Decifrando o câncer de pulmão Cracking the code of lung cancer

Fig1 Espinocelular Central Squamous cell carcinoma Tobacco relationed

CLASSIFICAÇÃO HISTOLÓGICA DO CÂNCER DE PULMÃO E A  ASSOCIAÇÃO DE ALTERAÇÕES MOLECULARES Drª Ana Paula Degham,MD. Drº Marcos Nascimento,MD.

O pulmão é uma fonte de grande número de espécimes citológica e histológica e torna-se de fundamental importância o conhecimento deste fato, pois é através da anatomia patológica, incluindo técnicas de histoquímica e imuno histoquímica, que pode-se decidir o tratamento do paciente.

A classificação histológica do câncer de pulmão:

1)    Carcinoma de células escamosas, conhecido também como epidermóide ou espinocelular;

2)    Adenocarcinomas e este pode ser proximal (brônquico) subdividido em acinar, papilar e sólido ou distal (carcinoma bronquíolo alveolar);

3)    Carcinoma neuroendócrino, subdividido em tumor carcinóide típico, tumor carcinóide atípico, carcinoma neuroendócrino de grandes células e carcinoma de células pequenas;

⁴⁾ Carcinoma de células grandes ¹

A maioria dos tumores malignos de pulmão, 90 a 95%, correspondem ao carcinoma broncogenico, 5% a tumores carcinóides e 2 a 5% são outros tumores do mesenquima.

O carcinoma espinocelular é mais comum em homens e correlaciona-se com historia de tabagismo         (Fig 1, e 4)

O adenocarcinoma é mais comum em mulheres e não tabagistas.São lesões mais perifericas e menores,80% contêm mucina (devido a formação glandular) e crescem mais lentamente que o carcinoma espinocelular.( Fig 2)

Fig2 Adenocarcinoma Peripherae

Outra classificação utilizada e que serve como base para determinar o tratamento:

NSCLC (da sigla em inglês: câncer de pulmão não pequenas células) refere-se a um grupo de neoplasias pulmonares que tipicamente estão associadas com o tabagismo e que não respondem aos protocolos de tratamento de carcinoma escamoso de pequenas células. Destaca-se o grupo dos adenocarcinomas: são 14 subtipos (Classificação Histológica do Câncer de Pulmão-1999).

SCLC (câncer de pulmão pequenas células) classifica-se em carcinoma neuroendócrino linfocitóide (“oat cell”), carcinoma neuroendócrino de células intermediárias e carcinoma misto (corresponde ao carcinoma de pequenas células puro mais qualquer outro tipo de carcinoma de células não pequenas). Há presença de focos de carcinoma de células não pequenas em 5 a 15% dos casos de carcinoma de pequenas células.

O carcinoma de pequenas células é altamente maligno, as células epiteliais são geralmente pequenas com pouco citoplasma ao redor e células tipo linfócitos, duas vezes maiores (esta corresponde à clássica “oat cell” Fig 3 ).

A microscopia eletrônica evidencia grânulos neuro secretórios similares aqueles encontrados em células neuroendócrinas ao longo do epitelio brônquico, principalmente em fetos e neonatos. Há secreção de marcadores neuro endócrinos como enolase  neurônio especifica e hormônio semelhante ao paratormônio. Apenas 1% destes tumores ocorre em não tabagistas, são tumores de localização central ou hilares e responsáveis por uma grande porcentagem de síndromes para neoplásicas. ²

Fig3 SCLC "Oat cell" carcinoma

Carcinoma grandes células: corresponde a um carcinoma anaplasico com células poligonais e núcleos vesiculares. Provavelmente representam aqueles carcinomas de células escamosas e adenocarcinomas que são muito indiferenciados, podem conter mucina intracelular, alguns com células multinucleadas (carcinoma de células gigantes), alguns com células claras (carcinoma de células claras).

