Молекулярно-генетические маркеры риска развития кардиотоксичности, индуцированной химиотерапией, у больных онкогематологическими заболеваниями: обзор литературы

Кардиотоксичность противоопухолевых препаратов является серьезным нежелательным явлением со стороны сердечно-сосудистой  системы, неблагоприятно  влияющим на выживаемость онкологических больных. Современные методы диагностики кардиотоксических эффектов основаны на выявлении уже существующих повреждений,  сопряженных с симптомами сердечной недостаточности, и не подходят для прогнозирования ранних изменений в сердечной ткани на фоне лечения. В последнее время все больше внимания уделяется поиску молекулярно-генетических маркеров, однократная идентификация которых до начала лечения позволит определить риск развития кардиотоксичности и скорректировать терапию с учетом индивидуальных генетических особенностей пациентов. при этом большинство исследований влияния аллельных вариантов генов на сердечно-сосудистые осложнения относятся к химиотерапии солидных опухолей. В данном  обзоре рассмотрены возможные прогностические генетические варианты риска развития кардиотоксичности, индуцированной химиотерапией, у пациентов со злокачественными новообразованиями  лимфатической и кроветворной тканей.

1. Deo S.V.S., Sharma J., Kumar S. GLOBOCAN 2020 report on global cancer burden: challenges and opportunities for surgical oncologists. Ann Surg Oncol 2022;29(11):6497–500. DOI: 10.1245/s10434-022-12151-6

2. Состояние онкологической помощи населению России в 2021 году. Под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, А.О. Шахзадовой. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2022. 239 с.

3. Яндиева Р.А., Сарибекян Э.К., Мамедов М.Н. Кардиотоксичность при лечении онкологических заболеваний. Международный журнал сердца и сосудистых заболеваний 2018;6(17):3–11.

4. Кузьмина Т.П., Давыдкин И.Л., Терешина О.В. и др. Кардиотоксичность и методы ее диагностики у пациентов гематологического профиля (обзор литературы). Сибирский научный медицинский журнал 2019;39(1):34–42. DOI: 10.15372/SSMJ20190105

5. Виценя М.В., Агеев Ф.Т., Гиляров М.Ю. и др. Практические рекомендации по коррекции кардиоваскулярной токсичности противоопухолевой лекарственной терапии. Злокачественные опухоли: Практические рекомендации RUSSCO 2021;11(41):66–87. DOI: 10.18027/2224-5057-2021-11-3s2-41

6. Plana J.C., Galderisi M., Barac A. et al. Expert consensus for multimodality imaging evaluation of adult patients during and after cancer therapy: a report from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. J Am Soc Echocardiogr 2014;27(9):911–39. DOI: 10.1016/j.echo.2014.07.012

7. Гиматдинова Г.Р., Данилова О.Е., Давыдкин И.Л. и др. Современные аспекты ранней диагностики кардиотоксических осложнений лекарственной терапии в онкологии (обзор литературы). Клиническая онкогематология 2022;15(1):107–13. DOI: 10.21320/2500-2139-2022-15-1-107-113

8. Anqi Y., Yu Z., Mingjun X. et al. Use of echocardiography to monitor myocardial damage during anthracycline chemotherapy. Echocardiography 2019;36(3):495–502. DOI: 10.1111/echo.14252

9. Васюк Ю.А., Гендлин Г.Е., Емелина Е.И. и др. Согласованное мнение российских экспертов по профилактике, диагностике и лечению сердечно-сосудистой токсичности противоопухолевой терапии. Российский кардиологический журнал 2021;26(9):152–233. DOI: 10.15829/1560-4071-2021-4703

10. Гиматдинова Г.Р., Данилова О.Е., Давыдкин И.Л. и др. Генетические полиморфизмы, ассоциированные с развитием аритмического типа сердечно-сосудистых событий. Российский кардиологический журнал 2022;27(3S):101–7. DOI: 10.15829/1560-4071-2022-5069

