An Abnormal Distribution of C-Kit Positive Cells in the Normoganglionic Segment Can Predict a Poor Clinical Outcome in Patients with Hirschsprung's Disease

Abstract

Purpose: The loss or decrease of interstitial cells of Cajal (ICCs) has been implicated in several disorders of human intestinal motility. We have encountered a few cases suffering from severe constipation or enterocolitis resulting in patient death after a definitive operation for HD, even though the normoganglionic intestine had been successfully pulled through. We investigated the distribution of ICCs using c-kit immunostaining in the normoganglionic segment and compared these findings with the clinical outcome after a definitive operation in each case. Patients and Methods: The distributions of ICCs were investigated by using c-kit immunostaining in the normoganglionic segment in the resected bowel in 15 cases with HD. The distributions of protein gene product 9.5 (PGP 9.5) as a general neuronal marker and those of NADPH-diaphorase (NADPH-d) as a marker of nitric-oxide neurons were also examined. The numbers of ICCs and neurons were evaluated quantitatively. The histopathological results were compared with the clinical outcome after definitive operation in each case. Results: C-kit immunoreactive cells showed a normal distribution in the normoganglionic segment in 13 cases, while they were markedly (less than 50 % compared with the other cases) decreased in 2 cases. The distributions of PGP 9.5 and NADPH-d were almost the same in all cases. The bowel movements of 13 cases showing normal c-kit distribution were satisfactory. In contrast, the bowel movements were impaired in 2 cases with a decreased number of c-kit positive cells. One infant suffered from severe persistent constipation and thus had to undergo a resection of a dilated colon. The other infant died of sepsis due to postoperative enterocolitis and showed a markedly dilated colon. Conclusion: A decreased number of c-kit positive cells in the normoganglionic segment can thus allow us to predict a poor clinical outcome after definitive surgery, probably due to poor intestinal motility. Therefore examining the c-kit distribution in a resected bowel specimen in patients with HD should be mandatory in order to select the optimal postoperative treatment regimen for each case.

Résumé

But: La disparition ou la diminution des cellules interstitielles de Cajal (ICCs) ont été impliqués dans de multiples désordres de la motilité intestinale humaine. Nous avons rencontré quelques cas souffrant d'une constipation sévère ou d'entérocolite entrainant le décès des patients après une opération définitive pour maladie de Hirschsprung, même si des cellules intestinales ganglionnaires ont été retrouvées. Nous explorons la distribution de ICCs en utilisant une coloration c-kit dans le segment normo ganglionnaire et comparons ces résultats avec le devenir clinique après une opération définitive. Patients et Méthodes: Les distributions de ICCs étaient explorées en utilisant une coloration c-kit dans le segment normo ganglionnaire dans l'intestin réséqué de 15 cas de Maladie de Hirschsprung. La distribution de la 9,5 protein gene product (PGP 9,5) comme marqueur neuronal et ceux de NADPH-diaphorase (NADPHd) comme marqueur du neurone NO était aussi examiné. Le nombre de ICCs et de neurones était évalué quantitativement. Les résultats histopathologiques étaient comparés au devenir clinique après l'opération définitive dans chaque cas. Résultats: Les cellules c-kit immunoréactives étaient de distribution normale dans le segment normo ganglionnaire dans 13 cas alors qu'ils étaient diminués de manière majeure dans 2 cas (moins de 50 %). Les répartitions de PGP 9,5 et de NADPHd étaient plus ou moins les mêmes dans tous les cas. Le transit intestinal des 13 cas montrant une distribution normale de c-kit était satisfaisant. En contraste, le transit intestinal était altéré dans 2 cas avec un nombre diminué de cellules c-kit positives. Un enfant souffrait d'une constipation persistante sévère et aussi avait subi une résection du côlon dilaté. L'autre enfant mourrait d'un sepsis en rapport avec une entérocolite post-opératoire secondaire à une dilatation majeure du côlon. Conclusion: Une diminution marquée des cellules c-kit positives dans le segment normoganglionnaire peut nous permettre de prédire un devenir difficile après la chirurgie définitive, probablement en rapport avec une motilité intestinale de mauvaise qualité. De plus, examiner la distribution des cellules c-kit dans l'intestin résequé, chez les patients avec HD est considéré comme obligatoire pour choisir le traitement post-opératoire dans chaque cas.

