CC BY
45
DOI: 10.21294/1814-4861-2016-15-4-40-44 УДК: 616.19-006.6-08-091.8:615.28:577.112
связь ЭФФЕКТИВНОСТИ ХИМИОТЕРАПИИ С ОСОБЕННОСТЯМИ ЭКСПРЕССИИ ТРАНСМЕМБРАННЫХ БЕЛКОВ Р-ГЛИКОПРОТЕИНА (АВСВ1), MRP2 (АВСС2), BCRP (ABCG2) У БОЛЬНЫХ ИНВАЗИВНЫМ РАКОМ МОЛОЧНОЙ
ЖЕЛЕЗЫ
К.Ю. Христенко12, С.В. Вторушин12, М.В. Завьялова12, В.М. Перельмутер12
Томский НИИ онкологии, г Томск1
ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г Томск2
634050, г Томск, пер. Кооперативный, 5, e-mail: [email protected]
Аннотация
Эффективность неоадъювантной химиотерапии при инвазивном раке молочной железы может быть снижена в связи с развитием феномена множественной лекарственной устойчивости, причиной которого в большинстве случаев является экспрессия трансмембранных белков семейства АВС-транспортеров. Выполненное исследование позволило выявить взаимосвязь между экспрессией в клетках опухоли инвазивного рака молочной железы белков лекарственной устойчивости семейства АВС-транспортеров: Р-гликопротеина (АВСВ1), 1ШР2 (АВСС2), BCRP (ABCG2), с эффективностью предоперационной химиотерапии и степенью лечебного патоморфоза опухолевой ткани. Было показано, что указанные параметры зависят от наличия мембранной экспрессии Р-гликопротеина и степени выраженности его экспрессии опухолевыми клетками. Эффективность неоадъювантной химиотерапии сопряжена с отсутствием экспрессии BCRP в клетках опухоли. Степень лечебного патоморфоза в опухоли связана с наличием позитивной мембранной экспрессии М^Р2, а также с уровнем мембранной экспрессии Р-гликопротеина в клетках инвазивного рака молочной железы.
Ключевые слова: множественная лекарственная устойчивость, АВС-транспортеры, Р-гликопротеин, МКР2, ВСКР, рак молочной железы, эффективность неоадъювантной химиотерапии, лечебный патоморфоз.
Рак молочной железы занимает первое место в структуре онкологической заболеваемости у женщин [1]. В настоящее время при лечении инвазивной карциномы молочной железы одну из ключевых ролей играет проведение неоадъювантной химиотерапии, использование которой направлено на уменьшение объема опухоли для облегчения оперативного вмешательства и позволяет определить чувствительность к той или иной схеме химиотерапии [2, 3]. Химиотерапия как один из вариантов лечения существенно теряет свою актуальность в связи с наличием феномена множественной лекарственной устойчивости (МЛУ) опухолевых клеток, на долю которого приходится около 90 % неудач лечения цитоста-тическими препаратами [4]. Феномен МЛУ - это состояние, при котором имеет место широкая кросс-резистентность клеток к веществам, различным по структуре и механизму действия [5]. Резистентность опухоли формируется посредством нескольких молекулярных механизмов. На первый план выходит механизм функционирования транспортных белков семейства АВС-транспортеров,
который обеспечивает эффлюкс химиопрепаратов из клетки против градиента концентрации с затратой энергии АТФ, что приводит к быстрому уменьшению внутриклеточного уровня препарата ниже терапевтических концентраций. Существенная роль в развитии резистентности к проводимому лечению принадлежит представителям трех субсемейств из данной группы, а именно белку подсемейства АВСВ - Р-гликопротеину, МЯР2, относящемуся к субсемейству АВСС, и представителю ABCG-транспортеров - ВСЯР [5-9].
Целью исследования явилось изучение связи особенностей экспрессии Р-гликопротеина (АВСВ1), МЯР2 (АВСС2), ВСЯР (ABCG2) в клетках опухоли с эффективностью неоадъювант-ной химиотерапии и выраженностью лечебного патоморфоза у больных с инвазивной карциномой молочной железы.
