Фенотипические и транскриптомные особенности моноцитов периферической крови в динамике неоадъювантной химиотерапии больных раком молочной железы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Химиотерапия включена в большинство схем лечения рака молочной железы. Действие химиотерапевтических препаратов оказывает влияние на моноциты крови, которые являются одними из важнейших участников патогенеза онкологических заболеваний. Однако в настоящий момент не установлено, могут ли изменения моноцитов, индуцированные проведением химиотерапии, поддерживать эффект противоопухолевого лечения или, напротив, снижать его.

Цель исследования – охарактеризовать изменения фенотипического и транскриптомного профилей моноцитов больных раком молочной железы до и после химиотерапевтического лечения.

Материалы и методы. В группе, состоящей из 50 больных раком молочной железы, оценена популяционная структура моноцитов на основании экспрессии рецепторов CD14, CD16, CD163 и HLA-DR с помощью проточной цитометрии. У 9 пациенток проанализирован транскриптомный профиль CD14+-моноцитов с применением массового параллельного РНК-секвенирования. Все исследования выполнялись до и после проведения 4 курсов неоадъювантной химиотерапии.

Результаты. В группе больных раком молочной железы неоадъювантная химиотерапия приводила к снижению содержания CD14+16+HLA-DR+-моноцитов. На фоне цитостатического лечения в моноцитах пациентов отмечены повышение экспрессии генов MGLL, NR4A2, UCK1, YOD1, ABCA2, PAPSS2, ATP10 (log2FoldChange ≥0,8; ожидаемая доля ложных отклонений (false discovery rate, FDR) ≤0,01) и снижение экспрессии генов KPNA2, ERCC4, JAGN1, RUBCNL, SMYD4, B3GALT4 (log2FoldChange ≥0,8; FDR ≤0,01). После проведения терапии наблюдалось повышение активности сигнальных путей, связанных с липидным обменом и внутриклеточным транспортом везикул из эндоплазматического ретикулума, на фоне снижения ответа на воздействие интерферонов γ и α, и чужеродных молекул (экзогенных нуклеиновых кислот, вирусов и бактерий). С помощью дискриминантного анализа установлено, что относительное количество CD14+16-, CD14+16+-, CD1416+-, CD14+16HLA-DR+-, CD14+16+HLA-DR+- и CD1416+HLA-DR+-моноцитов в крови имеет ценность для предсказания ответа на неоадъювантную химиотерапию у больных раком молочной железы.

Заключение. Таким образом, выявлена связь параметров моноцитов крови с проведением химиотерапевтического лечения при раке молочной железы.

Об авторах

М. Р. Патышева

Научно-исследовательский институт онкологии ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук»; ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: patysheva_mr@onco.tnimc.ru
ORCID iD: 0000-0003-2865-7576

Марина Ринатовна Патышева

634009 Томск, пер. Кооперативный, 5; 634050 Томск, проспект Ленина, 36

Россия

М. Н. Стахеева

Научно-исследовательский институт онкологии ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук»

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-0601-2240

634009 Томск, пер. Кооперативный, 5

Россия

Е. С. Григорьева

Научно-исследовательский институт онкологии ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук»

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-4671-6306

634009 Томск, пер. Кооперативный, 5

Россия

П. С. Ямщиков

Научно-исследовательский институт онкологии ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук»; ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет»

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-0646-6093

634009 Томск, пер. Кооперативный, 5; 634050 Томск, проспект Ленина, 36

Россия

И. В. Ларионова

Научно-исследовательский институт онкологии ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук»; ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет»

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-5758-7330

634009 Томск, пер. Кооперативный, 5; 634050 Томск, проспект Ленина, 36

Россия

А. А. Будницкая

ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет»

Email: fake@neicon.ru

634050 Томск, проспект Ленина, 36

Россия

Н. А. Тарабановская

Научно-исследовательский институт онкологии ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук»

