Caratterizzazione immunofenotipica e genotipica di inusuali varianti di carcinomi renali con morfologia a cellule chiare

Background In passato, la classificazione dei carcinomi a cellule renali era basata esclusivamente su criteri morfologici che includevano sia gli aspetti citologici che architetturali di tali neoplasie. Nel nuovo sistema classificativo della World Health Organization (WHO) del 2004, le recenti acquisizioni riguardanti il profilo fenotipico e genotipico dei tumori renali vengono correlate con i criteri istologici distintivi di ciascuna già nota categoria di tumore renale. Nello specifico, il carcinoma renale a cellule chiare è caratterizzato dalla frequente espressione di CD10 e da specifiche delezioni del braccio corto del cromosoma 3 che coinvolgono preferenzialmente il gene oncosoppressore VHL localizzato nel locus 3p25-26; il carcinoma papillare, invece, evidenzia immunoreattività per alphamethylacyl- CoA racemasi (AMACR) e per le citocheratine (CK) 7 e 19, associata ad un guadagno (trisomie e tetrasomie) dei cromosomi 7 e 17 ed a perdita dell’Y. Sebbene la maggior parte dei carcinomi renali sia facilmente collocabile in una delle principali categorie contemplate nella WHO, alcune neoplasie mostrano aspetti morfologici ibridi che rendono difficile il loro inquadramento in uno specifico istotipo, tant’è che, in tale sistema classificativo, è stata introdotta come nuova categoria diagnostica quella dei carcinomi renali inclassificabili. Nel presente studio abbiamo analizzato gli aspetti patologici, citogenetici ed immunoistochimici di un gruppo di carcinomi renali con morfologia ibrida, caratterizzati da un’estesa componente a cellule chiare e da una crescita prevalentemente di tipo papillare. Metodologie Dagli archivi dei dipartimenti di Anatomia Patologica delle Università di Sassari e Verona sono stati selezionati 23 carcinomi renali caratterizzati da una componente a cellule chiare e da una crescita di tipo papillare, evidenziabili in almeno il 50% del tumore. Nell’ambito di tali neoplasie, una insorgeva in rene in fase terminale. Come controllo, sono stati utilizzati 10 casi di carcinoma renale a cellule chiare e 10 casi di carcinoma papillare. Per ciascun tumore erano disponibili i dati relativi al follow-up e sono stati presi in considerazione diversi aspetti patologici fra cui, le dimensioni, lo stadio patologico (pT) secondo l’UICC/AJCC del 2002, la presenza di metastasi ai linfonodi regionali o a distanza, il grado nucleare secondo Fuhrman, l’evidenza di necrosi coagulativa e di aree di dedifferenziazione sarcomatoide. Per le reazioni immunoistochimiche sono stati utilizzati gli anticorpi anti-CD10, CK7, CK19 ed AMACR, mentre le indagini di ibridazione in situ fluorescente (FISH) sono state eseguite mediante sonde centromeriche per i cromosomi 7,17,Y e 3 e con una sonda sub-telomerica per il locus 3p25. Risultati Il gruppo di controllo dei carcinomi papillari mostrava immunoreattività per CK7, CK19 ed AMACR e negatività per CD10. Con le metodiche di FISH, non è stata riscontrata delezione del 3p in nessun caso, mentre, in tutti, si evidenziavano guadagni dei cromosomi 7 e 17; una perdita dell’Y era presente in 4 dei 5 pazienti di sesso maschile. Il gruppo di controllo dei carcinomi a cellule chiare, risultava immunoreattivo per CD10 e negativo per gli altri anticorpi; in tutti i casi sono state riscontrate delezioni del 3p, mentre in nessuno erano presenti guadagni dei cromosomi 7 e 17 o perdite dell’Y. Nell’ambito delle neoplasie ibride, le indagini immunoistochimiche e di FISH hanno permesso di distinguere 3 differenti gruppi. Il gruppo più ampio comprendeva 11 neoplasie negative per CD10 e fortemente immunoreattive per AMACR, CK7 e CK19. Tutte queste neoplasie mostravano guadagni dei cromosomi 7 e 17, ma non delezioni del 3p, mentre una perdita dell’Y si osservava in 6 degli 8 pazienti di sesso maschile. Lo stadio