Advances in Molecular OncologyAdvances in Molecular OncologyУспехи молекулярной онкологии2313-805X2413-3787Publishing House ABV Press54810.17650/2313-805X-2023-10-2-126-131EXPERIMENTAL REPORTЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ СТАТЬЯInterrelation between Pseudomonas aeruginosa quinolone signal and the level of immunoglobulins in the blood of patients with lung cancerВзаимосвязь хинолоновых регуляторов Pseudomonas aeruginosa и уровня иммуноглобулинов в крови больных раком легкихhttps://orcid.org/0000-0002-1428-7706ShestopalovA. V.ШестопаловА. В.
Russian Federation

1 Ostrovityanova St., Moscow 117997; Bld. 1, 32 Nakhimovskii prospekt, Moscow 117218

117997 Москва, ул. Островитянова, 1; 117218 Москва, Нахимовский проспект, 32, стр. 1

https://orcid.org/0000-0003-3061-6108КitO. I.КитО. И.
Russian Federation

14th Line, Rostov-on-Don 344037

344037 Ростов-на-Дону, ул. 14-я линия, 63

https://orcid.org/0000-0002-3347-1832DavydovV. V.ДавыдовВ. В.
Russian Federation

Vadim V. Davydov.

1 Ostrovityanova St., Moscow 117997

Давыдов Вадим Вячеславович.

117997 Москва, ул. Островитянова, 1

vaddavydov@mail.ruBaizyanovaYa. M.БайзяноваЯ. М.
Russian Federation

1 Ostrovityanova St., Moscow 117997

117997 Москва, ул. Островитянова, 1

https://orcid.org/0000-0002-1410-122XZlatnikE. Yu.ЗлатникЕ. Ю.
Russian Federation

14th Line, Rostov-on-Don 344037

344037 Ростов-на-Дону, ул. 14-я линия, 63

https://orcid.org/0000-0002-6496-9641NovikovaI. A.НовиковаИ. А.
Russian Federation

14th Line, Rostov-on-Don 344037

344037 Ростов-на-Дону, ул. 14-я линия, 63

https://orcid.org/0000-0003-0874-5261SagakyantsA. B.СагакянцА. Б.
Russian Federation

14th Line, Rostov-on-Don 344037

344037 Ростов-на-Дону, ул. 14-я линия, 63

https://orcid.org/0000-0002-9032-1558AppolonovaS. A.АпполоноваС. А.
Russian Federation

Bld. 1, 32 Nakhimovskii prospekt, Moscow 117218

117218 Москва, Нахимовский проспект, 32, стр. 1

https://orcid.org/0000-0002-7309-8913MoskalevaN. E.МоскалеваН. Е.
Russian Federation

Bld. 1, 32 Nakhimovskii prospekt, Moscow 117218

117218 Москва, Нахимовский проспект, 32, стр. 1

RumyantsevS. A.РумянцевС. А.
Russian Federation

1 Ostrovityanova St., Moscow 117997; Bld. 1, 32 Nakhimovskii prospekt, Moscow 117218

117997 Москва, ул. Островитянова, 1; 117218 Москва, Нахимовский проспект, 32, стр. 1

Pirogov Russian National Research Medical University, Ministry of Health of RussiaФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава РоссииCenter of Digital and Translational Biomedicine, Сenter of Molecular HealthЦентр цифровой и трансляционной биомедицины ООО «Центр молекулярного здоровья»National Medical Research Center of Oncology, Ministry of Health of RussiaФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии» Минздрава России150520231021261312102202310072023Copyright ©; 2023, Shestopalov A.V., Кit O.I., Davydov V.V., Baizyanova Y.M., Zlatnik E.Y., Novikova I.A., Sagakyants A.B., Appolonova S.A., Moskaleva N.E., Rumyantsev S.A.Copyright ©; 2023, Шестопалов А.В., Кит О.И., Давыдов В.В., Байзянова Я.М., Златник Е.Ю., Новикова И.А., Сагакянц А.Б., Апполонова С.А., Москалева Н.Е., Румянцев С.А.2023Shestopalov A.V., Кit O.I., Davydov V.V., Baizyanova Y.M., Zlatnik E.Y., Novikova I.A., Sagakyants A.B., Appolonova S.A., Moskaleva N.E., Rumyantsev S.A.Шестопалов А.В., Кит О.И., Давыдов В.В., Байзянова Я.М., Златник Е.Ю., Новикова И.А., Сагакянц А.Б., Апполонова С.А., Москалева Н.Е., Румянцев С.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://umo.abvpress.ru/jour/article/view/548

Introduction. Researchers in the field of oncology have a significant interest in the role of microorganisms in development of malignant neoplasms.

