CC BY
14
УДК: 577.218
DOI 10.53065/kaznmu.2021.52.69.014
К.О. Шарипов 1.2, Е.Е. Аширбеков i, А.О. Абайлдаев i, Д.М. Ботбаев 1, А.М. Белкожаев 1, Д.М. Бекжанова 3, Н.А. Айтхожина 1
1 Институт молекулярной биологии и биохимии им. М.А. Айтхожина, Алматы, Казахстан 2 Казахский национальный медицинский университет имени С.Д. Асфендиярова, Алматы, Казахстан 3 Карасайская центральная районная больница, Каскелен, Алматинская область, Казахстан
ЦИРКУЛИРУЮЩИЕ MIR-145 И MIR-21 ПРИ РАКЕ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
В КАЗАХСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ
Резюме: Рак молочной железы является наиболее часто диагностирумым раком у женщин во всем мире. Несмотря на прогресс в скриниге, позволившим обнаруживать заболевание на более ранних стадиях и значительно уменьшить смертноть, имеется необходимость в поиске новых достоверных, малоинвазивных и дешевых биомаркеров для раннего обнаружения, диагностики и прогностики рака молочной железы. Целью данного исследования явилась проверка диагностичекой ценности двух циркулирующих микроРНК - miR-145-5p и miR-21-5p, рекомендованных в литературе в качестве маркеров рака молочной железы, на выборке казахских женщин (91 больных и 65 здоровых). Используя метод количественной ПЦР, мы обнаружили, что концентрации обеих микроРНК были достоверно повышены в плазме больных по сравнению со здоровыми контролями. Кроме того, была обнаружена связь с некоторыми клинико-патологическими характеристиками в группе пациентов: уровень miR-21-5p был ассоциирован с пролиферативной активностью опухоли, уровень miR-145-5p - с менопаузальным статусом, уровни обеих микроРНК - с возрастом менархе и употреблением алкоголя. ROC-анализ показал средний потенциал применимости miR-145-5p в диагностике РМЖ, и низкий потенциал для miR-21-5p.
Ключевые слова: рак молочной железы, микроРНК, miR-21, miR-145, диагностика.
Введение
Рак молочной железы (РМЖ) является самым распространенным видом рака среди женщин в мире. Как и в случае с большинством типов рака, первые стадии РМЖ проходят бессимптомно. До недавнего времени это приводило к тому, что множество случаев болезни обнаруживались на поздних стадиях, когда терапия недостаточно эффективна [1]. Мамографический скрининг женщин рисковых возрастов (в Казахстане женщинам после 40 лет рекомендовано проходить скрининг один раз в два года) позволил диагностировать РМЖ гораздо раньше и значимо снизить смертность [2, 3]. Тем не менее, с помощью мамографии не всегда удается однозначно выявить начавшийся раковый процесс [4-6]. Сложности в лечении РМЖ связаны с существованием различных молекулярных подтипов, требующих различных терапевтических подходов [7, 8], индивидуальной чувствительностью к лекарствам и побочными эффектами от их действия [9-11], развитием лекарственной устойчивости [12, 13]. Перечисленные проблемы служат основанием для поиска и изучения новых биомаркеров, способных помочь в раннем выявлении, диагностике и прогностике РМЖ.
МикроРНК являются чрезвычайно перспективными маркерами для ранней диагностики и прогностики опухолей. МикроРНК - это обильный класс малых, не кодирующих белок РНК, функционирующих в качестве отрицательных регуляторов большинства генов в геноме и участвующих в важнейших биологических процессах, таких как развитие, дифференцировка, апоптоз, пролиферация и др. [14]. Изменения в экспрессии определенных микроРНК показана на многих типах рака, в том числе и РМЖ [1519]. Одним из преимуществ микроРНК перед другими биомаркерами онкогенеза является их свободная циркуляция в биологических жидкостях, благодаря чему контроль изменения уровня его экспрессии
можно осуществлять малоинвазивным методом [20]. Другим важным преимуществом микроРНК является высокая стабильность в биожидкостях [21]. МикроРНК попадает в кровоток непосредственно из первичных или метастатических опухолей путем активной секреции, аппотоза или некроза, и таким образом изменения в количестве циркулирующей микроРНК может отражать паталогический процесс [22, 23]. Выявлены роли в паталогических механизмах РМЖ для нескольких десятков разных микроРНК, многие из которых рекомендованы авторами в качестве диагностических или прогностических маркеров [23-26]. Кроме того, многими исследованиями показано, что патогенез рака имеет этнические особенности [27, 28], что справедливо и для применимости микроРНК в качестве маркеров РМЖ [28, 29]. Эти данные указывают на то, что рекомендованные маркеры микроРНК необходимо подтверждать на конкретных этнических группах. Целью настоящей работы явилась проверка диагностической ценности двух циркулирующих микроРНК - miR-21-5p и miR-145-5p, рекомендуемых в литературе в качестве маркеров РМЖ, на выборке казахских женщин. Для этого мы сравнили уровни микроРНК в плазме 91 пациента РМЖ и 65 здоровых женщин из г. Алматы и Алматинской области Республики Казахстан. Материалы и методы
Объект исследования. Венозная кровь 91 женщины казашки с первичным РМЖ собрана в Казахском НИИ онкологии и радиологии МЗ РК, г. Алматы, Казахстан в промежуток времени между постановкой диагноза и терапией в 2019 году. Средний возраст больных составил 50,2 ± 11,20. Венозная кровь 65 практически здоровых женщин казашек собрана в Карасайской центральной районной больнице г. Каскелен Алматинской области Казахстана после маммографического обследования в августе-сентябре 2019 года. Средний возраст группы контроля составил
52,9 ± 7,66. Клинико-патологические характеристики пациентов и здоровых контролей представлены в таблице 1. Исследование проведено с соблюдением принципов Хельсинской Декларации, до своего начала прошло проверку и разрешено локальной этической
комиссией Института молекулярной биологии и биохимии им. М.А. Айтхожина, Алматы, Казахстан. Все доноры были проинформированы и дали свое согласие на сбор и исследование биоматериала.
