Advances in Molecular OncologyAdvances in Molecular OncologyУспехи молекулярной онкологии2313-805X2413-3787Publishing House ABV Press44310.17650/2313-805X-2022-9-2-97-104RESEARCH ARTICLESЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИImmunohistochemical study of uveal melanoma and its cellular microenvironmentИммуногистохимическое исследование увеальной меланомы и ее клеточного микроокруженияhttps://orcid.org/0000-0001-8591-428XSaakyanS. V.СаакянС. В.
Russian Federation

14 / 19 Sadovaya-Chernogryazskaya St., Moscow 105062

105062 Москва, ул. Садовая-Черногрязская, 14 / 19

https://orcid.org/0000-0002-4857-0374KatarginaL. A.КатаргинаЛ. А.
Russian Federation

14 / 19 Sadovaya-Chernogryazskaya St., Moscow 105062

105062 Москва, ул. Садовая-Черногрязская, 14 / 19

https://orcid.org/0000-0002-2087-7155MyakoshinaE. B.МякошинаЕ. Б.
Russian Federation

Elena Borisovna Myakoshina

14 / 19 Sadovaya-Chernogryazskaya St., Moscow 105062

Елена Борисовна Mякошина

105062 Москва, ул. Садовая-Черногрязская, 14 / 19

myakoshina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0824-534XZakharovaG. P.ЗахароваГ. П.
Russian Federation

14 / 19 Sadovaya-Chernogryazskaya St., Moscow 105062

105062 Москва, ул. Садовая-Черногрязская, 14 / 19

Khoroshilova–MaslovaI. P.Хорошилова–МасловаИ. П.
Russian Federation

14 / 19 Sadovaya-Chernogryazskaya St., Moscow 105062

105062 Москва, ул. Садовая-Черногрязская, 14 / 19

MaiboginA. M.МайбогинА. М.
Russian Federation

14 / 19 Sadovaya-Chernogryazskaya St., Moscow 105062

105062 Москва, ул. Садовая-Черногрязская, 14 / 19

Moscow Helmholtz Research Centre of Eye DiseasesФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр им. Гельмгольца» Минздрава России1505202292971042606202226062022Copyright ©; 2022, Saakyan S.V., Katargina L.A., Myakoshina E.B., Zakharova G.P., Khoroshilova–Maslova I.P., Maibogin A.M.Copyright ©; 2022, Саакян С.В., Катаргина Л.А., Мякошина Е.Б., Захарова Г.П., Хорошилова–Маслова И.П., Майбогин А.М.2022Saakyan S.V., Katargina L.A., Myakoshina E.B., Zakharova G.P., Khoroshilova–Maslova I.P., Maibogin A.M.Саакян С.В., Катаргина Л.А., Мякошина Е.Б., Захарова Г.П., Хорошилова–Маслова И.П., Майбогин А.М.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://umo.abvpress.ru/jour/article/view/443

Introduction. Uveal melanoma pathogenesis is determined by a number of factors, including the tumor molecular genetics, the organism’s immune response, and other ones. One of the approaches to studying the peculiarities of pathogenesis of this cancer is to determine the local subpopulations of lymphocytes and macrophages in combination with the study of the proliferative activity of tumor cells.

Objective – to study the immunohistochemical features of uveal melanoma and its cellular microenvironment.

Materials and methods. 24 enucleated eyes with uveal melanoma (144 histological and 216 immunohistochemicalpreparations) without previous treatment were analyzed. Cells of the immune microenvironment were analyzed: lymphocyte subpopulations and CD 68+ and CD 163+ antigens expressed by macrophages in the melanoma stroma and 2–3 mm from it. The tumor cell proliferation index Ki-67 was diagnosed.

Results. All tissue samples of uveal melanoma revealed the presence of lymphocytes in the microenvironment of tumor cells. A large proportion of the studied subpopulations of lymphocytes were T-cytotoxic CD28+ lymphocytes (absolute content: 607.3 ± 431.2, relative: 18.84 % ± 12.12 %) (p = 0.018). A smaller proportion, but in equal proportions, were  T-helpers CD4+, T-cytotoxic CD8+ and CD25+ lymphocytes (p = 0.6). The absolute number of natural killer cells subpopulation CD16+ was lower compared to CD56+ (p = 0.05). However, an almost equal relative content of the studied subpopulations was noted (p = 0.9). Histological examination revealed the presence of uveal melanoma macrophages in the microenvironment of the tissue. The immunohistochemical study of CD68+ and CD163+ antigens expressed by anti-inflammatory and pro-tumor macrophages showed that their absolute and relative content in the uveal melanoma tissue is almost the same with a slight predominance of CD163+ (p = 0.7). Immunohistochemical analysis showed that the nuclei of melanoma cells contain, on average, 575.2 ± 388.5 significant cells of the Ki-67 proliferation protein. This protein was found in 16.69 ± 10.88 % of tumor cells.

