Том 10, № 4 (2023)

Динамические взаимоотношения между опухолевыми клетками и их микроокружением имеют решающее значение в развитии и прогрессировании злокачественного процесса. С учетом мультифункционального потенциала гетерогенных популяций, окружающих опухоль, нацеливание на компоненты микроокружения уже давно рассматривается как перспективная стратегия в современной терапии новообразований. В настоящем  обзоре проанализированы роль компонентов клеточного микроокружения в канцерогенезе, а также пути и механизмы воздействия на основные популяции клеток, представляющие наибольший интерес в контексте разработки новых подходов к лечению злокачественных опухолей.

В нормальной ткани клеточный гомеостаз в значительной степени обусловлен двумя катаболическими путями: апоптозом и аутофагией. Апоптоз, или запрограммированная клеточная гибель, регулируется проапоптотическими факторами и способствует уничтожению поврежденных клеток. Аутофагия, в свою очередь, включающая в себя 3 формы – макро-, микро- и шаперон-опосредованную аутофагию, – может как способствовать выживанию клеток путем избирательного  удаления факторов, потенциально вызывающих апоптоз, так и повышать порог стресса, необходимого для индукции клеточной гибели. В последнее время накапливаются данные, свидетельствующие о существовании общих молекулярных путей между аутофагией и апоптозом, а также о влиянии каспазного матрикса на данные процессы.  Одним из важных ферментов, участвующих в координации и регуляции этих процессов, является трансглутаминаза 2 (TG2). Различные типы активностей TG2 вовлечены в поддержание динамического баланса между внутриклеточным матриксом и внутриклеточными процессами аутофагии/апоптоза, в то время как их дерегуляция может способствовать развитию патогенеза различных заболеваний человека, включая онкогенез. Например, известно, что TG2 может благоприятствовать деградации проапоптотических белков и выживанию клеток почечно-клеточной карциномы в условиях недостатка питательных веществ, модулируя процесс аутофагии. В клетках различных тканей, лишенных TG2, наблюдается скопление агрегатов убиквитинированных белков и поврежденных митохондрий, что вызывает протеотоксический стресс и клеточную смерть. Наоборот, трансамидазная активность TG2 была замечена в ингибировании антиапоптотических сигналов на модели лейкемической моноцитарной лимфомы человека. В данном обзоре описываются важные функции TG2 в онкогенезе, а также подчеркивается двойственность роли этого фермента в модуляции таких противоположных процессов, как выживание клеток и их гибель.

Гастроинтестинальные стромальные опухоли (ГИСО) – наиболее распространенные мезенхимальные опухоли желудочно-кишечного тракта. Их основными признаками являются экспрессия cD117 (KIT) и мутации в генах KIT или PDGFRA у 85 % пациентов. Однако 10–15 % ГИСО взрослых и 85 % ГИСО детей не имеют мутаций KIT/PDGFRA (ГИСО KIT/PDGFRA WT, или ГИСО «дикого типа»). Прогноз и клиническое течение этих опухолей и ГИСО с мутациями KIT/PDGFRA различаются. Гастроинтестинальные стромальные опухоли «дикого типа» довольно гетерогенная группа опухолей по клиническому фенотипу, генетической этиологии и по молекулярным путям. Гастроинтестинальные стромальные опухоли разделяют на SDH-дефицитные и SDH-компетентные по комплексу сукцинатдегидрогеназы (SDH). SDH-дефицитные ГИСО встречаются преимущественно у детей и молодых пациентов с синдромом Карни–Стратакиса и триадой Карни, есть и спорадические опухоли. Более 50 % SDH-дефицитных ГИСО содержат мутации в генах SDHA, SDHB, SDHD, SDHC, а остальные вызваны гиперметилированием промотора SDHC. SDH-компетентные ГИСО «дикого типа» включают опухоли с мутациями  BRAF, RAS или NF1, которые активируют RAS-RAF-MAPK-путь и подтип ГИСО KIT/PDGFRA/SDH/RAS-P WT, или ГИСО «четырежды дикого типа». Профили генома этих опухолей и ГИСО с мутацией KIT/PDGFRA или дефицитом SDH значительно различаются. Одной из особенностей ГИСО «четырежды дикого типа» является активация  FGFR-сигнального пути (FGFR – рецепторы фактора роста фибробластов) из-за химерных генов FGFR, мутаций FGFR или гиперэкспрессии фактора роста фибробластов (FGF). Еще одной особенностью являются химерные гены, содержащие фрагменты генов NTRK, BRAF,  FGFR и других, которые ведут себя как онкогены-драйверы. В ГИСО «четырежды дикого типа» выявлены соматические мутации генов TP53, MAX, MEN1, CTNND2, CHD4, ARIDIA  и других, а также генов клеточного цикла RB1, CDK4, CDKN1B. Специфического лечения для пациентов с ГИСО «дикого типа» не существует, выбор препарата обусловлен генетическим нарушением. Необходимо совершенствовать понимание молекулярных механизмов, лежащих в основе различных подтипов ГИСО, для разработки более эффективных терапевтических подходов.

