Analysis of TIMP-1 expression in leukoplakia and oral squamous cell carcinoma

Susy Carmelita P. Nascimento; Letícia N. G. Souza; Liliana Aparecida P. Barros J. Bras. Patol. Med. Lab. 2021;57(1):1-11

ABSTRACT

INTRODUCTION: The current study about transition of oral epithelial dysplasia, present in lesions such as leukoplakia, for squamous cell carcinoma (SCC) involves not only the histopathological aspects, but also the analysis of the presence of biomarkers which influence the microenvironment where cells are embedded.
OBJECTIVE: To evaluate the tissue inhibitor of metalloproteinase-1 (TIMP-1) profile in cases of leukoplakia and SCC classified into different degrees of dysplasia and histological grading, respectively. The immunohistochemical findings were confronted with microscopic features adopted in the classification of each lesion.
MATERIAL AND METHODS: Cases of leukoplakia and SCC were recovered from files of The Oral Pathological Anatomy Service of the Dental School at the Universidade Federal do Espírito Santo (SAPB-UFES), between the years 2004 and 2010. New slides were obtained and submitted to immunohistochemical assay to determine TIMP-1 expression profile. Parenchyma, as well as the different layers of the epithelium and stroma was evaluated.
RESULTS: In all cases the presence of TIMP-1 was detected in the stroma and parenchyma. In mild leukoplakia, the basal layer with hyperplasia showed intense immunolabeling, whereas cells with loss of polarity presented weaker expression. In moderate leukoplakia, all epithelium layers, except the cornea, were labeled. Severe leukoplakia had the spinous layer most intensely labeled, with no variation in areas with pleomorphism. Stage I SCC showed the deepest islands with intense labeling in cells with pleomorphism and mitoses. In the tumor islands, less differentiated cells were weakly labeled, and in keratin pearl, labeling was weak or absent in central cells. In stage II SCC, labeling was observed in basal cell with hyperplasia and in cells of the spinous layer, however, the parabasal layer was not labeled. Also, on tumor islands, less differentiated cells did not express the protein and keratin pearls were not labeled.
CONCLUSION: It was possible to detect TIMP-1 immunolabeling in all specimens, ranging in intensity and location. The absence of expression in less differentiated cell suggests

Keywords: oral leukoplakia; squamous cell carcinoma; oral cancer; tissue inhibitor of metalloproteinase-1.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN: El estudio actual de la transición de displasia epitelial oral, presente en lesiones como la leucoplasia, hacia carcinoma epidermoide, implica no solo aspectos histopatológicos, sino también el análisis de la presencia de biomarcadores que influyen en el microambiente en el que se insertan las células.
OBJETIVO: Evaluar el perfil del inhibidor tisular metaloproteinasa-1 (TIMP-1) en casos de leucoplasia y carcinoma de células escamosas (CCE) clasificados en diferentes grados de displasia y grados histopatológicos, respectivamente. Confrontar los hallazgos inmunohistoquímicos con los aspectos microscópicos adoptados en la clasificación de lesiones.
MATERIAL Y MÉTODOS: Casos de leucoplasia y CCE fueron recuperados del Servicio de Anatomía Patológica Bucal del Curso de Odontología de la Universidad Federal de Espírito Santo (SAPB-UFES), entre los años 2004-2010. Se obtuvieron nuevos portaobjetos y se los sometieron a ensayos inmunohistoquímicos para determinar el perfil de expresión de TIMP-1. Se evaluó el parénquima, así como las diferentes capas del epitelio y estroma.
RESULTADOS: En todos los casos se detectó TIMP-1 en estroma y parénquima. En la leucoplasia leve, la capa basal y con hiperplasia mostró inmunotinción intensa, mientras que las células con pérdida de polaridad tuvieron menos expresión. En la leucoplasia moderada, todas las capas del epitelio, excepto la córnea, mostraron inmunotinción. En la leucoplasia grave la capa espinosa tuvo inmunotinción más intensa, sin variación en áreas con pleomorfismo. El CCE grado I mostró las islas más profundas con tinción intensa en células con pleomorfismo y mitosis. En las islas tumorales, las células menos diferenciadas tuvieron tinción menor, y en las perlas de queratina la tinción fue débil o ausente en las células centrales. En el CCE grado II, se observó tinción en células basales con hiperplasia y, en células de la capa espinosa, la capa parabasal no fue marcada. También en las islas, las células menos diferenciadas no expresaron la proteína y no hubo tinción en las perlas de queratina.
CONCLUSIÓN: Fue posible detectar inmunotinción para TIMP-1 en todos los especímenes, con variación en intensidad y ubicación. La ausencia de expresión en células menos diferenciadas sugiere que las lesiones más agresivas tienen enzima reducida. El microambiente es importante para las diversas actividades celulares, y el TIMP es una enzima que participa en la remodelación de la matriz; por lo tanto, la alteración en su expresión puede ser una herramienta valiosa en el mejor entendimiento de la carcinogénesis de la mucosa oral.