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-1630-4466

634009 Томск, пер. Кооперативный, 5

Россия

Н. В. Чердынцева

Научно-исследовательский институт онкологии ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук»; ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет»

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-1526-9013

634009 Томск, пер. Кооперативный, 5; 634050 Томск, проспект Ленина, 36

Россия

Ю. Г. Кжышковска

ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет»

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-0898-3075

634050 Томск, проспект Ленина, 36

Россия

Список литературы

  1. Злокачeственые новообразования в Росии в 2021 году (заболеваемость и смертность). Под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, А.О. Шахзадовой. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2022. 252 с.
  2. Kim G., Pastoriza J.M., Qin J. et al. Racial disparity in distant recurrence-free survival in patients with localized breast cancer: a pooled analysis of National Surgical Adjuvant Breast and Bowel Project trials. Cancer 2022;128(14):2728–35. doi: 10.1002/cncr.34241
  3. Qiu S.Q., Waaijer S.J.H., Zwager M.C. et al. Tumor-associated macrophages in breast cancer: innocent bystander or important player? Cancer Treat Rev 2018;70:178–89. doi: 10.1016/j.ctrv.2018.08.010
  4. Linde N., Casanova-Acebes M., Sosa M.S. et al. Macrophages orchestrate breast cancer early dissemination and metastasis. Nature Commun 2018;9(1):21. doi: 10.1038/s41467-017-02481-5
  5. Larionova I., Tuguzbaeva G., Ponomaryova A. et al. Tumorassociated macrophages in human breast, colorectal, lung, ovarian and prostate cancers. Front Oncol 2020;10:566511. doi: 10.3389/fonc.2020.566511
  6. Cassetta L., Fragkogianni S., Sims A.H. et al. Human tumorassociated macrophage and monocyte transcriptional landscapes reveal cancer-specific reprogramming, biomarkers, and therapeutic targets. Cancer Cell 2019;35(4):588–602.e10. doi: 10.1016/j.ccell.2019.02.009
  7. Ziegler-Heitbrock L. Blood monocytes and their subsets: established features and open questions. Front Immunol 2015;6:423. doi: 10.3389/fimmu.2015.00423
  8. Olingy C.E., Dinh H.Q., Hedrick C.C. Monocyte heterogeneity and functions in cancer. J Leukoc Biol 2019;106(2):309–22. doi: 10.1002/JLB.4RI0818-311R
  9. Zhang B., Cao M., He Y. et al. Increased circulating M2-like monocytes in patients with breast cancer. Tumour Biol 2017;39(6):1010428317711571. doi: 10.1177/1010428317711571
  10. Patysheva M., Larionova I., Stakheyeva M. et al. Effect of earlystage human breast carcinoma on monocyte programming. Front Oncol 2022;11:800235. doi: 10.3389/fonc.2021.800235
  11. Cassetta L., Pollard J.W. A timeline of tumour-associated macrophage biology. Nat Rev Cancer 2023;23(4):238–57. doi: 10.1038/s41568-022-00547-1
  12. Galluzzi L., Buque A., Kepp O. et al. Immunological effects of conventional chemotherapy and targeted anticancer agents. Cancer Cell 2015;28(6):690–714. doi: 10.1016/j.ccell.2015.10.012
  13. Zitvogel L., Apetoh L., Ghiringhelli F. et al. Immunological aspects of cancer chemotherapy. Nat Rev Immunol 2008;8(1):59–73. doi: 10.1038/nri2216
  14. Hughes R., Qian B.-Z., Rowan C. et al. Perivascular M2 macrophages stimulate tumor relapse after chemotherapy. Cancer Res 2015;75(17):3479–91. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-14-3587
  15. Kroemer G., Galassi C., Zitvogel L. et al. Immunogenic cell stress and death. Nat Immunol 2022;23(4):487–500. doi: 10.1038/s41590-022-01132-2