Таблица 1 - Клинико-патологическая характеристика групп пациентов РМЖ и здоровых контролей
Клинико-паталогические параметры Пациенты РМЖ Контрольная группа
Статус рецептора эстрогена: ЕЯ- / ЕЯ+ 30 / 61 -
Статус рецептора прогестерона: РЯ- / РЯ+ 32 / 59 -
Статус рецептора ИЕЯ-2/пеи: ИЕЯ2- / сомн. / ИЕЯ2+ 58/5/27 -
Стадия опухоли: Т1 / Т2 / Т3 / Т4 11 / 65 / 5 / 10 -
Статус лимфоузлов: Их / N0 / N1 / N2 / N3 15 / 44 / 23 / 6 / 3 -
Метастазы: Мх / М0 / М1 1 / 82 / 8 -
Скорость пролиферации: Ю-67: <20% / >20% 22 / 69 -
Дифференциация опухоли: 01 / 02 / 03 2 / 74 / 14 -
Возраст: <50 / >50 40 / 51 27 / 38
Возраст менархе: <14 / 14 / >14 47 / 29 / 15 26 / 14 / 25
Менопаузальный статус: пременопауза / постменопауза 42 / 49 21 / 44
Возраст первых родов: нет / <22 / >23 6 / 53 / 32 1 / 39 / 25
Число детей: 0 / <2 / >2 6 / 38 / 47 1 /23 / 41
Неудачные беременности: 0 / >0 38 / 49 18 / 47
Рак у родственников: нет / да / нет данных 79 / 11/ 1 53 / 12 / 0
Употребление алкоголя: нет / да 83 / 8 57 / 8
Получение плазмы. Кровь собиралась в вакуумные пробирки с цитратом натрия 3,8%, которые в предварительных тестах показали хороший результат при последующем выделении плазменной микроРНК. Кровь хранилась при 4°C не более 1 суток после забора, после чего из нее получали плазму. Для получения плазмы кровь центрифугировали при 1000g в течение 15 мин при температуре 4°C, верхняя водная фаза переносилась в новую пробирку и подвергалась центрифугированию при 2500g 15 мин при 4°С. Полученная плазма делилась на аликвоты по 200 мкл и хранилась при -70°С до этапа выделения. Выделение тотальной РНК. Выделение тотальной РНК из 200 мкл плазмы проводили на основе методики, разработанной ранее Zanuni Vahed S. с соавт. [30] с небольшими модификациями. Кратко, первичная депротеинизация проводилась по стандартной тризольной методике. Затем для осаждения РНК к водной фазе добавляли равный объем хлорида лития 2,5М и два объема холодного этанола, смесь инкубировали в течение ночи при -70°C, центрифугировали 16000g 20 мин при 4°С. Осадок высушивали и растворяли в 50 мкл DEPC-воды, инкубируя 5 мин при 65°С. Полученный образец тотальной РНК хранили при -70°С до использования. Получение кДНК и количественная ПЦР проводилась с использованием праймеров и зондов набора TaqMan MicroRNA Assay (Applied Biosystems, США). кДНК получали при помощи реагентов TaqMan MicroRNA Reverse Transcription Kit (Applied Biosystems) согласно протоколу изготовителя. Количественную ПЦР проводили в трех повторах с использованием реагентов TaqMan Universal Master Mix II with UNG (Applied Biosystems) в условиях, рекомендованных производителем на приборе StepOnePlus Real-Time PCR System (Applied Biosystems). Нормировку количественных данных проводили относительно уровня эндогенного контроля miR-16-5p, который
был подобран согласно литературным данным [31, 32].
Статистический анализ. Относительный количественный анализ проводится методом comparative Ct (AACt) с небольшими модификациями как в [33], используя следующие формулы:
ACt = Ctreference - Cttarget,
AACt = mean ACtBC - mean ACtcontrol, где Ctreference - пороговый цикл (Ct) референсного транкрипта, Cttarget - Ct таргетного транкрипта, mean ACtBC - средняя ACt в группе пациентов РМЖ, mean ACtcontrol - средняя ACt в группе контроля. Относительная представленность транскрипта выражалась в ACt. Показатель AACt рассматривался как диапазон изменений представленности транкрипта, выраженный двоичным логарифмом кратных изменений (log2 fold change). Статистические расчеты выполнялись в программе Jamovi [34]. Cтатистическая значимость полученных различий между группами рассчитывалась с помощью критерия U-критерия Манна-Уитни (Mann-Whitney U-test). Характеристики маркеров оценивались по результатам ROC-анализа, который был проведен с помощью web-tool easyROC [35] и Jamovi. Для вычисления оптимальной точки отсечения (optimal cut-of point) использовался метод индекса Юдена (Youden's index method). Результаты
Уровень микроРНК в плазме больных РМЖ в сравнении с контролем. Значения порогового цикла и сравнительная статистика изученных микроРНК в группах больных РМЖ и контроля представлена в таблице 2. Содержание обеих микроРНК было достоверно повышено в плазме больных РМЖ в сравнении с контролем (рисунок 1). Двоичный логарифм кратности изменений (log2 fold change) для miR-145-5p был выше единицы, что соответствует более чем двухкратной разнице в концентрации.
