CC BY
46
36
Украгнський нейрохгрурггчний журнал, №4, 2009
УДК 575.113:616.831-006.484:615.28
Пол1морф1зм глутатшнтрансфераз в глшмах головного мозку людини та ¿х значення для прогнозу ефективност х1м1отерапГ1
Васильева 1.Г., Розуменко В.Д., Главацький О.Я., Чопик Н.Г., Олексенко Н.П., Галанта О.С., Цюбко О.1., Снщар Н.Д. 1нститут нейрох1рургп 1м. акад. А.П. Ромоданова АМН Украши, м. Ки!в
Вступ. Проблема комплексного лшування злоя-юсних пухлин головного мозку найбшьш складна в нейрох1рургп. Глiоми головного мозку погано шдда-ються впливу х1мю-, радютерапп та шших лiкувальних заходiв, що свщчить про високий cтупiнь 1х резистентности 3 даними експериментальних та клтчних доcлiджень хiмiорезиcтентнicть пухлин може форму-ватися щодо окремих цитостатиюв i кiлькох протипух-линних препаралв та, як правило, базуеться на змшах генетичного апарату клiтин пухлин з амплiфiкацiею генiв або шдвищенням рiвня 1х експресп.
3 метою розробки заcобiв ефективного коригу-вання та усунення хiмiорезиcтентноcтi потрiбний детальний аналiз вiдомих cьогоднi чинникiв ре-зиcтентноcтi та механiзмiв 'i'i виникнення. Одними з найважливших механiзмiв формування резистентности визначення яких шд час проведення комплексно: терапi'i у нейроонколопчних хворих дозволить покращити результати лшування, а саме — шдвищити якicть 1х життя та показники вижи-вання, е певнi ферментш системи захисту органiзму. Цi системи утилiзують токcичнi речовини шляхом перетворення у водорозчинну форму, що допомагае 1х виведенню.
3мши рiвня глутатiону та продуклв його ме-таболiзму е основою для зменшення активност деяких цитостатиюв шляхом 1х внутршньокл^ тинно! детоксикацп. Основну роль у захиcтi клггин вiд кcенобiотикiв системою глутатiону, безсумшвно, вiдiграють ферменти глутатiон S-трансферази (GST). 3а !х допомогою знешкоджуються численш органiчнi сполуки рiзних клаciв — токсичш речовини, цитоста-тики, канцерогени, мутагени, лшарсью засоби тощо [14]. Глутатюн S-трансферази каталiзують процес зв'язування глутатюну з цими сполуками. Внаслщок реакцп утворюються менш токcичнi кон'югати, якi легше виводяться з оргашзму [3].
Гени GST, що включають класи мью (GSTM), пi (GSTP) та тета (GSTT), кодують рiзнi iзоформи глутатiон S-трансфераз. Генетичнi вщмшноси в експресп генiв та активност ферментiв GST пов'язанi з наявшстю полiморфних алелей, якi кодують щ ферменти. Генетичний полiморфiзм глутатюн S-трансфераз клаciв тета (GSTT1) та мью (GSTM1) е наслщком делецп гену. Тому у людини виявляють два рiзнi генотипи: GSTT1- та GSTMl-позитивний з активною формою ферменпв, а також GSTT1"0" та GSTM1"0" з вiдcутнicтю екcпреcil [15]. Генетичний полiморфiзм глутатiон S-трансфераз класу ш (GSTP1) е наслщком замiни одного нуклеотиду у положенш 105, що спричиняе замiну амшокислоти iзолейцину на валiн, а також амшокислоти аланш на амiнокиcлоту валш в кодонi 114. Перша точкова мутащя дуже знижуе активнicть ферменту, осюль-ки локалiзуетьcя на його пдрофобному субстрат-зв'язувальному cайтi [2].
Проте, тшьки деякi випадки генетичного полiмор-фiзму iзоензимiв пов'язанi з канцерогенезом. Так, за даними молекулярних ешдемюлопчних дослщжень було встановлено, що шдивщууми з генними делецiя-ми GSTM1"0", GSTT1"0" та мутацiями GSTP1"B" (Ile105 Val) найбiльш чутливi до генотоксичних хiмiч-них речовин [1, 7, 14]. 3 шшого боку, гшерекспресш iзоензимiв GST при онколопчних захворюваннях пов'язують з неефективнicтю хiмiотерапil та низькими показниками виживання пащенлв. У зв'язку з цим, застосування iнгiбiторiв GST (етакринова кислота, тетрациклш, хiнiн та iн.), за даними деяких авторiв [11], дозволяе шдвищити ефектившсть хiмiотерапil. Таким чином, склад та рiвень екcпреcil глутатiон S-трансфераз в рiзних тканинах визначають, з одного боку, чутливють до хiмiчного канцерогенезу, з iншого, вщповщь на хiмiотерапiю.