11. Li Q., Du Q. Associations between nine candidate genetic polymorphisms with coronary heart disease: a meta-analysis. Herz 2020;45(1):15–28. DOI: 10.1007/s00059-019-4806-7

12. Lyon A.R., López-Fernández T., Couch L.S. et al. ESC Scientific Document Group. 2022 ESC Guidelines on cardio-oncology developed in collaboration with the European Hematology Association (EHA), the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology (ESTRO) and the International Cardio-Oncology Society (IC-OS). Eur Heart J Cardiovasc Imaging 2022;(10):333–465. DOI: 10.1093/ehjci/jeac106

13. Yang X., Li G., Yang T. et al. Possible susceptibility genes for intervention against chemotherapy-induced cardiotoxicity. Oxid Med Cell Longev 2020;(2020):4894625. DOI: 10.1155/2020/4894625

14. Cardinale D., Iacopo F., Cipolla C.M. Cardiotoxicity of anthracyclines. Front Cardiovasc Med 2020;7:26. DOI: 10.3389/fcvm.2020.00026

15. Cappetta D., Rossi F., Piegari E. et al. Doxorubicin targets multiple players: a new view of an old problem. Pharmacol Res 2018;(127):4–14. DOI: 10.1016/j.phrs.2017.03.016

16. Ding Y., Du K., Niu Y.J. et al. Genetic susceptibility and mechanisms underlying the pathogenesis of anthracycline-associated cardiotoxicity. Oxid Med Cell Longev 2022;(2022):5818612. DOI: 10.1155/2022/5818612

17. Kim Y., Seidman J.G., Seidman C.E. Genetics of cancer therapy-associated cardiotoxicity. J Mol Cell Cardiol 2022;(167):85–91. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2022.03.010

18. Linschoten M., Teske A.J., Cramer M.J. et al. Chemotherapy-related cardiac dysfunction: a systematic review of genetic variants modulating individual risk. Circ Genom Precis Med 2018;11(1):e001753. DOI: 10.1161/CIRCGEN.117.001753

19. Songbo M., Lang H., Xinyong C. et al. Oxidative stress injury in doxorubicin-induced cardiotoxicity. Toxicol Lett 2019;1(307):41–8. DOI: 10.1016/j.toxlet.2019.02.013

20. Xiao W., Wang R.S., Handy D.E. et al. NAD(H) and NADP(H) redox couples and cellular energy metabolism. Antioxid Redox Signal 2018;28(3):251–72. DOI: 10.1089/ars.2017.7216

21. Wojnowski L., Kulle B., Schirmer M. et al. NAD(P)H oxidase and multidrug resistance protein genetic polymorphisms are associated with doxorubicin-induced cardiotoxicity. Circulation 2005;112(24):3754–62. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.105.576850

22. Gándara-Mireles J.A., Lares-Asseff I., Reyes Espinoza E.A. et al. Association of genetic polymorphisms NCF4 rs1883112, CBR3 rs1056892, and ABCC1 rs3743527 with the cardiotoxic effects of doxorubicin in children with acute lymphoblastic leukemia. Pharmacogenet Genomics 2021;31(5):108–15. DOI: 10.1097/FPC.0000000000000428

23. Rossi D., Rasi S., Franceschetti S. et al. Analysis of the host pharmacogenetic background for prediction of outcome and toxicity in diffuse large B-cell lymphoma treated with R-CHOP21. Leukemia 2009;23:1118–26. DOI: 10.1038/leu.2008.398

24. Reichwagen A., Ziepert M., Kreuz M. et al. Association of NADPH oxidase polymorphisms with anthracycline-induced cardiotoxicity in the RICOVER-60 trial of patients with aggressive CD20(+) B-cell lymphoma. Pharmacogenomics 2015;16(4):361–72. DOI: 10.2217/pgs.14.179

