH)-Adenome das klinisch-hormoninaktive Gegenstück bilden. „Silent“ gonadotrope Hypophysenadenome und Nullzelladenome sind die häufigsten nicht-hormonaktiven Hypophysenadenome. Die Aufgabe der vorgelegten Studie war, das Expressionsmuster der unterschiedlichen Somatostatin-Rezeptor (SSTR)-Subtypen von Hypophysenadenomen bei Morbus Cushing mit „silent“ ACTH-Zelladenomen, „silent“ Gonadotropinzelladenomen und Nullzelladenomen zu vergleichen, wobei sowohl Methoden der Immunohistochemie(IHC) und die real-time quantitative Polymerase Chain Reaction (real-time qPCR) verwendet wurden. Methode: In dieser Studie wurden Tumorgewebe von 62 Patienten mit Hypophysenadenomen, die in den Jahren 2005 bis 2010 operiert wurden, untersucht. Sie wurden in 4 Kohorten unterteilt (15 Morbus Cushing, 12 „silent“ ACTH-Zelladenome, 16 „silent“ Gonadotropinzelladenome, 19 Nullzelladenome), wobei die Einteilung auf den Ergebnissen der Serumhormonbestimmungen und der histologischen Befunde basierte. Ein Stück des Tumorgewebes wurde für die immunhistochemischen Färbungen mit einer Reihe von Maus SSTR-Subtype-spezifischen monoklonalen Antikörpern verwendet und ein Stück tiefgefrorenes Tumorgewebe, welches bei -80 °C aufbewahrt worden war, wurde für die mRNA-Extraktion und die darauffolgende real-time qPCR-Analyse verwendet. Ergebnisse: Die immunhistochemische Untersuchung der SSTR-Subtypen in den verschiedenen Kohorten zeigte, dass bei Morbus Cushing und „silent“-ACTH-Zelladenomen der SSTR5 am häufigsten exprimiert wurde (10 von 15 bzw. 9 von 12), während bei „silent“-Gonadotropinzelladenomen SSTR3 (15 von 16) am häufigsten positiv gefunden wurde, gefolgt von SSTR1 (14 von 16), welcher auch am häufigsten bei Nullzelladenomen nachzuweisen war 12 von 19). Durch die real-time qPCR-Analyse fand man SSTR5 mRNA mit einer hohen Expression (53,01±76,60) häufig (14 von 15) nachzuweisen bei Morbus Cushing, gefolgt von SSTR2 mRNA (nachweisbar in allen Fällen) mit einem ebenso relative hohen Expressionsausmaß (17,38±19,30). SSTR3 mRNA war überwiegend in „silent“-Gonadotropinzelladenomen exprimiert (12 von 16, mit einem Expressionsgrad von 33,20±70,51), während eine präferentielle Expression der SSTR2 mRNA (12 von 12) mit einem Expressiongrad von 9,26±8,41 in „silent“ ACTH-Adenomen und Nullzelladenomen (18 von 19) mit einem Expressionsgrad von 20,48±46,63 nachgewiesen wurde. Ein Vergleich zwischen den Ergebnissen dieser beiden Methoden zeigte, dass beide Methoden ein hohes Ausmaß der Expression von SSTR5 bei Morbus Cushing nachweisen konnten, während eine hohe Expression von SSTR3 bei „silent“ Gonadotropinzelladenomen dominierte. Wenn man den Nachweis aller SSTR-Subtypen zusammen nimmt, korrelierten IHC und real-time qPCR in 67,3%, wobei bei den einzelnen Subtypen die Korrelation zwischen 43,5 und 79% schwankte. Eine besonders niedrige Konkordanz herrschte in der Expression der SSTR2-Immunaktivität und der mRNA-Expression, besonders bei Morbus Cushing. Schlussfolgerungen: Patienten mit Morbus Cushing weisen eine hohe Expression von SSTR5 mRNA auf und auch eine hohe Prävalenz von SSTR5-Immunreaktivität in der Immunhistochemie, wenn man sie mit den anderen Kohorten von Hypophysenadenomen vergleicht. Diese Befunde legen nahe, dass SSTR5 eine wichtige Rolle bei der Sekretion von ACTH bei aktiv-sezernierenden ACTH-Zelladenomen hat. „Silent“-Gonadotropinzelladenome weisen eine präferentielle Expression von SSTR3 auf mit auch einem höheren Expressionsgrad von SSTR3 mRNA, wenn man sie mit den Nullzelladenomen vergleicht. Dies legt nahe, dass SSTR3 bei der Regulation von Gonadotropinen und der Tumorgenese von Gonadotropinzell-Hypophysenadenomen beteiligt ist. Die Diskrepanz zwischen den Ergebnissen der Immunhistochemie und der real-time qPCR könnte biologische oder technologische oder methodische Ursachen haben und macht weitere Untersuchungen erforderlich.