3 огляду на це, стае зрозумшою важливicть визначення генотишв тканини пухлин вiдноcно гешв iзоензимiв глутатiонтранcфераз: GSTM, GSTT, GSTP. Kрiм того, у проведених рашше доcлiджен-нях показанi бiльш значш варiацil (до 100-кратних) ензиматично1 активносл в одному органi чи тканиш у рiзних iндивiдуумiв, нiж це визначаеться вщомим генетичним полiморфiзмом [5], тому важливе значення мае також дослщження загально1 активноcтi глу-татiонтранcфераз як показника ступеню детоксикацп канцерогешв та/або хiмiотерапевтичних заcобiв.
Таким чином, з метою виршення проблеми шд-бору ефективно1 терапil для лшування пащенлв з пухлинами головного мозку ми вивчили генотипи GSTM1 та GSTn, рiвень екcпреcil GSTP1, а також загальну актившсть глутатiон S-трансфераз в тканиш глюм рiзного ступеня злоякicноcтi.
Матер1али i методи дослщження. Об'ектом доcлiдження була тканина пухлин головного мозку (80 зразюв: 10 астроцитом фiбрилярно-протоплазма-тичних, 19 — анапластичних, 37 глюбластом, 9 олшо-дендроастроцитом анапластичних, 5 олшодендроглюм анапластичних). Матерiал для доcлiдження забирали безпосередньо шд час операцil. Протягом 1 год шсля видалення тканину вщмивали вiд кровi та суспенду-вали в cередовищi 1гла. Отриману суспензш заморо-жували у рщкому азотi i у такому виглядi зберiгали до моменту використання.
Активнicть глутатiонтранcфераз визначали за загальноприйнятим методом [8]. До складу шкуба-цшно1 cумiшi входили цитозоль тканини пухлин в 0,1 моль калш-фосфатному буферу рН 7,0 (1:10, маса:об'ем), вiдновлений глутатiон (1 ммоль) та роз-чин 1-С1-2,4-диштробензолу (1-Cl-2,4-DNB) в cпиртi (1ммоль). Утворення забарвленого продукту реакцп трансферази реестрували у порiвняннi з контролем на cпектрофотометрi СФ-26 при довжинi хвилi 346'нм. Активнicть ферменту обчислювали, виходячи з величини коефщенту молярно1 екстинкцп.
Пoлiмopфiзм глутаттнтрансфераз в глтмах гoлoвнoгo Moçêy людини.
Отомну ДНК видшяли з зpaзкiв пухлин мoзкy з викopиcтaнням нaбopiв для видiлeння ДНК ("ДНК-cop6 Б", "Aмплiceнc", Pociя).
Гeнoтипyвaння з виявлeння гeнiв GSTM1 тa GSTT1 здiйcнювaли шляxoм лaнцюгoвoï pea^iï з пoлiмepaзoю (ЛРП). Aмплiфiкaцiю викoнyвaли з викo-pиcтaнням пpaймepiв: 5'-GAGATGAAGTCCTTCAGA-3' тa 5'-GCTTCACGTGTTATGGAGGTT-3' — для GSTМ1, 5'-ATGTGACCCTGCAGTTGC-3' тa 5'-GAGATGTGAGCACCAGTAAGGAA-3' — для GSTT1 [16]. 40 циклiв aмплiфiкaцiï здiйcнeнi пpи тeмпepaтypi вiдпaлy 58°С. Biзyaлiзaцiю пpoдyктy (151 пapa нук-лeoтидiв (п.н.) — для GSTM1, 70 п.н. — для GSTT1) пpoвoдили зa дoпoмoгoю eлeктpoфopeзy в 2% ara-poзнoмy гeлi. Biдcyтнicть aмплiкoнy cвiдчилa пpo дeлeцiю дocлiджyвaнoгo гeнy.
Екcтpaкцiю РНК здiйcнювaли шляxoм фeнoльнoï oбpoбки cy^e^n клiтин в пpиcyтнocтi дeтepгeнтiв тa iнгiбiтopiв нyклeaз [1]. Bиxiд тa чиcтoтy пpeпapa-ту РНК oцiнювaли зa cтyпeнeм пoглинaння пpoби пpи дoвжинi xвилi 260 тa 280 нм. Для визнaчeння eкcпpeciï GST-P1 мeтoдoм ЗТ-ЛРП викopиcтoвy-вaли пpaймepи: 5'-GGGCAGTGCCTTCACATAGT-3' тa 5'-GGAGACCTCACCCTGTACCA-3' [4]. Пpoгpaмa aмплiфiкaцiï: 1 хв пpи тeмпepaтypi 94°С, 1 хв — пpи тeмпepaтypi 60°С, 1 хв — пpи тeмпepaтypi 72°С — 40 циклiв. Пpoдyкт aмплiфiкaцiï cтaнoвив 198 п.н.