Материал и методы
Морфологической оценке подвергался биоп-сийный и операционный материал, полученный от 91 больной с инвазивным раком молочной железы
^ Христенко Ксения Юрьевна, [email protected] СИБИРСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2016. ТОМ 15, № 4. С. 40-44
Т1-4К0-3М0 стадий. Все пациентки получали лечение в отделении общей онкологии Томского НИИ онкологии в период с 2007 по 2014 г. На предоперационном этапе пациенткам проводилось 2-4 курса неоадъювантной терапии по схемам FAC, САХ и СМЕ Эффективность химиотерапии оценивалась по шкале ЯЕСКТ.
Материал фиксировался в 10 % растворе нейтрального формалина. Проводка материала и изготовление гистологических препаратов осуществлялись по стандартной методике. Препараты окрашивались гематоксилином и эозином. Гистологический тип рака устанавливался согласно рекомендациям ВОЗ (2012). Выраженность лечебного патоморфоза оценивалась по схеме, предложенной Е.Ф. Лушниковым (1977), при исследовании операционного материала ткани молочной железы и регионарных лимфатических узлов.
Иммуногистохимическое исследование проводилось на биопсийном материале и осуществлялось по стандартной методике. Применялись антитела фирмы <Шако» к рецепторам эстрогена (клон Ш5, КТи, мышиные), к рецепторам прогестерона (клон PgR636, КШ, мышиные), к онкопротеину с-егЬВ-2 (НЕИ2/пеи статус) (рабочее разведение 1:500, кроличьи), к Ю-67 (клон М1В-1, КТи, мышиные); фирмы «АЬсат» к Р-гликопротеину (клон JSB-1, рабочее разведение 1:40), к МКР2 (клон М2 111-6, рабочее разведение 1:200), к ВСКР (клон ВХР-21, рабочее разведение 1:20). Оценка экспрессии рецепторов к половым гормонам проводилась количественным методом гисто-счета (Histo-Score). При оценке экспрессии к онкопротеину с-егЬВ-2 учитывали мембранное окрашивание этого маркера. Для НЕИ2/пеи негативными считались случаи с отсутствием окрашивания. Экспрессия Ю-67 оценивалась по процентному содержанию позитивно окрашенных клеток на 1 000 клеток в 10 полях зрения при х400.
В исследование были включены пациентки с трижды негативным (негативная экспрессия рецепторов к эстрогенам, к прогестерону, негативный НЕК2/пеи статус) и люминальным В (позитивная экспрессия рецепторов к эстрогенам и/или к прогестерону, негативный НЕК2/пеи статус, экспрессия Ю-67 >20 %) субтипами.
Оценивалось наличие экспрессии Р-гликопро-теина, МКР2, ВСЯР, определялся процент по-
зитивно окрашенных клеток (на 1 000 клеток в 10 полях зрения при ><400), при этом учитывался характер окрашивания в опухоли (мембранное, цитоплазматическое, ядерное).
Обработка полученных данных выполнялась с использованием пакета программ Statistica 10.0. Применялся дисперсионный анализ, критерий %2, корреляционно-регрессионный анализ по Спир-мену. Обсуждаются результаты с достоверностью различий при р<0,05 и с тенденцией различий при р<0,1.
Результаты и обсуждение
При оценке эффективности неоадъювантной химиотерапии в общей группе частота полных морфологических регрессий составила 23,1 %, частичных регрессий - 49,4 % , стабилизация процесса наблюдалась в 19,8 % случаев, и прогрессирование было отмечено у 7,7 % пациентов. У 83 (91,21 %) пациенток был выявлен лечебный патоморфоз различной степени выраженности, и у 8 (8,79 %) пациенток реакции опухолевой ткани на проведение химиотерапии не наблюдалось. Преобладала I степень лечебного патоморфоза - 26,37 %, на долю II степени приходилось 24,18 %, III степень составила 16,48 %, IV степень - 24,18 %. Частота позитивной экспрессии и показатели экспрессии указанных белков у пациенток с трижды негативным и люминальным раком типа В не имели существенных отличий.