Carcinoma bronquíolo alveolar: 1 a 9% de todos os cânceres de pulmão; sempre ocorre nas porções periféricas do pulmão como nódulo único ou mais frequentemente como múltiplos nódulos difusos que às vezes coalescem e produzem uma consolidação semelhante a pneumonia. Apresenta células epiteliais colunares a cubóides, altas. Esses tumores contem abundante secreção de mucina (carcinoma bronco alveolar mucinoso). O grau de anaplasia é bastante variável, mas a maioria é bem diferenciada e tende a preservar sua arquitetura ultra estruturalmente; células brônquicas secretam mucina, células claras e raramente pneumócitos tipo II. Pode ser variante mucinosa e não mucinosa. O carcinoma bronco alveolar mucinoso tem a tendência de ser multifocal e fatal. O carcinoma bronco alveolar não mucinoso é composto por pneumócitos tipo II ou células claras exibindo anaplasia nuclear e pleomorfismo celular. Embora relativamente incomuns, os carcinomas bronco alveolares tem sido foco de pesquisas durante anos. Esses tumores exibem mutações no EGFR (epitelial grow factor receptor) que conferem sensibilidade aos inibidores de tirosina-kinase (EGFR-TKI) ^3,4

As evidências sugerem ainda pelo menos mais 2 alterações moleculares no desenvolvimento do cancer de pulmao: uma associada com a mutacao do KRAS, outra do HER2 e destaca-se também as mutações do BRAF. Mutações do KRAS estão associadas com historia de tabagismo. Em adenocarcinomas de não tabagistas tem sido identificadas mutações do EGFR, HER2 e mutações do BRAF.⁵

Carcinóide brônquico: corresponde de 1 a 5% de todos os tumores pulmão, a maioria em jovens com menos de 40 anos e a incidência é semelhante em ambos os sexos

Tumores metastáticos: estes correspondem a outro capitulo no estudo do câncer de pulmão uma vez que apresentam outra biologia tumoral. São decorrentes de câncer de cólon, mama, estômago, ovário, tumores ósseos como osteossarcoma e do próprio câncer de pulmão.

Mesotelioma maligno: são tumores agressivos e de prognóstico reservado. Correspondem a 2 a 3% das neoplasias da pleura. Acomete tanto a pleura visceral como a parietal. Nos últimos anos observa-se aumento da incidência entre pessoas submetidas a exposição ao asbesto (80% dos pacientes com exposição previa). ⁶ Vale ressaltar que o fumo potencializa essa exposição.

Há um longo período de até 25 a 45 anos para o desenvolvimento do mesotelioma relacionado ao asbesto. Os corpos de asbesto são encontrados  nos pulmões de pacientes com mesotelioma e geralmente estão associados a extensivo derrame pleural e invasão direta de estruturas torácicas. Histologicamente há uma mistura de dois tipos celulares (tipo sarcomatóide ou mesenquimatoso e tipo epitelial ou papilar), originando-se de células mesoteliais do revestimento seroso das cavidades pleural, pericárdica e peritoneal. ^7,8,9

O asbesto promove no alvéolo uma resposta inflamatória que alcança a pleura provocando mutação celular mediante produção de radicais livres que lesam o DNA e exercem um efeito imunossupressor local. Pode também estimular a autofosforilação do receptor do fator de crescimento epidérmico nas células mesoteliais aumentando a expressão dos protooncogenes que induzem a proliferação celular. Outro fator promotor da carcinogênese é o simian vírus 40 (SV 40), DNA vírus que pode ser responsável pelo processo de carcinogênese. Produtos do SV 40 já foram encontrados em amostras de mesotelioma.¹⁰

O anátomopatológico evidencia uma ampla disseminação local com invasão de estruturas contíguas, discreto espessamento seroso ou formação de placas na superfície pleural mimetizando pleurite inespecífica.

A nova edição da classificação histológica de câncer de pulmão e pleura foi realizada pela Organização Mundial da Saúde (OMS) em colaboração com a Academia de Patologia e Associação Internacional de Estudo de Câncer de Pulmão (IASLC).⁸

Em relação à edição atual, a maior mudança em relação a classificação de 1981 para 1999 foi a introdução do conceito de tumores neuroendócrinos de pulmão.

Carcinoma de grandes células: são compostos por grandes células em diferenciação do citoplasma. Evidencia um fenótipo parcial neuro endócrino na histologia, com imuno histoquímica para cromogranina A ou sinaptofisina positivas ou ultra-estruturas demonstrando grânulos densos.

Tumores carcinóides apresentam um proeminente fenótipo neuroendócrino em sua morfologia, imuno histoquímica e achados ultra-estruturais.

Entre as categorias morfológicas mais comuns de tumores neuroendócrinos: carcinoma de pequenas células, carcinoma neuroendócrino de grandes células, carcinóide típico e carcinóide atípico. Desde esta reclassificação, a literatura tem diversas publicações sobre tumores carcinóides e em 2006 houve uma revisão dos tumores carcinóides pulmonares por Andre e cols e também mudanças nos outros tipos de tumores neuroendócrinos. ^6,11

Em relação ao prognostico está bem estabelecido na literatura que dentre os 4 maiores tipos histológicos o câncer de pulmão pequenas células tem o pior prognostico em relação ao tipo escamoso, adenocarcinoma e carcinoma de grandes células.