Екcпpeciю визнaчaли зa iнтeнcивнicтю cвiтiння cмyг, дaнi oбpoбляли з викopиcтaнням пpoгpaмнoгo зaбeзпeчeння ViTran тa MS-Excel.
Стaтиcтичнy oбpoбкy дaниx пpoвoдили з викo-pиcтaнням U-кpитepiю Мaннa-Уïтнi.
Peзyльтaти тa ïx oбгoвopeння. Peзyльтaти дo-cлiджeння зaгaльнoï aктивнocтi глyтaтioнтpaнcфepaз, piвня eкcпpeciï GSTP, a тaкoж гeнoтипiв GSTM1 тa GSTT1 в piзниx îMïïax глioм гoлoвнoгo мoзкy нaвeдeнi y таблищ.
Дocлiджeнi зpaзки пухлин гoлoвнoгo мoзкy yмoвнo poзпoдiлeнi нa гpyпи: з низькoю a^mmc™ глyтaтioнтpaнcфepaз (мeншe G,1ммoль/млн. клiтин зa 1 хв), з cepeдньoю aктивнicтю (0,1-1 ммoль/млн. клiтин зa 1 хв) тa з виcoкoю a^mmc™ (пoнaд 1,0 ммoль/млн. клiтин зa 1 хв). Як cвiдчaть пpeд-cтaвлeнi дaнi щoдo зaгaльнoï a^^^ocm GST, знaчнi poзбiжнocтi зa piзниx гicтoлoгiчниx типiв пухлин тa piзнoгo cтyпeня aнaплaзiï нe виявлeнi. Ta^ з 9 aCT-
poцитoм фiбpиляpнo-пpoтoплaзмaтичниx (II cтyпiнь aнaплaзiï) y 3 — вcтaнoвлeнo виcoкy зaгaльнy a^rm-нicть, y peштi — cepeдню. З 18 acтpoцитoм aнaплac-тичних (III cтyпeня злoякicнocтi) y 2 — вiдзнaчeнo низьку aктивнicть (0 тa 0,08 ммсль/млн. клiтин зa 1 хв), y 7 — cepeдню, y 9 — вимку. З 33 глioблacтoм (IV стутеня злoякicнocтi) y 6 — виявлeнo низьку зaгaльнy aктивнicть GST a6o пoвнy ïï вiдcyтнicть
— y 2, y 13 — cepeдню, y 14 — вимку. З 9 зpaзкiв oлiгoдeндpoacтpoцитoм aнaплacтичниx (III стутеня) 3 — "cильнi кoн'югaтopи", 6 — "cepeднi"; з 5 зpaз-кiв oлiгoдeндpoглioм aнaплacтичниx (III студня) 3
— "cильнi кoн'югaтopи", 2 — "cepeднi".
Oтpимaнi peзyльтaти з гeнoтипyвaння ткaнини пухлин гoлoвнoгo мoзкy (80 зpaзкiв) виявили нyльo-вий гeнoтип xo4a б зa oдним з цих гeнiв y 51 (64%) cпocтepeжeннi; з них GSTM1"0"-гeнoтип — y 36 (45%), GSTT1"0"-гeнoтип — y 15 (19%), GST-"дyбль нyль"-гeнoтип — y 8 (10%). Зicтaвляючи цi дaнi з дaними лiтepaтypи щoдo пoшиpeння нyльoвoгo гето-типу GST (як кoнтpoльнi дaнi з poзпoдiлy гeнoтипiв GSTM1 тa GSTT1 пpeдcтaвлeнi cepeднi мызники пpeдcтaвникiв piзниx eтнiчниx гpyп [6, 18]), те мoж-нa дшти oднoзнaчниx виcнoвкiв щoдo зв'язку мiж чacтoтoю виникнeння нoвoyтвopeнь гoлoвнoгo мoзкy тa нaявнicтю нyльoвoгo гeнoтипy зa гeнaми GSTT1 тa GSTM1.
^и пopiвняннi гeнoтипiв GSTM1 тa GSTT1 в пyxлинax piзнoï гicтocтpyктypи вcтaнoвлeнo, щo GSTМ1"G"-гeнoтип нaйчacтiшe виявляли в acтpoци-тoмax як низькoзлoякicниx, тaк i виcoкoзлoякicниx, a caмe, з 10 зpaзкiв фiбpиляpнo-пpoтoплaзмaтичниx acтpoцитoм (I—II стутеня злoякicнocтi) GSTМ1"0"-гeни cпocтepiгaли y 6 (60%), GSTT1"0" — нe виявлeнi. B aнaплacтичниx acтpoцитoмax GSTМ1"G" виявлeнi y 12 (63,2%) зpaзкax, GSTT1"0" — y 3, "дубль 0"-ге-»этип — литг в 1. B штих гpyпax пухлин гoлoвнoгo мoзкy кiлькicть зpaзкiв з "нyльoвим" гeнoтипoм GSTM1 тa GSTT1 нe виxoдилa зa мeжi кoнтpoльниx знaчeнь.
