Identificação de fatores clínicos, histopatológicos, marcadores de células-tronco tumorais e transição epitélio-mesenquimal como preditores de metástase linfonodal e sobrevida em câncer avançado de laringe
| Ano de defesa: | 2025 |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5167/tde-05092025-161753/ |
Resumo: | Introdução: o câncer de laringe tem alta prevalência entre os cânceres de cabeça e pescoço e, quando avançado, apresenta elevada mortalidade. A metástase cervical linfonodal nestes cânceres é um fator de pior prognóstico importante e impacta nas decisões terapêuticas para esses pacientes. A predição de metástase e sobrevida para pacientes com câncer avançado de laringe pode otimizar o manejo clínico, bem como os resultados oncológicos, e técnicas de aprendizado de máquina têm auxiliado na elaboração de ferramentas preditivas mais precisas. Além das informações clínicas e histopatológicas habitualmente usadas para esse fim, há tempos busca-se marcadores biológicos que possam prever o comportamento de tumores desta região. Dentre esses, os marcadores de células-tronco tumorais (CTT) e marcadores de transição epitélio-mesenquimal (TEM) têm chamado a atenção de pesquisadores por sua possível relação com comportamento e resistência a tratamentos habitualmente empregados. Objetivo: o objetivo deste estudo foi identificar fatores preditores de metástase linfonodal e de sobrevida global em 5 anos em pacientes com câncer avançado de laringe, considerando características clínicas, histopatológicas e marcadores de CTT (CD44 e ALDH1) e TEM (Vimentina, Ecaderina e Twist). Método: Este é estudo de coorte prospectivo com 93 pacientes portadores de carcinoma espinocelular avançado de laringe associado ao hábito tabágico, tratados com laringectomia associada a esvaziamento cervical eletivo ou terapêutico. Foram analisadas as características clínicas, histopatológicas bem como a imunoexpressão de marcadores de CTT e TEM. As interações entre variáveis foram exploradas usando técnicas de mineração de dados, como árvores de classificação e regressão (CART), bootstrap forest (BF) e boosted trees (BT), para posterior construção de modelos preditivos por regressão logística, com a finalidade de se prever dois desfechos: metástase linfonodal e morte em 5 anos. Os modelos foram avaliados em termos de discriminação e calibração. Resultados: A origem em supraglote foi um fator de risco independente para metástase linfonodal (OR 3,52, IC 95%: 1,57-7,90; p=0,002). Foram fatores independentes para menor sobrevida global em 5 anos: paciente com idade igual ou maior que 65 anos (OR: 4,57; IC 95%: 1,40-14,97; p=0,008) e metástase linfonodal confirmadas logo após a cirurgia (OR: 2,81; IC 95%: 1,06-7,45; p=0,034). Em relação aos imunomarcadores, foram fatores de risco significativo para metástase linfonodal: a forte expressão da Vimentina no centro do tumor (OR: 6,34; IC 95%: 1,02-39,12; p=0, 047), presença de ALDH1 no pior padrão de fronte (OR:20,7; IC 95%: 1,11-387,04; p=0,0424) e a imunoexpressão dual do CD44, com fraca expressão no fronte padrão predominante do tumor (OR 6,73; IC 95%: 1,19-38,29; p=0,031) e a forte expressão no pior padrão do fronte tumoral (OR 5,58; IC 95%: 1,14-27,30, p=0,033). Nenhum marcador de CTT ou TEM foi isoladamente identificado como de risco para menor sobrevida global em 5 anos. No entanto, ao serem avaliados de forma conjunta, houve maior chance de óbito durante os 5 anos de seguimento quando houve no centro do tumor marcação concomitantemente forte de ALDH1 e fraca de Vimentina; e no fronte padrão predominante a E-caderina fraca com ALDH1 forte e E-caderina fraca com CD44 forte. Conclusão: Foram identificados, por meio de técnicas de aprendizado de máquina, marcadores clínicos e moleculares capazes de aprimorar a predição do risco de metástases linfonodais e de sobrevida global de pacientes com câncer avançado de laringe. Os modelos gerados podem auxiliar na melhor discriminação de risco para pacientes com tumor avançado de laringe |