Кардиотоксичность противоопухолевых препаратов является серьезным нежелательным явлением со стороны сердечно-сосудистой  системы, неблагоприятно  влияющим на выживаемость онкологических больных. Современные методы диагностики кардиотоксических эффектов основаны на выявлении уже существующих повреждений,  сопряженных с симптомами сердечной недостаточности, и не подходят для прогнозирования ранних изменений в сердечной ткани на фоне лечения. В последнее время все больше внимания уделяется поиску молекулярно-генетических маркеров, однократная идентификация которых до начала лечения позволит определить риск развития кардиотоксичности и скорректировать терапию с учетом индивидуальных генетических особенностей пациентов. при этом большинство исследований влияния аллельных вариантов генов на сердечно-сосудистые осложнения относятся к химиотерапии солидных опухолей. В данном  обзоре рассмотрены возможные прогностические генетические варианты риска развития кардиотоксичности, индуцированной химиотерапией, у пациентов со злокачественными новообразованиями  лимфатической и кроветворной тканей.

Введение. Отсутствие специфических  клинических симптомов на ранних стадиях развития колоректального рака приводит к тому, что четверть пациентов, впервые обращающихся за помощью, имеют метастатическую стадию заболевания. Для своевременного обнаружения предопухолевых нарушений или скрытых очагов малигнизации сегодня активно изучаются возможности современных молекулярно-биологических технологий.

Цель исследования – разработка метода диагностики опухолевых заболеваний толстой кишки на основе молекулярно-генетического анализа морфологически неизмененного кишечного эпителия, отдаленного от очага опухолевого поражения.

Материалы и методы. Исследован профиль экспрессии матричной РНК (мРНК) 63 генов-кандидатов, потенциально связанных с патогенезом неопластических изменений, в образцах слизистой оболочки прямой кишки. Образцы получены в ходе профилактической и/или диагностической видеоколоноскопии 122 пациентов, из которых у 41 в анамнезе не было заболеваний толстой кишки (группа «Норма»), у 32 – установлен диагноз «полипы толстой кишки» (группа «полипоз»), у 49 – диагноз «карцинома толстой кишки» (группа «колоректальный рак»). Экспрессию мРНК оценивали методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией.

Результаты. С помощью дискриминантного  анализа установлено, что клеточный материал соскобов из прямой кишки в группе колоректального рака достоверно, с точностью выше 96 %, отличается  по экспрессионному фенотипу от групп нормы и полипоза.

Заключение. Полученные данные являются предпосылкой к разработке малоинвазивного метода диагностики, который может быть использован в рамках амбулаторного обследования для оценки риска наличия опухолевого заболевания толстой кишки.

Введение. Обнаружение 2 типов вируса Эпштейна–Барр (ВЭБ) – ВЭБ 1-го (ВЭБ-1) и 2-го (ВЭБ-2) типов, – различающихся по трансформирующим способностям, стимулировало их изучение в различных популяциях с целью выяснения связи со злокачественными новообразованиями.

Цель исследования – изучение ВЭБ-1 и ВЭБ-2 у представителей четырех этносов России, сиквенсный анализ онкогена LMP1 в изолятах вируса и поиск корреляции между типами ВЭБ и заболеваемостью определенными типами злокачественных опухолей.

Материалы и методы. Из тотальной ДНК, полученной из смывов полости рта адыгейцев, калмыков, татар и славян, жителей республик Адыгея, Калмыкия и Татарстан и Московской области, амплифицировали  ДНК ВЭБ; ее наличие и концентрацию анализировали методом гнездной полимеразной цепной реакции и каждый продукт исследовали на тип вируса и вариант LMP1. Типы ВЭБ, обнаруженные у представителей этих 4 этносов, сопоставляли с показателями заболеваемости населения названных республик и Московской области злокачественными опухолями, среди которых могут встречаются ВЭБ-ассоциированные случаи.

Результаты. Обнаружено, что более высокая заболеваемость раком желудка и лимфомами у населения Татарстана и Московской области (по сравнению с населением  Адыгеи и Калмыкии) коррелировала с доминированием у представителей этих этносов – татар и славян – ВЭБ 1-го типа, обладающего трансформирующим потенциалом in vitro. У адыгейцев преобладал нетрансформирующий  тип ВЭБ-2, а калмыки были инфицированы обоими типами вирусов примерно в равном соотношении. Однако различия между показателями заболеваемости опухолями в сравниваемых группах оказались статистически недостоверными (p >0,05). Обнаруженный спектр вариантов LMP1, а также результаты их сиквенсного анализа свидетельствуют о генетическом родстве штаммов ВЭБ, циркулирующих в изучаемых этносах.

