Η ΕΚΦΡΑΣΗ ΤΟY AR ΣΤΟΝ ΩΡΙΜΟ ΠΡΟΣΤΑΤΗ

Παρόλο που ο προστάτης θεωρείται ως ένας αδένας που επηρεάζεται σε σημαντικό βαθμό από τα ανδρογόνα, ορισμένοι μόνο πληθυσμοί των κυττάρων του διαθέτουν AR και συνεπώς αποτελούν άμεσους στόχους για τα ανδρογόνα. Για το λόγο αυτό και για την καλύτερη κατανόηση της άμεσης και έμμεσης επίδρασης των ανδρογόνων στην ανάπτυξη και στη λειτουργία του προστατη, ερευνητές μελέτησαν σε αρουραίους την εντόπιση των AR στον πρόσθιο, οπίσθιο και πλάγιο λοβό του προστάτη. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε ανοσοϊστοχημική μέθοδος και πιο συγκεκριμένα, αναπτύχθηκε το πολυκλωνικό αντίσωμα PG-21, που αναγνωρίζει τα πρώτα 21 αμινοξέα της πολυπεπτιδικής αλυσίδας του AR. Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκε μια βιβλιοθήκη δομικών μονοκλωνικών αντισωμάτων, δηλαδή αντισωμάτων εξειδικευμένων που δρουν έναντι αντιγόνων που εντοπίζονται σε συγκεκριμένους τύπους κυττάρων, έτσι ώστε να αναγνωρισθούν και να διακριθούν μεταξύ τους οι διάφοροι τύποι κυττάρων που εμφανίζονται στον προστάτη. Τα μονοκλωνικά αντισώματα καθώς και τα ιδιαίτερα για κάθε κυτταρικό τύπο δομικά αντιγόνα που αναγνωρίζουν φαίνονται στον ακόλουθο πίνακα.

Αφού,εξασφαλίστηκε η εξειδικευμένη αντίδραση του PG-21 με τους AR, οι επιστήμονες προχώρησαν στη μελέτη της εντόπισης του ΑR στους διάφορους κυτταρικούς πληθυσμούς του πρόσθιου, οπίσθιου και πλάγιου λοβού του προστάτη του αρουραίου.

Α. ΚΥΛΙΝΔΡΙΚΑ ΕΠΙΘΗΛΙΑΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ

Όπως είναι γνωστό,στον προστάτη υπάρχουν δύο τύποι επιθηλιακών κυττάρων : τα κυλινδρικά επιθηλιακά κύτταρα και τα βασικά επιθηλιακά κύτταρα. Για τη διάκριση των 2 διαφορετικών αυτών τύπων επιθηλιακών κυττάρων χρησιμοποιήθηκε το δομικό μονοκλωνικό αντίσωμα ΡΚΚ1, το οποίο ανιχνεύει ως αντιγόνα τις κυττοκερατινες 8,18,19, που βρίσκονται στα κυλινδρικά επιθηλιακά κυτταρα. Επίσης, χρησιμοποιήθηκαν τα δομικα μονοκλωνικά αντισώματα HMW-093, που ανιχνεύει τις κυττοκερατίνες 1,5,10,11 και το CK812, το οποίο ανιχνεύει τις κυττοκερατίνες 13,16. Τα δομικά αυτά μονοκλωνικά αντισώματα εντοπίζουν τα βασικά επιθηλιακά κύτταρα.

Σχετικά με τα κυλινδρικά επιθηλιακά κύτταρα με τη χρήση του PG-21 χρωματίστηκαν έντονα οι πυρήνες τόσο των υψηλών, όσο και των χαμηλών κυλινδρικών επιθηλιακών κυττάρων, με την ένταση της αντίδρασης να έχει ως εξής:

Πρόσθιος λοβός>Πλάγιος λοβός>Οπίσθιος λοβός (η ένταση της αντίδρασης δηλαδή, είναι μεγαλύτερη στον πρόσθιο λοβό και μικρότερη στον οπίσθιο)

Στον πρόσθιο λοβό και στον οπίσθιο λοβό δεν παρατηρήθηκε καμία διαφορά στην ένταση της αντίδρασης μεταξύ των κεντρικών πόρων και περιφερικών κλάδων. Αντίθετα, στον πλάγιο λοβό η ένταση της αντίδρασης ήταν εντονότερη στους πυρήνες των κυττάρων των περιφερικών κλάδων απ'ό,τι στους κεντρικούς πόρους, των οποίων ορισμένα κύτταρα δεν χρωματίστηκαν καθόλου.

