ПОЛІАМІНИ ПРИ РАКУ ПРОСТАТИ: ЗВ’ЯЗОК З АГРЕСИВНІСТЮ ПУХЛИН ТА РИЗИКОМ ПРОГРЕСУВАННЯ ЗАХВОРЮВАННЯ
С.П. Залєток1, О.О. Кленов1, В.В. Бентрад1, М.П. Прилуцький1, Ю.В. Яніш1, Ю.В. Вітрук2, Е.О. Стаховський2
1 Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України,
2 Національний інститут раку, Київ, Україна
DOI: https://doi.org/10.15407/oncology.2023.02.128
Змінений метаболізм є однією з ключових молекулярних характеристик раку передміхурової залози (РПЗ). Пошук нових тканинних біомаркерів, які могли б слугувати для діагностики, оцінки агресивності та ризику прогресування РПЗ є актуальною проблемою. В цьому плані поліаміни (ПА) — спермін (Спн), спермідин, путресцин — речовини, що необхідні для проліферації і росту клітин, заслуговують на особливу увагу. Мета: дослідити рівні ПА в післяопераційних та біопсійних зразках доброякісних і злоякісних пухлин передміхурової залози людини для визначення потенційної можливості їх використання для більш точної диференційної діагностики, оцінки агресивності РПЗ та ризику прогресування захворювання. Об’єкт і методи: в дослідженні використані 120 післяопераційних зразків пухлинної тканини пацієнтів з РПЗ (n = 100) та з доброякісною гіперплазією передміхурової залози (ДГПЗ, n= 20), а також 40 зразків, отриманих при мультифокальній трепан-біопсії простати 20 первинних нелікованих хворих (20 зразків були оцінені як злоякісна тканина, 20 — як доброякісна). Для визначення ПА використовували метод високоефективної рідинної хроматографії високого тиску (ВЕРХ). Статистичну обробку результатів проводили методами варіаційної статистики з застосуванням стандартних ліцензійних комп’ютерних програм STATISTICA 6.0, Microsoft Ехсеl. Значимість відмінностей між показниками у різних групах оцінювали за допомогою t-критерію Стьюдента. Відмінності вважалися достовірними при р<0,05. Для виявлення корелятивних зв’язків між досліджуваними показниками обчислювали коефіцієнти кореляції Спірмана. Результати: встановлено, що при гіпер- плазії простати рівні ПА значно вищі від таких у злоякісних пухлинах передміхурової залози. Найбільш суттєву різницю між РПЗ та ДГПЗ спостерігали для сперміну. Встановлено зв’язок між рівнем Спн і гістологічною оцінкою диференціювання РПЗ за шкалою Глісона та ризиком прогресування хвороби. Висновки: обернений зв’язок рівнів Спн зі ступенем диференціювання пухлин за шкалою Глісона та ризиком прогресування хвороби свідчать про участь Спн у формуванні агресивності РПЗ та демонструють перспективність його застосування як додаткового тканинного маркера для диференційної діагностики пухлин простати, оцінки злоякісності РПЗ та ризику прогресування захворювання.
Посилання
- Siegel RL, Miller KD, Fuchs HE, Jemal A. Cancer statis- tics CA: A Cancer J Clinicians 2022; 72 (1): 7–33. https://doi.org/10.3322/caac.21708.
- Bernard B, Burnett C, Sweeney CJ, et al. Impact of age at diagnosis of de novo metastatic prostate cancer on Cancer 2020; 126 (5), 986–93. https://doi.org/10.1002/ cncr.32630.
- Fedorenko Z, Sumkina O, Goroh Ye, et al. Cancer in Ukraine, 2020–2021. Morbidity, mortality, performance indicators of the oncology service. Bull Natl Cancer Reg Ukr; Kyiv; 2022; 23: 132 http://www.ncru.inf.ua/publications/BULL_23/PDF/BULL_23.pdf (in Ukrainian).
- Pavlova NN, Thompson The emerging hallmarks of cancer metabolism. Cell Metab 2016; 23: 27–47. https:// doi.org/10.1016/j.cmet.2015.12.006.
- Cheung PK, Ma MH, Tse HF, et al. The applications of metabolomics in the molecular diagnostics of Expert Rev Mol Diagn 2019; 19 (1): 785–93. doi.org/10.1080/ 14737159.2019.1656530.
- Gómez-Cebrián N, Poveda JL, Pineda-Lucena A, Puchades- Carrasco Metabolic phenotyping in prostate cancer using multi-omics approaches. Cancers (Basel) 2022; 14 (3): 596. doi: 10.3390/cancers14030596.
- Vander Heiden MG, Lunt SY, Dayton TL, et al. Metabolic pathway alterations that support cell proliferati Cold Spring Harb Symp Quant Biol 2011; 76: 325–334. doi: 10. 1101/sqb.2012.76.010900.
- Harris Development of cancer metabolism as a thera- peutic target: new pathways, patient studies, stratifi ation and combination therapy. Br J Cancer 2020; 122: 1–3. doi: 10.1038/s41416-019-0666-4.
