МАТРИКСНІ МЕТАЛОПРОТЕЇНАЗИ-2 ТА -9 ЯК РЕДОКС-ЗАЛЕЖНІ МАРКЕРИ МЕТАСТАЗУВАННЯ РАКУ МОЛОЧНОЇ ЗАЛОЗИ

Ганусевич І.І., Вірко С.В., Бурлака А.П.

Визначення прогностичних чинників є ключовим моментом для оцінки агресивності раку молочної залози (РМЗ), індивідуального прогнозу та вірогідної відповіді на проведене лікування. Матриксні металопротеїнази (ММП) -2 та -9 (желатинази) є редокс-залежними молекулами, які забезпечують протеолітичну деградацію міжклітинного матриксу та сигналінг на кожному з етапів метастатичного каскаду. Мета: дослідити зв’язок редокс-залежної активації желатиназ з метастазуванням, рівні активності ММП-2 і -9 у жировій тканині (ЖТ) хворих на РМЗ з ожирінням та у сироватці хворих на РМЗ з різним гормонорецепторним статусом пухлин. Об’єкт і методи: досліджено кров, пухлинну та ЖТ 116 хворих на РМЗ стадій I–IV. Використано методи зимографії в поліакриламідному гелі, електронно-парамагнітного резонансу, статистичні. Результати: у регуляції деструкції міжклітинного матриксу під час прогресії РМЗ задіяні супероксидні радикали (СР), які здійснюють контроль активності желатиназ. Рівні швидкості генерування СР та активності ММП-2 та -9 в пухлині корелюють між собою, із стадіями та регіонарним метастазуванням РМЗ. Рівні активності желатиназ у ЖТ молочної залози у хворих на РМЗ базального молекулярного підтипу з ожирінням залежать від об’єму ЖТ та відстані її розташування від пухлини. Виявлено порушення окисно-відновного стану нейтрофілів та функціонування желатиназ у сироватці крові хворих на РМЗ репродуктивного віку, які залежать від гормонального статусу жінки, проявляються зростанням рівнів СР та активності ММП-9 при ER-/PR--статусі пухлини та можуть впливати на перебіг захворювання і виживаність хворих. Висновки: показники активності желатиназ, визначені в пухлині та крові, є перспективними маркерами прогресії РМЗ, зокрема для хворих з надмірною масою тіла та/або репродуктивного віку з певним гормональним статусом.


DOI: 10.32471/oncology.2663-7928.t-23-3-2021-g.9732

Рак молочної залози (РМЗ) є надзвичайно розповсюдженою онкологічною патологією; у розвинених країнах захворювання вражає майже кожну десяту жінку і займає одне з перших місць у структурі захворюваності жіночого населення на рак. РМЗ є одним з найпоширеніших онкологічних захворювань в Україні та світі. Показник захворюваності на РМЗ постійно підвищується і наразі становить більше 60 випадків на 100 тис. жіночого населення, хоча показник смертності має тенденцію до зниження [1, 2]. Однією з основних причин збільшення кількості хворих онкологічного профілю є зростання популяції осіб похилого віку, ризик захворіти на РМЗ у віці >65 років у 150 разів перевищує такий у осіб віком <30 років.

У тих країнах, де вдалося досягти зниження показників смертності від РМЗ, це відбувається за рахунок осіб молодого та середнього віку. Покращенням показників виживаності хворих на РМЗ ми зобов’язані більш ранній діагностиці та вдосконаленню методів лікування. Тому визначення прогностичних чинників є ключовим моментом для оцінки агресивності захворювання, індивідуального прогнозу та вірогідної відповіді на проведену терапію [1, 2].

Панель прогностичних факторів для РМЗ постійно розширюється. Наразі найбільш значущими вважають наступні клініко-морфологічні та біологічні прогностичні чинники: стадію захворювання, розмір пухлини, стан країв резекції та наявність пухлинних клітин у лімфатичних та кровоносних судинах, інфільтрацію оточуючих тканин, статус регіонарних лімфатичних вузлів (РЛВ), наявність місцевого рецидиву і віддалених метастазів (поодинокі, множинні) та їх локалізацію (кісткові, вісцеральні, ураження центральної нервової системи), гістологічний тип і ступінь гістологічної злоякісності пухлини, рецепторний статус (рівень експресії рецепторів до естрогенів (estrogen receptors — ER), прогестерону (progesterone receptor — PR) та епідермального фактора росту (HER2/new)), Ki-67, фракцію S-фази, плоїдність, p53, bcl-2, рівень катепсину D, активність ангіогенезу та ін. Предиктивні молекулярно-біологічні маркери РМЗ, які сьогодні досліджують, визначаються факторами, що залучені до патологічних процесів, і в сукупності визначають здатність клітини до злоякісного росту; найважливішими серед них є ER та PR, прогностичне значення яких пов’язане перш за все з високою чутливістю ER- та PR-позитивних пухлин до гормональної терапії анти­естрогеновими препаратами [3, 4].