Таблица 2 - Значения порогового цикла (О) и сравнительная статистика изученных микроРНК в группах пациентов РМЖ и контроля
микроРНК Пациенты РМЖ Контрольная группа AACt (95% ДИ), log2 fold change Тест MannWhitney U, значение P
Ct сред. ± станд. откл. ACt сред. ± станд. ошиб. Ct сред. ± станд. откл. ACt сред. ± станд. ошиб.
miR-145-5p 28.85 ± 1.75 -6.57 ± 0.14 31.79 ± 1.19 -7.93 ± 0.15 1.36 (0.94; 1.78) 1.08e-09
miR-21-5p 25.45 ± 2.23 -3.17 ± 0.15 27.57 ± 1.14 -3.66 ± 0.12 0.49 (0.08; 0.90) 9.07e-04
miR-16-5p 22.28 ± 1.74 - 23.87 ± 1.34 - - -
Рисунок 1 - Различия в значениях ДО: между группами пациентов РМЖ (п = 91) и здоровых контролей (п = 65).
Ассоциации с клинико-паталогическими параметрами. Результаты сравнений плазменной концентрации изученных микроРНК между группами, разделенными по клинико-паталогическим параметрам, представлены в таблице 3. В группе пациентов РМЖ уровень miR-21-5p был достоверно повышен в плазме пациентов с высоким Ю-67 (>20%) по сравнению с пациентами с низким Ю-67 (<20) (р = 0.025). В группе пациентов РМЖ уровень miR-145-5p и miR-21-5p был достоверно понижен в плазме у женщин с поздним менархе (15 лет и старше) по сравнению с остальными женщинами (0.036 и 8.96е-4,
соответственно). В группе пациентов РМЖ уровень miR-145-5p был достоверно понижен в плазме у женщин в постменопаузе по сравнению с женщинами в пременопаузе (р = 0.038). В группе пациентов РМЖ уровень miR-145-5p и miR-21-5p был достоверно понижен в плазме пациентов, употребляющих алкоголь (по праздникам), по сравнению с пациентами не употребляющими его (0.002 и 0.007, соответственно). Различия в уровнях анализируемых микроРНК между группами, разбитыми по другим клинико-паталогическим параметрам были статистически недостоверны.
Таблица 3 - Результаты сравнений (Р значения) представленности изученных микроРНК в плазме между группами с
различными клинико-патологическими параметрами
Сравниваемые группы miR-145-5p miR-21-5p
Пациенты РМЖ
Статус рецептора эстрогена: ER- уб ER+ 0.695 0.184
Статус рецептора прогестерона: PR- уб PR+ 0.819 0.367
Статус рецептора HER-2/neu: HER2- уб HER2+ 0.600 0.103
Стадия опухоли: Т1-2 уб Т3-4 0.287 0.166
Статус лимфоузлов: N0 уб N1-3 0.177 0.283
Метастазы: М0 уб М1-3 0.133 0.269
Скорость пролиферации: Ю-67 <20% vs >20% 0.550 0.025
Дифференциация опухоли: 02 уб 03 0.754 0.565
Возраст: <50 уб. >50 0.238 0.838
Возраст менархе: <14 vs >14 0.036 8.96e-4
Менопаузальный статус: пременопауза уб постменопауза 0.038 0.513
Возраст первых родов: <22 уб >22 0.193 0.348
Число детей: <2 уб >2 0.396 0.613
Неудачные беременности: 0 уб >0 0.855 0.140
Рак у родственников: нет уб да 0.301 0.061
Употребление алкоголя: нет уб да 0.002 0.007
Контрольная группа
Возраст: <50 уб. >50 0.360 0.694
Возраст менархе: <14 vs >14 0.775 0.831
Менопаузальный статус: пременопауза уб постменопауза 0.363 0.937
Возраст первых родов: <22 уб >22 0.355 0.758
Число детей: <2 уб >2 0.335 0.201
Неудачные беременности: 0 уб >0 0.508 0.840
Рак у родственников: нет уб да 0.559 0.808
Употребление алкоголя: нет уб да 0.988 0.401
Кроме того, мы обнаружили статистически значимые различия между группами пациентов РМЖ и контроля в распределении женщин с ранним и поздним менархе (X2 = 9.61, р = 0.002, ОЯ = 3.17, 95% С1: 1.50-6.68), распределении женщин с наличием и отсутствием в анамнезе неудачных беременностей (х2 = 4.09, р = 0.04, ОЯ = 2.03, 95% С1: 1.02-4.03), а также обратную корреляцию между скоростью пролиферации опухоли (уровень К1-67) и возрастом больного (коэффициент корреляции Спирмена = -0.334, р = 0.001). ЯОС-анализ. Для проверки возможности применения наших микроРНК для различения больных РМЖ от здоровых индивидуумов мы провели ЯОС-анализ, результаты которого представлены в таблице 4. Согласно проведенному анализу для этой цели больше подходит ш1Я-145-5р (ЛИС = 0.787, против 0.656 для ш1Я-21-5р, рисунок 2А). Рассчитанная оптимальная
точка отсечения (ДО: = -7.19) позволяет достигнуть максимальной аккуратности разделения 74,4%, при невысокой специфичности (0.692) и средней чувствительности (0.780). Для ш1Я-21-5р максимальная аккуратность разделения составила 64,1%, при средних показателях специфичности (0.738), и очень низких показателях чувствительности (0.571). Комбинирование обеих микроРНК лишь незначительно увеличило площадь под ЯОС-кривой (рисунок 2Б). Оценку возможности разделения по клинико-патологическим характеристикам, по которым удалось обнаружить статистически значимые различия в плазменных уровнях наших микроРНК, не проводили из-за отсутствия практической необходимости в подобной диагностике.
