Estudio clínico-patológico y molecular durante la inducción, desarrollo y regresión de la hiperplasia benigna de próstata en perros Beagle

Abstract

La relevancia de los receptores de esteroides tanto en la próstata normal como en las diferentes patologías prostáticas es bien reconocida, pero la distribución específica de algunos de ellos en los tejidos en los diferentes compartimientos celulares de la glándula prostática canina no ha sido completamente caracterizada. Nosotros analizamos la expresión inmunohistoquímica del receptor de andrógenos (AR), receptor de estrógenos alfa (ER?), receptor de estrógenos beta (ER?) y receptor de progesterona (PR) en los diferentes tipos de células de la glándula prostática canina tanto normal como con diferentes condiciones patológicas (Hiperplasia, prostatitis, carcinoma). La expresión de AR fue del 100% tanto en tejido hiperplásico como normal, 74% en prostatitis y 65% en carcinomas. La expresión de ER? fue del 85% en casos normales, 35% en casos de hiperplasia, 22% en prostatitis y sólo 12% en glándulas neoplásicas. La expresión de ER? fue del 85% en casos normales y alrededor del 70% en todas las condiciones patológicas estudiadas. Por otro lado, la expresión de PR fue débil y menos común en el tejido normal (44%) cuando la comparamos a la hiperplasia y otras enfermedades. En resumen podemos decir que la expresión de AR, ER? y ER? fue más alta en las glándulas normales y disminuyó en hiperplasia, prostatitis y cáncer. En perros, la administración combinada de estrógenos y andrógenos incrementa de forma sinérgica el peso de la próstata y un tratamiento continuado da lugar al desarrollo de hiperplasia glandular. El objetivo del presente estudio fue examinar la expresión inmunohistoquímica de AR, ER?, ER? y PR en un modelo de hiperplasia prostática canina inducido experimentalmente. Cinco perros machos de raza Beagle fueron castrados y tratados con 25 mg de androstanediol y 0,25 mg de 17? estradiol durante 30 semanas. Se obtuvieron mediante cirugía biopsias de próstata cada seis semanas en el grupo experimental (estadios experimentales M0 a M6). El grupo experimental consistió en tres perros no castrados y tratados únicamente con el vehículo utilizado para disolver las hormonas aplicadas al grupo experimental y a los cuales sólo se les tomaron cuatro biopsias (M0, M1, M4 y M6). Los resultados de inmunohistoquímica revelaron una alta expresión de AR y ER? en el núcleo de las células epiteliales y estromales de todas las biopsias tanto del grupo experimental como del grupo control. La supresión del tratamiento hormonal se tradujo en una reducción significativa en la expresión de ambos receptores. Por el contrario la expresión de ER? sólo se observó en el núcleo de las células epiteliales y no hubo diferencias significativas en el porcentaje de núcleos teñidos entre el grupo control y el grupo tratado con hormonas o las próstatas atróficas. Débil tinción para PR fue observada en una pequeña proporción del núcleo de células epiteliales, pero no en células estromales. Los resultados indican que AR, ER?, ER? y PR son diferencialmente expresados en el tejido prostático canino. Además, el presente estudio también ha comparado los hallazgos ultraestructurales observados en este modelo de hiperplasia canina inducida experimentalmente con los cambios desarrollados espontáneamente en los perros no tratados. En las células luminales se observó apelotonamiento con abundantes proyecciones papilares, ramificación de microvellosidades, y la presencia de compartimentación de los gránulos de secreción. El cambio más llamativo, no reportado anteriormente, fue el hallazgo de caveolas en las células basales. El compartimiento de las células basales contiene la población de células epiteliales transitoriamente amplificante y podemos concebir que dichas células desempeñen un rol en el desarrollo de la BPH. Otro propósito del presente estudio fue determinar mediante morfometría ultraestructural si el número de caveolas estaba relacionado con los estadios de la hiperplasia benigna de próstata inducida hormonalmente. Un incremento en el número de caveolas en las células basales fue notado de M0 a M5. La diferencia entre estos cuatro estadios y el inicial fue estadísticamente significativa (p? 0.05). En el estadio M6, después de retirar el tratamiento hormonal, las caveolas disminuyeron drásticamente en número (18,4%). Por tanto el hallazgo más notable en este modelo de BPH experimental fue el incremento significativo en el número de caveolas en las células basales a través de los estadios del tratamiento hormonal y la dramática reducción después de retirar el tratamiento. Estos hallazgos sugieren que las células basales podrían ser el blanco primario o ser inducidas por el estímulo hormonal. Finalmente, también hemos evaluado el análisis de expresión de genes asociado con el inicio de la BPH. El análisis microarray específico para caninos de Affymetrix fue realizado en las biopsias secuenciales obtenidas en este modelo dinámico del perro del beagle y caracterizó un número de genes alterados durante BPH. <br/>Palabras clave: Hiperplasia prostática, perro, inmunohistoquímica, receptores hormonales.