На сьогодні відомо, що ожиріння як основний симптом метаболічного синдрому підвищує ризик виникнення та несприятливого перебігу деяких видів раку, зокрема і РМЗ. Жирова тканина (ЖТ) молочної залози — мамарна ЖТ, представлена неоднорідною популяцією клітин — адипоцитами, ендотеліальними клітинами, макрофагами, перицитами і попередниками адипоцитів. За умов наявності надмірної ваги ЖТ характеризується зміненим метаболізмом та ознаками хронічного запалення, які виявляють себе зміною секреції адипокінів, стимуляцією продукції прозапальних цитокінів, активацією ліполізу, дисфункцією мітохондрій, формуванням гіпоксії [1, 2]. Гіпертрофована дисфункціональна ЖТ при ожирінні впливає на мікрооточення пухлини та в результаті — на перебіг пухлинної прогресії. Відтак, дослідження характеристик ЖТ в якості прогностичних маркерів при онкологічних захворюваннях є актуальним [5–7].

Необхідно зважати на те, що РМЗ — неоднорідна група пухлин, які відрізняються за морфологією, клінічним перебігом та чутливістю до лікування. Досягнення сучасної молекулярної біології представляють широкий спектр онкомаркерів, що дають можливість прогнозувати перебіг захворювання, безрецидивну та загальну виживаність та контролювати ефективність терапії. Але для клінічного використання рекомендовано незначну кількість біомаркерів. Кореляція між деякими імуногістохімічними маркерами лежить в основі клінічних рекомендацій щодо ад’ювантної терапії РМЗ. Багато з них є інформативними, доступними, але не пов’язані з деякими клініко-патологічними показниками, не мають визначених порогових рівнів, можуть спричиняти гіпердіагностику, тобто загалом не відображають індивідуальних особливостей пухлини та організму пацієнта [3, 4].

Редокс-стан, або редокс-баланс — це ступінь окиснення тканин. Він регулює експресію генів, змінює стабільність білків, модулює клітинні програми. Зміна редокс-стану пов’язана з агресивністю зло­якісних пухлин і є основною ознакою канцерогенезу. Порушення редокс-стану є ключовим фактором виживання клітин у мікрооточенні як пухлин, так і метастазів, та може спричинити прогресування раку. Мітохондрії — основні редокс-формуючі органели в клітині, вони генерують супероксидні радикали (СР) та NO. У міжклітинному просторі редокс-стан формується витоком активних форм кисню (АФК) з клітин та мігрованими нейтрофілами, макрофагами. Сучасні дослідники вважають, що нові терапевтичні стратегії будуть базуватися на тонкому регулюванні АФК-залежної внутрішньоклітинної сигналізації з метою блокування АФК-залежних ініційованих пухлиною подій та активації АФК-залежного шляху апоптозу. До таких редокс-залежних подій належать активація низки ферментів, яка може регулюватися як на рівні синтезу, так і на рівні переходу латентних форм ферментів у активні [8].

Важливим етапом злоякісної трансформації є набуття пухлиною здатності до інвазії та метастазування, яка досягається шляхом поступової реорганізації цитоскелету, делокалізації молекул клітинної адгезії, зменшенням сили міжклітинних зв’язків та деградації екстрацелюлярного матриксу. Відомо, що матриксні металопротеїнази (ММП) -2 та -9 забезпечують протеолітичну деградацію міжклітинного матриксу на кожному з етапів метастатичного каскаду — відокремленні пухлинної клітини від первинної пухлини, її інвазії, інтравазації, екстравазації, формуванні метастатичних вузлів у віддалених органах та тканинах. Але дуже важливою є сигнальна функція желатиназ, яка полягає в протеолітичній модифікації різноманітних цитокінів, факторів росту, рецепторів та молекул, задіяних у розповсюдженні пухлинних клітин [9].