Исследование эффектов неоадъювантной химиотерапии в зависимости от наличия мембранной экспрессии Р-гликопротеина показало существенные различия. Было обнаружено, что в 79 % случаев негативной мембранной экспрессии данного белка у пациенток наблюдалась полная или частичная регрессия опухоли от проводимого лечения, в 21 % - стабилизация либо прогрессирование роста опухоли (р=0,002). При позитивной экспрессии данного белка эффективность химиотерапии зависела от процента позитивно окрашенных клеток в опухоли. Наибольшие показатели мембранной экспрессии Р-гликопротеина наблюдались при прогрессировании заболевания, наименьший процент позитивных клеток выявлялся в группе больных с полной морфологической регрессией новообразования, что проявлялось положительной корреляцией (г=0,23; р=0,03) (табл. 1).
таблица 1
Показатели экспрессии P-гликопротеина у пациенток с различным эффектом неоадъювантной
химиотерапии
Эффекты по шкале КЯЕС^Т
Мембранная экспрессия Р-гликопротеина в опухоли, доля позитивных клеток (M ± S.D.)
Полная регрессия (п=12) Частичная регрессия (п=24) Стабилизация (п=12) Прогрессирование (п=4)
51,2 ± 11,3 % 65,8 ± 5,9 % 74,5 ± 9,8 % 95,2 ± 5,0 % F=3,2; p=0,003
Таблица 2
Зависимость степени лечебного патоморфоза в опухоли от мембранной экспрессии МКР2 в опухолевых клетках инвазивной карциномы молочной железы
Степень лечебного Мембранная экспрессия МКР2 в клетках опухоли, количество больных (абс. число, %)
патоморфоза Негативная Позитивная
Признаки отсутствуют 3/50 (6 %) 5/41 (12 %)
I степень 9/50 15/41
(18 %) (36 %)
II степень 13/50 (26 %) 9/41 (22 %)
III степень 12/50 4/41
(24 %) (10 %)
IV степень 13/50 (26 %) 8/41 (20 %) Х2=5,9; р=0,03 Таблица 3
Зависимость эффекта неоадъювантной химиотерапии от экспрессии ВСКР в первичной опухоли
Эффекты по шкале КЯЕСКТ Экспрессия BCRP в опухоли, количество больных (абс. число, %)
Негативная Позитивная
Полная регрессия (п=21) 13/37 (35 %) 8/54 (15 %)
Частичная регрессия (п=45) 18/37 (48 %) 27/54 (50 %)
Стабилизация (п=18) 5/37 (14 %) 13/54 (24 %)
Прогрессирование (п=7) 1/37 (3 %) 6/54 (11 %) Х2=7,1; р=0,04 Таблица 4
Показатели экспрессии ВСКР в опухоли у пациенток с инвазивной карциномой молочной железы в
зависимости от эффекта проводимого лечения
Эффекты по шкале RECIST Экспрессия BCRP в опухолевых клетках (M ± S.D.)
Полная регрессия (п=8) Частичная регрессия (п=27) Стабилизация (п=13) Прогрессирование (п=6)
Степень лечебного патоморфоза (ЛП) в первичной опухоли после проведения предоперационной химиотерапии также была связана с уровнем мембранной экспрессии Р-гликопротеина в клетках инвазивного рака. Было обнаружено нарастание степени лечебного патоморфоза при более низких показателях экспрессии данного АВС-транспортера в клетках опухоли (I степень - 69,5 ± 8,5 %; II степень - 73,6 ± 10,1 %; III степень - 80,6 ± 7,7 %; IV степень - 51,1 ± 10, 9%; F=3,4; р=0,03).