Таблица 4 - Результаты ЯОС-анализа
Потенциальные маркеры/ комбинации Площадь под ЯОС-кривой, лис Оптималь-ная точка отсечения Специфичность Чувствительность Аккурат-ность разделения
ш1Я-145-5р 0.787 -7.19 0.692 0.780 0.744
ш1Я-21-5р 0.656 -3.17 0.738 0.571 0.641
ш1Я-145-5р + 21-5р 0.810 - 0.800 0.714 0.750
А Б
1 - Специфичность 1 - Специфичность
Рисунок 2 - ЯОС-кривые с оптимальными точками отсечения для изученных микроРНК. А - сравнение ш1Я-145-5р и
ш1Я-21-5р; Б - комбинация ш1Я-145-5р и ш1Я-21-5р.
Обсуждение
Мы провели сравнение плазменных уровней двух микроРНК, которые в предыдущих исследованиях показали связь с РМЖ, в группах пациентов РМЖ и контроля в казахской популяции для оценки их диагностического потенциала.
Более значимые различия в плазменных уровнях между двумя группами в нашей выборке показала miR-145-5p. Согласно литературным данным, miR-145 ингибирует экспрессию некоторых онкогенов и, таким образом, действует в качестве супрессора опухолей, подавляя пролиферацию, образование колоний, миграцию и инвазию клеток опухоли груди [36]. В соответствии с этой концепцией в большинстве опухолей наблюдаются понижение концентрации miR-145 по сравнению с нормальной тканью [37-39]. Большинство предыдущих исследований
циркулирующих микроРНК также сообщают о пониженном содержании этой микроРНК в плазме/сыворотке больных РМЖ в сравнении со здоровыми контролями [40-42]. Результаты нашего исследования не согласуются с этими данными - мы, наоборот, наблюдали однозначное повышение уровня miR-145-5p в плазме больных РМЖ. В предыдущей работе Mar-Aguilar с соав. наблюдали такую же картину в мексиканской популяции [43]. Таким образом, по направлению дисрегуляции циркулирующей miR-145-5p наша казахская популяция имеет сходство с мексиканской, и отличается от других изученных популяций. Наши результаты в сравнении с литературными данными подтверждают тезис о том, что применимость маркера необходимо проверять на конкретных этнических группах.
МикроРНК могут попадать в кровоток из опухолей путем активной секреции, апоптоза или некроза, и таким образом изменения в количестве циркулирующей микроРНК может отражать паталогический процесс [22, 23]. Однако, Chan c соав. показали, что уровни в опухоли и плазме могут быть дисрегулированы в противоположных направлениях [44]. Предполагают, что это происходит в результате избирательной секреции микроРНК опухолями [45], однако точные механизмы, лежащие за этими явлениями, остаются неясными. Вероятно, существуют какие-то факторы (наследственной или средовой природы), которые влияют на эти процессы и являются причиной несоответствия наших результатов (по направлению дисрегуляции miR-145 в плазме больных РМЖ) с предыдущими исследованиями.
Поиск исследований, поддерживающих наши результаты, привел нас к работе Manvati с соав. [46]. Они показали, что повышенная экспрессия miR-145 способствует агрессивной пролиферации и инвазии, вероятно, через ингибирование трех ключевых мишеней - SMAD3, DR5 и BRCA2, что приводит к ингибированию апоптоза и накоплению повреждений ДНК. Однако, следует отметить, что хотя в этом исследовании экспрессия miR-145 в опухолевой ткани повышалась с прогрессированием опухоли и распространением метастазов в подмышечные лимфоузлы, в нормальной ткани экспрессия данной микроРНК была еще выше, превышая опухолевый уровень в пять раз. Результаты данной работы свидетельствуют о том, что miR-145, может действовать и как супрессор, и как онкоген. Возможно,
что роль этой микроРНК меняется на разных стадиях опухолевой прогрессии.
Наиболее упоминаемой микроРНК в связи с РМЖ является miR-21-5p [23, 47]. Своими результатами мы также подтверждаем ассоциацию между miR-21-5p и РМЖ в казахской популяции: мы обнаружили достоверное повышение уровня этой микроРНК в плазме пациентов РМЖ по сравнению со здоровыми контролями.
Предыдущими работами показано, что miR-21-5p при РМЖ принимает участие преимущественно в процессах инвазии, ангиогенеза и метастазирования, а также что экспрессия miR-21-5p повышается по мере прогрессирования опухоли, в особенности на поздних стадиях канцерогенеза [48]. К сожалению, в нашей выборке пациенты с опухолями 3 и 4 стадий представлены незначительно, что не позволило нам проверить корреляцию между стадией опухоли и плазменной концентрацией этой микроРНК. Однако, мы обнаружили, что содержание miR-21-5p в плазме больных РМЖ с высоким уровнем Ю-67 (>20%) было достоверно повышено по сравнению с больными РМЖ с низким уровнем Ю-67 (<20%), что согласуются с выводами других исследований о том, что miR-21 способствует пролиферации опухоли молочной железы [49, 50].