Заключение. Изучение  изолятов ВЭБ, впервые проведенное у представителей 4 этносов одной страны, показало различие в распределении в них типов этого вируса, но связи с заболеваемостью опухолями не выявило.

Введение. В настоящее  время отсутствует эффективная терапия глиобластомы. Отчасти это объясняется высокой степенью внутриопухолевой гетерогенности данной опухоли, источником которой, как полагают, являются стволовые клетки глиобластомы (СКГБ). Вопрос о происхождении СКГБ, имеющий большое значение для улучшения клинических результатов, пока остается открытым. Считается, что СКГБ могут образовываться в результате онкогенной трансформации нейральных стволовых и прогениторных клеток (НСПК), имеющих схожие с ними морфологические и функциональные свойства. Несмотря на заметный прогресс в выяснении природы СКГБ, пока мало известно о специфически экспрессируемых генах и транскриптах в этих клетках по сравнению с НСПК. В связи с этим актуально изучение молекулярных механизмов глиомагенеза с использованием модельных клеточных систем на основе различных клонов СКГБ (например, содержащих маркер CD133) в сравнении с НСПК.

Цель исследования – провести сравнительный транскриптомный анализ CD133⁺-НСПК и CD133⁺-СКГБ для определения молекулярно-генетических различий между фенотипами этих клеток и идентификации потенциальных мишеней для терапевтического воздействия на СКГБ.

Материалы и методы. Использовались  высокочувствительный  транскриптомный анализ на микрочипах высокой плотности, клеточные технологии и современный биоинформатический анализ.

Результаты. Транскриптомный анализ CD133⁺-СКГБ и CD133⁺-НСПК идентифицировал 1825 дифференциально экспрессированных генов. Установлены биологические процессы и сигнальные каскады, активированные в CD133⁺-СКГБ. показано, что значительные транскриптомные аберрации в CD133⁺-СКГБ по сравнению с CD133⁺-НСПК прежде всего обусловлены группой транскриптов, регулируемых сигнальными каскадами SHH (Sonic hedgehog), mTOR (mammalian target of rapamycin), ALK (anaplastic lymphoma kinase), факторами транскрипции E2F1, PRC2, HOXA9, MYC, а также онкогенами ERBB2 и KRAS. Идентифицированы и аннотированы 6 транскриптов (AQP9, TOX15, HOXB2, STEAP3, TREM1, RFC2), высокоэкспрессированных в CD133⁺-СКГБ и тесно связанных с выживаемостью больных глиобластомой, которые могут являться потенциальными мишенями для терапевтического воздействия на CD133⁺-СКГБ.

Заключение. Полученные данные указывают на ряд значительных молекулярно-генетических различий между двумя фенотипами клеток, что может использоваться  при разработке новых терапевтических подходов для лечения глиобластомы.

Введение. Переключение сигнальных путей и активация параллельных сигнальных каскадов относятся к ключевым факторам, определяющим развитие резистентности опухолевых клеток, и изучение механизмов подобной реаранжировки является одной из актуальных задач современной онкологии.

Материалы и методы. Настоящая работа выполнена на ERα-положительных  (ERα – эстрогеновый рецептор α) клетках рака молочной железы MCF-7 и полученных из них сублиниях, устойчивых к ингибитору mTOR рапамицину или антиэстрогену тамоксифену, а также на ERα-отрицательных клетках рака молочной железы MDA-MB-231. Используемые методы включают тест МТТ, транзиторную трансфекцию, иммуноблоттинг, полимеразную цепную реакцию в реальном времени и анализ метилирования с помощью бисульфитного пиросеквенирования.

Результаты. Мы показали, что резистентность клеток рака молочной железы к таргетным и гормональным препаратам связана с подавлением ДНК-метилтрансферазы 3А (DNMT3A) и соответствующими изменениями в метилировании ДНК. Нокдаун DNMT3A приводит к частичной резистентности к обоим препаратам, что демонстрирует ключевую роль подавления DNMT3A в развитии резистентности опухолевых клеток.

Заключение. В целом, полученные результаты свидетельствуют о возможном механизме формирования устойчивости опухолевых клеток к таргетным/гормональным препаратам, основанном на дерегуляции экспрессии DNMT, и демонстрируют прямую связь между подавлением DNMT3A и развитием резистентности.