Pacientes com carcinoma indiferenciado tem 80% de risco de óbito; 70% e 40% de risco foram observados para pacientes com carcinoma pobre e moderadamente diferenciado respectivamente.

Subclassificação baseada em biologia molecular utilizando expressão de genes tem sido explorada para caracterizar vários tipos de câncer de pulmão, incluindo os adenocarcinomas.

Técnicas de expressão genética têm sido utilizadas para desenvolver testes de diagnostico molecular para distinguir adenocarcinomas de pulmão de mesotelioma maligno utilizando líquido pleural. Depois de excluir os genes que expressam células normais do mesotélio, Holloway et al identificaram 17 genes que diferenciam entre adenocarcinoma de pulmão e mesotelioma. O aumento do uso de biomarcadores como determinantes moleculares de resposta a terapia convencional ou terapias alvo moleculares tem estimulado muitos estudos. ¹²

REFERÊNCIAS:

1. Churg A: Lung cancer cell type and occupational exposure, in Samet JM (Ed): Epidemiology of Lung Cancer. New York, Marcel Dekker, 1994, pp 413-436.

2. Riquet M, Foucault C, Berna P et al. Prognostic value of  histology in resected lung cancer with emphasison the relevance of the adenocarcinoma subtyping. Ann Thorac Surg 2006; 81: 1988-95.

3. Garfield DH, Cadranel JL, Wislez M, Franflin WA et al. The bronchioloalveolar carcinoma and peripheral adenocarcinoma spectrum of disease. J Thorac Oncol 2006;1: 344-59.

4. Raz DJ, Rosel R, Jablons DM. Currents Concepts in bronchioloalveolar carcinoma biology. Clin Cancer Res 2006;12:3698-704.

5. Stahel RA. Adenocarcinoma, a molecular perspective. Ann Oncol 2007; 18:147-9.

6. Britton M. The Epidemiology of Mesothelioma. Semin Oncol 2002, 29: 18-25.

7. Robinson BW, Lake RA. Malignant mesothelioma. Lancet 2005; 366:397-408.

8. Marinaccio A, Binazzi A, Cauzillo G et al. Analysis of latency time and its determinants in asbestos related malignant mesothelioma cases of the Italian register. Eur J Cancer 2007; 43: 2722-8.

9. Travis WD, Brambilla E, Muller-Hermelink HK, Harris CC (eds.). WHO Classification: Pathology and Genetics of Tumors of the Lung, Pleura, Thymus and Heart. Lyon, France: IARC Press, 2004:10.

10. Carbone H, Kratzke RA, Testa JR. The pathogenesis of Mesothelioma. Semin Oncol 2002; 29: 2-17.

11. André S, Correia JM, Raposo M et al. Pulmonary carcinoid tumors. Breathe 2006; 2: 232-31.

12. Holloway AJ, Diyagama DS, Opeskin K et al. A molecular diagnostic test for distinguishing lung adenocarcinoma from malignant  mesothelioma using cells collected from pleural effusions. Clin Cancer Res 2006;12:5129-35.

ENGLISH

Histological classification of lung cancer and association of molecular alterations

Drª Ana Paula Degham,MD. Drº Marcos Nascimento,MD.

The lung is a source of large numbers of cytological and histological specimens and becomes of paramount importance to study this, for it is through the pathological examination, including staining techniques and immunohistochemical staining, which can decide the patient’s treatment.
The histological classification of lung cancer:
1) Squamous cell carcinoma, also known as squamous cell or squamous cell;
2) adenocarcinomas and this may be proximal (bronchial) subdivided into acinar, papillary and solid or distal (bronchoalveolar carcinoma);
3) neuroendocrine carcinoma, subdivided into typical carcinoid, atypical carcinoid, large cell neuroendocrine carcinoma and small cell carcinoma;
4) a large cell carcinoma 1

Most malignant tumors of the lung, 90-95%, corresponding to bronchogenic carcinoma, carcinoid tumors to 5% and 2-5% are other tumors of the mesenchyme.
Squamous cell carcinoma is more common in men and correlates with a history of smoking.(Figs 1, 4)
Adenocarcinoma is more common in women and nonsmokers.( Fig 2)