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Identificação de fatores clínicos, histopatológicos, marcadores de células-tronco tumorais e transição epitélio-mesenquimal como preditores de metástase linfonodal e sobrevida em câncer avançado de laringeIdentification of clinical, histopathological factors, tumor stem cell markers, and epithelial-mesenchymal transition as predictors of lymph node metastasis and survival in advanced laryngeal cancerAprendizado de máquinaCarcinoma de células escamosasCarcinoma squamous cellLaringeLarynxMachine learningMetástase neoplásicaNeoplasiasNeoplasm metastasisNeoplasmsSobrevidaSurvivalIntrodução: o câncer de laringe tem alta prevalência entre os cânceres de cabeça e pescoço e, quando avançado, apresenta elevada mortalidade. A metástase cervical linfonodal nestes cânceres é um fator de pior prognóstico importante e impacta nas decisões terapêuticas para esses pacientes. A predição de metástase e sobrevida para pacientes com câncer avançado de laringe pode otimizar o manejo clínico, bem como os resultados oncológicos, e técnicas de aprendizado de máquina têm auxiliado na elaboração de ferramentas preditivas mais precisas. Além das informações clínicas e histopatológicas habitualmente usadas para esse fim, há tempos busca-se marcadores biológicos que possam prever o comportamento de tumores desta região. Dentre esses, os marcadores de células-tronco tumorais (CTT) e marcadores de transição epitélio-mesenquimal (TEM) têm chamado a atenção de pesquisadores por sua possível relação com comportamento e resistência a tratamentos habitualmente empregados. Objetivo: o objetivo deste estudo foi identificar fatores preditores de metástase linfonodal e de sobrevida global em 5 anos em pacientes com câncer avançado de laringe, considerando características clínicas, histopatológicas e marcadores de CTT (CD44 e ALDH1) e TEM (Vimentina, Ecaderina e Twist). Método: Este é estudo de coorte prospectivo com 93 pacientes portadores de carcinoma espinocelular avançado de laringe associado ao hábito tabágico, tratados com laringectomia associada a esvaziamento cervical eletivo ou terapêutico. Foram analisadas as características clínicas, histopatológicas bem como a imunoexpressão de marcadores de CTT e TEM. As interações entre variáveis foram exploradas usando técnicas de mineração de dados, como árvores de classificação e regressão (CART), bootstrap forest (BF) e boosted trees (BT), para posterior construção de modelos preditivos por regressão logística, com a finalidade de se prever dois desfechos: metástase linfonodal e morte em 5 anos. Os modelos foram avaliados em termos de discriminação e calibração. Resultados: A origem em supraglote foi um fator de risco independente para metástase linfonodal (OR 3,52, IC 95%: 1,57-7,90; p=0,002). Foram fatores independentes para menor sobrevida global em 5 anos: paciente com idade igual ou maior que 65 anos (OR: 4,57; IC 95%: 1,40-14,97; p=0,008) e metástase linfonodal confirmadas logo após a cirurgia (OR: 2,81; IC 95%: 1,06-7,45; p=0,034). Em relação aos imunomarcadores, foram fatores de risco significativo para metástase linfonodal: a forte expressão da Vimentina no centro do tumor (OR: 6,34; IC 95%: 1,02-39,12; p=0, 047), presença de ALDH1 no pior padrão de fronte (OR:20,7; IC 95%: 1,11-387,04; p=0,0424) e a imunoexpressão dual do CD44, com fraca expressão no fronte padrão predominante do tumor (OR 6,73; IC 95%: 1,19-38,29; p=0,031) e a forte expressão no pior padrão do fronte tumoral (OR 5,58; IC 95%: 1,14-27,30, p=0,033). Nenhum marcador de CTT ou TEM foi isoladamente identificado como de risco para menor sobrevida global em 5 anos. No entanto, ao serem avaliados de forma conjunta, houve maior chance de óbito durante os 5 anos de seguimento quando houve no centro do tumor marcação concomitantemente forte de ALDH1 e fraca de Vimentina; e no fronte padrão predominante a E-caderina fraca com ALDH1 forte e E-caderina fraca com CD44 forte. Conclusão: Foram identificados, por meio de técnicas de aprendizado de máquina, marcadores clínicos e moleculares capazes de aprimorar a predição do risco de metástases linfonodais e de sobrevida global de pacientes com câncer avançado de laringe. Os modelos gerados podem auxiliar na melhor discriminação de risco para pacientes