Xo4a cьoгoднi вiдcyтнi чiткi дaнi rn^o нaявнocтi кopeляцiï мiж пpoгpecyвaнням пухлин тa ycпaдкoвa-ним GST-гeнoтипoм, чacтoтa втpaчeниx, a6o мyтaн-тних, aлeлeй в eтнiчнo piзниx пoпyляцiяx cвiдчить, щo y нociïв цих дeфeктниx гeнiв пiдвищeний pизик виникнeння пухлин лeгeнь, opгaнiв тpaвнoгo кaнa-
Зaгaльнa aктивнicть глyтaтioнтpaнcфepaз, eкcпpeciя гену GSTP тa гeнoтипiв GSTM1 тa GSTT1 в глioмax гoлoвнoгo мoзкy
Тип пухлини (стушнь aнaплaзiï) GSTT1"0"-гeнoтип GSTM1"0"-гeнoтип Дубль "0"-гeнoтип (GSTM1"0"+GSTM1"0") Актившсть GST, ммoль 1-Cl-2,4-DNB в 1 г ™a-нини зa 1 хв Piвeнь eкcпpeciï гeнy GSTP, ум^д. х106/млн. клiтин
a6c. % a6c. % a6c. %
Acтpoцитoмa фiбpи-ляpнo-пpoтoплaзмa-тичнa (I—II) — — 6 60 — — 0,16-2,78 (М=1,02) 0,5-155,5 (М=44,7)
Acтpoцитoмa aнaплac-тичнa (III) 3 15,8 12 63,2 1 5,3 0,00-3,7 (М=1,07) 15,5-343,4 (М=123,5)
Глioблacтoмa (IV) 8 21,6 13 35,1 4 10,8 0,00-3,62 (М=1,03) 0,1-202 (М=45)
Oлiгoдeндpoacтpoцитo-мa aнaплacтичнa (III) 3 33,3 3 33,3 2 22,2 0,34-2,31 (М=1,02) 18,4-147,8 (М=70,5)
Oлiгoдeндpoглioмa aнaплacтичнa (III) 1 20 2 40 1 20 0,17-2,89 (М=1,32) —
Paзoм 15 18,8 36 45 8 10 0,00-3,7 (М=1,02) 0,1-343,4 (М=72,6)
38 Васильева 1.Г., Розуменко В.Д., Главацъкий О.Я., Чопик Н.Г., Олексенко Н.П., Галанта О.С., Цюбко O.I., Снцар Н.Д.
лу, nepeflMixypoBo'i залози, голови та шш [13, 15, 20]. "Дубль-нуль генотип" виявлений в rpyni пащенлв за rocTpo'i мiGлo'iднo'i лейкемп та мiGлoдиcплacтичнoгo синдрому [19]. Biднocнo зв'язку yтвopeння глioм го-лoвнoгo мозку з нaявнicтю нульового генотипу гешв GST дaнi дocлiдникiв cyпepeчливi. Дeякi з них [17] показали cтaтиcтичнy вiдпoвiднicть мiж нeхapaк-тepними генотипами GSTM1, GSTT1 та pизикoм виникнення глioм. Пpи cпiвcтaвлeннi cпocтepeжeнь з низькoзлoякicними (I—II стушнь анаплазп) та ви-coкoзлoякicними (III-IV cтyпiнь анаплазп) глioмaми виявлена тенденция до пepeвaжaння GSTMr'G''-гено-тишв у виcoкoзлoякicних [12]; iншi aвтopи [9] виявили пpoтилeжнi peзyльтaти, а caмe, збiльшeння piвня eкcпpecil GSTM1 у виcoкoзлoякicних acтpoцитoмaх людини. Сшвставлення oтpимaних нами даних з наведеними даними лiтepaтypи cвiдчить, що частота виявлення GSTTr'G''-генотипу в глioмaх головного мозку не пepeвищyG cepeдньoгo показника в етшч-но piзних популящях, чacтoтa GSTMr'G''-генотипу — бiльшa у пащенлв за нaявнocтi acтpoцитoм, пpи-чому як низько-, так i виcoкoзлoякicних, пpoтe, не в глюбластомах.
Дocлiджeння генетичного пoлiмopфiзмy фep-менпв poдини глyтaтioн S-тpaнcфepaз клaciв М та Т, що кaтaлiзyють кон'югацш екзо- та ендогенних кceнoбioтикiв, мають також важливе значення щодо оцшки eфeктивнocтi зacтocyвaння piзних хiмioтepa-певтичних зacoбiв пpи лiкyвaннi пухлин головного мозку. Найбшьшо! eфeктивнocтi пpи викopиcтaннi aлкiлyючих пpeпapaтiв можна oчiкyвaти за вдеут-нocтi фepмeнтнol aктивнocтi GSTM1 та GSTT1, а caмe, так званого "дубль-нуль" генотипу, cпpичи-неного гомозиготшстю за дефектними алелями з делещями цих гeнiв.