Таким чином, ММП як прямо, так і опосередковано, є молекулами супроводу пухлинної прогресії. Тож формування агресивного фенотипу пухлини базується на нестабільності геному клітин та відповідному сигналінгу для забезпечення інвазії та мета­стазування пухлини, які супроводжуються протео­літичною деградацією міжклітинного матриксу. При цьому, як відомо, естроген та низка його метаболітів здатні впливати на окисно-відновний баланс тканин. Тому показники редокс-стану та деградації міжклітинного матриксу можуть бути перспективними маркерами перебігу РМЗ [10, 11].

Мета роботи — дослідити зв’язок редокс-залежної активації желатиназ з метастазуванням, рівні активності ММП-2 і -9 в ЖТ хворих на РМЗ з ожирінням та у сироватці хворих на РМЗ з різним гормоно­рецепторним статусом пухлин.

ОБ’ЄКТ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Дослідження виконано на матеріалі, отриманому від 116 хворих на РМЗ I–IV стадій захворювання (стадія І — 22, ІІ — 43, ІІІ — 34, IV — 17 пацієнток), які проходили лікування в Національному інституті раку. У 14,6% хворих відмічали віддалені метастази, 78,45% — регіонарні метастази. Середній вік хворих становив 58,2 ± 7,4 року. За розрахованим показником індексу маси тіла (ІМТ) 62 хворих мали нормальну (ІМТ <25 кг/м2), 54 — надлишкову масу тіла (ІМТ ≥25 кг/м2). Усі пацієнтки надали письмову інформовану згоду на участь у дослідженні.

Досліджено: зразки пухлинної тканини 70 хворих на РМЗ стадій І–ІV; зразки ЖТ молочної залози (взятої на відстані 1 см та 5 см від пухлини) 26 хворих на РМЗ базального підтипу стадій І–ІІІ; зразки крові 40 хворих на РМЗ стадій II–IIІ в репродуктивному (33,0 ± 6,0 років) та 42 хворих на РМЗ в пост­менопаузальному (57,0 ± 5,0 років) віці.

Швидкість генерування СР мітохондріями клітин та нейтрофілами крові визначали методом ЕПР за кімнатної температури з використанням спінового уловлювача TEMPONE-H («Sigma»); NO-генеруючу активність — методом ЕПР з використанням технології Spin Traps за температури 77 K (спіновий уловлювач — диетилдитіокарбамат) [12]. Активність желатиназ (ММП-2 та -9) в пухлині, ЖТ та сироватці крові визначали методом зимографії на основі SDS-електрофорезу білків [13]. Для визначення ІМТ використовували антропометричний метод (маса тіла, зріст). ІМТ визначали за формулою, описаною в роботі [14]. Виживаність хворих аналізували за методом Каплана – Мейєра з використанням log-rank критерію.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

З метою вивчення ролі в метастазуванні редокс-залежної активації желатиназ ми дослідили зміни активності ММП-2 і -9 в пухлинах 70 хворих на РМЗ I–IV стадій за умови впливу додаткового джерела СР (рис. 1, 2). Інкубація гомогенізованої пухлинної тканини хворих на РМЗ І стадії з нейтрофілами, що генерували СР зі швидкістю 3,62 нмоль/103 клітин∙хв, призвела до значного (в 1,25–3,0 рази) (р < 0,05) зростання рівнів як активних, так і латентних форм ММП-2 та -9. У пухлинній тканині хворих на РМЗ IІ–ІІІ стадій після інкубації з нейтрофілами збільшилася продукція активних (в 1,25–1,6 раза), але зменшилася продукція латентних форм желатиназ (в 1,25–2,7 раза). Інкубація за тих самих умов пухлинної тканини хворих на РМЗ IV стадії з віддаленими метастазами майже не вплинула на рівні активних і латентних форм обох ферментів. Таким чином, потенціал активності желатиназ в пухлинній тканині на І стадії захворювання реалізується за рахунок О2-регуляції як на рівні синтезу, так і на рівні активації латентних форм ферментів. На IІ–ІІІ стадіях захворювання, коли, як відомо, відбувається дисе­мінація пухлинних клітин, активність желатиназ зростає шляхом О2-активації латентних форм. IV стадія пухлинного процесу, за якої наявні віддалені метастази, характеризується відсутністю відповіді досліджуваних ферментних систем у пухлині на дію СР, що свідчить про виснаженість систем синтезу латентних форм ММП та/або їх окисне пошкодження за умови наявності сформованих метастазів. Виявлено корелятивні залежності між активністю ММП-2 та -9 і швидкістю генерування мітохондріальних СР в тканині РМЗ (r = 0,52 та r = 0,49 відповідно; р < 0,05) (рис. 3, 4). Отримані результати свідчать про редокс-регуляцію активності ММП-2 та -9 на етапах інвазії, дисемінації пухлинних клітин та утворення віддалених метастатичних вузлів.