Aim. To study the levels of 2-heptyl-3-hydroxy-4-quinolone (PQS) and 2-heptyl-4-quinolone (HHQ) produced by Pseudomonas aeruginosa in the blood of patients with lung cancer and to analyze the relation between their changes and changes in the level of immunoglobulins and vascular endothelial growth factor (VEGF) in the blood of patients with lung cancer.

Materials and methods.  PQS and HHQ were quantified in the blood of patients using high performance liquid chromatography. The levels of immunoglobulins G (IgG),  secretory immunoglobulin A (s-IgA),  and VEGF in the blood were determined using ELISA.

Results. Analysis have shown that the level of PQS in the blood of patients with lung cancer is 2-fold higher than in the control group. This change is accompanied by a decrease in the level of immunoglobulins IgG, as well as an increase in the content of s-IgA and growth factor VEGF in the blood.

Conclusion. PQS level in the blood of patients with lung cancer is elevated creating conditions aggravating the course of the main disease and worsening its prognosis.

Введение. Большой интерес у исследователей в области онкологии вызывает вопрос о роли микроорганизмов в развитии злокачественных новообразований.

Цель исследования – изучить содержание 2-гептил-3-гидрокси-4-хинолона  (PQS) и 2-гептил-4-хинолона (HHQ), продуцируемых Pseudomonas aeruginosa, в крови больных раком легких и проанализировать взаимосвязь этого показателя с изменением уровня иммуноглобулинов и фактора роста эндотелия сосудов (vascular endothelial growth factor, VEGF) в крови.

Материалы и методы. Выполнены количественное определение PQS и HHQ в крови больных с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии, а также анализ иммуноглобулинов класса G (IgG), секреторного иммуноглобулина а (s-IgA) и VEGF с помощью твердофазного иммуноферментного анализа.

Результаты. Исследования показали, что уровень PQS в крови больных раком легких в 2 раза выше, чем у обследованных контрольной группы. На фоне данного сдвига наблюдаются снижение уровня иммуноглобулинов IgG, а также повышение содержания s-IgA и VEGF в крови.

Заключение. У больных раком легких происходит повышение уровня PQS в крови, что формирует предпосылки для отягощения течения основного заболевания и ухудшения его прогноза.