Kpiм глyтaтioнтpaнcфepaз клaciв мью та тета, значний вклад у загальну ензиматичну актившсть poбить глyтaтioнтpaнcфepaзa клacy пi (GSTP). Щодо глюм головного мозку, вважають, що caмe GSTP е oc-новною iзoфopмoю цих фepмeнтiв [10]. Даш, oтpимaнi нами пpи доолщженш eкcпpecil GSTP1, cвiдчaть пpo li нaявнicть в гicтoлoгiчнo piзних пухлинах головного мозку (рис. 1), а отже, необхщшсть юльк^но! oцiнки цього показника в доолщжуваних зpaзкaх глюм з метою виявлення можливо! кopeляцil aктивнocтi ще1 фopми iзoфepмeнтy з чутливютю клiтин пухлин до певних хiмioпpeпapaтiв. 3 дocлiджeних гpyп глюм головного мозку (рис. 2) найвищий piвeнь eкcпpecil глyтaтioнтpaнcфepaз клacy ш вiдзнaчaли в анапла^ тичних acтpoцитoмaх, найнижчий — в acтpoцитoмaх за низького ступеня анаплазп. Сepeднiй piвeнь еад-пpecil цього гену в глюбластомах — бшьш нiж yдвiчi нижчий за такий в acтpoцитoмaх aнaплacтичних. Пpи пopiвняннi даних eкcпpecil GSTP1 мiж гpyпaми глioм piзнoгo cтyпeня злoякicнocтi з викopиcтaнням U^prnepTO Манна-У1тш виявлeнi дocтoвipнi вщмш-нocтi мiж acтpoцитoмaми фiбpиляpнo-пpoтoплaзмa-тичними та анапластичними, acтpoцитoмaми анап-лacтичними та глюбластомами. Пopiвняльний aнaлiз низькoзлoякicних глюм (I—II ступеня анаплазп) та виcoкoзлoякicних (III-IV cтyпeня) також cвiдчив пpo значущу piзницю piвня eкcпpecil GSTP в цих ^упах. 3вepтaють увагу дocить низькi cepeднi значення piвня eкcпpecil GSTP в глюбластомах головного мозку пopiвнянo з acтpoцитoмaми aнaплacтичними,
1
2
3
4
M
5
6
7
Рис. 1. Елeктpoфopeгpaмa пpoдyктiв ампл1фшацп гену GSTP1 (198 п.н.) в пухлинах головного мозку piзнoi гicтocтpyктypи. 1 — мiнyc-кoнтpoль, 2, 3 — acтpoцитoмa фiбpиляpнo-пpoтoплaзмaтичнa, 4, 5 — глюбластома, 6, 7 — acтpoцитoмa aнaплacтичнa, М — мapкep молеку-ляpнoi мacи (100—1000 п.н.).
200
и 4 ¡5 к
о ^ К S
150
100
Рч
50
I
I
1й .1
АФП ГБ АА
Тип глioми
АФП АА+ГБ
Рис. 2. Пopiвняння piвня eкcпpecii GSTP1 в глюмах piз-ного cтyпeня злоя^^^! АФП — acтpoцитoмa фiбpи-ляpнo-пpoтoплaзмaтичнa; АА — acтpoцитoмa aнaплac-тична; ГБ — глюбластома. * — piзниця показнишв дocтoвipнa (p<0,05).
незважаючи на бiльш виcoкий cтyпiнь анаплазп. Одшею з iмoвipних пpичин poзбiжнocтi дocлiджeних пoкaзникiв в acтpoцитoмaх та глюбластомах може бути наявшсть piзницi щодо ocнoвних генетичних пopyшeнь в цих видах глюм.
У зв'язку з вишкою вapiaбeльнicтю загально! aктивнocтi глyтaтioнтpaнcфepaз та eкcпpecil гену GSTP1 в пухлинах головного мозку ми пopiвняли юльюсть глioм з низьким та витоким piвнeм по-казниюв в гpyпaх пухлин piзнoгo ступеня злоя-кicнocтi. Пpи цьому, пухлини, для яких значення цього показника були нижчi за cepeднi (у щлому cepeд глioм головного мозку), poзглядaли як зpaз-ки з низькою aктивнicтю (eкcпpeciGю), пухлини, в яких значення показника пepeвищyвaли мeдiaнy, як зpaзки з виcoкoю актившстю (eкcпpeciGЮ гeнiв) (рис. 3). 3а даними aнaлiзy виявлене значне пе-peвaжaння кiлькocтi злoякicних пухлин III та IV ступеня анаплазп з витоким piвнeм показника пopiвнянo з пухлинами низькозлоякшними (I—II ступеня анаплазп).