The relevance of steroid receptors in both normal prostate and in prostatic pathology is well recognized, but tissue-specific distribution of some of them in the different cell compartments of the canine prostate gland is not completely characterized. We analysed the immunohistochemical expression of androgen (AR), oestrogen ? (ER?) and ? (ER?) and progesterone (PR) receptors in the different cell types of the canine prostate gland, either normal or with different pathologic conditions (hyperplasia, prostatitis, carcinoma). AR labelling was 100% in the epithelial cells of normal and hyperplastic tissue, 74% in prostatitis, and 65% in carcinomas. ER? was 85% in normal cases, 35% in hyperplastic cases, 22% in inflamed cases, and 12% in neoplastic glands. ER? expression was 85% in normal cases and around 70% in all of the pathological conditions. On the other hand, PR expression was weak and less common in normal tissue (44%), when compared to hyperplasia and other diseases. Overall, the expression of AR, ER? and ER? was highest in normal glands, and decreased in hyperplasia, prostatitis, and cancer. In dogs, the combined administration of oestrogen and androgens synergistically increases prostate weight, and continued treatment leads to the development of glandular hyperplasia. The aim of the present study was to examine the immunohistochemical expression of AR, ER?, ER? and PR in a model of experimentally induced canine prostatic hyperplasia. Five male Beagle dogs were castrated and treated with 25 mg of 5?-androstane-3?, 17?-diol and 0.25 mg 17?-estradiol for 30 weeks. Prostate specimens were surgically obtained every 6 weeks (experimental stages M0 to M6). The control group consisted of three non-castrated dogs treated with vehicle, from which specimens were only taken at the time points M0, M1, M4 and M6. Immunohistochemical data revealed high AR and ER? expression in the epithelial and stromal cell nuclei of all the experimental and control specimens. The suspension of hormone treatment led to a significant reduction in the expression of both receptors. On the contrary, ER? was only expressed in epithelial cell nuclei, with no significant differences in the percentages of stained nuclei between control and hormonally treated or atrophic prostates. Weak staining for PR was observed in a small proportion of epithelial cell nuclei but not in stromal cells. Results indicate that AR, ER?, ER? and PR are differently expressed in canine prostate tissue. In addition, the present study has been to compare the ultrastructural findings in this model of experimentally induced canine prostatic hyperplasia with those of the spontaneously developed changes in untreated dogs. Changes in the control groups were similar but of lower intensity compared to those of the experimental groups. In luminal cells, crowding with papillary projections, prominent, branching microvilli, and abundant, often compartmentalized granules were observed. The most striking change was the previously unreported finding of caveolae in basal cells. The basal cell compartment contains the transient amplifying sub-population of epithelial cells. It is therefore conceivable that it plays a role in the development of BPH. Other purpose of the present study was to determine, by means of ultrastructural morphometry, if the number of caveolae was related to the stages of hormonally induced BPH. An increase in the number of caveolae in basal cells was noted from M0 even M5. The difference between these four stages and the initial ones was statistically significant (p<.05). At M6 stage, after hormonal treatment withdrawal, caveolae diminished dramatically in number (18.4%). The most remarkable finding in this model of experimental BPH was the significant increase in the number of caveolae in basal cells throughout the stages of hormonal treatment, and the dramatic reduction after hormonal withdrawal. This finding suggests that basal cells are either a primary target of or are induced by the hormonal stimuli. Finally also we have evaluated the analysis of gene expression associated with BPH. Canine specific Affymetrix microarray analysis performed on sequential biopsies obtained in a beagle dog dynamic model, characterized a number of genes altered during BPH. Transcriptome analysis performed on a dynamic animal model that accurately mimics the human clinics, permitted us to characterize a gene expression pattern associated with the onset of BPH.<br/>Key words: Prostatic hyperplasia, dog, immunohistochemistry, caveolae.