Έτσι, εξηγείται η μεγαλύτερη ευαισθησία στα ανδρογόνα των περιφερικών πόρων του πλάγιου λοβού, λόγω της μεγαλύτερης συγκέντρωσης των AR και συνεπώς η ευαισθησία των κυλινδρικών επιθηλιακών κυττάρων είναι μεγαλύτερη στο πρόσθιο λοβό από ότι στον πλάγιο και στον οπίσθιο. Τέλος, βρέθηκε ότι η συγκέντρωση των μορίων του AR στον πρόσθιο λοβό μηδενίζεται μετά τον ευνουχισμό, ενώ στον πλάγιο λοβό μετά από την αρχική μείωση ο αριθμός των υποδοχέων επανέρχεται στα αρχικά επίπεδα.

Β. ΒΑΣΙΚΑ ΕΠΙΘΗΛΙΑΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ

Με τη χρησιμοποίηση του πολυκλωνικού αντισώματος PG-21 τα βασικα επιθηλιακά κύτταρα, τα οποία εντοπίστηκαν με τη βοήθεια του μονοκλωνικού αντισώματος HMW-093, δεν χρωματίστηκαν και στους τρεις λοβούς του προστάτη. Το γεγονός αυτό έδειξε πως τα βασικά επιθηλιακά κύτταρα δεν περιέχουν ΑR. Για να διακριθούν τα βασικά επιθηλιακά κύτταρα από τα μυοεπιθηλιακά, τομές πρώτα επωάστηκαν με HMW-093 ή CK8.12 (δομικά μονοκλωνικά αντισώματα, που αναγνωρίζουν τα βασικά επιθηλιακά κύτταρα). Στη συνέχεια τομές τους σε σειρά με τις προηγούμενες επωάστηκαν με αντίσωμα αντιακτίνης (α και γ), το οποίο αναγνωρίζει τα μυοεπιθηλιακά κύτταρα. Τα αποτελέσματα ήταν τα ίδια και στους τρεις λοβούς: κανένα από τα κύτταρα που αντέδρασαν με τα HMW-093 και CK8.12 αντισώματα, δεν χρωματίστηκαν από την α-ντιακτίνη. Έτσι,φάνηκε πως δεν πρόκειται για μυοεπιθηλιακά κύτταρα. Επιπλέον, με την επώασή τους με το μονοκλωνικό δομικό αντισωμα ED-2, το οποίο ανιχνεύει τα εδραία μακροφάγα, τα βασικά επιθηλιακά κύτταρα δεν αναγνωρίστηκαν, αφού δεν χρωματίστηκαν.

Τα βασικά επιθηλιακά κύτταρα εντοπίζονται κοντά στη βασική μεμβράνη και οι πυρήνες τους είναι παράλληλοι ή κάθετοι προς τα κυλινδρικά επιθηλιακά κύτταρα. Έχουν χαρακτηριστική δενδριτική μορφολογία και οι κυτταροπλασματικές προσεκβολές τους διεισδύουν μεταξύ των κυλινδρικών επιθηλιακών κυττάρων. Με τη χρησιμοποίηση των αντισωμάτων HMW-093 και CK8.12 παρατηρήθηκε συνεχής αντίδραση στους κεντρικούς πόρους,ενώ στις ενδιάμεσες περιοχές και στις περιφερικές διακλαδώσεις η αντίδραση ήταν διακεκομμενη ή έλειπε εντελώς. Έτσι,παρατηρούμε πως υπάρχει μια ετερογενής κατανομή των βασικών επιθηλιακών κυττάρων μεταξύ των κεντρικών πόρων και των περιφερικών διακλαδώσεων, που συνδυάζεται με διαφορετική μορφολογία των επιθηλιακών κυττάρων (πλακώδη,κυβικά,κυλινδρικά), αλλά και διαφορετική λειτουργική δραστηριότητα. Η λειτουργία των βασικών επιθηλιακών κυττάρων παραμένει άγνωστη. Ορισμένοι επιστήμονες υποστηρίζουν πως πρόκειται για ένα είδος στελεχιαίων κυττάρων,που θα εξελιχθούν σε κυλινδρικά επιθηλιακά κύτταρα. Άλλοι πιστεύουν πως πρόκειται για φαγοκύτταρα που ελέγχουν τον αριθμό των εκκριτικών κυττάρων,ενώ άλλοι ισχυρίζονται πως πρόκειται για κύτταρα που παρεμβάλλονται ανάμεσα στα εκκριτικά κύτταρα και στα κύτταρα του στρώματος και ελέγχουν τη μεταφορά ουσιών μεταξύ τους.