patologico variava da pT1 (10 casi) a pT2 (1 caso), mentre il grado secondo Fuhrman era compreso tra G1 (10 casi) e G2 (1 caso). In nessun tumore sono stati riscontrati aspetti di necrosi, aree di dedifferenziazione sarcomatoide, interessamento linfonodale o metastasi a distanza. Il secondo gruppo comprendeva 5 neoplasie fortemente immunoreattive per CD10 e negative per CK7, CK19 ed AMACR. In tutti i casi si osservavano delezioni del 3p, ma non guadagni dei cromosomi 7 e 17 o perdita dell’Y. Aspetti di necrosi coagulativa venivano riscontrati in tre casi, di cui due mostravano uno stadio patologico pT3 ed interessamento linfonodale o metastasi a distanza. Il terzo gruppo era composto da 7 neoplasie che, da un punto di vista fenotipico e genotipico si discostavano sia dai carcinomi papillari che dai cellule chiare. In 5 di queste, mediante analisi di FISH, non si riscontrava alcuna anomalia citogenetica, mentre le reazioni immunoistochimiche evidenziavano in 4 casi, positività per CK7 e CK19 associata a negatività per CD10 ed AMACR e, nel rimanente caso, negatività per le due citocheratine e positività per CD10 ed AMACR. Due delle neoplasie del terzo gruppo mostravano anomalie genetiche complesse: il tumore insorto in rene in fase terminale era monosomico per il cromosoma 17 e polisomico per il 7, mentre la restante neoplasia evidenziava polisomie dei cromosomi 7 e 17 associate a delezione del 3p. La prima di queste due neoplasie, reagiva con le due citocheratine, ma non con il CD10 e l’AMACR, mentre nella seconda, l’AMACR era l’unico marcatore espresso. Nell’ambito del terzo gruppo, tutti i tumori erano di stadio pT1, e tutti evidenziavano un grado nucleare G1, eccetto uno che era di grado G2. In nessun caso sono stati riscontrati aspetti di necrosi, aree di dedifferenziazione sarcomatoide, interessamento linfonodale o metastasi a distanza. Discussione In questo studio, abbiamo analizzato mediante metodiche immunoistochimiche e di FISH un inusuale gruppo di 23 carcinomi renali con estese modificazioni a cellule chiare ed architettura prevalentemente papillare. La diagnosi differenziale di tali neoplasie può essere problematica, dal momento che il carcinoma renale a cellule chiare può mostrare un’architettura pseudopapillare e, viceversa, una quota di cellule chiare può essere presente nell’istotipo papillare. Poiché è stato dimostrato che la variante istologica dei carcinomi renali possiede un valore prognostico, risulta di fondamentale importanza classificare accuratamente queste neoplasie ibride nell’ambito delle varianti contemplate nella WHO o, quantomeno, definire specifici aspetti immunofenotipici e genetici che possano identificare una potenziale nuova categoria diagnostica. Mediante le analisi immunoistochimiche e di FISH, abbiamo riscontrato che 11 dei 23 casi mostravano lo stesso profilo fenotipico e genotipico dei controlli di carcinoma papillare, mentre 5 casi erano fenotipicamente e geneticamente correlati al gruppo di controllo dei cellule chiare. Pertanto, 11 casi sono stati classificati come carcinomi papillari e 5 come carcinomi a cellule chiare. Solo 7 delle 23 neoplasie ibride, caratterizzate da un profilo fenotipico e/o genotipico ambiguo, rimanevano inclassificate. Tutte queste neoplasie mostravano basso grado nucleare e basso stadio patologico e non evidenziavano fattori di aggressività biologica, quali la necrosi coagulativa, la dedifferenziazione sarcomatoide, l’interessamento linfonodale o le metastasi a distanza. Nell’ambito della nostra serie, veniva incluso anche un caso che originava in rene in fase terminale. Tale neoplasia mostrava i medesimi aspetti citoarchitetturali degli altri casi insorti in reni senza modificazioni strutturali ed era morfologicamente simile ad alcune neoplasie recentemente descritte in reni in fase terminale e designate come “clear cell papillary renal cell carcinoma of end-stage kidneys”.