Наявшсть багатьох iзoфopм фepмeнтy глyтaтioн-тpaнcфepaзи забезпечуе можливють кoмпeнcaтopнoгo фyнкцioнyвaння тiеl чи шшо1 фopми ензиму за на-явнocтi нульового генотипу iншoгo. Тому очшувати клiнiчнoгo ефекту хiмioтepaпeвтичних зacoбiв олщ лише за низько1 aктивнocтi чи 'i'i вiдcyтнocтi для вciх iзoфopм GST, хоча ocoбливy poль в нepвoвiй ткaнинi вiдiгpaG фyнкцioнyвaння глyтaтioнтpaнcфepaзи Р.
3 дocлiджeних нами зpaзкiв, для яких icнyвaлa
мoжливicть клШчного cпocтepeжeння за хвopими, низьку cyмapнy aктивнicть або низьку eкcпpeciю гену GST-Р мали: 1 acтpoцитoмa фiбpиляpнo-пpoтoплaз-
0
Полгморфгзм глутатгонтрансфераз в глгомах головного мозку людини.
39
А
Список лггератури
актившсть GST-ГБ (IV)
44,1
С
55,9%
актившсть GST-АА (III)
d 50,0% 50,0%
50,0%
актившсть GST- АФП (I-II)
Б
експрешя GST-P1 - ГБ (IV)
33,3% —N \
У 66,7%
експрешя GST-P1 - AA (III)
експрешя GST-P1 - АФП (I-II)
Рис. 3. Стввщношення зразшв глюм головного мозку з низькою та високою загальною активтстю глутатюнтрансфераз (А) та експреиею гену GSTP1 (Б). ГБ — глюбластома; АА — астроцитома анапластична; АФП — астроцитома ф1брилярно-протоплазма-I — висока актившсть GST; I
тична;
1 — низька актившсть GST.
матична (II), 2 ол^одендроастроцитоми анапластичш (III), 3 глюбластоми (IV); клШчно в цих зразках через 14 м1с i бшьше шсля видалення пухлини не спостер^али 'i'i продовжений рiст при застосуваннi комбiнованого лшування (променева та хiмiотерапiя — переважно алюлуючими агентами або полiхiмiо-терашя). У хворих за високо! активносл всiх iзоформ GST, навпаки, спостертали значний продовжений рiст пухлин вже через 2-10 м^ пiсля !х видалення (2 астроцитоми фiбрилярно-протоплазматичнi, 3 астроцитоми анапластичш, 2 глюбластоми). Проте, виявляли також i зразки, в яких не встановлено ко-реляцш активностi цiG'i групи ферменпв з клiнiчним перебiгом захворювання. Ймовiрно, в цих зразках провiдну роль ввдграють iншi системи детоксикацi'i хiмiопрепаратiв та репарацп ДНК.
Таким чином, аналiзуючи отриманi данi та зштавляючи !х з даними iнших дослщниюв, слiд вiдзначити наявнiсть ч№ко1 тенденцп до збiльшення рiвня експресп гешв глутатiонтрансфераз за високого ступеня анаплазп порiвняно з низьким. На увагу заслуговуе також i той факт, що за наявностi у хворих пухлин, однакових за клшшо-морфолопчними характеристиками, спостер^али прямо протилежнi генотипи GSTM1 та GSTT1, а також рiвень експресп GSTP1 та загально! активностi ферментiв. Отже, в кожного пащента потрiбен iндивiдуальний пiдхiд до вибору хiмiопрепаратiв пiд час лшування глюм головного мозку.
Висновки. 1. Наведений аналiз результатiв вiдносно дослiдження стану детоксикацшних систем глутатiону в глюмах головного мозку рiзного ступеня анаплазп свщчить, що функцiональний полiморфiзм GSTP корелюе з ступенем анаплазп дальних пухлин.
2. Структурний полiморфiзм глутатюнтрансфе-раз M i T не залежить вщ ступеня анаплазп, проте, встановлена тенденщя до переважання GSTM1"0"-генотипу в астроцитомах.
3. Для ефективно1 хiмiотерапil необхщне визна-чення iндивiдуальних показникiв глутатюнзалежно1 хiмiорезистентностi.
1. Клеменс М. Выделение эукариотической матричной РНК (мРНК) // Транскрипция и трансляция. Методы: пер.с англ. — М.: Мир, 1987.
— C.254-275.
2. Ali-Osman F., Akande O., Antoun G. et al. Molecular cloning, characterization, and expression in Escherichia coli of full-length cDNAs of three human glutathione S-transfer-ase pi gene variants // J Biol. Chem. — 1997. — V.272, N15.
— P.10004-10012.
3. Autrap H. Genetic poly-
morphisms in human xeno-biotica metabolizing enzymes as susceptibility factors in toxic response // Mutat. Res. — 2000. — V.464. — P.65-76.