com tumor avançado de laringeIntroduction: laryngeal cancer has a high prevalence among head and neck cancers, and when advanced, it still presents a high mortality rate. Cervical lymph node metastasis in these cancers is an important poor prognostic factor and impacts therapeutic decisions in for these patients. The prediction of metastasis and survival for patients with advanced laryngeal cancer can optimize clinical management as well as oncological outcomes, and machine learning techniques have assisted in developing more accurate predictive tools. In addition to the clinical and histopathological information usually applied for this purpose, we have long sought biological markers that can predict the behavior of tumors in this region. Among these, tumor stem cell markers (CSCs) and epithelial-mesenchymal transition (EMT) markers have attracted the attention of researchers due to their possible relationship with tumor behavior and resistance to commonly used treatments. Objective: the aim of this study was to identify predictive factors of lymph node metastasis and overall survival at 5 years in patients with advanced laryngeal cancer, including clinical and histopathological characteristics as well as CSC markers (CD44 and ALDH1) and EMT markers (Vimentin, E-cadherin, and Twist). Method: this was a prospective cohort study involving 93 patients with advanced squamous cell carcinoma of the larynx associated with smoking habits, treated with laryngectomy combined with elective or therapeutic cervical lymph node dissection. Clinical and histopathological characteristics were analyzed, along with the immunoexpression of CSC and EMT markers. Interactions between variables were explored using data mining techniques, such as classification and regression trees (CART), bootstrap forest (BF), and boosted trees (BT), for the subsequent construction of logistic regression predictive models to predict two outcomes: lymph node metastasis and death at 5 years. The models were evaluated in terms of discrimination and calibration. Results: a supraglottic origin was an independent risk factor for lymph node metastasis (OR 3.52; CI 95%: 1.57-7.90; p=0.002). Independent factors for worse overall survival at 5 years included patients aged 65 years or older (OR: 4.57; CI 95%: 1.40-14.97; p=0.008) and confirmed lymph node metastasis shortly after surgery (OR: 2.81; CI 95%: 1.06-7.45; p=0.034). Regarding immunomarkers, significant risk factors for lymph node metastasis included strong expression of Vimentin in the center of the tumor (OR: 6.34; CI 95%: 1.02-39.12; p=0.047), presence of ALDH1 in the worst pattern of the tumor front (OR: 20.7; CI 95%: 1.11-387.04; p=0.0424), and the dual immunoexpression of CD44, with weak expression in the predominant tumor front (OR 6.73; CI 95%: 1.19-38.29; p=0.031) and strong expression in the worst pattern of the tumor front (OR 5.58; CI 95%: 1.14-27.30; p=0.033). No CSC or EMT markers were independently identified as risk factors for worse overall survival at 5 years. However, when analyzed in a combined manner, there was a higher chance of death during the 5-year follow-up with the following correlations: high ALDH1 expression combined with low Vimentin expression in the center of the tumor; low E-cadherin with high ALDH1, and low E-cadherin with high CD44 in the predominant front. Conclusion: we identified through machine learning techniques clinical and molecular markers capable of enhancing the prediction of the risk of lymph node metastasis and overall survival in patients with advanced laryngeal cancer. The generated models can assist in better risk discrimination for patients with advanced laryngeal tumorsBiblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMoysés, Raquel AjubMiazaki, Aline Paterno2025-02-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5167/tde-05092025-161753/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-09-08T15:51:02Zoai:teses.usp.br:tde-05092025-161753Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-09-08T15:51:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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