Известно, что эстрадиол подавляет экспрессию miR-21 [51, 52]. Учитывая онкогенную природу miR-21 и тот факт, что уровень miR-21 обычно бывает повышен в именно ER-положительных опухолях [52, 53], можно было бы ожидать обратный эффект: эстрадиол должен активировать экспрессию miR-21. Это противоречие свидетельствует о сложной природе воздействия эстрадиола на онкогенез в молочной железе. Мы не наблюдали различий в плазменном уровне miR-21-5p между больными с ER-положительными и ER-отрицательными опухолями. Вместо этого, мы обнаружили ассоциацию наших микроРНК с факторами риска развития РМЖ, напрямую зависящими от женских половых гормонов - возрастом менархе и возрастом наступления менопаузы: уровень обеих микроРНК был достоверно понижен у пациентов с поздним менархе (15 лет и старше) по сравнению с остальными женщинами; а уровень miR-145-5p был достоверно повышен у пациентов в пременопаузе по сравнению с пациентами в постменопаузе. В соответствие с нашими данными miR-145-5p и miR-21-5p могут играть определенную роль в развитии РМЖ у женщин с данными факторами риска.
Умеренное употребление алкоголя является доказанным фактором риска развития РМЖ [54]. Считается, что ключевую роль на данном пути патогенеза также играют эстрогены, уровень которых повышается при приеме алкогольных напитков [54, 55]. Нам удалось выявить достоверное понижение концентрации обеих микроРНК в плазме пациентов, умеренно употреблявших алкоголь, несмотря на то, что их доля в выборке была незначительной (8 из 91). Полученные данные выглядят логично, если принять во внимание ранее упомянутое свойство эстрадиола понижать уровень miR-21.
ROC-анализ показал, что из двух изученных микроРНК плазменная miR-145-5p больше подходит на роль маркера диагностики РМЖ в казахской популяции со средней максимальной аккуратностью разделения по группам (74,4%, 116 человек из 156 были
классифицированы верно). Возможно, что аккуратность разделения можно будет повысить за счет применения для нормализации более стабильного эндогенного контроля или использования синтетической микроРНК в качестве экзогенного контроля. Заключение
Две циркулирующие в плазме микроРНК - ш1Я-145-5р и ш1Я-21-5р - были достоверно повышены у больных РМЖ по сравнению со здоровыми контролями в казахской популяции. Кроме того, была обнаружена связь с некоторыми клинико-патологическими характеристиками пациентов РМЖ: уровень ш1Я-21-
5р был ассоциирован с пролиферативной активностью опухоли, уровень ш1Я-145-5р - с менопаузальным статусом, уровни обеих микроРНК -с возрастом менархе и употреблением алкоголя. ЯОС-анализ показал средний потенциал применимости ш1Я-145-5р в диагностике РМЖ, и низкий потенциал для ш1Я-21-5р.
Работа выполнена за счет средств гранта №ЛР05132207 Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Hofelmann DA, Anjos JC, Ayala AL. [Survival for ten years and prognostic factors for women with breast cancer in Joinville in the State of Santa Catarina, Brazil] // Cien Saude Colet. - 2014. - Vol. 19 (6). - P. 1813-24.
2 Onega T, Goldman LE, Walker RL, Miglioretti DL, Buist DS, Taplin S, Geller BM, Hill DA, Smith-Bindman R. Facility Mammography Volume in Relation to Breast Cancer Screening Outcomes // J Med Screen. - 2016. - Vol. 23 (1). - P. 31-7.
3 Wang L. Early Diagnosis of Breast Cancer // Sensors (Basel) 2017. - Vol. 17 (7). - pii: E1572.
4 Hellquist BN, Czene K, Hjalm A, Nystrom L, Jonsson H. Effectiveness of population-based service screening with mammography for women ages 40 to 49 years with a high or low risk of breast cancer: socioeconomic status, parity, and age at birth of first child // Cancer. - 2015. - Vol. 121 (2). - P. 251-8.
5 Nelson HD, Fu R, Cantor A, Pappas M, Daeges M, Humphrey L. Effectiveness of breast cancer screening: systematic review and meta-analysis to update the 2009 U.S. Preventive Services Task Force Recommendation // Ann Intern Med. - 2016. - Vol. 164 (4). - P. 244-55.
6 Breast Cancer Surveillance Consortium (BCSC). Sensitivity, specificity, and false negative rate for 1,682,504 screening mammography examinations from 2007-2013. https://www.bcsc-research.org/statistics/screening-performance-benchmarks/screening-sens-spec-false-negative. - 2017.
7 Early Breast Cancer Trialists' Collaborative Group (EBCTCG). Aromatase inhibitors versus tamoxifen in early breast cancer: patient-level meta-analysis of the randomised trials // Lancet 2015. - Vol. 386 (10001). - P. 1341-1352.
8 Guerrero-Zotano AL, Arteaga CL. Neoadjuvant Trials in ER+ Breast Cancer: A Tool for Acceleration of Drug Development and Discovery // Cancer Discov. - 2017. -Vol. 7 (6). - P. 561-574.
9 Moo TA, Sanford R, Dang C, Morrow M. Overview of Breast Cancer Therapy // PET Clin. - 2018. - Vol. 13 (3). -P. 339-354.
10 Potosky AL, O'Neill SC, Isaacs C, Tsai HT, Chao C, Liu C, Ekezue BF, Selvam N, Kessler LG, Zhou Y, Schwartz MD. Population-based study of the effect of gene expression profiling on adjuvant chemotherapy use in breast cancer patients under the age of 65 years // Cancer. - 2015. - Vol. 121 (22). - P. 4062-70.
11 Greenlee H, DuPont-Reyes MJ, Balneaves LG, Carlson LE, Cohen MR, Deng G, Johnson JA, Mumber M, Seely D, Zick SM, Boyce LM, Tripathy D. Clinical practice guidelines on the evidence-based use of integrative therapies during and after breast cancer treatment // CA Cancer J Clin. - 2017. -Vol. 67 (3). - P. 194-232.