- Lyssiotis CA, Nagrath D. Metabolic reprogramming and vulnerabilities in cance Cancers 2019; 12: 90. doi: 10. 3390/cancers12010090.
- Stine ZE, Schug ZT, Salvino JM, Dang Targeting cancer metabolism in the era of precision oncology. Nat Rev Drug Discov 2021; 3: 2–22. doi: 10.1038/s41573-021- 00339-6.
- Cancer: prediction, diagnosis, progression, prognosis, and recurren Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2016; 25 (6): 887–906. https://doi.org/10.1158/1055-9965.EPI-15- 1223.
- Lima AR, Bastos Mde L, Carvalho M, et al. Biomarker dis- covery in human prostate cancer: an update in metabolom- ics stu Transl Oncol 2016; 9 (4): 357–70. https://doi. org/10.1016/j.tranon.2016.05.004.
- Lin Y, Zhao X, Miao Z, et al. Data–driven translational prostate cancer research: from biomarker discovery to clini- cal decis J Transl Med 2020; 18: 119–36. doi: 10.1186/ s12967-020-02281-4.
- Kdadra M, Höckner S, Leung H, et al. Metabolomics bio- markers of prostate cancer: a systematic review. Diag- nostics (Basel) 2019; 9: 21–65. doi: 3390/diagnostics 9010021.
- Zadvornyi ТV, Borikun TV, Lukianova NYu, et al. Expression of miRNA–126, –205 AND –214 in benign and malignant neoplasms of the prostate gland: possible diagnostic and prognostic signifi an Oncology 2019; 21 (1): 10–6. doi: 10.32471/oncology.2663–7928.t–21–3–2019–g.7695. (in Ukrainian).
- Polyamin A Universal molecular nexus for growth, sur- vival, and specialized metabolism. Kusano T, Suzuki H. (eds). Springer 2015: 330 p. ISBN-10: 4431552111.
- Igarashi K, Kashiwagi K. The functional role of polyamines in eukaryotic Int J Biochem Cell Biol 2019; 107: 104–15. https://doi.org/10.1016/j.biocel.2018.12.012.
- Igarashi K, Kashiwagi K. Functional roles of polyamines and their metabolite acrolein in eukaryotic Amino Acids 2021; 53: 1473–92. https://doi.org/10.1007/s00726-021- 03073-w.
- Zahedi K, Barone S, and Soleimani Polyamines and their metabolism: from the maintenance of physiologi- cal homeostasis to the mediation of disease. Medical Sci- ences 2022; 10 (3): 38. https://doi.org/10.3390/medsci 10030038.
- Childs AC, Mehta DJ, Gerner EW. Polyamine–dependent gene express Cell Mol Life Sci 2003; 60 (7):1394–406. doi: 10.1007/s00018-003-2332-4.
- Li J, Meng Y, Wu X, et al. Polyamines and related signaling pathways in cance Cancer Cell Int 2020; 20: 539. doi: 10.1186/s12935–020–01545–9.
- Bachmann AS, Geerts Polyamine synthesis as a target of MYC oncogenes. J Biol Chem. 2018; 293 (48): 18757–69. doi: 10.1074/jbc.TM118.003336.
- Guo Yu, Ye Q, Deng P, et al. Spermine synthase and MYC cooperate to maintain colorectal cancer cell survival by repressing Bim express Nat Commun 2020; 11: 3243. doi: 10.1038/s41467-020-17067-x.
- Berdinskikh NK. Zaletok SP. Poliaminy i opukholevyi ros Kiyv: Nauk. dumka, 1987. 140 p. (in Russian).
- Zaletok The role of polyamines in carcinogenesis and tumor growth. In: Onkolohiya. Lektsiyi. Chekhun VF (eds). K: Zdorov’ya Ukrayiny, 2010: 354–70. (in Ukrainian).
- Casero RA Jr, Murray Stewart T, Pegg Polyamine me- tabolism and cancer: treatments, challenges and opportuni- ties. Nat Rev Cancer 2018; 18 (11): 681–95. doi: 10.1038/ s41568-018-0050-3.
- Cohen A guide to the polyamines. NY: Oxford Univ Press, 1998: 240 p.
- Harrison GA. Spermine in human t Biochem J 1931; CCII: 1885–92.
- Harrison GA. CL The approximate determination of spermine in single human organs. Biochem J 1933; CLIII: 1152–6.
- Palavan-Unsal, Aloglu-Senturk SM,. Arısan The function of polyamine metabolism in prostate cancer. Exp. Oncol 2006; 28: 178–86.
- Shukla-Dave A, Castillo-Martin M, Chen M, et al. Ornithine decarboxylase is suffi ient for prostate tumorigenesis via androgen receptor Am J Pathol 2016; 186 (12): 3131–45. doi: 10.1016/j.ajpath.2016.08.021.