Рис. 1. Активність ММП-2 в пухлинній тканині хворих на РМЗ стадій І, ІІ–ІІІ, ІV (з віддаленими метастазами) до (а) та після (б) інкубації з нейтрофілами, що генерували СР зі швидкістю 3,62 нмоль/103 клітин∙хв
*р < 0,05 порівняно з вихідними рівнями

Рис. 2. Активність ММП-9 в пухлинній тканині хворих на РМЗ стадій І, ІІ–ІІІ, ІV (з віддаленими метастазами) до (а) та після (б) інкубації з нейтрофілами, що генерували СР зі швидкістю 3,62 нмоль/103 клітин∙хв
*р < 0,05 порівняно з вихідними рівнями

Рис. 3. Залежність рівнів активності ММП-2 від швидкості генерування мітохондріальних СР у тканині РМЗ (r = 0,52; р < 0,05)

Рис. 4. Залежність рівнів активності ММП-9 від швидкості генерування мітохондріальних СР в тканині РМЗ (r = 0,49; р < 0,05)

 

Отримані дані дозволяють стверджувати, що в поетапній регуляції деструкції міжклітинного матриксу в процесі метастазування РМЗ задіяні О2. Останні як молекули-месенджери через відповідні сигнальні шляхи здійснюють контроль активності желатиназ як на рівні синтезу, так і на рівні активації ферментів [15].

Показано, що швидкість генерування CР міто­хондріями клітин РМЗ підвищується зі збільшенням стадії пухлинної прогресії в діапазоні від 0,65±0,19 до 2,5±0,26 нмоль/г сирої тканини • хв. (норма 0,25±0,18 нмоль/г сирої тканини • хв.), а рівень NO зростає від 2,1 ± 0,22 нмоль/г сирої тканини в пухлинах хворих з I стадією до 3,5±0,31 нмоль/г сирої тканини в пухлинах хворих IV стадії захворювання (норма 1,5±0,15 нмоль/г сирої тканини) (рис. 5).

Рис. 5. Швидкість генерування СР та вміст NO в пухлинній тканині хворих на РМЗ різних стадій

 

Активність желатиназ у пухлинній тканині підвищується у пацієнток з РМЗ II стадії (p < 0,05), досягає максимальних значень при РМЗ III стадії і дещо знижується при IV стадії захворювання (рис. 6).

Рис. 6. Активність желатиназ у пухлинній тканині хворих на РМЗ різних стадій

 

Показано також (рис. 7), що в тканині РМЗ хворих з віддаленими метастазами (категорії N0-2М1-2) швидкість генерування СР в 1,5 раза достовірно вища, ніж такий показник у пухлинах пацієнток з метастазами лише в регіонарні лімфатичні вузли (категорії N1-2М0), і майже в 3,5 раза (p <0,05) — ніж у пухлинах хворих без метастазів (категорії N0М0). Рівні NO в пухлинах хворих з віддаленими метастазами і з метастазами лише в регіонарні лімфатичні вузли також значно (у 1,7 раза) перевищують такі в пухлинній тканині хворих без метастазів (p <0,05). Визначено, що швидкість генерування СР і рівні NO позитивно корелюють з показниками регіонарного (r = 0,59 і 0,67 відповідно; p < 0,05) і віддаленого (r = 0,72 і 0,48 відповідно; p < 0,05) метастазування РМЗ.