12 Li Q, Qin T, Bi Z, Hong H, Ding L, Chen J, Wu W, Lin X, Fu W, Zheng F, Yao Y, Luo M, Er Saw P, Wulf GM, Xu X, Song E, Yao H, Hu H. Racl activates non-oxidative pentose phosphate pathway to induce chemoresistance of breast cancer // Nat Commun. - 2020. -Vol. 11 (1). - 1456.
13 Zhong P, Chen X, Guo R, Chen X, Chen Z, Wei C, Li Y, Wang W, Zhou Y, Qin L. Folic Acid-Modified Nanoerythrocyte for Codelivery of Paclitaxel and Tariquidar to Overcome Breast Cancer Multidrug Resistance // Mol Pharm. - 2020. - doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.9b01148.
14 Jansson MD, Lund AH. MicroRNA and cancer // Mol Oncol. - 2012. - Vol. 6 (6). - P. 590-610.
15 Acunzo M, Romano G, Wernicke D, Croce CM. MicroRNA and cancer - a brief overview // Adv Biol Regul. - 2015. -Vol. 57. - P. 1-9.
16 Wu KL, Tsai YM, Lien CT, Kuo PL, Hung AJ. The Roles of MicroRNA in Lung Cancer // Int J Mol Sci. - 2019. - Vol. 20 (7). - doi: 10.3390/ijms20071611.
17 Hosseini M, Khatamianfar S, Hassanian SM, Nedaeinia R, Shafiee M, Maftouh M, Ghayour-Mobarhan M, ShahidSales S, Avan A. Exosome-Encapsulated microRNAs as Potential Circulating Biomarkers in Colon Cancer // Curr Pharm Des. - 2017. - Vol. 23 (11). - P. 1705-1709.
18 Deb B, Uddin A, Chakraborty S. miRNAs and ovarian cancer: An overview // J Cell Physiol. - 2018. - Vol. 233 (5). - P. 3846-3854.
19 Aggarwal V, Priyanka K, Tuli HS. Emergence of Circulating MicroRNAs in Breast Cancer as Diagnostic and Therapeutic Efficacy Biomarkers // Mol Diagn Ther. -2020. -doi: 10.1007/s40291-020-00447-w.
20 Pimentel F, Bonilla P, Ravishankar YG, Contag A, Gopal N, LaCour S, Lee T, Niemz A. Technology in MicroRNA Profiling: Circulating MicroRNAs as Noninvasive Cancer Biomarkers in Breast Cancer // J Lab Autom. - 2015. - Vol.
20 (5). - P. 574-88.
21 Glinge C, Clauss S, Boddum K, Jabbari R, Jabbari J, Risgaard B, Tomsits P, Hildebrand B, Kääb S, Wakili R, Jespersen T, Tfelt-Hansen J. Stability of Circulating Blood-Based MicroRNAs - Pre-Analytic Methodological Considerations // PLoS One. - 2017. - Vol. 12 (2). -e0167969.
22 Sun Z, Shi K, Yang S, Liu J, Zhou Q, Wang G, Song J, Li Z, Zhang Z, Yuan W. Effect of exosomal miRNA on cancer biology and clinical applications // Mol Cancer. - 2018. -Vol. 17 (1). - 147.
23 Schwarzenbach H. Clinical Relevance of Circulating, Cell-Free and Exosomal microRNAs in Plasma and Serum of Breast Cancer Patients // Oncol Res Treat. - 2017. -Vol. 40 (7-8). - P. 423-429.
24 McGuire A, Brown JA, Kerin MJ. Metastatic breast cancer: the potential of miRNA for diagnosis and treatment
monitoring // Cancer Metastasis Rev. - 2015. - Vol. 34 (1).
- P. 145-55.
25 Hamam R, Hamam D, Alsaleh KA, Kassem M, Zaher W, Alfayez M, Aldahmash A, Alajez NM. Circulating microRNAs in breast cancer: novel diagnostic and prognostic biomarkers // Cell Death Dis. - 2017. - Vol. 8 (9). - e3045.
26 Nassar FJ, Nasr R, Talhouk R. MicroRNAs as biomarkers for early breast cancer diagnosis, prognosis and therapy prediction // Pharmacol Ther. - 2017. - Vol. 172. - P. 3449.
27 Shariff-Marco S, Gomez SL, Canchola AJ, Fullington H, Hughes AE, Zhu H, Pruitt SL. Nativity, ethnic enclave residence, and breast cancer survival among Latinas: Variations between California and Texas // Cancer. - 2020.
- doi: 10.1002/cncr.32845.
28 Wu SM, Tsai WS, Chiang SF, Lai YH, Ma CP, Wang JH, Lin J, Lu PS, Yang CY, Tan BC, Liu H. Comprehensive transcriptome profiling of Taiwanese colorectal cancer implicates an ethnic basis for pathogenesis // Sci Rep. -2020. - Vol. 10 (1). - P. 4526.
29 Zhao H, Shen J, Medico L, Wang D, Ambrosone CB, Liu S. A pilot study of circulating miRNAs as potential biomarkers of early stage breast cancer // PLoS One. -2010. - Vol. 29. - Vol. 5 (10). - e13735.
30 Zununi Vahed S, Barzegari A, Rahbar Saadat Y, Mohammadi S, Samadi N. A microRNA isolation method from clinical samples // Bioimpacts. - 2016. - Vol. 6 (1). -P. 25-31.
31 Donati S, Ciuffi S, Brandi ML. Human Circulating miRNAs Real-time qRT-PCR-based Analysis: An Overview of Endogenous Reference Genes Used for Data Normalization // Int J Mol Sci. - 2019. - Vol. 20 (18). - pii: E4353.
32 McDermott AM, Kerin MJ, Miller N. Identification and validation of miRNAs as endogenous controls for RQ-PCR in blood specimens for breast cancer studies // PLoS One.
