Biomedical Chemistry: Research and Methods 2024, 7(3), e00236

Разнонаправленное изменение концентрации 8-OHdG в слюне при экспрессии HER2 при раке молочной железы

Е.И. Дьяченко1,2*, Е.В. Пахалкова2, Е.А. Сарф1, Л.В. Бельская1

1Омский государственный педагогический университет, 644099, Омск, наб. им. Тухачевского, 14; *e-mail: Olseya-120@mail.ru
2Городской Клинический Перинатальный Центр, 644007, Омск

Ключевые слова: слюна; 8-гидроксидезоксигуанозин (8-OHdG); рак молочной железы; HER2

DOI: 10.18097/BMCRM00236

ВВЕДЕНИЕ

Одним из наиболее широко используемых маркеров окислительного повреждения ДНК при диагностике онкологических заболеваний является 8-гидрокси-2-дезоксигуанозин (8-OHdG). Известно, что при раке молочной железы (РМЖ) повышается уровень активных форм кислорода (АФК). Азотистое основание гуанин, входящее в состав нуклеотидов ДНК, является наиболее уязвимым к окислительному повреждению в ДНК. Образование 8-OHdG происходит во время окислительного стресса и воздействия АФК на 2’-деоксигуанозин. В норме 8-OHdG удаляется ферментом человеческой 8-оксогуанин-ДНК-гликозилазой 1 (hOGG1) и должен поступать в свободном виде во внеклеточные жидкости [1]. В недавнем исследовании была показана корреляционная зависимость между низким уровнем 8-OHdG в сыворотке крови и плохим прогнозом больных РМЖ [2]. Изменение концентрации продуктов при АФК-индуцированном повреждении ДНК, к которым относится 8-OHdG, отражает состояние системы антиоксидантной защиты организма, является информативным показателем при анализе текущего состояния пациента, прогнозировании и мониторинге ответа на терапевтическое вмешательство.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В исследовании случай-контроль приняли участие добровольцы, которые были разделены на 2 группы: основную (РМЖ, n=110, возраст 59±6 лет) и контрольную группу (условно здоровые, n=30, возраст 45±9 лет). Включение в группы происходило параллельно. В качестве критериев включения были приняты: женский пол, возраст 30-80 лет, отсутствие какого-либо лечения на момент проведения исследования, в том числе хирургического, химиотерапевтического или лучевого, отсутствие признаков активной инфекции (включая гнойные процессы), проведение санации полости рта. Критерии исключения: отсутствие гистологической верификации диагноза.

Образцы слюны собирали однократно на этапе госпитализации строго до начала лечения. Сбор образцов проводили в стерильные полипропиленовые центрифужные пробирки с завинчивающейся крышкой в объёме 2 мл. Образцы слюны собирали путём сплевывания без дополнительной стимуляции в интервале 8-10 часов утра (время максимальной секреции слюны) натощак после предварительного полоскания полости рта водой. Непосредственно после сбора образцы центрифугировали при 10000 g в течение 10 мин, отбирали 1 мл верхнего слоя, переносили в пробирки типа Эппендорф и хранили при температуре -80°С до проведения анализа.

Во всех образцах определяли содержание 8-OHdG методом конкурентного иммуноферментного анализа (CEA660Ge, «Cloud-Clone Corp.», США) на анализаторе Thermo Fisher Multiskan FC («Waltham», США). Объём аликвоты составил 200 мкл. Анализ и расчёт концентрации 8-OHdG (пг/мл) проводили в соответствии с инструкцией производителя.

Статистический анализ полученных данных проводили при помощи программы Statistica 10.0 непараметрическим методом с использованием в зависимых группах критерия Вилкоксона, в независимых группах – U-критерия Манна-Уитни. Описание выборки производили с помощью медианы (Ме) и интерквартильного размаха в виде 25-го и 75-го процентилей [LQ; UQ]. Различия считали статистически значимыми при p<0.05. Значения 0.05<p<0.1 рассматривали как статистическую тенденцию.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В слюне добровольцев контрольной группы концентрация 8-OHdG составила 188.3 [89.07; 309.1] пг/мл. При РМЖ содержание 8-OHdG повышается до 235.5 [156.3; 636.2] пг/мл, но это повышение находится на уровне статистической тенденции (р=0.0926). Однако нами показано, что концентрация 8-OHdG существенно зависит от молекулярно-биологического подтипа РМЖ (табл. 1). Так, концентрация 8-OHdG в слюне статистически значимо увеличивалась при нелюминальном РМЖ по сравнению с контрольной группой (р=0.0167).