Conclusion. Immunohistochemical study allows to identify subpopulations of lymphocytes infiltrating the tumor, to determine the subtypes of macrophages and to estimate the Ki-67 index of tumor cell proliferation. The data obtained will make it possible to further evaluate the significance of individual immune cells (in particular, T-cytotoxic CD28+ lymphocytes) in the pathogenesis of uveal melanoma in order to develop targeted effects, substantiate new immunotherapeutic approaches to the treatment of primary tumors and reprogramming altered immune cells.

Введение. Патогенез увеальной меланомы определяется целым рядом факторов, включая молекулярно-генетические, иммунологические и др. Одним из подходов к изучению особенностей патогенеза опухолей данного типа является определение локального содержания в них отдельных субпопуляций лимфоцитов и макрофагов в сочетании с анализом пролиферативной активности опухолевых клеток.

Цель исследования – изучить иммуногистохимические особенности увеальной меланомы и ее клеточного микроокружения.

Материалы и методы. Проанализированы 24 энуклеированных глаза с увеальной меланомой (144 гистологических и 216 иммуногистохимических препаратов) без предшествующего лечения. Изучены клетки иммунного микроокружения: субпопуляции лимфоцитов и экспрессируемые макрофагами антигены CD68+ и CD163+ в строме меланомы и в 2–3 мм от нее. Определен индекс пролиферации опухолевых клеток Ki-67.

Результаты. Во всех образцах ткани увеальной меланомы выявлено наличие лимфоцитов в микроокружении опухолевых клеток. Большую часть исследуемых популяций лимфоцитов составили Т-цитотоксические CD28+-лимфоциты (абсолютное количество положительно окрашенных клеток – 607,3 ± 431,2; относительное – 18,84 ± 12,12 %) (p = 0,018), меньшую часть (практически в равном соотношении) – Т-хелперы CD4+, T-цитотоксические CD8+ и CD25+ лимфоциты (p = 0,6). Абсолютное количество натуральных киллеров субпопуляции CD16+ оказалось ниже по сравнению с субпопуляцией CD56+ (р = 0,05). Однако отмечено практически равное относительное количество изучаемых субпопуляций (р = 0,9). Гистологическое исследование выявило наличие в микроокружении ткани увеальной меланомы макрофагов. При иммуногистохимическом исследовании экспрессируемых противовоспалительными и проопухолевыми макрофагами антигенов CD68+ и CD163+ отмечено, что их абсолютное и относительное количество в ткани данной опухоли практически одинаковое, с небольшим преобладанием CD163+ (p = 0,7). Иммуногистохимический анализ показал, что в ядрах клеток меланомы в среднем содержится 575,2 ± 388,5 значимых клеток белка пролиферации Ki-67. Этот белок обнаружен в 16,69 ± 10,88 % опухолевых клеток.

Заключение. Иммуногистохимическое исследование позволяет выявить субпопуляции инфильтрирующих опухоль лимфоцитов, определить подтипы макрофагов и оценить индекс Ki-67 пролиферации опухолевых клеток. Полученные данные в дальнейшем дают возможность оценить значимость обнаружения отдельных субпопуляций иммунных клеток (в частности, Т-цитотоксических CD28+-лимфоцитов) в патогенезе увеальной меланомы в целях разработки таргетного воздействия, обоснования новых иммунотерапевтических подходов к лечению первичной опухоли и перепрограммирования измененных иммунных клеток.