Επιπλέον,είναι αναγκαίο να αναφέρουμε πως δεν παρατηρήθηκε καμία διαφορά στον αριθμό των βασικών επιθηλιακών κυττάρων και στους τρεις λοβούς. Από τα παραπάνω συμπεραίνουμε πως τα βασικά επιθηλιακά κύτταρα του αρουραίου ως AR αρνητικά δεν αποτελούν άμεσο στόχο των ανδρογόνων και άρα παραμένουν αλώβητα μετά τον ευνουχισμό.

Γ. ΚΥΤΤΑΡΑ ΤΟΥ ΣΤΡΩΜΑΤΟΣ

Στο στρώμα του προστάτη αδένα ανιχνεύονται ινοβλάστες, λεία μυϊκά κύτταρα, μακροφάγα και ενδοθηλιακά κύτταρα των αγγείων. Καθένας από τους παραπάνω τύπους κυττάρων εξετάστηκε ξεχωριστά για την ύπαρξη AR. Με τη χρησιμοποίηση του δομικού μονοκλωνικού αντισώματος για την α και γ ακτίνη ανιχνεύθηκαν τα λεία μυϊκά κύτταρα. Και στους τρεις λοβούς τα λεία μυϊκά κύτταρα,μετά από επώαση με το PG-21 πολυκλωνικό αντίσωμα,ανιχνεύθηκαν ως ΑR θετικά και η ένταση της αντίδρασης ήταν ανάλογη των κυλινδρικών επιθηλιακών κυττάρων. Επίσης,θετικά ήταν και τα λεία μυϊκά κύτταρα των αγγείων του προστάτη,ενώ τα ενδοθηλιακά κύτταρα ήταν ΑR αρνητικά. Όσον αφορά στις ινοβλάστες, ενώ οι περισσότερες ήταν ΑR αρνητικές, ένας σημαντικός αριθμός τους ιδιαίτερα στον οπίσθιο και στον πρόσθιο λοβό περιείχε ΑR. Τέλος,τα μακροφάγα εντοπίστηκαν με τη βοήθεια του δομικού μονοκλωνικού αντισώματος ΕD2 (το οποίο χρωματίζει εξειδικευμένα τα μακροφάγα/μονοκύτταρα) στο περιαδενικό στρώμα όλων των λοβών σε διαφορετικό ποσοστό για κάθε λοβό. Στις περισσότερες περιπτώσεις τα μακροφάγα ήταν ΑR θετικά, όμως σε λίγες περιπτώσεις μακροφάγα δεν χρωματίστηκαν. Και στους τρεις λοβούς όλα τα κύτταρα του στρώματος είναι μεσεγχυματικής προέλευσης, αφού αντέδρασαν με το αντίσωμα που ανιχνεύει την βιμεντίνη. Η βιμεντίνη είναι ένα είδος ενδιάμεσων νηματίων και βρίσκεται σε όλα τα μεσεγχυματογενή κύτταρα. Γενικά,σχετικά με τα κύτταρα του στρώματος στο σύνολό τους, μπορούμε να πούμε πως τα ΑR θετικά κύτταρα του στρώματος είναι λιγότερα (σε σημαντικό βαθμό) στον πλάγιο λοβό απ'ό,τι στον πρόσθιο και τον οπίσθιο λοβό.

