Идентификация предиктивных маркеров в спинномозговой жидкости больных глиобластомой

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Глиобластома (ГБ) пока неизлечима, несмотря на достижения в терапии других злокачественных солидных опухолей. Тактика лечения ГБ основывается исключительно на гистопатологических признаках, томографической визуализации опухоли и ее геномном анализе (соматические мутации в генах изоцитратдегидрогеназы, статус метилирования промотора гена O6-метилгуанин-ДНК-метилтрансфераза). для адаптации лечения к самой последней эволюции опухоли молекулярная информация должна поступать регулярно на протяжении всего курса терапии. Однако опухолевая ткань часто недоступна для диагностики при прогрессировании заболевания. в связи с этим актуальной становится разработка менее инвазивных методов, например анализа протеома биологических жидкостей пациентов. Особый интерес представляет спинномозговая жидкость (СМЖ) – важный источник биомаркеров заболевания для мониторинга наличия и прогрессирования заболевания.

Цель исследования – идентификация протеомных предиктивных биомаркеров в СМЖ больных ГБ.

Материалы и методы. В ходе исследования были использованы образцы СМЖ пациентов, протеомная масс-спектрометрия высокого разрешения, современные биохимические методы и биоинформатические технологии.

Результаты. Впервые проведен анализ протеомов образцов СМЖ больных  ГБ, полученных до и спустя 7 дней после удаления первичной опухоли. идентифицированы  потенциальные биомаркеры ГБ. после их валидации с использованием открытых баз данных отобраны 11 протеомных предиктивных маркеров ГБ (S100A9, S100A8, PLA2G15, PPIB,  LTBP2, VIM, LAMB1, STC1, NRP1, COL6A1, HSPA5)  и проведена оценка их роли в молекулярных механизмах глиомагенеза.

Заключение. Предложенная панель протеомных предиктивных биомаркеров СМЖ больных ГБ может в дальнейшем использоваться при разработке тест-систем для оценки эффективности терапии и раннего выявления рецидивов заболевания.

Об авторах

Н. Е. Арноцкая

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-0154-8604

115522 Москва, Каширское шоссе, 24

Россия

Т. И. Кушнир

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-9626-6847

115522 Москва, Каширское шоссе, 24

Россия

И. А. Кудрявцев

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-7588-1066

115522 Москва, Каширское шоссе, 24

Россия

А. A. Митрофанов

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-4125-7342

115522 Москва, Каширское шоссе, 24

Россия

А. Х. Бекяшев

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-4160-9598

115522 Москва, Каширское шоссе, 24

Россия

В. Е. Шевченко

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: vshev2015@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0401-9900

Шевченко Валерий Евгеньевич.

