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

© Патышева М.Р., Стахеева М.Н., Григорьева Е.С., Ямщиков П.С., Ларионова И.В., Будницкая А.А., Тарабановская Н.А., Чердынцева Н.В., Кжышковска Ю.Г., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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.