Динамика экспрессии микроРНК внеклеточных везикул мочи больных раком предстательной железы после радикальной простатэктомии

Введение. Известно, что лечение онкологических заболеваний, в том числе рака предстательной железы (РПЖ), вызывает изменения экспрессии онкогенных и онкосупрессорных микроРНК. Анализ динамики их экспрессии может быть использован для прогнозирования течения заболевания и ответа на терапию. Тем не менее влияние лечения РПЖ на экспрессию внеклеточных микроРНК только начинает исследоваться.

Цель исследования – изучить динамику экспрессии 14 микроРНК (miR-19b, -22-3p, -30e, -31, -92a, -125b, -144, -200b, -205, -222, -375, -378a, -425, -660) внеклеточных везикул мочи больных РПЖ после радикальной простатэктомии и выявить прогностические пары микроРНК.

Материалы и методы. Исследованы образцы мочи 18 доноров и 18 больных РПЖ, полученные до радикальной простатэктомии, через 1 нед и спустя 3 мес после операции. Внеклеточные везикулы выделены методом агрегации– преципитации, их микроРНК – с использованием стекловолокнистых сорбентов и октановой кислоты. С помощью обратной транскрипции – петлевой полимеразной цепной реакции (TaqMan) – получены данные о пороговых циклах детекции 14 микроРНК.

Результаты. Обнаружено, что радикальная простатэктомия вызывает достоверное изменение относительной экспрессии 44 пар микроРНК во внеклеточных везикулах мочи больных РПЖ. Можно выделить 4 группы пар микроРНК: 1) пары микроРНК, уровень экспрессии которых достоверно различался между донорами и больными РПЖ до операции и достоверно изменялся у больных РПЖ через 3 мес после нее по направлению к уровню доноров (6 пар); 2) пары микроРНК, уровень экспрессии которых достоверно не различался между донорами и больными РПЖ до операции, однако через 3 мес после нее достоверно отличался от исходного у больных РПЖ и доноров (5 пар); 3) пары микроРНК, на основании данных об относительной экспрессии которых больных РПЖ через 3 мес после радикальной простатэктомии можно разделить на 2 или 3 достоверно различающиеся подгруппы (19 пар); 4) пары микроРНК, достоверно не изменившие свою экспрессию после операции (30 пар).

Заключение. Радикальная простатэктомия вызывает значительное изменение уровня экспрессии микроРНК внеклеточных везикул мочи. На основании анализа динамики экспрессии микроРНК после этой операции выявлены 6 пар микроРНК, уровень относительной экспрессии которых после хирургического вмешательства достоверно изменялся в сторону ее уровня у здоровых доноров, и 19 пар микроРНК, по уровню относительной экспрессии которых больные РПЖ разделялись на 2 достоверно различные подгруппы через 3 мес после радикальной простатэктомии.

1. Ferlay J., Colombet M., Soerjomataram I. et al. Cancer statistics for the year 2020: an overview. Int J Cancer 2021. DOI: 10.1002/ijc.33588

2. Costello A.J. Considering the role of radical prostatectomy in 21st century prostate cancer care. Nat Rev Urol 2020;17(3):177–88. DOI: 10.1038/s41585-020-0287-y

3. D’Amico A.V., Chen M.H., Roehl K.A. et al. Preoperative PSA velocity and the risk of death from prostate cancer after radical prostatectomy. N Engl J Med 2004;351(2):125–35. DOI: 10.1056/NEJMoa032975

4. Porcaro A.B., Corsi P., Inverardi D. et al. Prostate-specific antigen associates with extensive lymph node invasion in high-risk prostate cancer. Tumori 2018;104(4):307–11. DOI: 10.1177/0300891618765567

5. Karakiewicz P.I., Benayoun S., Kattan M.W. et al. Development and validation of a nomogram predicting the outcome of prostate biopsy based on patient age, digital rectal examination and serum prostate specific antigen. J Urol 2005;173(6):1930–4. DOI: 10.1097/01.ju.0000158039.94467.5d

6. Bai X., Jiang Y., Zhang X. et al. The value of prostate-specific antigen-related indexes and imaging screening in the diagnosis of prostate cancer. Cancer Manag Res 2020;12:6821–6. DOI: 10.2147/CMAR.S257769

7. Pashaei E., Pashaei E., Ahmady M. et al. Meta-analysis of miRNA expression profiles for prostate cancer recurrence following radical prostatectomy. PLoS One 2017;12(6):e0179543. DOI: 10.1371/journal.pone.0179543