25. Armenian S.H., Ding Y., Mills G. et al. Genetic susceptibility to anthracycline-related congestive heart failure in survivors of haematopoietic cell transplantation. Br J Haematol 2013;163(2):205–13. DOI: 10.1111/bjh.12516

26. Fatunde O.A., Brown S.A. The role of CYP450 drug metabolism in precision cardio-oncology. Int J Mol Sci 2020;21(2):604. DOI: 10.3390/ijms21020604

27. Lubieniecka J.M., Graham J., Heffner D. et al. A discovery study of daunorubicin induced cardiotoxicity in a sample of acute myeloid leukemia patients prioritizes P450 oxidoreductase polymorphisms as a potential risk factor. Front Genet 2013;4:231. DOI: 10.3389/fgene.2013.00231

28. Gammella E., Maccarinelli F., Buratti P. et al. The role of iron in anthracycline cardiotoxicity. Front Pharmacol 2014;5:25. DOI: 10.3389/fphar.2014.00025

29. Christidi E., Brunham L.R. Regulated cell death pathways in doxorubicin-induced cardiotoxicity. Cell Death Dis 2021;12(4):339. DOI: 10.1038/s41419-021-03614-x

30. Neghina A.M., Anghel A. Hemochromatosis genotypes and risk of iron overload-A meta-analysis. Ann Epidemiol 2011;21:1–14. DOI: 10.1016/j.annepidem.2010.05.013

31. Cascales A., Sánchez-Vega B., Navarro N. et al. Clinical and genetic determinants of anthracycline-induced cardiac iron accumulation. Int J Cardiol 2012;154(3):282–6. DOI: 10.1016/j.ijcard.2010.09.046

32. Lipshultz S.E., Lipsitz S.R., Kutok J.L. et al. Impact of hemochromatosis gene mutations on cardiac status in doxorubicin-treated survivors of childhood high-risk leukemia. Cancer 2013;119(19):3555–62. DOI: 10.1002/cncr.28256

33. Sangweni N.F., Gabuza K., Huisamen B. et al. Molecular insights into the pathophysiology of doxorubicin-induced cardiotoxicity: a graphical representation. Arch Toxicol 2022;96(6):1541–50. DOI: 10.1007/s00204-022-03262-w

34. Rajić V., Aplenc R., Debeljak M. et al. Influence of the polymorphism in candidate genes on late cardiac damage in patients treated due to acute leukemia in childhood. Leuk Lymphoma 2009;50(10):1693–8. DOI: 10.1080/10428190903177212

35. Singh P., Wang X., Hageman L. et al. Association of GSTM1 null variant with anthracycline-related cardiomyopathy after childhood cancer-A Children’s Oncology Group ALTE03N1 report. Cancer 2020;126(17):4051–8. DOI: 10.1002/cncr.32948

36. Yunis L.K., Linares-Ballesteros A., Aponte N. et al. Pharmacogenetics of ABCB1, CDA, DCK, GSTT1, GSTM1 and outcomes in a cohort of pediatric acute myeloid leukemia patients from Colombia. Cancer Rep (Hoboken) 2023;6(3):e1744. DOI: 10.1002/cnr2.1744

37. Young I.S., Woodside J.V. Antioxidants in health and disease. J Clin Pathol 2001;54(3):176–86. DOI: 10.1136/jcp.54.3.176

38. Law C.H., Li J.M., Chou H.C. et al. Hyaluronic acid-dependent protection in H9C2 cardiomyocytes: a cell model of heart ischemia-reperfusion injury and treatment. Toxicology 2013;303:54–71. DOI: 10.1016/j.tox.2012.11.006

39. Toole B.P. Hyaluronan: from extracellular glue to pericellular cue. Nat Rev Cancer 2004;4(7):528–39. DOI: 10.1038/nrc1391