115522 Москва, Каширское шоссе, 24

Россия

Список литературы

  1. Stupp R., Mason W.P., van den Bent M.J. et al. Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma. N Engl J Med 2005;352:987–96. doi: 10.1056/NEJMoa043330
  2. Yan H., Parsons D.W., Jin G. et al. IDH1 and IDH2 mutations in gliomas. N Engl J Med 2009;360(8):765–73. doi: 10.1056/nejmoa0808710
  3. Sturm D., Witt H., Hovestadt V. et al. Hotspot mutations in H3F3A and IDH1 define distinct epigenetic and biological subgroups of glioblastoma. Cancer Cell 2012;22(4):425–37. doi: 10.1016/j.ccr.2012.08.024
  4. Brennan C.W., Verhaak R.G.W., McKenna A. et al. The somatic genomic landscape of glioblastoma. Cell 2013;155(2):462–77. doi: 10.1016/j.cell.2013.09.034
  5. Wick A., Kessler T., Platten M. et al. Superiority of temozolomide over radiotherapy for elderly patients with RTK II methylation class, MGMT promoter methylated malignant astrocytoma. Neurooncol 2020;22(8):1162–72. doi: 10.1093/neuonc/noaa033
  6. Weller M., van den Bent M., Preusser M. et al. EANO guidelines on the diagnosis and treatment of diffuse gliomas of adulthood. Nat Rev Clin Oncol 2021;18(3):170–86. doi: 10.1038/s41571-020-00447-z
  7. Sørensen M.D., Fosmark S., Hellwege S. et al. Chemoresistance and chemotherapy targeting stem-like cells in malignant glioma. Adv Exp Med Biol 2015;853:111–38. doi: 10.1007/978-3-319-16537-0
  8. Sastry R.A., Shankar G.M., Gerstner E.R. et al. The impact of surgery on survival after progression of glioblastoma: a retrospective cohort analysis of a contemporary patient population. J Clin Neurosci 2018;53:41–7. doi: 10.1016/j.jocn.2018.04.004
  9. Aebersold R., Mann M. Mass-spectrometric exploration of proteome structure and function. Nature 2016;537(7620):347–55. doi: 10.1038/nature19949
  10. Jiang Y., Sun A., Zhao Y. et al. Proteomics identifies new therapeutic targets of early-stage hepatocellular carcinoma. Nature 2019;567(7747):257–61. doi: 10.1038/s41586-019-0987-8
  11. Coscia F., Lengyel E., Duraiswamy J. et al. Multi-level proteomics identifies CT45 as a chemosensitivity mediator and immunotherapy target in ovarian cancer. Cell 2014;175(1):159–70. doi: 10.1016/j.cell.2018.08.065
  12. Bryukhovetskiy A., Shevchenko V., Kovalev S. et al. To the novel paradigm of proteome-based cell therapy of tumors: through comparative proteome mapping of tumor stem cells and tissuespecific stem cells of humans. Cell Transplant 2014;23(Suppl. 1):151–70. doi: 10.3727/096368914X684907
  13. Shen F., Zhang Y., Yao Y. et al. Proteomic analysis of cerebrospinal fluid: toward the identification of biomarkers for gliomas. Neurosurg Rev 2014;37(3):367–80. doi: 10.1007/s10143-014-0539-5
  14. Schmid D., Warnken U., Latzer P. et al. Diagnostic biomarkers from proteomic characterization of cerebrospinal fluid in patients with brain malignancies. J Neurochem 2021;158(2):522–38. doi: 10.1111/jnc.15350
  15. Wang H., Mao X., Ye L. et al. The role of the S100 protein family in glioma. J Cancer 2022;13(10):3022–30. doi: 10.7150/jca.73365
  16. Grebhardt S., Veltkamp C., Ströbel P. et al. Hypoxia and HIF‐1 increase S100A8 and S100A9 expression in prostate cancer. Int J Cancer 2012;131(12):2785–94. doi: 10.1002/ijc.27591
  17. Jang J.E., Kim H.P., Han S.W. et al. NFATC3-PLA2G15 fusion transcript identified by RNA sequencing promotes tumor invasion and proliferation in colorectal cancer cell lines. Cancer Res Treat 2019;51(1):391–401. doi: 10.4143/crt.2018.103
  18. Oh Y., Lee E.H., Kang S.G. PPIB is overexpressed in glioblastoma and regulates tumor growth by inducing self-ubiquitination by E3 ligase, Smurf2. Brain Tumor Res Treat 2022;10:S255. doi: 10.14791/btrt.2022.10.F-1443
  19. Zhao J., Liu X., Cong K. et al. The prognostic significance of LTBP2 for malignant tumors: Evidence based on 11 observational studies. Medicine 2022;101(17):e29207. doi: 10.1097/MD.0000000000029207
  20. Wang J., Liang W.J., Min G.T. et al. LTBP2 promotes the migration and invasion of gastric cancer cells and predicts poor outcome of patients with gastric cancer. Int J Oncol 2018;52(6):1886–98. doi: 10.3892/ijo.2018.4356