- 2013. - Vol. 8 (12). - e83718.
33 Königshoff M, Kramer M, Balsara N, Wilhelm J, Amarie OV, Jahn A, Rose F, Fink L, Seeger W, Schaefer L, Günther A, Eickelberg O. WNT1-inducible signaling protein-1 mediates pulmonary fibrosis in mice and is upregulated in humans with idiopathic pulmonary fibrosis // J Clin Invest.
- 2009. - Vol. 119 (4). - P. 772-87.
34 The jamovi project (2020). Jamovi (Version 1.2) [Computer Software]. Retrieved from https://www.jamovi.org.
35 Goksuluk D, Korkmaz S, Zararsiz G, Karaagaoglu AE. easyROC: An Interactive Web-tool for ROC Curve Analysis Using R Language Environment // The R Journal. - 2016. -Vol. 8 (2). - P. 213-230.
36 Ye P, Shi Y, An N, Zhou Q, Guo J, Long X. miR-145 overexpression triggers alteration of the whole transcriptome and inhibits breast cancer development // Biomed Pharmacother. - 2018. - Vol. 100. - P. 72-82.
37 Sachdeva M, Zhu S, Wu F, Wu H, Walia V, Kumar S, Elble R, Watabe K, Mo Y-Y. P53 represses c-Myc through induction of the tumor suppressor miR-145 // Proc Natl Acad Sci USA. - 2009. - Vol. 106 (9). - P. 3207-12.
38 Tang W, Zhang X, Tan W, Gao J, Pan L, Ye X, Chen L, Zheng W. miR-145-5p Suppresses Breast Cancer Progression by Inhibiting SOX2 // J Surg Res. - 2019. - Vol. 236. - P. 278-287.
39 Jiang Y, Wang D, Ren H, Shi Y, Gao Y. MiR-145-targeted HBXIP modulates human breast cancer cell proliferation // Thorac Cancer. - 2019. - Vol. 10 (1). - P. 71-77.
40 Ng EK, Li R, Shin VY, Jin HC, Leung CP, Ma ES, Pang R, Chua D, Chu KM, Law WL, Law SY, Poon RT, Kwong A.
Circulating microRNAs as specific biomarkers for breast cancer detection // PLoS One. - 2013. - Vol. 8(1). - e53141.
41 Kodahl AR, Lyng MB, Binder H, Cold S, Gravgaard K, Knoop AS, Ditzel HJ. Novel circulating microRNA signature as a potential non-invasive multi-marker test in ERpositive early-stage breast cancer: a case control study // Mol Oncol. - 2014. - Vol. 8 (5). - P. 874-83.
42 Hu J, Xu J, Wu Y, Chen Q, Zheng W, Lu X, Zhou C, Jiao D. Identification of microRNA-93 as a functional dysregulated miRNA in triple-negative breast cancer // Tumour Biol. -2015. - Vol. 36 (1). - P. 251-8.
43 Mar-Aguilar F, Mendoza-Ramírez JA, Malagón-Santiago I, Espino-Silva PK, Santuario-Facio SK, Ruiz-Flores P, Rodríguez-Padilla C, Reséndez-Pérez D. Serum circulating microRNA profiling for identification of potential breast cancer biomarkers // Dis Markers. - 2013. - Vol. 34 (3). -P. 163-9.
44 Chan M, Liaw CS, Ji SM, Tan HH, Wong CY, Thike AA, Tan PH, Ho GH, Lee AS. Identification of circulating microRNA signatures for breast cancer detection // Clin Cancer Res.
- 2013. - Vol. 19 (16). - P. 4477-87.
45 Fan Q, Yang L, Zhang X, Peng X, Wei S, Su D, Zhai Z, Hua X, Li H. The emerging role of exosome-derived non-coding RNAs in cancer biology // Cancer Lett. - 2018. - Vol. 414. -P. 107-115.
46 Manvati S, Mangalhara KC, Kalaiarasan P, Chopra R, Agarwal G, Kumar R, Saini SK, Kaushik M, Arora A, Kumari U, Bamezai RNK, Dhar PK. miR-145 supports cancer cell survival and shows association with DDR genes, methylation pattern, and epithelial to mesenchymal transition // Cancer Cell Int. - 2019. - Vol. 19. - 230.
47 Adhami M, Haghdoost AA, Sadeghi B, Malekpour Afshar R. Candidate miRNAs in human breast cancer biomarkers: a systematic review // Breast Cancer. - 2018. - Vol. 25(2).
- P. 198-205.
48 Petrovic N. miR-21 Might be Involved in Breast Cancer Promotion and Invasion Rather than in Initial Events of Breast Cancer Development // Mol Diagn Ther. - 2016. -Vol. 20 (2). - P. 97-110.
49 Qiu Y-F, Wang M-X, Meng L-N, Zhang R, Wang W.
MiR-21 regulates proliferation and apoptosis of oral cancer cells through TNF-a // Eur Rev Med Pharmacol Sci.
- 2018. Vol. 22 (22). - P. 7735-7741.
50 Wang H, Tan Z, Hu H, Liu H, Wu T, Zheng C, Wang X, Luo Z, Wang J, Liu S, Lu Z, Tu J. microRNA-21 promotes breast cancer proliferation and metastasis by targeting LZTFL1 // BMC Cancer. - 2019. - Vol. 19 (1). - 738.
51 Wickramasinghe NS, Manavalan TT, Dougherty SM, Riggs KA, Li Y, Klinge CM. Estradiol downregulates miR-21 expression and increases miR-21 target gene expression in MCF-7 breast cancer cells // Nucleic Acids Res. - 2009. -Vol. 37 (8). - P. 2584-95.
