University of Oulu

Histological characteristics and gene expression profiling of Dupuytren’s disease

Saved in:
Author: Forsman, Minna
Organizations: University of Oulu Graduate School
University of Oulu, Faculty of Medicine
Biocenter Oulu
Oulu University Hospital
University of Helsinki, Haartman Institute
Format: eBook
Online Access: PDF Full Text (PDF, 2.8 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526211671
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2016
Publish Date: 2016-05-03
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Health and Biosciences of the University of Oulu for public defence in Auditorium F101 of the Faculty of Biochemistry and Molecular Medicine (Aapistie 7), on 13 May 2016, at 12 noon
Tutor: Docent Jorma Ryhänen
Reviewer: Docent Jyrki Parkkinen
Doctor Hanna-Stina Taskinen
Opponent: Docent Martti Vastamäki
Description:

Abstract

Dupuytren’s disease is a Caucasian male-dominant disease that affects the palmar fascia. Incidence grows with age, but persons with strong diathesis seem to develop the disease at an earlier age than the majority of the diseased. Myofibroblasts are histopathologically the main cell type in DD tissue. Despite scientific research, the aetiology of the disease is still unrevealed. Only genetic susceptibility is generally accepted as predisposing to DD. Available treatment has thus far been unsatisfactory, because only symptoms can be cured to date.The disease recurs. With genetic susceptibility the recurrence rates are high (even up to 70%) and the time to recurrence is inevitably shorter. This behaviour is considered the aggressive type of DD.

To be able to predict the behaviour of DD, whether it is an aggressive or conventional type, twenty-one Dupuytren samples were gathered and compared with five controls by means of immunohistochemical stainings. It was found that cellularity was better expresented in aggressive and recurred samples. Alfa-SMA and Ki-67 showed more activity in the aggressive tissue type of DD. Tenascin was vaguely expressed in aggressive-type samples.

To compare the gene and protein expressions and to obtain a more profound understanding of the disease, a microarray technique was used. With a microarray it is possible to compare nucleotide pair hybridisations to resolve the genome of the tissues. In this study RT-PCR was used to examine mRNA levels to determine gene expression changes. Twelve DD palmar fascia samples were compared with three healthy control samples. Both myoglobin and ROR2, which we considered as the most valuable results, were found in the DD samples. ROR2 acts as a receptor or co-receptor for the Wnt system. The Wnt signalling pathway transfers signals from outside of the cell through cell surface receptors, and plays a significant role in proliferation processes such as in fibrotic conditions.

To evaluate a possible chromosomal imbalance behind the aetiology of the disease, eighteen DD palmar fascia samples were compared with two reference samples. However, we were not able to detect any chromosomal imbalance in the DD samples. The method used was Oligonucleotide aCGH Agilent’s 60-mer oligonucleotide-based microarray according to the manufacturer’s instructions, which can reveal gains and losses of approximately 35 kilobases in the whole genome. The result does not exclude copy number changes entirely; a small presence of aberrant cells will not be detected if the change is less than 50%.

In conclusion, we revealed elements in DD tissue that would enable us to predict the nature of the disease; whether the disease is aggressive with a stronger tendency to recur. Histological differences could be detected, and this can be used to benefit patients. As a new element, ROR2 was discovered in DD tissue.The genome-wide analysis with the 44K oligonucleotide-based array method revealed no changes of DNA number sequences.


Tiivistelmä

Kämmenkalvon kuroumatauti eli Dupuytrenin kontraktuura on valkoihoisen miehen kämmenkalvon sairaus. Sairastumisen todennäköisyys lisääntyy ikääntymiseen liittyen, mutta vahva sukurasitus poikkeuksellisesti altistaa sairaudelle jo tavanomaista nuoremmalla iällä. Myofibroblastit ovat tärkein ja edustetuin solutyyppi Dupuytren kudoksessa. Huolimatta runsaasta tutkimustyöstä ei etiologiaa ole saatu vielä selvitettyä. Sukurasitus näyttää selkeästi altistavan taudille. Toistaiseksi kyetään hoitamaan ainoastaan sairauden aiheuttamat seuraukset, mutta ei perussyytä. Lisäksi tauti uusiutuu. Dupuytrenin sukurasitus lisää uusiutumista suurella todennäköisyydellä. Myös uusiutumisaika on tuolloin tavanomaista nopeampi, ja kyseessä katsotaan olevan ns.aggressiivisempi taudin muoto.

Väitöskirjatyössäni pyrittiin löytämään mahdollisia tekijöitä, joiden perusteella voitaisiin ennustaan onko kyseessä aggressiivisempi vai tavanomainen taudin muoto. Tätä varten tutkittiin kaksikymmentä yksi Dupuytren kudosnäytettä ja viisi tervettä kämmenkalvon näytettä immunohistologisilla värjäyksillä, ja voitiin todeta, että soluisuus oli selkeästi koholla aggressiivisten ja taudin uusineiden potilaiden näytteissä. Tulos oli samanlainen myös alfa-SMA ja Ki-67 suhteen. Tenaskiiniä voitiin löytää edellisiä niukemmin aggressiivisista näytteistä.

Dupuytrenin taudin luonteen lisäselvittelemiseksi geeni- ja proteiinitasolla tehtiin mikroarray, jossa emäsparien pariutumisen avulla selvitetään taudin genomia ja myös sitten tästä aiheutuvien proteiinien ilmentymistä. Kahtatoista Dupuytren potilaan kämmenkalvon kudosnäyttettä verrattiin kolmeen terveeseen verrokki kudosnäytteeseen ja voitiin todeta myoglobiinin ja ROR2:n selkeät pitoisuuden muutokset terveisiin näytteisiin verrattaessa. ROR2 toimii solujen välisten viestien välityksen reseptorina, eli siirtää signaalin solun ulkopuolelta sen sisäpuolelle solun pinnalla olevan kiinnittymiskohdan avulla. Sillä on selkeä merkitys ja tehtävä proliferatiivisissä tapahtumissa, kuten sidekudoksen lisääntymisessä.

Mahdollisia kromosomin määrän muutoksia Dupuytren kudoksessa selviteltiin kahdeksantoista kudosnäytteen tutkimisella ja löydösten tulosta verrattiin sitten kahteen normaaliin verrokki kudosnäytteen tulokseen. Tutkimuksessa ei saatu selville kromosomien määrän muutosta, kun muutosten kokonaismäärä on vähäinen tai ainakin alle 50 % kokonaismäärää alhaisempi.

Yhteenvetona voidaan todeta, että löytyi histologisia kudoselementtejä, joiden perusteella voidaan ennustaa, onko Dupuyrenin tauti aggressiivisempi ja todennäköisemmin uusiutuva luonteeltaan. ROR2 ei ole aikaisemmin yhdistetty Dupuytrenin kontraktuuraan. Dupuytren kudoksesta ei voitu 44K oligonukleotide mikroarray tekniikalla paljastaa geenimäärien muutoksia.


Series: Acta Universitatis Ouluensis. D, Medica
ISSN: 0355-3221
ISSN-E: 1796-2234
ISSN-L: 0355-3221
ISBN: 978-952-62-1167-1
ISBN Print: 978-952-62-1166-4
Issue: 1353
Subjects:
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.