Гипоксические белки VEGF A и CA IX и резистентность клеток сарком мягких тканей к химиопрепаратам: пилотный опыт ex vivo анализа

Введение. Поиск предиктивных факторов является краеугольной задачей современной онкологии. Разработка большого числа новых таргетных препаратов определяет необходимость четкого предсказания хемочувствительности конкретного пациента к назначаемой терапии. В связи с этим активно ведется поиск биомаркеров прогноза ответа на терапию.

Цель исследования – изучение взаимосвязи между резистентностью опухолевых клеток и уровнем экспрессии CA IX (карбоангидразы IX) и VEGF A (фактора роста эндотелия сосудов А) в ex vivo культурах сарком мягких тканей.

Материалы и методы. В исследование были включены ex vivo культуры сарком мягких тканей, использованы резазуриновый тест, иммуноблоттинг.

Результаты. Получено 46 ex vivo образцов культур сарком мягких тканей, для которых с помощью резазуринового теста на цитотоксичность определена хемочувствительность к доксорубицину, ифосфамиду, доцетакселу, гемцитабину и их комбинациям. Проведен анализ связи экспрессии гипоксических белков VEGF A и CA IX с резистентностью к химиопрепаратам. Обнаружена корреляция уровня экспрессии CA IX в гипоксии с резистентностью клеток к ифосфамиду и его комбинации с доксорубицином. Образцы сарком мягких тканей, обладающие высоким индексом VEGF A, были резистентны к доксорубицину, доцетакселу и его комбинации с гемцитабином (p <0,05).

Заключение. Полученные на ex vivo культурах данные свидетельствуют о взаимосвязи гипоксического сигналинга и резистентности сарком мягких тканей к химиотерапии.

1. Hoang N.T., Acevedo L.A., Mann M.J. et al. A review of soft-tissue sarcomas: translation of biological advances into treatment measures. Cancer Manag Res 2018;10:1089–114. DOI: 10.2147/CMAR.S159641.

2. Jimenez R.E., Zalupski M.M., Frank J.J. et al. Multidrug resistance phenotype in high grade soft tissue sarcoma: correlation of P-glycoprotein immunohistochemistry with pathologic response to chemotherapy. Cancer 1999;86(6):976–81. DOI: 10.1002/(sici)1097-0142(19990915)86:6<976::aidcncr12>3.0.co;2-3.

3. Hsu J.Y., Seligson N.D., Hays J.L. et al. Clinical utility of CDK4/6 Inhibitors in sarcoma: successes and future challenges. JCO Precis Oncol 2022;6:e2100211. DOI: 10.1200/po.21.00211.

4. Yuan J., Li X., Yu S. Molecular targeted therapy for advanced or metastatic soft tissue sarcoma. Cancer Control 2021;28:10732748211038424. DOI: 10.1177/10732748211038424.

5. Majidpoor J., Mortezaee K. Angiogenesis as a hallmark of solid tumors – clinical perspectives. Cell Oncol (Dordr) 2021;44(4):715–37. DOI: 10.1007/s13402-021-00602-3.

6. Ibrahim-Hashim A., Estrella V. Acidosis and cancer: from mechanism to neutralization. Cancer Metastasis Rev 2019;38(1–2):149–55. DOI: 10.1007/s10555-019-09787-4.

7. Swietach P. What is pH regulation, and why do cancer cells need it? Cancer Metastasis Rev 2019;38(1–2):5–15. DOI: 10.1007/s10555-018-09778-x.

8. Gatenby R.A., Gillies R.J. A microenvironmental model of carcinogenesis. Nat Rev Cancer 2008;8(1):56–61. DOI: 10.1038/nrc2255.

9. Becker H.M. Carbonic anhydrase IX and acid transport in cancer. Br J Cancer 2020;122(2):157–67. DOI: 10.1038/s41416-019-0642-z.

10. Chao C., Al-Saleem T., Brooks J.J. et al. Vascular endothelial growth factor and soft tissue sarcomas: tumor expression correlates with grade. Ann Surg Oncol 2001;8(3):260–7. DOI: 10.1007/s10434-001-0260-9.

11. Kilvaer T.K., Valkov A., Sorbye S. et al. Profiling of VEGFs and VEGFRs as prognostic factors in soft tissue sarcoma: VEGFR-3 is an independent predictor of poor prognosis. PloS One 2010;5(12):e15368. DOI: 10.1371/journal.pone.0015368.

12. Forker L., Gaunt P., Sioletic S. et al. The hypoxia marker CAIX is prognostic in the UK phase III VorteX-Biobank cohort: an important resource for translational research in soft tissue sarcoma. Br J Cancer 2018;118(5):698–704. DOI: 10.1038/bjc.2017.430.

13. Rodríguez-Corrales J., Josan J.S. Resazurin live cell assay: setup and finetuning for reliable cytotoxicity results. Methods Mol Biol 2017;1647:207–19. DOI: 10.1007/978-1-4939-7201-2_14.

14. Qi C.J., Ning Y.L., Zhu Y.L. et al. In vitro chemosensitivity in breast cancer using ATP-tumor chemosensitivity assay. Arch Pharm Res 2009;32(12):1737–42. DOI: 10.1007/s12272-009-2211-0.

15. Neubauer H., Stefanova M., Solomayer E. et al. Predicting resistance to platinumcontaining chemotherapy with the ATP tumor chemosensitivity assay in primary ovarian cancer. Anticancer Res 2008;28(2a):949–55.

16. Scherbakov A.M., Zhabinskii V.N., Khripach V.A. et al. Biological evaluation of a new brassinosteroid: antiproliferative effects and targeting estrogen receptor α pathways. Chem Biodivers 2019;16 (9):e1900332. DOI: 10.1002/cbdv.201900332.

17. Martin W.M., McNally N.J. Cytotoxicity of adriamycin to tumour cells in vivo and in vitro. Br J Cancer 1980;42(6):881–9. DOI: 10.1038/bjc.1980.336.

18. Yamauchi T., Raffin T.A., Yang P. et al. Differential protective effects of varying degrees of hypoxia on the cytotoxicities of etoposide and bleomycin. Cancer Chemother Pharmacol 1987;19(4):282–6. DOI: 10.1007/bf00261473.

19. Young S.D., Hill R.P. Effects of reoxygenation on cells from hypoxic regions of solid tumors: anticancer drug sensitivity and metastatic potential. J Nat Cancer Inst 1990;82(5):371–80. DOI: 10.1093/jnci/82.5.371.

20. Woods M.L., Koch C.J., Lord E.M. Detection of individual hypoxic cells in multicellular spheroids by flow cytometry using the 2-nitroimidazole, EF5, and monoclonal antibodies. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1996;34(1):93–101. DOI: 10.1016/0360-3016(95)02006-3.

21. Harrison L., Blackwell K. Hypoxia and anemia: factors in decreased sensitivity to radiation therapy and chemotherapy? Oncologist 2004;9(Suppl. 5):31–40. DOI: 10.1634/theoncologist.9-90005-31.

22. Nordsmark M., Alsner J., Keller J. et al. Hypoxia in human soft tissue sarcomas: adverse impact on survival and no association with p53 mutations. Br J Cancer 2001;84(8):1070–5. DOI: 10.1054/bjoc.2001.1728.

23. Måseide K., Kandel R.A., Bell R.S. et al. Carbonic anhydrase IX as a marker for poor prognosis in soft tissue sarcoma. Clin Cancer Res 2004;10(13):4464–71. DOI: 10.1158/1078-0432.ccr-03-0541.