Рис. 7. Швидкість генерування СР, вміст NO та метастазування РМЗ

 

Проаналізовано зв’язок між активністю желатиназ у РМЗ і рівнем його метастазування. Незважаючи на те, що концентрації активних форм желатиназ в пухлині при категорії N1–2 вищі за такі при категорії N0, достовірної різниці між ними не виявлено (p >0,05). При цьому концентрація активної форми ММП-2 знаходиться в зворотній залежності від категорії М, тобто у хворих без віддалених метастазів активність ММП-2 майже в 2 рази перевищує таку у хворих з їх наявністю (p <0,05) (рис. 8). Максимальна активація латентних форм ММП-2 в пухлинах при М0 свідчить про значне посилення деструкції позаклітинного матриксу на тому етапі розвитку пухлини, коли віддалені метастази клінічно не виявлені, тобто, ймовірно, відбувається їх формування та/або дисемінація пухлинних клітин. Отримані результати співвідносяться з даними про здатність пухлини через відповідні сигнальні шляхи заздалегідь (попередньо) створювати сприятливе мікрооточення в так званих преметастатичних нішах [16, 17].

Рис. 8. Рівні активності желатиназ у пухлинній тканині та метастазування РМЗ

 

Тобто за наявності віддалених метастазів для пухлини характерні високі показники швидкості генерування СР і рівнів NO, але низькі показники активності ММП-2 і -9 (рис. 9). Редокс-регуляція за зворотною залежністю («down-regulation») ММП може бути пояснена дезінтеграцією сигнальних шляхів і внаслідок цього руйнуванням регуляторних зв’язків на рівні синтезу та постсинтетичної активації ферментів, які відбуваються за надвисоких швидкостей генерування супероксидних радикалів і посилення окисних процесів, характерних для термінальної стадії пухлинного процесу при вторинному мета­стазуванні.

Рис. 9. Редокс-стан та метастазування РМЗ

 

Відомо, що гіпертрофована і дисфункціональна ЖТ як при ожирінні, так і при цукровому діабеті (ЦД) ІІ типу, характеризується високими рівнями генерування СР, посиленням окисних і запальних процесів, хронічною гіпоксією, активацією ліполізу та ін. Пухлинна тканина, що перебуває в стані хронічного запалення і зміненого редокс-метаболізму, здатна перепрограмовувати адипоцити в пухлино-асоційовані. Взаємовплив між пухлиною та ЖТ спричиняє прогресування онкологічного захворювання. Дисбаланс редокс-стану ЖТ в сучасних дослідженнях пов’язують з поглибленням окисно-відновного дисбалансу, гіпоксії, посиленням гліколізу та, зрештою, з агресивністю та метастатичним потенціалом злоякісних пухлин [18, 19].

У зв’язку з вищенаведеними фактами нами визначено рівні активності желатиназ у ЖТ хворих на РМЗ базального підтипу з ожирінням залежно від відстані до локалізації пухлини, від об’єму ЖТ в молочних залозах та від наявності у хворих ЦД ІІ типу (рис. 10).

Рис. 10. Активність ММП-2 та -9 (сумарна) в ЖТ хворих на РМЗ з ожирінням: 1 — на відстані 5 см від пухлини; 2 — на відстані 1 см від пухлини; 3 — на відстані 1 см від пухлини при об’ємі ЖТ <21%; 4 — на відстані 1 см від пухлини при об’ємі ЖТ >21%; 5 — на відстані 1 см від пухлини без ЦД ІІ типу; 6 — на відстані 1 см від пухлини при ЦД ІІ типу

 

Встановлено, що в прилеглій ЖТ (на відстані 1 см від пухлини) рівень сумарної активності ММП-2 та -9 в 1,6 раза (р < 0,05) перевищує такий в ЖТ, розташованій на відстані 5 см від пухлини. Виявлено також, що великий об’єм ЖТ в молочній залозі (>21%) асоційований з достовірно вищими рівнями сумарної активності желатиназ. У ЖТ на фоні порушення вуглеводного обміну сумарна активність ферментів є достовірно вищою порівняно з хворими без ЦД ІІ типу. Отримані дані свідчать про високий рівень протеолізу позаклітинного матриксу, що ним характеризується прилегла до пухлини, гіпертрофована та метаболічно змінена ЖТ хворих на РМЗ. Механізми такої активації, вірогідно, пов’язані з посиленням окисно-відновного дисбалансу, притаманного такій тканині, та здатні впливати на мікрооточення, ступінь агресивності та, у підсумку, на метастазування пухлини.