The lesions are more peripheral and smaller, 80% contain mucin (because of glandular formation) and grow more slowly than squamous cell carcinoma.
Another classification used and serves as a basis for determining treatment:
NSCLC (the acronym in English: non-small lung cancer cells) refers to a group of pulmonary neoplasms that are typically associated with smoking and unresponsive to treatment protocols for squamous cell carcinoma and small cell. Of note was the group of adenocarcinomas: are 14 subtypes (Histological Classification of Lung Cancer, 1999).
SCLC (small cell lung cancer) ranks linfocitóide neuroendocrine carcinoma (“oat cell”) carcinoma of intermediate cell neuroendocrine carcinoma and mixed (corresponding to pure small cell carcinoma more than any other type of non-small cell carcinoma). There is presence of foci of non-small cell carcinoma in 5-15% of cases of small cell carcinoma.

Fig 4. Células Escamosas Squamous cell carcinoma

The small cell carcinoma is highly malignant, epithelial cells are generally small with little cytoplasm around like cells and lymphocytes, two times higher (this corresponds to the classic “oat cell”). Electron microscopy reveals neuro secretory granules similar to those found in neuroendocrine cells throughout the bronchial epithelium, especially in fetuses and neonates. There secretion of neuro endocrine markers such as neuron specific enolase and similar to parathyroid hormone. Only 1% of these tumors occur in nonsmokers, are tumors or central hilar and account for a large percentage for neoplastic syndromes. 2

Large cell carcinoma: anaplastic carcinoma corresponds to a polygonal cells with vesicular nuclei. Probably represent those squamous cell carcinomas and adenocarcinomas that are too undifferentiated, may contain intracellular mucin, some multinucleated cells (giant cell carcinoma), some with clear cells (clear cell carcinoma).
Bronchoalveolar carcinoma: 1-9% of all lung cancers, often occurs in the peripheral portions of the lung nodules as single or more often as multiple nodules that sometimes coalesce and produce a consolidation similar to pneumonia. Presents the cuboidal columnar epithelial cells, high. These tumors contain abundant secretion of mucin (broncho alveolar carcinoma, mucinous). The degree of anaplasia is highly variable, but most are well differentiated and tends to preserve its architecture ultra structurally; bronchial cells secrete mucin, and rarely clear cell type II pneumocytes. It may be mucinous and non mucinous variant. Broncho alveolar mucinous carcinoma has a tendency to be multifocal and fatal. Broncho alveolar carcinoma is composed of non-mucinous type II pneumocytes or clear cells showing nuclear anaplasia and cellular pleomorphism. Although relatively uncommon, broncho alveolar carcinomas has been the focus of research for years. These tumors exhibit mutations in EGFR (epithelial grow factor receptor) that confer sensitivity to inhibitors of tyrosine kinase (EGFR-TKI) 3.4
The evidence suggests at least another two molecular alterations in the development of lung cancer: a mutation associated with KRAS, HER2 and other stresses are also mutations of BRAF. KRAS mutations are associated with a history of smoking. In adenocarcinomas of nonsmokers have been identified mutations of EGFR and HER2 mutations BRAF.5
Bronchial carcinoid: corresponds 1-5% of all lung tumors, mostly in young people under 40 years and the incidence is similar in both sexes
Metastatic tumors: they represent another chapter in the study of lung cancer since it presents another tumor biology. Are due to colon cancer, breast, stomach, ovary, bone tumors such as osteosarcoma and lung cancer itself.
Malignant mesothelioma: are aggressive tumors and poor prognosis. Correspond to 2-3% of all cancers of the pleura. It affects both the visceral and the parietal pleura. In recent years there has been an increasing incidence among persons undergoing exposure to asbestos (80% of patients with prior exposure). 6 It is noteworthy that smoking enhances their exposure.
A long period of up to 25-45 years for the development of mesothelioma related to asbestos. The bodies of asbestos are found in the lungs of patients with mesothelioma and are generally associated with extensive pleural effusion and direct invasion of thoracic structures. Histologically there is a mixture of two cell types (type and mesenchymal or sarcomatoid or papillary epithelial type), originating from the mesothelial cells lining the serous cavities pleural, pericardial and peritoneal. 7,8,9
Asbestos in the alveolus promotes an inflammatory response that reaches the pleura causing mutation through cellular production of free radicals that damage DNA and exert a local immunosuppressive effect. Can also stimulate receptor autophosphorylation of epidermal growth factor in mesothelial cells by increasing expression of protooncogenes that induce cell proliferation. Another promoter of carcinogenesis is the simian virus 40 (SV 40), DNA viruses that may be responsible for the carcinogenesis process. SV 40 products have been found in samples of mesotelioma.10
Pathologic examination showed a wide spread local invasion of adjacent structures, serous slight thickening or plaque formation in pleuritis mimicking pleural surface.
The new edition of the histological classification of lung and pleura was performed by the World Health Organization (WHO) in collaboration with the Academy of Pathology and the International Association for the Study of Lung Cancer (IASLC) .8
Regarding the current issue, the biggest change over the 1981 ranking for 1999 was to introduce the concept of neuroendocrine lung tumors.
Large cell carcinoma: are composed of large cell differentiation in the cytoplasm. Phenotype shows a partial neuro endocrine histology, with immunohistochemical staining for chromogranin A or synaptophysin positive or ultrastructure showing dense granules.
Carcinoid tumors have a prominent neuroendocrine phenotype in their morphology, immuno histochemistry and ultrastructural findings.
Among the most common morphological categories of neuroendocrine tumors: small cell carcinoma, large cell neuroendocrine carcinoma, typical carcinoid and atypical carcinoid. Since this reclassification, the literature has several publications on carcinoid tumors and in 2006 there was a review of pulmonary carcinoid tumors by Andre et al and also changes in other neuroendocrine tumors. 6.11
Regarding the prognosis is well established in the literature that among the four major histological types of lung cancer small cell has the worst prognosis compared to squamous, adenocarcinoma and large cell carcinoma.
Patients with undifferentiated carcinoma is 80% risk of death, 70% and 40% risk were observed for patients with poor and moderately differentiated carcinoma, respectively.
Subclassification based on molecular biology using gene expression has been exploited to characterize various types of lung cancer, including adenocarcinomas.
Gene expression techniques have been used to develop molecular diagnostic tests to distinguish adenocarcinomas of the lung using malignant pleural mesothelioma. After deleting the genes that express normal cells in the mesothelium, Holloway et al identified 17 genes that differentiate between pulmonary adenocarcinoma and mesothelioma. The increasing use of biomarkers as molecular determinants of response to conventional therapy or molecular targeted therapies has stimulated many studies. 12