uveal melanomaimmunohistochemical studylymphocyte subpopulationsmacrophage antigensproliferation indexувеальная меланома, иммуногистохимическое исследование, субпопуляции лимфоцитов, антигены макрофагов, индекс пролиферацииBrovkina A.F., Panova I.E., Saakyan S.V. Ophthalmic oncology: new over the past two decades. Vestnik oftal’mologii = Ophthalmology bulletin 2014;130(6): 13–9. (In Russ.).Бровкина А.Ф., Панова И.Е., Саакян С.В. Офтальмоонкология: новое за последние два десятилетия. Вестник офтальмологии 2014;130(6):13–9.Saakyan S.V., Balatskaya N.V., Katargina L.A. et al. Subpopulation composition of peripheral blood lymphocytes in uveal melanoma. Meditsinskaya immunologiya = Medical immunology 2019;21(4):765–72. (In Russ.). DOI: 10.15789/1563-0625-2019-4-765-772.Саакян С.В., Балацкая Н.В., Катаргина Л.А. и др. Субпопуляционный состав лимфоцитов периферической крови при увеальной меланоме. Медицинская иммунология 2019;21(4):765–72.Saakyan S.V., Amiryan A.G., Tsygankov A.Yu. et al. Clinical, pathological and molecular genetic features of uveal melanoma with a high risk of metastasis. Rossiyskiy oftal’mologicheskiy zhurnal = Russian Ophthalmological Journal 2015;8(2):47–52. (In Russ.).Саакян С.В., Амирян А.Г., Цыганков А.Ю. и др. Клинические, патоморфологические и молекулярно-генетические особенности увеальной меланомы с высоким риском метастазирования. Российский офтальмологический журнал 2015;8(2):47–52.Fidler I.J., Kim S.J., Langley R.R. The role of the organ microenvironment in the biology and therapy of cancer metastasis. J. Cell Biochem 2007;101(4): 927–36. DOI: 10.1002/jcb.21148.Saakyan S.V., Zakharova G.P., Myakoshina E.B. Mast cells in the microenvironment of uveal melanoma. Arkhiv patologii = Archive of pathology 2019;81(6):63–70. (In Russ.). DOI: 10.17116/patol20198106163.Саакян С.В., Захарова Г.П., Мякошина Е.Б. Тучные клетки в микроокружении увеальной меланомы. Архив патологии 2019;81(6):63–70.Johansson J., Siarov J., Kiffin R. et al. Presence of tumor-infiltrating CD8+ T cells and macrophages correlates to longer overall survival in patients undergoing isolated hepatic perfusion for uveal melanoma liver metastasis. Oncoimmunology 2020;10;9(1):1854519. DOI: 10.1080/2162402X.2020.1854519.Lee N., Zakka L.R., Mihm M.C. Jr. et al. Tumour-infiltrating lymphocytes in melanoma prognosis and cancerimmunotherapy. Pathology 2016;48(2):177–87. DOI: 10.1016/j.pathol.2015.12.006.Bronkhorst I.H., Ly L.V., Jordanova E.S. et al. Detection of M2-macrophages in uveal melanoma and relation with survival. Invest Ophthalmol Vis Sci 2011;3;52(2):643–50. DOI: 10.1167/iovs.10-5979.Toivonen P., Mäkitie T., Kujala E. et al. Microcirculation and tumor-infiltrating macrophages in choroidal and ciliary body melanoma and corresponding metastases. Invest Ophthalmol Vis Sci 2004;45(1):1–6. DOI: 10.1167/iovs.03-0622.Mooy C.M., de Jong P.T., Van der Kwast T.H. et al. Ki-67 immunostaining in uveal melanoma. The effect of preenucleation radiotherapy. Ophthalmology 1990;97(10):1275–80. DOI: 10.1016/s0161-6420(90)32420-x.Al-Jamal R.T., Kivelä T. KI-67 immunopositivity in choroidal and ciliary body melanoma with respect to nucleolar diameter and other prognostic factors. Curr Eye Res 2006;31(1):57–67. DOI: 10.1080/02713680500478535.Tian T., Olson S., Whitacre J. et al. The origins of cancer robustness and evolvability. Integr Biol 2011;3(1):17–30. DOI: 10.1039/c0ib00046a.Lane A.M., Kim I.K., Gragoudas E.S. Survival rates in patients after treatment for metastasis from uveal melanoma. JAMA Ophthalmol 2018;136(9):981–6. DOI: 10.1001/jamaophthalmol.2018.2466.Rantala E.S., Hernberg M., Kivela