  16. Stakheyeva M., Eidenzon D., Slonimskaya E. et al. Integral characteristic of the immune system state predicts breast cancer outcome. Exp Oncol 2019;41(1):32–8.
  17. Dobin A., Davis C.A., Schlesinger F. et al. STAR: ultrafast universal RNA-seq aligner. Bioinformatics 2013;29(1):15–21. doi: 10.1093/bioinformatics/bts635
  18. Hartley S.W., Mullikin J.C. QoRTs: a comprehensive toolset for quality control and data processing of RNA-Seq experiments. BMC Bioinformatics 2015;16(1):224. doi: 10.1186/s12859-015-0670-5
  19. van Helden S.F., Anthony E.C., Dee R. et al. Rho GTPase expression in human myeloid cells. PLoS One 2012;7(8):e42563. doi: 10.1371/journal.pone.0042563
  20. Belge K.U., Dayyani F., Horelt A. et al. The proinflammatory CD14+CD16+DR++ monocytes are a major source of TNF. J Immunol 2002;168(7):3536–42. doi: 10.4049/jimmunol.168.7.3536
  21. Myśliwska J., Smardzewski M., Marek-Trzonkowska N. et al. Expansion of CD14+CD16+ monocytes producing TNF-α in complication-free diabetes type 1 juvenile onset patients. Cytokine 2012;60(1):309–17. doi: 10.1016/j.cyto.2012.03.010
  22. Mengos A.E., Gastineau D.A., Gustafson M.P. The CD14(+)HLADR(lo/neg) monocyte: an immunosuppressive phenotype that restrains responses to cancer immunotherapy. Front Immunol 2019;10:1147. doi: 10.3389/fimmu.2019.01147
  23. Robinson A., Burgess M., Webb S. et al. Systemic influences of mammary cancer on monocytes in mice. Cancers 2022:14(3):833. doi: 10.3390/cancers14030833
  24. Foulds G.A., Vadakekolathu J., Abdel-Fatah T.M.A. et al. Immunephenotyping and transcriptomic profiling of peripheral blood mononuclear cells from patients with breast cancer: identification of a 3 gene signature which predicts relapse of triple negative breast cancer. Front Immunol 2018;9:2028. doi: 10.3389/fimmu.2018.02028
  25. Rahaman O., Ganguly D. Endocannabinoids in immune regulation and immunopathologies. Immunology 2021;164:242–52. doi: 10.1111/imm.13378
  26. Xiang W., Shi R., Kang X. et al. Monoacylglycerol lipase regulates cannabinoid receptor 2-dependent macrophage activation and cancer progression. Nat Commun 2018;9(1):2574. doi: 10.1038/s41467-018-04999-8
  27. Li L., Tian Y. The role of metabolic reprogramming of tumorassociated macrophages in shaping the immunosuppressive tumor microenvironment. Biomed Pharmac 2023;161:114504. doi: 10.1016/j.biopha.2023.114504
  28. Navone N.D., Perga S., Martire S. et al. Monocytes and CD4+ T cells contribution to the under-expression of NR4A2 and TNFAIP3 genes in patients with multiple sclerosis. J Uroimmunol 2014;272(1–2): 99–102. doi: 10.1016/j.jneuroim.2014.04.017
  29. Crean D., Cummins E.P., Bahar B. et al. Adenosine modulates NR4A orphan nuclear receptors to attenuate hyperinflammatory responses in monocytic cells. J Immunol 2015;195(4):1436 48. doi: 10.4049/jimmunol.1402039
  30. Matchett E.C., Ambrose E.C., Kornbluth J. Characterization of uridinecytidine kinase like-1 nucleoside kinase activity and its role in tumor growth. Biochem J 2022;479(11):1149–64. doi: 10.1042/BCJ20210770
  31. Han Z., Jia Q., Zhang J. et al. Deubiquitylase YOD1 regulates CDK1 stability and drives triple-negative breast cancer tumorigenesis. J Exp Clin Cancer Res 2023;42(1):228. doi: 10.1186/s13046-023-02781-3

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© ,



СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 57560 от  08.04.2014.