4. Bakker J., Lin X., Nelson W.G. Methyl-CpG binding domain
protein 2 represses transcription from hypermethylated
— class glutathione S-transferase gene promoters in hepatocellular carcinoma cells // J. Biol. Chem. — 2002.
— V.277, N25. — P.22573-22580.
5. Coles B.F., Anderson K.E., Doerge D.R. et al. Quantita-
tive analysis of interindividual variation of glutathione S-transferase expression in human pancreas and the ambiguity of correlating genotype with phenotype // Cancer Res. — 2000. — V.60. — P.573-579.
6. De Roos A.J., Rothman N., Inskip P.D. et al. Genetic Poly-
morphisms in GSTM1, -P1, -T1, and CYP2E1 and the risk of adult brain tumors // Cancer Epidemiol. Biomark. Prev.
— 2003. — V.12. — P.14-22.
7. Duale N., Bjellaas T., Alexander J. et al. Biomarkers of
human exposure to acrylamide and relation to polymorphisms in metabolizing genes // Toxicol. Sci. — 2009.
— V.108, N1. — P.90-99.
8. Habig W.H., Pabst M.J., Jacoby W.B. Glutathin-S-tranferase.
The first enzymatic step in mercapturic acid formation // J. Biol. Chem. — 1974. — V.249, N22. — P.7130-7139.
9. Hand P.A., Inskip A., Gilford J. et al. Allelism at the glu-
tatione S-tranaferase GST M3 locus — interactions with GST M1 and GST T1 as risk factors for astrocitoma // Carcinogenesis. — 1996. — V.17, N9. — P.1919-1922.
10. Hara A., Sakai N., Yamada H. et. al. Expression of the placental form of glutathion S-transferase in pediatric gliomas // Childs Nerv. Syst. — 1993. — V.9, N3.
— P.142-146.
11. Mukanganyama S., Widersten M., Naik E.S. et al. Inhibition of glutathione S-transferases by antimalarial drugs possible implications for circumventing anticancer drug resistance // Int. J. Cancer. — 2002. — V. 97, N5.
— P.700-705.
12. Okcu M.F., Selvan M., Wang L.E. et al. Glutathione S-transferase polymorphisms and survival in primary malignant glioma // Clin. Cancer Res. — 2004. — V.10, N8. — P.2618-2625.
13. Pande M., Amos C.I., Osterwisch D.R. et al. Genetic variation in genes for the xenobiotic-metabolizing enzymes CYP1A1, EPHX1, GSTM1, GSTT1, and GSTP1 and susceptibility to colorectal cancer in Lynch syndrome // Cancer Epidemiol. Biomark. Prev. — 2008. — V.17, N9.
— P.2393-2401.
14. Schnakenberg E., Fabig K.R., Stanulla M. et al. A cross-sectional study of self-reported chemical-related sensitivity is associated with gene variants of drug-metabolizing enzymes // Environ. Health. — 2007. — V.6, N6.
15. Simic T., Savic-Radojevic A., Pljesa-Ercegovac M. et
40 Васильева 1.Г., Розуменко В.Д., Главацъкий О.Я., Чопик Н.Г., Олексенко Н.П., Галанта О.С., Цюбко O.I., Снщар Н.Д.
al. Glutathione S-transferases in kidney and urinary bladder tumors // Nat. Rev. Urol. — 2009. — V.6, N5.
— P.281-289.
16. Stella M.D. Glutathion S-transferase polymorphisms in children with myeloid leukemia: A children's cancer group study // Cancer Epidemiol. Biomar. Prev. — 2000.
— V.9. — P.563-566.
17. Trizna Z., De Andrade M., Kyritsis A.P., et al. Genetic polymorphism in glutathione S-transferase mu and theta, N-acetyltransferase, and CYP1A1 and risk of gliomas // Cancer Epidemiol. Biomark. Prev. — 1998. — V.7, N6.
— P.553-555.
18. Wrensch M., Kelsey K.T., Liu M., et al. Glutathione-S-transferase variants and adult glioma // Cancer Epidemiol. Biomark. Prev. — 2004. — V.13. — P.461-467.
19. Ye Z., Song H. Glutathione S-transferase polymorphisms (GSTM1, GSTP1 and GSTT1) and the risk of acute leukaemia: a systematic review and meta-analysis // Eur. J. Cancer. — 2005. — V.41, N7. — P.980-989.
20. Zafereo M.E., Sturgis E.M., Aleem S. et al. Glutathione S-transferase polymorphisms and risk of second primary malignancy after index squamous cell carcinoma of the head and neck // Cancer Prev. Res. (Phila Pa). — 2009. — V.2, N5. — P.432-439.