T.T. Overall survival after treatment for metastatic uveal melanoma: a systematic review and meta-analysis. Melanoma Res 2019;29(6):561–8. DOI: 10.1097/CMR.0000000000000575.Heppt M.V., Heinzerling L., Kähler K.C. et al. Prognostic factors and outcomes in metastatic uveal melanoma treated with programmed cell death-1 or combined PD-1/cytotoxic T-lymphocyte antigen-4 inhibition. Eur J Cancer 2017;82:56–65. DOI: 10.1016/j.ejca.2017.05.038.Roma-Rodrigues C., Mendes R., Baptista P. V. et al. Targeting Tumor Microenvironment for Cancer Therapy. Int J Mol Sci 2019;20(4):840. DOI: 10.3390/ijms20040840.Bronkhorst I.H.G., Jager M.J. Uveal melanoma: the Inflammatory microenvironment. J Innate Immun 2012;4:454–62. DOI: 10.1159/000334576.Saakyan S.V., Zakharova G.P., Myakoshina E.B. Cellular microenvironment of uveal melanoma: clinical and morphological correlations and predictors of poor prognosis. Molekulyarnaya meditsina = Molecular Medicine 2020;18(3):27–33. (In Russ.). DOI: 10.29296/24999490-2020-03-04.Саакян С.В., Захарова Г.П., Мякошина Е.Б. Клеточное микроокружение увеальной меланомы: клинико- морфологические корреляции и предикторы неблагоприятного прогноза. Молекулярная медицина 2020;18 (3):27–33.Frank G.A., Kuznetsova O.A., Zavalishina L.E. et al. Investigation of PD-L1-status of breast cancer using monoclonal antibody SP142 and prospects for determining therapeutic tactics. Arkhiv patologii = Archive of pathology 2019;81(5):5–10. (In Russ.). DOI: 10.17116/patol2019810515.Франк Г.А., Кузнецова О.А., Завалишина Л.Э. и др. Исследование PD-L1-статуса рака молочной железы с использованием моноклонального антитела SP142 и перспективы для определения лечебной тактики. Архив патологии 2019;81(5):5–10.Oble D.A., Loewe R., Yu P. et al. Focus on TILs: prognostic significance of tumor infiltrating lymphocytes in human melanoma. Cancer Immun 2009;9(1):3.McLean I.W., Saraiva V.S., Burnier M.N. Pathological and prognostic features of uveal melanomas. Can J Ophthalmol 2004;39:343–50. DOI: 10.1016/s0008-4182(04)80004-8.Qin Y., Bollin К., Petaccia de Macedo M. et al. Immune profiling of uveal melanoma identifies a potential signature associated with response to immunotherapy. J Immunother Cancer 2020;8(2):e000960. DOI: 10.1136/jitc-2020-000960.Krishna Y., McCarthy C., Kalirai Н. et al. Inflammatory cell infiltrates in advanced metastatic uveal melanoma. Human Pathology 2017;66:159–66. DOI: org/10.1016/j.humpath.2017.06.005.Ly L.V., Bronkhorst I.H.G., van Beelen E. et al. Inflammatory cytokines in eyes with uveal melanoma and relation with macrophage infiltration. Invest Ophthalmol Vis Sci 2010;51(11):5445–51. DOI: 10.1167/iovs.10-5526.Coussens L.M., Werb Z. Inflammation and cancer. Nature 2002;420(6917):860–7. DOI:10.1038/nature01322.Tobal K., Deuble K., Mccartney A. et al. Characterization of cellular infiltration in choroidal melanoma. Melanoma Res 1993;3(1):63–5. DOI: 10.1097/00008390-199304000-00009.Mantovani A. Tumor-associated macrophages in neoplastic progression: a paradigm for the in vivo function of chemokines. Lab Invest 1994;71(1):5–16.Sun X., Kaufman P.D. Ki-67: more than a proliferation marker. Chromosoma 2018;127(2):175–86. DOI:10.1007/s00412-018-0659-8.Novikova I.A., Maksimova N.A., Pozdnyakova V.V. et al. Some immunohistochemical features of skin melanocytic formations. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya = Modern problems of science and education 2016;5:1–8. (In Russ.).Новикова И.А., Максимова Н.А., Позднякова В.В. и др. Некоторые иммуногистохимические особенности меланоцитарных образований кожи. Современные проблемы науки и образования 2016;5:1–8.