При изучении экспрессии МКР2 показано, что степень лечебного патоморфоза опухоли сопряжена с его мембранной экспрессией в клетках опухоли. При позитивной мембранной экспрессии данного АВС-транспортера чаще регистрировались либо ЛП I степени, либо отсутствие морфологических признаков лечебного воздействия, в то время как ЛП III и IV степени чаще наблюдались при отрицательной экспрессии данного белка (табл. 2).
61,1 ± 11,7 % 86,0 ± 9,0 % 87,0 ± 3,06 % 94,6 ± 2,9 %
F=5,4; p=0,002
Анализ чувствительности к неоадюъвантной химиотерапии у больных инвазивной карциномой молочной железы, в зависимости от наличия экспрессии белка ВСЯР, показал, что мембранная экспрессия данного белка была связана с ответом опухоли на проводимое лечение (табл. 3). Установлено, что частота полной морфологической регрессии была существенно выше при отсутствии экспрессии данного АВС-транспортера в опухоли, а прогрессирование при проведении неоадъювант-ной химиотерапии значимо чаще наблюдается при позитивном мембранном окрашивании.
Анализ мембранной экспрессии ВСЯР в клетках опухоли выявил, что показатели экспрессии данного белка в группах пациенток с различным эффектом от проведенной неоадъювантной химиотерапии имеют значимые отличия (табл. 4), наименьший показатель экспрессии был у пациенток с полной регрессией опухоли после проведения
42
SIBERIAN JOURNAL OF ONCOLOGY. 2016. VOL. 15, № 4. Р. 40-44
химиотерапии, наибольший - отмечен в группе больных с прогрессированием опухоли.
Заключение
Выполненное исследование показало, что эффективность неоадъювантной химиотерапии и степень лечебного патоморфоза в опухоли связаны с наличием мембранной экспрессии P-гликопротеина и степени выраженности его экспрессии опухолевыми клетками. В 79 % случаев негативной мембранной экспрессии данного белка у пациенток наблюдается полная или частичная регрессия опухоли.
Полная морфологическая регрессия первичной опухоли при проведении предоперационной химиотерапии сопряжена с отсутствием экспрессии BCRP в клетках опухоли. Степень лечебного патоморфоза в опухоли связана с наличием пози-
ЛИТЕРАТУРА
1. Youlden D.R., Cramb S.M., Dunn N.A., Muller J.M., Pyke CM, BaadeP.D. The descriptive epidemiology of female breast cancer: an international comparison of screening, incidence, survival and mortality. Cancer Epidemiol. 2012 Jun; 36 (3): 237-48. doi: 10.1016/j.canep.2012.02.007.
2. Gampenrieder S.P., Rinnerthaler G., GreilR. Neoadjuvant Chemotherapy and Targeted Therapy in Breast Cancer: Past, Present, and Future. J Oncol. 2013; 2013: 732047. doi: 10.1155/2013/732047.
3. vonMinckwitz G., UntchM., Loibl S. Update on neoadjuvant/preoperative therapy of breast cancer: experiences from the German Breast Group. Curr Opin Obstet Gynecol. 2013 Feb; 25 (1): 66-73. doi: 10.1097/ GC0.0b013e32835c0889.
4. PluchinoK.M., HallM.D., GoldsboroughA.S., Callaghan R, Got-tesman M.M. Collateral sensitivity as a strategy against cancer multidrug resistance. Drug Resist Updat. 2012 Feb-Apr; 15 (1-2): 98-105. doi: 10.1016/j.drup.2012.03.002.
тивной мембранной экспрессии MRP2 и с уровнем мембранной экспрессии P-гликопротеина в клетках инвазивного рака молочной железы.
Выявленные данные позволяют рассматривать белки ABCB1 (P-гликопротеин), MRP2 (ABCC2), BCRP (ABCG2) в качестве прогностических факторов эффективности неоадъювантной терапии и степени лечебного патоморфоза в ответ на проводимую терапию у больных инвазивным раком молочной железы.