Закрыть окно
Таблица 1. Концентрация 8-OHdG в слюне при разных молекулярно-биологических подтипах РМЖ.

Далее мы проанализировали распределение концентрации 8-OHdG в слюне в зависимости от наличия/отсутствия экспрессии HER2 (human epidermal growth factor receptor 2; рецептор эпидермального фактора роста, тип 2). Установлено, что при наличии экспрессии рецепторов HER2 концентрация 8-OHdG в слюне значимо выше (393.3 [222.2; 790.8] пг/мл), чем при отсутствии (196.4 [135.7; 337.2] пг/мл) (р=0.0127). Различия с контрольной группой статистически значимы только для подгруппы HER2-положительного РМЖ (р=0.0139).

Концентрация 8-OHdG зависит от стадии заболевания, степени дифференцировки клеток и индекса пролиферативной активности Ki-67 при наличии/отсутствии экспрессии HER2 (табл. 2). При HER2(+) РМЖ концентрация 8-OHdG в слюне растёт с увеличением стадии, но уменьшается при низкой дифференцировке и высокой пролиферативной активности. Различия с контрольной группой статистически значимы во всех случаях, кроме подгруппы с низкой пролиферативной активностью, что может быть связано с её малым размером и большим разбросом данных. При этом содержание 8-OHdG в слюне независимо от подгруппы остаётся выше, чем в контрольной группе (табл. 2). Для HER2(-) РМЖ наоборот наблюдается уменьшение концентрации 8-OHdG в слюне на распространённых стадиях РМЖ и при высокой и средней дифференцировке опухоли, а также при высокой пролиферативной активности. При этом концентрация 8-OHdG в слюне в этих подгруппах снижается до значений ниже контрольной группы (табл. 2).

Закрыть окно
Таблица 2. Распределение концентрации 8-OHdG в зависимости от стадии заболевания (St), уровня дифференцировки клеток (G) и индекса пролиферативной активности Ki-67.

ОБСУЖДЕНИЕ

В одном из недавних исследований на примере РМЖ было показано уменьшение содержания 8-OHdG в сыворотке и моче на поздних стадиях заболевания, при лимфоваскулоинвазии, поражении лимфатических узлов, отрицательном статусе по HER2 и высоком индексе пролиферативной активности [2]. Согласно данным, полученным в ходе нашего исследования, было показано уменьшение концентрации 8-OHdG в слюне при HER2(-) статусе пациентов на распространённых стадиях заболевания и высоком уровне Ki-67. В отличие от других исследований, мы наблюдали снижение концентрации 8-OHdG в слюне в подгруппах с высоким индексом пролиферативной активности как при HER2(+), так и при HER2(-) статусе. Также мы обнаружили увеличение содержания 8-OHdG в слюне по мере снижения уровня дифференцировки клеток при HER2(-) статусе РМЖ, что не согласуется с предыдущими исследованиями.

Стоит отметить, что уровень концентрации 8-OHdG будет уменьшаться или увеличиваться в зависимости от вида рака. Так он увеличивался при раке лёгких, базальноклеточной карциноме, раке мочевого пузыря, остром лимфобластном лейкозе, колоректальном раке, дисплазии шейки матки высокой степени, печёночно-клеточном раке, раке простаты, желудочно-кишечных метаплазиях и аденокарциноме желудка [2-8].

Уменьшение концентрации 8-OHdG в слюне, по-видимому, связано с одновременной дисфункцией или истощением фермента hOGG1 и активацией антиоксидантной защиты раковых клеток, за счёт повышенной активности антиоксидантных путей, регуляторных факторов и изменения метаболизма аминокислот, проявляющих антиоксидантные свойства (Asp, Gln, Gly, Pro, Tyr) [9-12]. В результате, АФК нейтрализуются, предотвращается окислительное повреждение 2’-деоксигуанозина и как следствие образуется 8-OHdG. В пользу утверждения о снижении циркуляции 8-OHdG за счёт снижения концентрации АФК, обусловленной активацией антиоксидантной системы при РМЖ, говорят данные, полученные в исследовании аминокислотного состава слюны среди пациентов с различными молекулярно-биологическими подтипами РМЖ [12]. Было показано, что уровень свободных аминокислот, обладающих антиоксидантными свойствами, значительно выше среди пациентов с РМЖ по сравнению с контрольной группой. При этом в группе HER2(+) концентрация Asp, Gln, Gly, Pro и Tyr выше, чем в группе HER2(-). Эти данные дополняют результаты, полученные в ходе нашего исследования, так как объясняют снижение концентрации 8-OHdG в группе HER2(+) при низкой дифференцировке и высокой пролиферативной активности раковых клеток за счёт повышения концентрации свободных аминокислот с антиоксидантными свойствами, которые нейтрализуют высокое содержание АФК.