40. Wang X., Liu W., Sun C.L. et al. Hyaluronan synthase 3 variant and anthracycline-related cardiomyopathy: a report from the Children’s Oncology Group. J Clin Oncol 2014;32(7):647–53. DOI: 10.1200/JCO.2013.50.3557

41. Sági J.C., Egyed B., Kelemen A. et al. Possible roles of genetic variations in chemotherapy related cardiotoxicity in pediatric acute lymphoblastic leukemia and osteosarcoma. BMC Cancer 2018;18(1):704. DOI: 10.1186/s12885-018-4629-6

42. Carrasco R., Castillo R.L., Gormaz J.G. et al. Role of oxidative stress in the mechanisms of anthracycline-induced cardiotoxicity: effects of preventive strategies. Oxid Med Cell Longev 2021;2021:8863789. DOI: 10.1155/2021/8863789

43. Mordente A., Meucci E., Martorana G.E. et al. Human heart cytosolic reductases and anthracycline cardiotoxicity. IUBMB Life 2001;52(1–2):83–8. DOI: 10.1080/15216540252774829

44. Blanco J.G., Sun C.L., Landier W. et al. Anthracycline-related cardiomyopathy after childhood cancer: role of polymorphisms in carbonyl reductase genes – a report from the Children’s Oncology Group. J Clin Oncol 2012;30(13):1415–21. DOI: 10.1200/JCO.2011.34.8987

45. Aslam S., Ameer S., Shabana N.A. et al. Pharmacogenetics of induction therapy-related toxicities in childhood acute lymphoblastic leukemia patients treated with UKALL 2003 protocol. Sci Rep 2021;11(1):23757. DOI: 10.1038/s41598-021-03208-9

46. Uddin M.E., Moseley A., Hu S. et al. Contribution of membrane transporters to chemotherapy-induced cardiotoxicity. Basic Clin Pharmacol Toxicol 2022;130(1):36–47. DOI: 10.1111/bcpt.13635

47. Semsei A.F., Erdelyi D.J., Ungvari I. et al. ABCC1 polymorphisms in anthracycline-induced cardiotoxicity in childhood acute lymphoblastic leukaemia. Cell Biol Int 2012;36(1):79–86. DOI: 10.1042/CBI20110264

48. Krajinovic M., Elbared J., Drouin S. et al. Polymorphisms of ABCC5 and NOS3 genes influence doxorubicin cardiotoxicity in survivors of childhood acute lymphoblastic leukemia. Pharmacogenomics J 2016;16(6):530–5. DOI: 10.1038/tpj.2015.63

49. Magdy T., Jouni M., Kuo H.H. et al. Identification of drug transporter genomic variants and inhibitors that protect against doxorubicin-induced cardiotoxicity. Circulation 2022;145(4): 279–94. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.121.055801

50. Visscher H., Rassekh S.R., Sandor G.S. et al. Genetic variants in SLC22A17 and SLC22A7 are associated with anthracycline-induced cardiotoxicity in children. Pharmacogenomics 2015;16(10):1065–76. DOI: 10.2217/pgs.15.61

51. Visscher H., Ross C.J., Rassekh S.R. et al. Pharmacogenomic prediction of anthracycline-induced cardiotoxicity in children. J Clin Oncol 2012;30(13):1422–8. DOI: 10.1200/JCO.2010.34.3467

52. Kalyanaraman B. Teaching the basics of the mechanism of doxorubicin-induced cardiotoxicity: have we been barking up the wrong tree? Redox Biol 2020;29:101394. DOI: 10.1016/j.redox.2019.101394

53. Aminkeng F., Bhavsar A.P., Visscher H. et al. A coding variant in RARG confers susceptibility to anthracycline-induced cardiotoxicity in childhood cancer. Nat Genet 2015;47(9):1079–84. DOI: 10.1038/ng.3374

54. Niederreither K., Dollé P. Retinoic acid in development: towards an integrated view. Nat Rev Genet 2008;9(7):541–53. DOI: 10.1038/nrg2340