Пол1морф1зм глутатшнтрансфераз в глшмах головного мозку людини та 1х значення для прогнозу ефективност х1мштерапп
Васильева 1.Г., Розуменко В.Д., Главацъкий О.Я., Чопик Н.Г., Олексенко Н.П., Галанта О.С., Цюбко O.I., Снщар Н.Д.
^ститут нeйpoхipypгil iм. акад. А.П. Ромоданова АМН У^аши, м. Ки!в
Дом^жено загальну актившсть глyтaтioнтpaнcфepaз, !х генотишв клаыв мью та тета, а також piвня eкcпpecil глyтaтioнтpaнcфepaзи ш в глюмах головного мозку (80 зpaзкiв: 10 acтpoцитoм фiбpиляpнo-пpoтoплaзмaтичних, 19 — анапластичних, 37 глюбластом, 9 оль гoдeндpoacтpoцитoм анапластичних, 5 oлiгoдeндpoглioм анапластичних) piзнoгo ступеня злоя^^^л. Результати пpoвeдeних дocлiджeнь cвiдчaть, що фyнкцioнaльний пoлiмopфiзм GSTP1 та загальна актившсть глyтaтioнтpaнcфepaз кopeлюG зi cтyпeнeм анаплазп глiaльних пухлин. Стpyктypний пoлiмopфiзм глyтaтioнтpaнcфepaз M1 та T1 не залежить ввд cтyпeню анаплазп, пpoтe, вcтaнoвлeнa тeндeнцiя до пepeвaжaння GSTМ1"0"-гeнoтипy в acтpoцитoмaх. Таким чином, для ефективно1 хiмioтepaпil нeoбхiднe визначення шдивщуальних пoкaзникiв глутатюнзалежно1 хiмiopeзиcтeнтнocтi.
Ключов1 слова: глюми головного мозку, х1мюрезистенттсть, глутатгонтрансферази.
Полиморфизм глутатионтрансфераз в глиомах головного мозга человека и их значение для прогноза эффективности химиотерапии
Васильева И.Г., Розуменко В.Д., Главацкий А.Я., Чопик Н.Г., Олексенко Н.П., Галанта Е.С., Цюбко О.И., Сницар Н.Д.
Институт нeйpoхиpypгии им. акад. А.П. Ромоданова АМН Укpaины, г. Киев
Изучена общая активность глyтaтиoнтpaнcфepaз, их генотипов кланов мью и тета, а также ypoвня экcпpeccии глyтaтиoнтpaнcфepaзы пи в глиомах головного мозга (80 oбpaзцoв: 10 acтpoцитoм фибpилляpнo-пpoтoплaзмaтичecких, 19 — анапластичежих, 37 глиобластом, 9 oлигoдeндpoacтpoцитoм анапластичежих, 5 oлигoдeндpoглиoм анапластичежих) paзнoй cтeпeни злoкaчecтвeннocти. Результаты пpoвeдeнных иccлeдoвaний cвидeтeльcтвyют, что функциональный пoлимopфизм GSTP1 и общая активность глyтaтиoнтpaнcфepaз кoppeлиpyют co cтeпeнью анаплазии глиальных опухолей. Стpyктypный пoлимopфизм глyтaтиoнтpaнcфepaз M1 и T1 не завижт от cтeпeни анаплазии, однако установлена тенденция к пpeoблaдaнию GSTМ1"0"-гeнo-типа в acтpoцитoмaх. Таким oбpaзoм, для эффективной химиoтepaпии необходимо учитывать индивидуальные показатели глyтaтиoнзaвиcимoй химиopeзиcтeнтнocти.
Ключевые слова: глиомы головного мозга, химиорезистентность, глутатионтрансферазы.
Glutathione transferases polymorphism in human brain gliomas and their value for prognosis of chemotherapy efficiency Vasilyeva I.G., Rosumenko V.D., Glavatsky A.Ya, Chopick N.G., Olexenko N.P., Galanta E.S., Tsyubko O.I., Snitsar N.D.
Institute of Neurosurgery named after acad. A.P. Romodanov of Academy of Medical Sciences of Ukraine, Kiev
Glutathione S-transferases common activity, genotypes of glutathione transferases mu and theta and also levels of glutathione transferase pi expression in human brain gliomas (80 samples: 10 low-grade diffuse astrocytomas, 19 anaplastic astrocytomas, 37 glioblastomas, 9 oligodendroastrocytomas, 5 oligodendrogliomas) of different malignancy grade were investigated. The results of conducted researches testified that functional polymorphism of GSTP1 glutathione S-transferases activity correlated with gliomas malignancy grade. Structural polymorphism of GSTM1 and GSTT1 did not depend on the malignancy grade. However, it was set that GSTМ1"0"-genotype presence was more frequent in astrocytomas. Thus, for effective chemotherapy it is necessary to take into account individual features of glutathione transferases dependent chemoresistance.
Key words: brain gliomas, chemoresistance, glutathione S-transferases.