Раніше нами показано, що рівні супероксид-генеруючої активності нейтрофілів та рівні NO у хворих на РМЗ репродуктивного та постменопаузального віку з ER+/PR+ та ER/PR пухлин багаторазово достовірно перевищують такі показники у донорів [20]. Це є наслідком посилення активності НАДФН-оксидази та iNOS нейтрофілів і відображає високий рівень окисно-відновного дисбалансу в організмі. При цьому рівні генерування СР у крові хворих постменопаузального віку майже у 2,0 раза достовірно вищі, ніж у пацієнток репродуктивного віку. Також було визначено, що рівні активності ММП-2 у сироватці крові пацієнток у період постменопаузи з пухлинами ER/PR-статусу в 3,0–6,0 раза достовірно вищі за такі в інших групах хворих. Активність ММП-9 у хворих з ER/PR-статусом РМЗ як репродуктивного, так і постмено­паузального віку перевищує цей показник у пацієнток з ER+/PR+ гормонорецепторним статусом відповідно у 3,0 та 2,7 раза [20]. Отримані результати підтверджують дані інших авторів, які також свідчать про асоційованість високих рівнів ММП-9 з ER+/PR+-статусом РМЗ. Такий зв’язок може бути результатом гормонозалежного редокс-контролю активності желатиназ [21, 22], який додатково проілюстровано вищенаведеними даними щодо генерування СР. З іншого боку, можливо, навпаки, відбувається вплив желатиназ на гормонорецепторний статус пухлин.

Цікаво, що у крові хворих на РМЗ постменопау­зального віку з ER/PR-статусом пухлин виявлено також метаболіти естрогенів — хінони та убісеміхінони (g = 2,00), високий рівень вмісту останніх достовірно асоційований зі стадією захворювання (рис. 11).

Рис. 11. Рівень хінонів та убісеміхінонів у крові хворих залежно від стадії РМЗ

 

Вище вказувалося на те, що желатинази здатні руйнувати фізичні бар’єри на шляху дисемінуючих пухлинних клітин, що визначає їх ключову роль у метастазуванні. Але упродовж останніх років у ході багатьох дослідженнь доведено, що участь цих молекул у пухлинній прогресії значно ширша. Зокрема, вони чинять протеолітичний вплив на молекули і рецептори при пухлинній прогресії і таким чином виступають як регуляторні фактори [23].

При цьому може відбуватися протеолітичне відщеплення та вивільнення низки факторів росту, цито­кінів, рецепторів та молекул, задіяних у пухлинній прогресії. Наприклад, васкулярно-ендотеліальний фактор росту в неактивному стані зв’язаний з судинним ендотелієм, ММП шляхом протеолізу розривають цей зв’язок, молекула васкулярно-ендотеліального фактора росту вивільняється та активується [23].

ММП забезпечують протеолітичне ремодулювання деяких рецепторів. Зокрема, рецепторів тромбоцитів у процесі їх агрегації з циркулюючими пухлинними клітинами, чим сприяє їх виживаності в судинному руслі [24–26]. Також відомо про те, що ММП можуть руйнувати рецептори. Показано, що вони дезактивують рецептори пухлино-інфільтруючих лімфоцитів і таким чином впливають на імунну відповідь [26, 27]. Можливо, такий механізм лежить в основі взаємозв’язку між рівнями ММП, естрогенів та їх рецепторів (рис. 12). Таким чином, желатинази супроводжують дисемінацію пухлинних клітин не лише в межах подолання ними фізичних перешкод, але і в якості молекул-регуляторів процесу метастазування.

Рис. 12. Функції ММП

 

Нами досліджено загальну виживаність хворих на РМЗ залежно від рівнів активності желатиназ у сироватці крові і показано, що пацієнтки, у яких активність ММП-9 нижча від медіани, живуть достовірно довше та мають нижчий ризик несприятливого перебігу захворювання, ніж ті, у яких виявлено високі рівні активності ММП-9 (рис. 13).