- Huang W, Eickhoff JC, Mehraein-Ghomi F, et al. Expression of spermidine/spermine N1-acetyl transferase (SSAT) in human prostate tissues is related to prostate cancer pro- gression and metast Prostate 2015; 75: 1150–9. doi: 10.1002/pros.22996.
- Zabala-Letona A, Arruabarrena-Aristorena A, Martín-Mar- tín N, et al. mTORC1–dependent AMD1 regulation sustains Polyamine metabolism in prostate cance Nature 2017; 547 (7661): 109–13. doi: 10.1038/nature22964.
- Smith R, Litwin M, Lu Y, Zetter Identifi ation of an en- dogenous inhibitor of prostate carcinoma cell growth. Na- ture Med 1995; 1: 1040–5. doi: 10.1038/nm1095-1040.
- Koike C, Chao DT, and Zetter Sensitivity to polyamine- induced growth arrest correlates with antizyme induc- tion in prostate carcinoma cells. Cancer Res 1999; 59: 6109–12.
- Andersen MK, Giskeødegård GF, Tessem M-B. Metabolic alterations in tissues and biofl of prostate cancer pa- Curr Opin Endocr Metab Res 2020; 10: 23–8. doi: 10.1016/j.coemr.2020.02.003
- Zaletok S, Klenov O, Bentrad V, et al. Polyamines as new potential biomarkers for differential diagnosis of prostate cancer and estimation of its Exp Oncol 2022; 44 (2): 148–154. doi: 10.32471/exp-oncology.2312-8852. vol-44-no-2.17758.
- Pérez-Riesgo E, Hernando-Pérez E, Feij V, et al. Trans- criptional basis of Ca2+remodeling reversal induced by polyamine synthesis inhibition in colorectal cancer cells. Cancers (Basel) 2023; 15 (5): doi: 10.3390/cancers 15051600.
- Meyskens F, Simoneau A, Gerner Chemoprevention of prostate cancer with the polyamine synthesis inhibitor di- fl oromethylornithine. Recent Results Cancer Res 2014; 202: 115–120. doi: 10.1007/978-3-642-45195-9_14.
- Gerbaut Determination of erythrocytic polyamines by reversed-phase liquid chromatography. Clin Chem 1991; 37: 2117–20.
- Lakin GF. M: Vysshaya shkola 1990: 352 p. (in Russian).
- Gubler EV, Genkin AA. Application of non-parametric cri- teria of statistics in medical and biological Lenin- grad 1973: 141 p. (in Russian).
- Tessem MB, Bertilsson H, Angelsen А, et al. A Balanced tis- sue composition reveals new metabolic and gene expression markers in prostate PLoS One 2016; 11: e0153727. doi: 10.1371/journal.pone.0153727/
- McDunn JE, Li Z, Adam K-P, et al. Metabolomic signatures of aggressive prostate The Prostate 2013; 73 (14): 1547–60. doi: 10.1002/pros.22704.
- Aff onti HC, Rowsam AM, Pellerite AJ, et al. Pharmaco- logical polyamine catabolism upregulation with methionine salvage pathway inhibition as an effective prostate cancer Nat Commun 2020; 11 (1): 52–67. doi: 10.1038/ s41467-019-13950-4/
- Sun L, Yang J, Qin Y, et al. Discovery and antitumor evaluation of novel inhibitors of spermine oxidas J Enz Inhib Med Chem 2019; 34 (1): 1140–51. doi: 10.1080/14756366. 2019.1621863.
- Peng Q, Wong CY-P, Cheuk IW-y, et al. The emerging clini- cal role of spermine in prostate Int J Mol Sci 2021; 22: 4382–402. doi: 10.3390/ij 94382.
- Battaglia V, DeStefano Shields C, Murray-Stewart T, et al. Polyamine catabolism in carcinogenesis: potential targets for chemotherapy and chemopreve Amino Acids 2014; 46 (3): 511–9. doi: 10.1007/s00726-013-1529-6.
- Bentrad VV, Zaletok SP, Klenov OO, et al. Expression of genes encoding polyamine enzymes in malignant and be- nign tumors of the human prostate. Oncology 2020; 22 (1–2): 32−5. doi: 32471/oncology.2663-7928.t-22-1- 2020-g.8739.
- Giskeødegård GF, Bertilsson H, Selnæs KM, et al. Sper- mine and citrate as metabolic biomarkers for assessing pros- tate cancer aggressiven PLoS One 2013; 8 (4): e62375. doi: 10.1371/journal.pone.0062375.
- Braadland PR, Giskeødegård G, Sandsmark E, et al. Ex vivo metabolic fingerprinting identifies biomarkers predictive of prostate cancer recurrence following radical prostatectomy. Br J Canc 2017; 117: 1656–64. doi: 1038/bjc.2017.346.
- Goodwin AC, Jadallah S, Toubaji A, et al. Increased spermine oxidase expression in human prostate cancer and prostatic intraepithelial neoplasia Prostate 2008; 68: 766–72. doi: 10.1002/pros.20735.
Без коментарів » Додати коментар