Η ΕΚΦΡΑΣΗ ΤΟΥ ΑR ΣΤΟΝ ΑΝΑΠΤΥΣΣΟΜΕΝΟ ΠΡΟΣΤΑΤΗ

Προκειμένου να μελετηθεί η έκφραση του ΑR στον αναπτυσσόμενο προστάτη χρησιμοποιήθηκαν δύο μέθοδοι : η αυτοραδιογραφία με τη χρήση DHT σημασμένης με ραδιενεργό τρίτιο και η ανοσοϊστοχημική μέθοδος με τη χρησιμοποίηση αντισωμάτων που δρουν κατά συγκεκριμένων επιτόπιων του μορίου του ΑR. Με τις μεθόδους αυτές εξετάζονται δείγματα ζώων άθικτων, ευνουχισμένων, ζώων που έχουν λάβει το αντιανδρογόνο φλουταμίδη (η οποία συνδέεται με τους AR και εμποδίζει την πρόσδεση της DHT), καθώς και ζώων που έχουν λάβει κορτιζόλη (η οποία αναστέλλει την επινεφριδιακή σύνθεση ανδρογόνων). Οι μελέτες αυτές έδειξαν πως πριν και αμέσως μετά τη γέννηση ο AR εντοπίζεται στο μεσέγχυμα. Στις 3 ημέρες μετά την γέννηση ο ΑR ανιχνεύεται στα κύτταρα του στρώματος και ούτε η εντόπιση, ούτε η ένταση της αντίδρασης αλλάζουν μετά από ευνουχισμό, ή χορήγηση φλουταμίδης, κορτιζόλης ή DHT. Στο επιθήλιο οι ΑR εμφανίζονται 10 ημέρες μετά τη γέννηση. Έτσι, βγάζουμε το συμπέρασμα πως κατά την περίοδο που το επιθήλιο του προστάτη υφίσταται τη διακλαδωτή μορφογένεση και αύξηση δε διαθέτει AR. Μετά από ευνουχισμό δεν παρατηρείται μεταβολή στους AR του επιθηλίου και η αυλοποίηση των πόρων γίνεται στα ευνουχισμένα ζώα κατά την 14η ημέρα, όπως ακριβώς και στα φυσιολογικά. Επίσης, παρατηρήθηκε πως η χορήγηση φλουταμίδης ή κορτιζόλης δε μεταβάλλει την έκφραση των ΑR, ενώ δεν παρατηρήθηκε και επιτάχυνση της έκφρασης των AR με χορήγηση υπέρμετρων δόσεων DHT.

Από τα παραπάνω αντιλαμβανόμαστε πως η εμφάνιση των AR στο επιθήλιο και η αυλοποίηση των πόρων είναι διεργασίες που δεν εξαρτώνται από τα ανδρογόνα. Άρα η έκφραση του AR στον προστάτη καθορίζεται γενετικά ή προγραμματίζεται από τα ανδρογόνα πριν από την γέννηση και δεν επηρεάζεται ούτε από τον ευνουχισμό, ούτε και από τη χορήγηση φλουταμίδης,κορτιζόλης ή υπερβολικών δόσεων DHT.

1. Πειραματική εμβρυολογία, Αγγελοπούλου Ρωξάνη
2. Prins GS-Endocrinology 1991, volume 129, 3187-3199
3. Prins GS-Endocrinology 1993, volume 132, 169-178
4. Banerjee PP, BanerjeeS, Brown TR. Increased androgen receptor expression correlates with development of age-dependent, lobe-specific spontaneous hyperplasia of the brown Norway rat, Endocrinology. 2001 Sep;142(9): 4066-75

Εργασία που παρουσιάστηκε από το φοιτητή Ιατρικής Παπανικολάου Άγγελο, με ΑΜ 200100180
στα πλαίσια του κατ'επιλογήν μαθήματος της Πειραματικής Εμβρυολογίας
Υπεύθυνη μαθήματος : Ρωξάνη Αγγελοπούλου, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια
Εργαστήριο Ιστολογίας και Εμβρυολογίας
Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών
Για περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να ανατρέξετε στον ιστότοπο του μαθήματος της Πειραματικής Εμβρυολογίας: http://www.med.uoa.gr/expembr/
Τελευταία αναθεώρηση : 1/7/2006