REFERENCES:

1. Churg A: Lung cancer cell type and occupational exposure, in Samet JM (Ed): Epidemiology of Lung Cancer. New York, Marcel Dekker, 1994, pp 413-436.

2. Riquet M, Foucault C, Berna P et al. Prognostic value of histology in resected lung cancer with emphasison the relevance of the adenocarcinoma subtyping. Ann Thorac Surg 2006; 81: 1988-95.

3. Garfield DH, Cadranel JL, Wislez M, Franflin WA et al. The bronchioloalveolar carcinoma and peripheral adenocarcinoma spectrum of disease. J Thorac Oncol 2006; 1: 344-59.

4. Raz DJ, Rosel R, Jablons DM. Currents Concepts in bronchioloalveolar carcinoma biology. Clin Cancer Res 2006, 12:3698-704.

5. Stahel RA. Adenocarcinoma, a molecular perspective. Ann Oncol 2007; 18:147-9.

6. Britton M. The Epidemiology of Mesothelioma. Semin Oncol 2002, 29: 18-25.

7. Robinson BW, Lake RA. Malignant mesothelioma. Lancet 2005, 366:397-408.

8. Marinaccio A, Binazzi A, Cauzillo G et al. Analysis of latency time and Its determinants in asbestos related malignant mesothelioma cases of the Italian register. Eur J Cancer 2007; 43: 2722-8.

9. Travis WD, Brambilla E, Muller-Hermelink HK, Harris CC (eds.). WHO Classification: Pathology and Genetics of Tumors of the Lung, Pleura, Thymus and Heart. Lyon, France: IARC Press, 2004:10.

10. Carbone M, Kratzke RA, Testa JR. The pathogenesis of Mesothelioma. Semin Oncol 2002; 29: 2-17.

11. Andrew S, Cooper JM, Fox M et al. Pulmonary carcinoid tumors. Breathe in 2006, 2: 232-31.

12. AJ Holloway, DS Diyagama, Opeskin K et al. A molecular diagnostic test for distinguishing lung adenocarcinoma from malignant mesothelioma using cells from pleural effusions Collected. Clin Cancer Res 2006; 12:5129-35.