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

У всех пациентов перед проведением испытания было взято добровольное согласие на участие и обработку персональных данных. Исследования одобрены на заседании комитета по этике БУЗ Омской области «Клинический онкологический диспансер» от 21 июля 2016 г., протокол № 15.

ФИНАНСИРОВАНИЕ

Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда, проект 23-15-00188.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов

ЛИТЕРАТУРА

  1. Hirano, T. (2008) Repair system of 7,8-dihydro-8-oxoguanine as a defense line against carcinogenesis. J. Radiat. Res., 49(4), 329–440. DOI
  2. Sova, H., Jukkola-Vuorinen, A., Puistola, U., Kauppila, S., Karihtala, P. (2010) 8-Hydroxydeoxyguanosine: Anew potential independent prognostic factor in breast cancer. Br. J. Cancer, 102(6), 1018–1023. DOI
  3. Vulimiri, S.V., Wu, X., Baer-Dubowska, W., de Andrade, M., Detry, M., Spitz, M.R., DiGiovanni, J. (2000) Analysis of aromatic DNA adducts and 7,8-dihydro-8-oxo-2′-deoxyguanosine in lymphocyte DNA from a case-control study of lung cancer involving minority populations. Mol. Carcinog., 27(1), 34–46. DOI
  4. Nishigori, C., Arima, Y., Matsumura, Y., Matsui, M., Miyachi, Y. (2005) Impaired removal of 8-hydroxydeoxyguanosine induced by UVB radiation in naevoid basal cell carcinoma syndrome cells. Br. J. Dermatol., 153(Suppl 2), 52–56. DOI
  5. Kaczmarek, P., Bіaszczyk, J., Fijaіkowski, P., Sierakowska-Fijaіek, A., Niemirowicz, J., Kasprzak, A., Baj, Z. (2005) Analiza stezenia 8-hydroksy-2′-deoxyguanozyny w moczu chorych na powierzchownego raka pecherza moczowego leczonych zawiesina pratka BCG [Assessment of 8-hydroxy-2′-deoxyguanosine concentrations in bladder cancer patients treated with intravesical BCG instillation]. Polski Merkuriusz Lekarski, 19(112), 526–528.
  6. Romano, G., Sgambato, A., Mancini, R., Capelli, G., Giovagnoli, M.R., Flamini, G., Boninsegna, A., Vecchione, A., Cittadini, A. (2000) 8-Hydroxy-2′-deoxyguanosine in cervical cells: Correlation with grade of dysplasia and human papillomavirus infection. Carcinogenesis, 21, 1143–1147.
  7. Miyake, H., Hara, I., Kamidono, S., Eto, H. (2004) Oxidative DNA damage in patients with prostate cancer and its response to treatment. J. Urol., 171(4), 1533–1536. DOI
  8. Farinati, F., Cardin, R., Bortolami, M., Nitti, D., Basso, D., de Bernard, M., Cassaro, M., Sergio, A., Rugge, M. (2008) Oxidative DNA damage in gastric cancer: CagA status and OGG1 gene polymorphism. Int. J. Cancer., 123(1), 51–55. DOI
  9. Schafer, Z.T., Grassian, A.R., Song, L., Jiang, Z., Gerhart-Hines, Z., Irie, H.Y., Gao, S., Puigserver, P., Brugge, J.S. (2009) Antioxidant and oncogene rescue of metabolic defects caused by loss of matrix attachment. Nature, 461(7260), 109–113. DOI
  10. Chen, W., Sun, Z., Wang, X.-J., Jiang, T., Huang, Z., Fang, D., Zhang, D.D. (2009) Direct interaction between Nrf2 and p21(Cip1/WAF1) upregulates the Nrf2-mediated antioxidant response. Mol. Cell., 34(6), 663–673. DOI
  11. Tai, D.J., Jin, W.S., Wu, C.S., Si, H.W., Cao, X.D., Guo, A.J., Chang, J.C. (2012) Changes in intracellular redox status influence multidrug resistance in gastric adenocarcinoma cells. Exp. Ther. Med., 4(2), 291–296. DOI
  12. Bel’skaya, L.V., Sarf, E.A., Solomatin,D.V. (2024) Free salivary amino acid profile in breast cancer: Clinicopathological and molecular biological Features. Curr. Issues Mol. Biol., 46(6), 5614–5631. DOI