Resumen

Objetivo: La pérdida o disminución de las células intersticiales de Cajal (ICCs) se ha implicado en varios trastornos de la motilidad intestinal humana. Hemos encontrado algunos casos de estreñimiento severo o enterocolitis conducente a la muerte del paciente tras una operación definitiva por HD incluso cuando había sido descendido intestino normal. Investigamos la distribución de las ICCs usando tinciones inmunohistoquímicas con C-KIT en el segmento normogangliónico y las comparamos con el resultado clínico tras la operación definitiva en cada caso. Pacientes y Métodos: La distribución de las ICCs se investigó mediante inmunotinciones C-KIT en el segmento normogangliónico de los intestinos resecados de 15 casos con HD. También se examinaron la distribución del producto de la proteína del gen 9.5 (PGP 9.5) como marcador neural general y la NADPH-diaforasa NADPHd como marcador de las neuronas nitrérgicas. Los números de ICCs y de neuronas se evaluaron cuantitativamente. Los resultados histopatológicos se compararon con el resultado clínico tras la operación definitiva en cada caso. Resultados: Las células inmunorreactivas C-KIT mostraron distribución normal en el segmento normogangliónico en 13 casos mientras que estaban marcadamente disminuídas en dos (menos del 50 % en comparación con otros casos). Las distribuciones de PGP 9.5 y NADPHd fueron casi idénticas en todos los casos. El número de deposiciones de los 13 casos con distribución normal de células C-KIT fueron satisfactorios y, en contraste, el número de deposiciones en los dos casos con disminución de estas células estaba alterado. Un niño sufría estreñimiento persistente y tuvo que extirpársele el colon dilatado. El otro niño murió de sepsis a causa de una enterocolitis postoperatoria con un colon muy dilatado. Conclusión: El hallazgo de una disminución del número de células C-KIT positivas en el intestino normogangliónico podría permitir predecir un resultado clínico desfavorable tras la cirugía definitiva probablemente a causa de la deficiente motilidad intestinal. Por lo tanto examinar la distribución de las células C-KIT en el especimen de intestino resecado en pacientes con HD debe considerarse obligatorio para seleccionar el tratamiento postoperatorio óptimo en cada caso.

Zusammenfassung

Zielsetzung: Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Verlust oder die Verminderung interstitieller Cajalzellen (ICCs), die bei verschiedenen Motilitätsstörungen beim Menschen und bei einigen Fällen mit schwerer Obstipation oder Enterokolitis nachgewiesen wurden, zu überprüfen. Es handelt sich bei den Kindern um Patienten nach definitiver Korrektur eines Morbus Hirschsprung, die jedoch verstarben, obwohl gesunder Darm per anal durchgezogen wurde. Es wurde die Verteilung der interstitiellen Cajalzellen mittels einer C-kit-immunhistochemischen Färbung im normoganglionären Darmabschnitt untersucht und die Befunde mit dem klinischen Verlauf nach definitiver Korrektur des Morbus Hirschsprung verglichen. Patienten und Methodik: Die Verteilung der Cajalzellen wurde mittels C-kit-Immunhistochemie im normoganglionären Abschnitt des resezierten Darms bei 15 Kindern untersucht. Darüber hinaus wurden der neuronale Marker 9,5 (PGP 9,5) sowie die NAPD-Diaphorase (NAPDHd) als Nachweis des Nitritoxyds überprüft. Die Anzahl der Cajalzellen und der Neurone wurden quantitativ evaluiert. Die histopathologischen Ergebnisse wurden mit dem klinischen Verlauf verglichen. Ergebnisse: Die C-kit-immunreaktive Analyse zeigt eine normale Verteilung der Cajalzellen im normoganglionären Darmabschnitt bei 13 Kindern. Hingegen war die Verteilung bei 2 Fällen deutlich herabgesetzt. Die Verteilung von PGP 9,5 sowie der NAPDd-Neurone war bei allen Patienten gleich. Die Darmmotilität bei den 13 Patienten mit normaler Cajalzellverteilung (C-kit-Färbung) war befriedigend, im Gegensatz dazu war die Motilität bei den 2 Kindern mit herabgesetzter C-kit-positiver Zellverteilung deutlich gestört. Ein Kind litt unter einer schweren chronischen Obstipation und musste deshalb nachoperiert werden. Das zweite Kind verstarb infolge einer Sepsis aufgrund einer postoperativen Enterokolitis, wobei ebenfalls eine deutliche Dilatation des Kolons nachgewiesen wurde. Schlussfolgerungen: Eine Herabsetzung von C-kit-positiven Zellen (Cajalzellen) auch in einem normoganglionären Segment kann daher für eine herabgesetzte intestinale Motilität und eine schlechte Prognose nach definitiver Korrektur eines Morbus Hirschsprung verantwortlich sein. Es ist daher notwendig, die C-kit (Cajalzell)-Verteilung im resezierten Darm nachzuweisen und sich nicht auf den angeblichen Normalbefund des Nachweises von Ganglienzellen im oberen Abschnitt des resezierten Darmes zu verlassen. Eine solche Nachuntersuchung ist insbesondere zwingend bei Auftauchen postoperativer Motilitätsprobleme. Nur so kann die optimale postoperative Therapie individuell für jeden Fall bestimmt werden.

Hirschsprung's disease - CIIPS - MMIHS - c-kit - interstitial cells of Cajal

Maladie de Hirschsprung - CHPS - MMIHS - c-kit - cellules interstitielles de Cajal

Enfermedad de Hirschsprung - CIIPS - MMIHS-C-KIT - células intersticiales de Cajal

Hirschsprungsche Erkrankung - CIIPS - MMIHS - C-kit - interstitielle Cajalzellen

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