  21. Wang T.A., Zhou Z., Wang C. et al. LTBP2 knockdown promotes ferroptosis in gastric cancer cells through p62-keap1-Nrf2 pathway. BioMed Res Int 2022;2022:1–15. doi: 10.1155/2022/6532253
  22. Li Q., Aishwarya S., Li J.P. et al. Gene expression profiling of glioblastoma to recognize potential biomarker candidates. Front Genet 2022;13:832742. doi: 10.3389/fgene.2022.832742
  23. Lin H., Hong Y., Huang B. et al. Vimentin overexpressions induced by cell hypoxia promote vasculogenic mimicry by renal cell carcinoma cells. BioMed Res Int 2019;2019:1–13. doi: 10.1155/2019/7259691
  24. Liu T., Guevara O.E., Warburton R.R. et al. Regulation of vimentin intermediate filaments in endothelial cells by hypoxia. Am J Physiol 2010;299(2):363–73. doi: 10.1152/ajpcell.00057.2010
  25. Srivastava C., Irshad K., Dikshit B. et al. FAT1 modulates EMT and stemness genes expression in hypoxic glioblastoma. Int J Cancer 2018;142(4):805–12. doi: 10.1002/ijc.31092
  26. Li Y., Deng G., Qi Y. et al. Bioinformatic profiling of prognosis-related genes in malignant glioma microenvironment. Med Sci Monit 2020;26:e924054-1. doi: 10.12659/MSM.924054
  27. Chen T.Y., Liu Y., Chen L. et al. Identification of the potential biomarkers in patients with glioma: a weighted gene co-expression network analysis. Carcinogenesis 2020;41(6):743–50. doi: 10.1093/carcin/bgz194
  28. Virga J., Bognár L., Hortobágyi T. et al. Prognostic role of the expression of invasion-related molecules in glioblastoma. J Neurol Surg A: Cent Eur Neurosurg 2017;78(1):12–9. doi: 10.1055/s-0036-1584920
  29. Zhang F., Wang X., Bai Y. et al. Development and validation of a hypoxia-related signature for predicting survival outcomes in patients with bladder cancer. Front Genet 2021;12:670384. doi: 10.3389/fgene.2021.670384
  30. Xiong Y., Wang Q. STC1 regulates glioblastoma migration and invasion via the TGF β/SMAD4 signaling pathway. Mol Med Rep 2019;20(4):3055–64. doi: 10.3892/mmr.2019.10579
  31. Yeung H.Y., Lai K.P., Chan H.Y. et al. Hypoxia-inducible factor-1-mediated activation of stanniocalcin-1 in human cancer cells. Endocrinology 2005;146(11):4951–60. doi: 10.1210/en.2005-0365
  32. Sakata J., Sasayama T., Tanaka K. et al. MicroRNA regulating stanniocalcin-1 is a metastasis and dissemination promoting factor in glioblastoma. J Neurooncol 2019;142:241–51. doi: 10.1007/s11060-019-03113-2
  33. Ma X., Gu L., Li H. et al. Hypoxia-induced overexpression of stanniocalcin-1 is associated with the metastasis of early stage clear cell renal cell carcinoma. J Transl Med 2015;13(1):1–14. doi: 10.1186/s12967-015-0421-4
  34. Sun S., Lei Y., Li Q. et al. Neuropilin-1 is a glial cell line-derived neurotrophic factor receptor in glioblastoma. Oncotarget 2017;8(43):74019–35. doi: 10.18632/oncotarget.18630
  35. Liu Y., Liu Y., Gao Y. et al. H19-and hsa-miR-338-3p-mediated NRP1 expression is an independent predictor of poor prognosis in glioblastoma. PloS One 2021;16(11):e0260103. doi: 10.1371/journal.pone.0260103
  36. Fu R., Du W., Ding Z. et al. HIF-1α promoted vasculogenic mimicry formation in lung adenocarcinoma through NRP1 upregulation in the hypoxic tumor microenvironment. Cell Death Dis 2021;12(4):394. doi: 10.1038/s41419-021-03682-z
  37. Han X., Wang Q, Fang S. et al. P4HA1 Regulates CD31 via COL6A1 in the Transition of Glioblastoma Stem-Like Cells to Tumor Endothelioid Cells. Front Oncol 2022;12:836511. doi: 10.3389/fonc.2022.836511
  38. Lin H., Yang Y., Hou C. et al. Identification of COL6A1 as the key gene associated with antivascular endothelial growth factor therapy in glioblastoma multiforme. Genet Test Mol Biomarkers 2021;25(5):334–45. doi: 10.1089/gtmb.2020.0279
  39. Wen X., Chen X., Chen X. Increased expression of GRP78 correlates with adverse outcome in recurrent glioblastoma multiforme patients. Turk Neurosurgery 2020;30(1):11–6. doi: 10.5137/1019-5149.jtn.21840-17.4
  40. Chen Z., Wang H., Zhang Z. et al. Cell surface GRP78 regulates BACE2 via lysosome-dependent manner to maintain mesenchymal phenotype of glioma stem cells. J Exp Clin Cancer Res 2021;40(1):1–17. doi: 10.1186/s13046-020-01807-4

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ,


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.