Palabras-clave: leucoplasia oral; carcinoma de células escamosas; cáncer de la boca; inhibidor tisular de metaloproteinasa-1.

RESUMO

INTRODUÇÃO: O estudo atual da transição da displasia epitelial oral, presente em lesões como a leucoplasia, para o carcinoma de células escamosas (CCE), envolve não somente aspectos histopatológicos, como também a análise da presença de biomarcadores, os quais influenciam o microambiente em que as células estão inseridas.
OBJETIVO: Avaliar o perfil da expressão do inibidor tecidual de metaloproteinase 1 (TIMP-1) em casos de leucoplasias e CCE classificados em diferentes graus de displasia e graus histopatológicos, respectivamente, e confrontar os achados imuno-histoquímicos com os aspectos microscópicos adotados na classificação das lesões.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram resgatados casos de leucoplasia e CCE do Serviço de Anatomia Patológica Bucal do curso de Odontologia da Universidade Federal do Espírito Santo (SAPB-UFES), entre os anos 2004-2010. Novas lâminas foram obtidas ao serem submetidas ao ensaio imuno-histoquímico para determinação do perfil de expressão de TIMP-1. Foram avaliados parênquima, bem como as diferentes camadas do epitélio e estroma.
RESULTADOS: Em todos os casos, foi detectada a presença de TIMP-1 no estroma e no parênquima. Na leucoplasia leve, a camada basal e com hiperplasia apresentou imunomarcação intensa; as células com perda de polaridade tiveram expressão menor. Na leucoplasia moderada, todas as camadas do epitélio, exceto a córnea, apresentaram marcação. A leucoplasia severa teve a camada espinhosa marcada mais intensamente, sem variação em áreas com pleomorfismo. O CCE grau I apresentou as ilhas mais profundas com marcação intensa em células com pleomorfismo e mitoses. Nas ilhas tumorais, células menos diferenciadas tiveram marcação menor, e em pérolas córneas a marcação foi fraca ou ausente nas células centrais. No CCE grau II, foi observada a marcação em células basais com hiperplasia e, em células da camada espinhosa, a camada parabasal não foi marcada. Também nas ilhas, células menos diferenciadas não expressaram a proteína e não houve marcação em pérolas córneas.
CONCLUSÃO: Foi possível detectar imunomarcação para TIMP-1 em todos os espécimes, com variação em intensidade e localização. A ausência de expressão em células menos diferenciadas sugere que lesões mais agressivas possuem redução da enzima. O microambiente é importante para as diversas atividades celulares, e TIMP é uma enzima que participa da remodelação da matriz. Portanto, alteração na sua expressão pode ser uma valiosa ferramenta para um melhor entendimento da carcinogênese da mucosa bucal.

Palavras-chave: leucoplasia oral; carcinoma de células escamosas; câncer oral; inibidor tecidual de metaloproteinase 1.