8. Zhao Z., Stephan C., Weickmann S. et al. Tissue-based microRNAs as predictors of biochemical recurrence after radical prostatectomy: what can we learn from past studies? Int J Mol Sci 2017;18(10):2023. DOI: 10.3390/ijms18102023

9. Szilágyi M., Pös O., Márton É. et al. Circulating cell-free nucleic acids: main characteristics and clinical application. Int J Mol Sci 2020;21(18):6827. DOI: 10.3390/ijms21186827

10. Chen M., Zhao H. Next-generation sequencing in liquid biopsy: cancer screening and early detection. Hum Genomics 2019;13(1):34. DOI: 10.1186/s40246-019-0220-8

11. Wang J., Ni J., Beretov J. et al. Exosomal microRNAs as liquid biopsy biomarkers in prostate cancer. Crit Rev Oncol Hematol 2020;145:102860. DOI: 10.1016/j.critrevonc.2019.102860

12. Zedan A.H., Hansen T.F., Assenholt J. et al. Circulating miRNAs in localized/locally advanced prostate cancer patients after radical prostatectomy and radiotherapy. Prostate 2019;79(4):425–32. DOI: 10.1002/pros.23748

13. Konoshenko M.Y., Bryzgunova O.E., Lekchnov E.A. et al. The influence of radical prostatectomy on the expression of cell-free MiRNA. Diagnostics (Basel) 2020;10(8):600. DOI: 10.3390/diagnostics10080600

14. Bryzgunova O.E., Zaripov M.M., Skvortsova T.E. et al. Comparative study of extracellular vesicles from the urine of healthy individuals and prostate cancer patients. PLoS One 2016;11(6):e0157566. DOI: 10.1371/journal.pone.0157566

15. Koppers-Lalic D., Hackenberg M., de Menezes R. et al. Non-invasive prostate cancer detection by measuring miRNA variants (isomiRs) in urine extracellular vesicles. Oncotarget 2016;7(16):22566–78. DOI: 10.18632/oncotarget.8124

16. Konoshenko M.Y., Laktionov P.P. MiRNAs and radical prostatectomy: Current data, bioinformatic analysis and utility as predictors of tumour relapse. Andrology 2021;9(4):1092–107. DOI: 10.1111/andr.12994

17. Abramovic I., Ulamec M., Katusic Bojanac A. et al. miRNA in prostate cancer: challenges toward translation. Epigenomics 2020;12(6):543–58. DOI: 10.2217/epi-2019-0275

18. Casanova-Salas I., Rubio-Briones J., Fernández-Serra A. et al. miRNAs as biomarkers in prostate cancer. Clin Transl Oncol 2012;14(11):803–11. DOI: 10.1007/s12094-012-0877-0

19. Filella X., Foj L. miRNAs as novel biomarkers in the management of prostate cancer. Clin Chem Lab Med 2017;55(5):715–36. DOI: 10.1515/cclm-2015-1073

20. Konoshenko M.Y., Lekchnov E.A., Bryzgunova O.E. et al. Isolation of extracellular vesicles from biological fluids via the aggregationprecipitation approach for downstream mirnas detection. Diagnostics (Basel) 2021;11(3):384. DOI: 10.3390/diagnostics11030384

21. Lekchnov E.A., Zaporozhchenko I.A., Morozkin E.S. et al. Protocol for miRNA isolation from biofluids. Anal Biochem 2016;499:78–84. DOI: 10.1016/j.ab.2016.01.025

22. Boeri M., Verri C., Conte D. et al. MicroRNA signatures in tissues and plasma predict development and prognosis of computed tomography detected lung cancer. Proc Natl Acad Sci USA 2011;108(9):3713–8. DOI: 10.1073/pnas.1100048108

23. Landoni E., Miceli R., Callari M. et al. Proposal of supervised data analysis strategy of plasma miRNAs from hybridisation array data with an application to assess hemolysis-related deregulation. BMC Bioinformatics 2015;16:388. DOI: 10.1186/s12859-015-0820-9

24. Zheng H., Guo Z., Zheng X. et al. MicroRNA-144-3p inhibits cell proliferation and induces cell apoptosis in prostate cancer by targeting CEP55. Am J Transl Res 2018;10(8):2457–68.

