Análisis de la actividad de las catepsinas en saliva en el carcinoma epidermoide de faringe y laringe

Abstract

Objetivos: Estudio observacional de casos-control ambispectivo con el objetivo de demostrar diferencias en la actividad de las catepsinas en la saliva de pacientes afectos con un carcinoma epidermoide de faringe o de laringe, con respecto a la población sana. También se tratará de establecer un punto de corte de actividad de catepsina válido que se relacione con el diagnóstico de cáncer y con factores de mal pronóstico. Material y métodos: Se seleccionó un grupo de pacientes afectos de carcinoma epidermoide de faringe y de laringe P16 negativo, y un grupo control de voluntarios sanos sin enfermedades de la vía aérea superior. Se recogieron en ambos grupos muestras de saliva y una serie de variables epidemiológicas y clínicas de relevancia en el manejo clínico de estos pacientes. Se realizaron perfiles de proteínas basados en actividad empleando sondas fluorescentes diseñadas para las catepsinas B, L, S y X/Z, en geles de poliacrilamida de dos dimensiones sometidos a electroforesis (técnica SDS-PAGE). Resultados: Se realizaron 14 geles de poliacrilamida, donde se analizaron las 108 muestras de saliva disponibles (76 del grupo de casos, y 32 del grupo control). Se recopilaron los datos de densidad de intensidad óptica en las bandas correspondientes a las distintas catepsinas. Se obtuvo una mediana de intensidad de densidad óptica de 191,3 (77,6-336,5) para la catepsina B; de 432,8 (232,9-899,6) para la catepsina S; y de 68,8 21,7-200,9) para la catepsina L. No se halló actividad de catepsina X/Z relevante en las muestras. Se encontraron diferencias entre el grupo de casos y el grupo control en la actividad de la catepsina S (p<0,01) y de la catepsina L (p<0,01); pero no así de la catepsina B (p<0,99). Empleando los niveles de actividad de la catepsina S, se realizó una curva ROC para diagnóstico de carcinoma epidermoide, estableciendo el punto de corte en una actividad de 479,7. Se demostraron diferencias significativas en la actividad de la catepsina S entre ambos grupos tras el análisis multivariante (p<0,03). También con los datos de actividad de la catepsina S, se realizaron curvas ROC para crear una prueba predictiva de tamaño del tumor primario avanzado (cT y pT), de presencia de metástasis ganglionares cervicales (cN y pN) y de estadio tumoral avanzado (clínico y anatomopatológico). Se hallaron diferencias en la actividad de catepsina S en los pacientes con un tumor primario avanzado (p<0,02), respecto a aquellos con tumor primario inicial; así como en los pacientes con estadio tumoral avanzado (p<0,01) respecto a los de estadio inicial. No se hallaron diferencias significativas en la actividad de catepsina S en los pacientes N+ respecto a los N0 (p<0,43). Por último, se diseñaron curvas ROC con la actividad de la catepsina S como prueba predictiva de complicaciones postquirúrgicas y de fístula salival en pacientes laringectomizados totales. No se pudieron demostrar diferencias en ninguno de los dos casos (p<0,21 para las complicaciones globales, y p<0,16 para la fístula salival). Conclusiones: Se puede concluir que la actividad de la catepsina S salivar está elevada en los pacientes con un carcinoma epidermoide de faringe y de laringe con respecto a los pacientes sanos; mientras la actividad de la catepsina L está disminuida. La actividad de la catepsina S puede usarse como prueba diagnóstica para carcinoma epidermoide de faringe y de laringe, y como predictor de tumores primarios avanzados o estadios tumorales avanzados. No puede usarse como marcador predictivo de metástasis ganglionares cervicales ni de complicaciones postquirúrgicas.

Introduction and objectives: An observational case-control study aimed to demonstrate differences in cathepsin activity in the saliva of patients affected by pharyngeal or laryngeal squamous cell carcinoma compared to a healthy population. Additionally, we sought to establish a valid cathepsin activity cutoff point related to cancer diagnosis and poor prognostic factors. Methods: We selected two groups: patients with P16-negative pharyngeal and laryngeal squamous cell carcinoma (cases) and healthy volunteers without upper airway diseases (controls). Saliva samples were collected from both groups, along with relevant epidemiological and clinical variables. Results: We conducted protein profiles based on activity using fluorescent probes specific for cathepsins B, L, S, and X/Z. Fourteen two-dimensional polyacrylamide gels were subjected to SDS-PAGE analysis, analyzing 108 saliva samples (76 from the case group and 32 from the control group). Optical density intensity data were collected for the different cathepsins. The median optical density intensity values were as follows:• Cathepsin B: 191.3 (range: 77.6-336.5). • Cathepsin S: 432.8 (range: 232.9-899.6). • Cathepsin L: 68.8 (range: 21.7-200.9).differences were found between the case group and the control group for cathepsin S activity (p<0.01) and cathepsin L activity (p<0.01), but not for cathepsin B activity (p>0.99). Using cathepsin S activity levels, we constructed a receiver operating characteristic (ROC) curve for diagnosing squamous cell carcinoma, establishing a cutoff point at an activity level of 479.7. Multivariate analysis demonstrated significant differences in cathepsin S activity between the two groups (p<0.03). We also generated ROC curves using cathepsin S activity data to predict: • Advanced primary tumor size (cT and pT). • Presence of cervical lymph node metastasis (cN and pN). • Advanced tumor stage (clinical and pathological). Differences in cathepsin S activity were observed among patients with advanced primary tumors (p<0.02) and advanced tumor stages (p<0.01) compared to those with initial stages. However, no significant differences were found between N+ and N0 patients (p<0.43). Finally, we designed ROC curves using cathepsin S activity as a predictive marker for postoperative complications and salivary fistula in total laryngectomy patients. Unfortunately, no significant differences were demonstrated in either case (p<0.21 for overall complications and p<0.16 for salivary fistula). Conclusions: Salivary cathepsin S activity is elevated in patients with pharyngeal and laryngeal squamous cell carcinoma compared to healthy individuals, while cathepsin L activity is decreased. Cathepsin S activity can serve as a diagnostic tool for squamous cell carcinoma and as a predictor of advanced primary tumors or tumor stages. However, it cannot be used as a predictive marker for cervical lymph node metastasis or postoperative complications. Notably, no relevant X/Z cathepsin activity was detected. Significant