lung cancer2-heptyl-3-hydroxy-4-quinolone2-heptyl-4-quinolonecytokinesimmunoglobulinsPseudomonas aeruginosaquorum sensingрак легких2-гептил-3-гидрокси-4-хинолон2-гептил-4-хинолонцитокиныиммуноглобулиныPseudomonas aeruginosaкворум-сенсингThe study was carried out within the framework of research work under the State Contract for the implementation of research work under the project “Quantification of tryptophan metabolites and phenolic compounds in the blood serum and feces of healthy donors and patients with lung cancer by HPLC, mass spectrometry and gas chromatography/mass spectrometry” (contract No. 397 of 03.09.2020).Исследование выполнено в рамках научно-исследовательской работы по Госконтракту на выполнение научно-исследовательской работы по проекту «Количественное определение метаболитов триптофана, фенольных соединений в сыворотке крови и кале здоровых доноров и больных раком легкого методами высокоэффективной жидкостной хроматографии масс-спектрометрии и газовой хроматографии/масс-спектрометрии» (договор № 397 от 03.09.2020).Bagirov N.S., Petukhov I.N., Dmitriev N.V., Grigorevskaia Z.V. Microbiom and cancer: is there interconnection? Literature review. Zlokachestvennye opukholi = Malignant tumors 2018;3(1):56–69. (In Russ.). DOI: 10.18027/2224-5057-2018-8-3s1-56-69Багиров Н.С., Петухов И.Н., Дмитриев Н.В., Григорьевская З.В. Микробиом и рак: есть ли связь? Обзор литературы. Злокачественные опухоли 2018;3(1):56–69. DOI: 10.18027/2224-5057-2018-8-3s1-56-69Aadra P.B., Matthew R.R., Scott J.B. The role of the microbiome in cancer development and therapy. CA Cancer J Clin 2017;67(4):326–44. DOI: 10.3322/caac.21398Sánchez-Alcoholado L., Ramos-Molina B., Otero A. et al. The Role of the gut microbiome in colorectal cancer development and therapy response. Cancers 2020;12(6):1406. DOI: 10.3390/cancers12061406Teles F.R.F., Alawi F., Castilho R.M., Wang Y. Association or causation? Exploring the oral microbiome and cancer links. J Dent Res 2020;99:1411–24. DOI: 10.1177/0022034520945242Maurice N.M., Bedi B., Sadikot R.T. Pseudomonas aeruginosa biofilms: host response and clinical implications in lung infections. Am J Respir Cell Mol Biol 2018;58(4):428–39. DOI: 10.1165/rcmb.2017-0321TRRiquelme S.A., Liimatta K., Fok Lung T.W. et al. Pseudomonas aeruginosa utilizes host-derived itaconate to redirect its metabolism to promote biofilm formation. Cell Metab 2020;31(6):1091–106. DOI: 10.1016/j.cmet.2020.04.017Garcia-Nuñez M., Marti S., Puig C. et al. Bronchial microbiome, PA biofilm-forming capacity and exacerbation in severe COPD patients colonized by P. aeruginosa. Future Microbiol 2017;12: 379–92. DOI: 10.2217/fmb-2016-0127Biswas A., Mehta H.J., Folch E.E. Chronic obstructive pulmonary disease and lung cancer: inter-relationships. Curr Opin Pulm Med 2018;24(2):152–60. DOI: 10.1097/MCP.0000000000000451Patel B., Priefer R. Impact of chronic obstructive pulmonary disease, lung infection, and/or inhaled corticosteroids use on potential risk of lung cancer. Life Sci 2022;294:120374. DOI: 10.1016/j.lfs.2022.120374Montagut E.J., Marco M.P. Biological and clinical significance of quorum sensing alkylquinolones: current analytical and bioanalytical methods for their quantification. Anal Bioanal Chem 2021;413(18):4599–618. DOI: 10.1007/s00216-021-03356-xYang L., Yuan T.J., Wan Y. et al. Quorum sensing: a new perspective to reveal the interaction between gut microbiota and host. Future Microbiol 2022;17:293–309. DOI: 10.2217/fmb-2021-0217Liu Y.-C., Hussain F., Negm O. et al. Contribution of the alkylquinolone quorum-sensing system to the interaction of Pseudomonas aeruginosa with bronchial epithelial cells. Front Microbiol 2018;9–11. DOI:10.3389/fmicb.2018.03018Liu Y.-C., Hussain F., Negm O. et al. Contribution of the alkylquinolone quorum-sensing system to the interaction of Pseudomonas aeruginosa with bronchial epithelial cells. Front Microbiol 2018;9–11. DOI: 10.3389/fmicb.2018.03018Azam M.W., Khan A.U. Updates on the pathogenicity status of Pseudomonas aeruginosa. Drug Discov Today 2019;24(1):350–9. DOI: 10.1016/j.drudis.2018.07.003Warrier A., Satyamoorthy K., Murali T.S. Quorum-sensing regulation of virulence factors in bacterial biofilm. Future Microbiol 2021;16:1003–21. DOI: 10.2217/fmb-2020-0301Liu C.Y., Xie W.G., Tian J.W., Li J. A comparatively study on inflammatory factors and immune functions of lung cancer and pulmonary ground glass attenuation. Eur Rev Med Pharmacol Sci 2017;21(18):4098–103.Abolfathi H., Sheikhpour M., Shahraeini S.S. et al. Studies in lung cancer cytokine proteomics: a review. Expert Rev Proteomics 2021;18(1):49–64. DOI: 10.1080/14789450.2021.1892491Rampioni G., Falcone M., Heeb S. et al. Unravelling the genome-wide contributions of specific 2-alkyl-4-quinolones and PqsE to quorum sensing in Pseudomonas aeruginosa. PLoS Pathog 2016;12(11):e1006029. DOI: 10.1371/journal.ppat.1006029Kim K., Kim Y.U., Koh B.H. et al. HHQ and PQS, two Pseudomonas aeruginosa quorum-sensing molecules, down-regulate the innate immune responses through the nuclear factor-kappaB pathway. Immunology 2010;129:578–88. DOI: 10.1111/j.1365-2567.2009.03160.xHansch G.M., Prior B., Brenner-Weiss G. et al. The Pseudomonas quinolone signal (PQS) stimulates chemotaxis of polymorphonuclear neutrophils. Appl Biomater Funct Mater 2014;12:21–6. DOI: 10.5301/jabfm.5000204Lin J., Cheng J., Wang Y., Shen X. The pseudomonas quinolone signal (PQS): not just for quorum sensing anymore. Front Cell Infect Microbiol 2018;8:230. DOI: 10.3389/fcimb.2018.00230Jing Y., Chen X., Li K. et al. Association of antibiotic treatment with immune-related adverse events in patients with cancer receiving immunotherapy. J Immunother Cancer 2022;10(1):e003779. DOI: 10.1136/jitc-2021-003779