25. Rana S., Valbuena G.N., Curry E. et al. MicroRNAs as biomarkers for prostate cancer prognosis: a systematic review and a systematic reanalysis of public data. Br J Cancer 2022;126(3):502–13. DOI: 10.1038/s41416-021-01677-3

26. Katz B., Reis S.T., Viana N.I. et al. Comprehensive study of gene and microRNA expression related to epithelial-mesenchymal transition in prostate cancer. PLoS One 2014;9(11):e113700. DOI: 10.1371/journal.pone.0113700

27. Konoshenko M.Y., Lekchnov E.A., Bryzgunova O.E. et al. The panel of 12 cell-free microRNAs as potential biomarkers in prostate neoplasms. Diagnostics (Basel) 2020;10(1):38. DOI: 10.3390/diagnostics10010038

28. Lieb V., Weigelt K., Scheinost L. et al. Serum levels of miR-320 family members are associated with clinical parameters and diagnosis in prostate cancer patients. Oncotarget 2017;9(12):10402–16. DOI: 10.18632/oncotarget.23781

29. Guo Z., Lu X., Yang F. et al. The Expression of miR-205 in prostate carcinoma and the relationship with prognosis in patients. Comput Math Methods Med 2022;2022:1784791. DOI: 10.1155/2022/1784791

30. Ottman R., Levy J., Grizzle W.E. et al. The other face of miR-17-92a cluster, exhibiting tumor suppressor effects in prostate cancer. Oncotarget 2016;7(45):73739–53. DOI: 10.18632/oncotarget.12061

31. Zheng X.M., Zhang P., Liu M.H. et al. MicroRNA-30e inhibits adhesion, migration, invasion and cell cycle progression of prostate cancer cells via inhibition of the activation of the MAPK signaling pathway by downregulating CHRM3. Int J Oncol 2019;54(2):443–54. DOI: 10.3892/ijo.2018.4647

32. Nitusca D., Marcu A., Seclaman E. et al. Diagnostic value of microRNA-375 as future biomarker for prostate cancer detection: a meta-analysis. Medicina (Kaunas) 2022;58(4):529. DOI: 10.3390/medicina58040529

33. Sun X.B., Chen Y.W., Yao Q.S. et al. MicroRNA-144 suppresses prostate cancer growth and metastasis by targeting EZH2. Technol Cancer Res Treat 2021;20:1533033821989817. DOI: 10.1177/1533033821989817

34. Rode M.P., Silva A.H., Cisilotto J. et al. miR-425-5p as an exosomal biomarker for metastatic prostate cancer. Cell Signal 2021;87:110113. DOI: 10.1016/j.cellsig.2021.110113

35. Chen Q.G., Zhou W., Han T. et al. MiR-378 suppresses prostate cancer cell growth through downregulation of MAPK1 in vitro and in vivo. Tumour Biol 2016;37(2):2095–103. DOI: 10.1007/s13277-015-3996-8

36. Sun D., Lee Y.S., Malhotra A. et al. miR-99 family of microRNAs suppresses the expression of prostate-specific antigen and prostate cancer cell proliferation. Cancer Res 2011;71(4):1313–24. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-10-1031

37. Samami E., Pourali G., Arabpour M. et al. The potential diagnostic and prognostic value of circulating microRNAs in the assessment of patients with prostate cancer: rational and progress. Front Oncol 2022;11:716831. DOI: 10.3389/fonc.2021.716831

38. Shi X.B., Xue L., Ma A.H. et al. miR-125b promotes growth of prostate cancer xenograft tumor through targeting pro-apoptotic genes. Prostate 2011;71(5):538–49. DOI: 10.1002/pros.21270

39. Gorur A., Bayraktar R., Ivan C. et al. ncRNA therapy with miRNA-22-3p suppresses the growth of triple-negative breast cancer. Mol Ther Nucleic Acids 2021;23:930–43. DOI: 10.1016/j.omtn.2021.01.016

40. Abbas M.A., El Sayed I.E.T., Kamel Abdu-Allah A.M. et al. Expression of MiRNA-29b and MiRNA-31 and their diagnostic and prognostic values in Egyptian females with breast cancer. Noncoding RNA Res 2022;7(4):248–57. DOI: 10.1016/j.ncrna.2022.09.003

41. Ai C., Ma G., Deng Y. et al. Nm23-H1 inhibits lung cancer bonespecific metastasis by upregulating miR-660-5p targeted SMARCA5. Thorac Cancer 2020;11(3):640–50. DOI: 10.1111/1759–7714.13308