Исследование выполнено в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых МД-9084.2016.7 «Разработка новых подходов к прогнозированию резистентности гормонотерапии у больных люминальным раком молочной железы на основании оценки клинико-морфологических и молекулярно-генетических параметров опухоли» (договор № 14Ш1.16.9084-МД) от 14.03.2016.
5. Stavrovskaya A.A. Cellular mechanisms of multidrug resistance of tumor cells. Biochemistry (Mosc). 2000 Jan; 65 (1): 95-106.
6. BorstP., EversR., KoolM., Wijnholds J. A family of drug transporters: the multidrug resistance-associated proteins. J Natl Cancer Inst. 2000 Aug 16; 92 (16): 1295-302.
7. Fukuda Y., Schuetz J.D. ABC transporters and their role in nucleo-side and nucleotide drug resistance. Biochem Pharmacol. 2012 Apr 15; 83 (8): 1073-83. doi: 10.1016/j.bcp.2011.12.042.
8. Kathawala R.J., Gupta P., Ashby C.R. Jr., Chen Z.N. The modulation of ABC transporter-mediated multidrug resistance in cancer: a review of the past decade. Drug Resist Updat. 2015 Jan; 18: 1-17. doi: 10.1016/j. drup.2014.11.002.
9. Wikens S. Structure and mechanism of ABC transporters. F1000Prime Rep. 2015 Feb 3;7:14. doi: 10.12703/P7-14.
Поступила 26.02.16 Принята в печать 29.04.16
сведения об авторах
Христенко Ксения Юрьевна, врач-патологоанатом отделения патологической анатомии и цитологии, Томский НИИ онкологии; ассистент кафедры патологической анатомии, Сибирский государственный медицинский университет Минздрава России (г. Томск, Российская Федерация). E-mail: [email protected]. SPIN-код: 2867-6441.
Вторушин Сергей Валадимирович, доктор медицинских наук, доцент, старший научный сотрудник отделения патологической анатомии и цитологии, Томский НИИ онкологии; профессор кафедры патологической анатомии, Сибирский государственный медицинский университет Минздрава России (г. Томск, Российская Федерация). E-mail: [email protected]. SPIN-код: 24424720.
Завьялова Марина Викторовна, доктор медицинских наук, профессор, старший научный сотрудник отделения патологической анатомии и цитологии, Томский НИИ онкологии; заведующая кафедрой патологической анатомии, Сибирский государственный медицинский университет Минздрава России (г. Томск, Российская Федерация). E-mail: [email protected]. SPIN-код: 1229-0323.
Перельмутер Владимир Михайлович, доктор медицинских наук, профессор, руководитель отделения патологической анатомии и цитологии, Томский НИИ онкологии; профессор кафедры патологической анатомии, Сибирский государственный медицинский университет Минздрава России (г. Томск, Российская Федерация). E-mail: [email protected]. SPIN-код: 6252-5319.
correlation between chemotherapy response and expression profiles of transmembrane proteins: p-glycoprotein (abcb1), mrp2 (abcc2), bcrp (abcg2) in patients with invasive breast cancer
к/Yu. Khristenko12, s.v. vtorushin12, М.У. Zavjalova12, У.М. perelmuter12
Siberian State Medical University, Tomsk1 Tomsk Cancer Research Institute, Russia, Tomsk2
5, Kooperativny Street, 634050-Tomsk, Russia, e-mail: [email protected]
Overexpression of ABC drug transporters can cause multidrug resistance (MDR) in cancer cells, which is a major obstacle in the success of cancer chemotherapy. Our study revealed a correlation between the expression of invasive breast cancer resistance-associated proteins, such as P-glycoprotein (ABCB1), MRP2 (ABCC2), BCRP (ABCG2) in tumor cells and pathologic response to neoadjuvant chemotherapy. The response to neoadjuvant chemotherapy was shown to be associated with a lack of BCRP expression in tumor cells. The pathologic tumor response was correlated with the presence of positive MRP2 expression and the expression level of P-glycoprotein in cells of invasive breast cancer.