52 Sugatani T, Hruska KA. Down-regulation of miR-21 biogenesis by estrogen action contributes to osteoclastic apoptosis // J Cell Biochem. - 2013. - Vol. 114 (6). - P. 1217-22.
53 Howard EW, Yang X. microRNA Regulation in Estrogen Receptor-Positive Breast Cancer and Endocrine Therapy // Biol Proced Online. - 2018. - Vol. 20. - 17.
54 McDonald JA, Goyal A, Terry MB. Alcohol Intake and Breast Cancer Risk: Weighing the Overall Evidence // Curr Breast Cancer Rep. - 2013. - Vol. 5 (3). - 10.1007/s12609-013-0114-z.
55 Frydenberg H, Flote VG, Larsson IM, Barrett ES, Furberg AS, Ursin G, Wilsgaard T, Ellison PT, McTiernan A, Hjartäker A, Jasienska G, Thune I. Alcohol consumption, endogenous estrogen and mammographic density among
premenopausal women // Breast Cancer Res. - 2015. - Vol. 17 (1). - 103.
К.О. Шарипов 1,2, Е.Е. Аширбеков 1, А.О. Абайлдаев 1, Д.М. Ботбаев 1, А.М. Белкожаев 1, Д.М. Бекжанова 3, Н.Э. Айтхожина 1
1 М.Э. Айтхожин атындагы молекулалыц биология жэне биохимия институты, Алматы, Цазацстан; 2 С.Ж. Асфендияров атындагы Цазац улттыцмедициналыцуниверситету Алматы, Цазацстан; 3 Царасай орталыц аудандыц ауруханасы, Цаскелен, Алматы облысы, Цазацстан.
КАЗАЦ ЭЙЕЛДЕР1НЩ CYT БЕЗ1 ЦАТЕРЛ1 1С1Г1 КЕЗ1НДЕГ1 АЙНАЛМАЛЫ MIR-145 ЖЭНЕ MIR-21 ДЕН.ГЕЙ1
Тушн Сут 6e3i цатерлi ст - букы элемдегi эйелдер арасыдагы ец квп аныцталатын цатерлi Шк болып табылады. Ауруды ертерек аныцтауга жэне влiмдi едэуiр твмендетуге мумкшдж берген скринингтц жетктктерте царамастан, сут безi цатерлi i^rn ерте аныцтау, диагностикалау жэне болжау ушт жаца сетмду минималды инвазивтi жэне арзан биомаркерлер iздеу цажеттыш туындайды. Бул жумыстыц мацсаты - бутан дейiнгi эдебиетте сут безiцатерлiШгтцмаркерлерiретшде усынылган miR-145 жэне miR-21 ек айналмалы микроРНЦ-ныц диагностикалыц цундылыгын цазац эйелдернц yлгiсiнде (91 науцас жэне 65 сау) тексеру болып табылады. Сандыц ПТР эдiсiн цолдана отырып, бiз микроРНЦ-ныц екеунц де концентрациясы сау эйелдермен салыстырганда науцастардыц
плазмасында айтарлыцтай жогары екетн аныцтадыц. Сонымен цатар, науцастар тобындагы кейбiр клинико-патологиялыц сипаттамалармен байланыстары: miR-21-5p децгейнц iсiктiц nролиферативтi белсендшгтен ассоциациясы, miR-145-5p децгейшщ менопаузалыц жагдайымен ассоциациясы, жэне ек микроРНЦ децгейлернц менархе жасымен жэне алкоголь тутынуымен ассоцияциясы аныцталды. ROC-талдауы сут безi цатерлi i^rn диагностикалауда miR-145-5p цолданудыц орташа потенциясы, ал miR-21-5p цолданудыц твмен потенциясы бар болганын кврсетт!
Tyümdi свздер: сут безi цатерлi i^i, микроРНК, miR-21, miR-145, диагностика.
Sharipov K.O.1,2, Ashirbekov Y.Y.1, Abaildayev A.O.1, Botbayev D.M.1, Belkozhayev A.M.1, Bekzhanova D.M.3, Aitkhozhina N.A.1
1 M. Aitkhozhin Institute of Molecular Biology and Biochemistry, Almaty, Kazakhstan;
2 Asfendiyarov Kazakh national medical university, Almaty, Kazakhstan;
3 Karasai central district hospital, Kaskelen, Almaty region, Kazakhstan
CIRCULATING MIR-145 AND MIR-21 IN BREAST CANCER IN THE KAZAKH POPULATION
Resume Breast cancer (BC) is the most commonly diagnosed cancer type in women around the world. Despite advances in screening that have made it possible to detect the disease at an earlier stage and significantly reduce mortality, there is a need to identify new reliable, minimally invasive and cheap biomarkers for the early detection, diagnosis and prognosis of breast cancer. The aim of this study was to test the diagnostic value of two circulating miRNAs: miR-145-5p and miR-21-5p, recommended in the literature as markers of breast cancer, in Kazakh women (91 patients and 65 healthy controls). Using the quantitative PCR technique, we found that both miR-145-5p and miR-21-5p levels were significantly elevated in the plasma of breast cancer patients
in comparison to healthy controls. In addition, associations with some clinicopathological characteristics in the patient group were found: the level of miR-145-5p was associated with menopausal status; the level of miR-21-5p was associated with the proliferative activity of tumors; the levels of both miR-145-5p and miR-21-5p were associated with age at menarche and alcohol consumption. ROC-analysis showed an intermediate potential for usefulness in breast cancer diagnostics for miR-145-5p, and a low potential for miR-21-5p.
Key words: breast cancer, microRNA, miR-21, miR-145, diagnostics.