Background In the past, histomorphological classifications of renal cell carcinomas (RCC) have been based on microscopic features concerning either cell types or growth patterns. The most recent WHO classification of renal tumors (2004) incorporates current knowledge regarding phenotypic profiles and genetic alterations of RCCs, and correlates them with their histological distinctive characters. Thus, clear cell RCC is characterized by frequent CD10 expression and chromosome 3 short arm deletion involving preferentially the VHL tumor suppressor gene at 3p25-26, while papillary RCC shows positive immunostaining for alpha-methylacyl-CoA racemase (AMACR), cytokeratins (CK) 7 and 19, gains (trisomies/tetrasomies) of chromosomes 7 and 17, and loss of Y. Although most cases are easily classifiable among the main subtypes of RCC included in WHO classification, in some RCCs overlapping morphologic findings make subclassification difficult. Therefore, a category of unclassified RCCs has been included in the WHO classification system. In this study, we analyzed pathological features, and cytogenetic and immunohistochemical phenotypes of a series of morphologically hybrid RCCs with extensive clear cell changes and predominantly papillary architecture. Methods Twenty-three RCCs composed of more than 50% clear cells and with more than 50% papillary architecture, one of which arising in end-stage kidney, were selected from the archives of the Departments of Pathology of Universities of Sassari and Verona. As control, 10 cases of conventional clear cell RCCs and 10 cases of papillary RCCs were included in our study. Followup data were available for all cases. Pathological features included tumor size, 2002 primary tumor (T) classification, regional lymph node involvement, distant metastases, Fuhrman’s nuclear grade, coagulative tumor necrosis and sarcomatoid dedifferentiation. Immunohistochemistry was performed with antibodies against CK7, CK19, AMACR and CD10, whereas, for FISH analysis we used centromeric DNA probes (CEP) for chromosome 7 ,17,Y and 3 and a subtelomeric probe for 3p25. Results All papillary RCCs showed positive immunoreactions for CK7, CK19 and AMACR and negative immunostaining for CD10. By FISH analysis, no 3p deletion was found in any of them, whereas chromosome 7 or 17 gains were constantly observed; chromosome Y loss was detected in 4 neoplasms from 5 male patients. In contrast, all conventional clear cell RCC showed positive reactions for CD10 and negative staining for the other antibodies. Moreover, 3p deletions, but no chromosome 7 or 17 gains or chromosome Y losses, were detected in any cases. Immunohistochemistry and FISH analyses distinguished 3 different groups among the hybrid neoplasms. The largest group included 11 RCCs with negative immunostaining for CD10 and strong immunoreactivity for AMACR, CK7 and 19. All of these neoplasms showed gains of chromosome 7 and 17, but no 3p deletions, whereas chromosome Y loss were observed in 6 of 8 tumors from male patients. The pathologic stages were pT1 in 10 cases and pT2 in 1 case; Fuhrman’s nuclear grade ranged between G1 in 10 cases and G2 in 1 case. No necrosis or sarcomatoid dedifferentiation were detected in any cases. Lymph node involvement and distant metastases were always absent. The second group comprises 5 neoplasms strongly immunoreactive for CD10 and unreactive for CK7 and 19 and AMACR. No gains of chromosome 7 and 17 or loss of the chromosome Y were present in any of them, whereas 3p deletion was constantly observed. Coagulative necrosis was found in 3 tumors, two of which showed a pathologic stage pT3 and lymph node involvement or distant metastasis. The third group was composed by 7 RCCs phenotypically and genetically different from either papillary or clear cell carcinoma. No cytogenetic alterations were detected by FISH analyses in 5 of these tumors, whereas immunohistochemistry showed positive reactions for CK7 and 19, with negative staining for CD10 and AMACR in 4 of them, and negative staining for CK7 and 19, with positive reaction for AMACR and CD10 in the remaining case. Two cases among this third group were characterized by complex genetic alterations: the end-stage kidney RCC showed monosomy for chromosome 17 with polisomy for chromosome 7, whereas polisomies for chromosome 7 and 17 with 3p deletion were detected in the remaining tumor; the former was positive for CK7 and 19 antibodies and negative for AMACR and CD10, whereas AMACR was the only positive marker in the latter. Among the third group, the pathologic stage was pT1 in all tumors, and the nuclear grade was G1 in 6 cases and G2 in the remaining case. No necrosis or sarcomatoid dedifferentiation was detected in any cases. Lymph node involvement and distant metastases were always absent. Discussion We studied by immunohistochemical and FISH analyses an unusual group of 23 RCCs with papillary architecture and clear cell changes. The differential diagnosis of these tumors can be difficult, considering that clear cell RCC can show a pseudopapillary architecture, and papillary renal cell carcinoma may exhibit a cellular component with clear cytoplasm. Because the histotype of RCCs has been demonstrated to have a prognostic value, it is important to accurately classify these hybrid neoplasms among the WHO subtypes, or to define specific immunophenotypic and genetic features which might identify a new potential category. By immunohistochemistry and FISH analyses we found that 11 of 23 tumors showed the same phenotypic and genetic profile of papillary RCCs used as control, whereas 5 of them were phenotypically and genetically related with the control group of clear cell RCC. Accordingly, 11 of our cases were classified as papillary RCC, whereas 5 cases were included among clear cell RCCs. Only 7 of 23 hybrid RCCs showing ambiguous phenotypic and/or genetic profiles remained unclassified. All these 7 tumors showed a low nuclear grade and a low pathological stage; moreover, features of biologic aggressiveness, such as coagulative necrosis, sarcomatoid dedifferentiation, lymph node involvement or distant metastasis have not been observed in these neoplasms. Among our series of RCCs, a case arising in end-stage renal disease was also included. This case showed the same cyto-architectural pattern of the remaining RCCs arising in otherwise normal kidneys and was morphologically similar to recently described renal tumors developed in end-stage kidneys and designated as “clear cell papillary renal cell carcinoma of end-stage kidneys”.