Abstract
Key words: multidrug resistance, ABC-transporters, P-glycoprotein, MRP2, BCRP, breast cancer, pathologic response to neoadjuvant chemotherapy.
REFERENCES
1. Youlden D.R. Cramb S.M., Dunn N.A., Muller J.M., Pyke C.M., BaadeP.D. The descriptive epidemiology of female breast cancer: an international comparison of screening, incidence, survival and mortality. Cancer Epidemiol. 2012 Jun; 36 (3): 237-48. doi: 10.1016/j.canep.2012.02.007.
2. Gampenrieder S.P., Rinnerthaler G., GreilR. Neoadjuvant Chemotherapy and Targeted Therapy in Breast Cancer: Past, Present, and Future. J Oncol. 2013; 2013: 732047. doi: 10.1155/2013/732047.
3. vonMinckwitz G., UntchM., Loibl S. Update on neoadjuvant/preoperative therapy of breast cancer: experiences from the German Breast Group. Curr Opin Obstet Gynecol. 2013 Feb; 25 (1): 66-73. doi: 10.1097/ GC0.0b013e32835c0889.
4. PluchinoK.M., HallM.D., GoldsboroughA.S., Callaghan R, Got-tesman M.M. Collateral sensitivity as a strategy against cancer multidrug resistance. Drug Resist Updat. 2012 Feb-Apr; 15 (1-2): 98-105. doi: 10.1016/j.drup.2012.03.002.
5. Stavrovskaya A.A. Cellular mechanisms of multidrug resistance of tumor cells. Biochemistry (Mosc). 2000 Jan; 65 (1): 95-106.
6. BorstP., EversR., KoolM., Wijnholds J. A family of drug transporters: the multidrug resistance-associated proteins. J Natl Cancer Inst. 2000 Aug 16; 92 (16): 1295-302.
7. Fukuda Y., Schuetz J.D. ABC transporters and their role in nucleoside and nucleotide drug resistance. Biochem Pharmacol. 2012 Apr 15; 83 (8): 1073-83. doi: 10.1016/j.bcp.2011.12.042.
8. Kathawala R.J., Gupta P., Ashby C.R. Jr., Chen Z.N. The modulation of ABC transporter-mediated multidrug resistance in cancer: a review of the past decade. Drug Resist Updat. 2015 Jan; 18: 1-17. doi: 10.1016/j. drup.2014.11.002.
9. Wikens S. Structure and mechanism of ABC transporters. F1000Prime Rep. 2015 Feb 3;7:14. doi: 10.12703/P7-14.
Received 26.02.16 Accepted 29.04.16
ABOUT THE AUTHORS
Khristenko Ksenya Yu., MD, Physician of the Department of Pathologic Anatomy and Cytology of Tomsk Cancer Research Institute; Lecturer of Pathological Anatomy Department of Siberian State Medical University (Tomsk, Russian Federation). E-mail: kychristenko@ mail.ru. SPIN-code: 2867-6441.
Vtorushin Sergey V., MD, DSc, Senior Researcher of the Department of Pathologic Anatomy and Cytology of Tomsk Cancer Research Institute; Professor of Pathological Anatomy Department of Siberian State Medical University (Tomsk, Russian Federation). E-mail: [email protected]. SPIN code: 2442-4720.
Zavyalova Marina V., MD, DSc, Professor, Senior Researcher of the Department of Pathological Anatomy and Cytology of Tomsk Cancer Research Institute; Head of Pathological Anatomy Department of Siberian State Medical University (Tomsk, Russian Federation). E-mail: [email protected]. SPIN-code: 1229-0323.
Perelmuter V. M., MD, DSc, Professor, Head of Department of Pathological Anatomy and Cytology, Tomsk Cancer Research Institute; Professor of Department of Pathological Anatomy of Siberian State Medical University (Tomsk, Russian Federation). E-mail: pvm@ ngs.ru. SPIN-code: 6252-5319.
44 SIBERIAN JOURNAL OF ONCOLOGY. 2016. VOL. 15, № 4. P 40-44