Рис. 13. Загальна виживаність хворих на РМЗ стадій ІІ–ІІІ залежно від рівня активності ММП-9 у сироватці крові

 

Хінони та убісеміхінони є метаболітами естрогенів, які утворюються під час гідроксилювання, тобто окиснення гідроксильної групи цих гормонів. Крім того, естрогени можуть метаболізувати до катехолів, які окиснюються до хінонів та убісеміхінонів [28]. У результаті рівень метаболітів, які є джерелом генерування СР, зростає, що спричиняє порушення редокс-стану крові, що, у свою чергу може викликати окисне пошкодження генів. Активація редокс-залежної регуляції призводить і до посилення деструкції позаклітинного матриксу. Таким чином, накопичення СР, NO, хінонів та убісеміхінонів, зокрема в постменопаузальний період, у тому числі і при застосуванні гормонозамісної терапії, може спричиняти розвиток окиснювального рециклінгу, що зумовлює підвищення ризику розвитку РМЗ та його несприятливого перебігу у жінок в період постменопаузи.

ВИСНОВКИ

1. У регуляції деструкції міжклітинного матриксу під час прогресії РМЗ задіяні супероксидні радикали, які, вірогідно, як молекули-месенджери, здійснюють контроль активності желатиназ.

2. Рівні швидкості генерування СР та активності желатиназ (ММП-2 та -9) в пухлині, які є, відповідно, характеристиками її редокс-стану та деструкції міжклітинного матриксу, корелюють між собою, із стадіями та регіонарним метастазуванням РМЗ.

3. Рівні активності желатиназ у ЖТ молочної залози у хворих на РМЗ базального молекулярного підтипу з ожирінням залежать від таких локальних характеристик мамарної ЖТ як її об’єм та відстань від пухлини. Встановлені закономірності доводять, що ожиріння та цукровий діабет впливають на перебіг РМЗ і мають враховуватися під час прогнозування з метою індивідуалізації лікування цих хворих.

4. Виявлено порушення СР-активності нейтрофілів та функціонування желатиназ у сироватці крові хворих на РМЗ репродуктивного віку, які залежать від гормонального статусу жінки, проявляються зростанням рівнів СР та активності ММП-9 при ER-/PR–статусі пухлини та можуть впливати на перебіг захворювання і виживаність хворих.

5. Показники активності желатиназ, визначені в пухлинній тканині та крові, є перспективними маркерами прогресії РМЗ, зокрема для хворих з надмірною масою тіла та/або репродуктивного віку, певного гормонального статусу.

Робота виконувалася в рамках НДР «Молекулярно-біологічні фактори гетерогенності злоякісних клітин та варіабельність клінічного перебігу гормонозалежних пухлин» (0117U002034) за фінансової підтримки Цільової програми наукових досліджень Відділення біохімії, фізіології і молекулярної біології Національної академії медичних наук України «Молекулярно-генетичні і біохімічні механізми регуляції клітинних та системних взаємодій за фізіологічних та патологічних станів» (2017–2021).

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Rositch AF, Unger-Saldana K, DeBoer RJ, et al. The role of dissemination and implementation science in global breast cancer control programs: Frameworks, methods, and examples. Cancer 2020; 126 (Suppl 10): 2394–404.
2. Wild CP, Weiderpass E, Stewart BW, editors. World Cancer Report: Cancer Research for Cancer Prevention. Lyon, France: International Agency for Research on Cancer 2020. Available from: http://publications.iarc.fr/586.
3. Ginsburg O, Yip CH, Brooks A, et al. Breast cancer early detection: A phased approach to implementation. Cancer 2020; 126 (Suppl 10): 2379–93.
4. Mutebi M, Anderson BO, Duggan C, et al. Breast cancer treatment: A phased approach to implementation. Cancer 2020; 126 (Suppl 10): 2365–78.
5. Goossens GH, Blaak EE. Adipose tissue dysfunction and impaired metabolic health in human obesity: a matter of oxygen. Front endocrinol (lausanne) 2015; 6 (55): 1–5.
6. Colditz G, Peterson L. Obesity and Cancer: Evidence, Impact, and Future Directions.Clinical Chemistry 2018; 64 (1): 154–62.
7. Reaves DK, Ginsburg E, Bang JJ, et al. Persistent organic pollutants & obesity: potential mechanisms for breast cancer promotion? Endocr relat cancer 2015; 22 (2): 69–86.
8. Choi TG, Kim SS. Physiological functions of Mitochondrial Reactive Oxygen Species. Free Radical Medicine and Biology 2019; DOI: 10.5772/intechopen.88386.
9. Mohammadian H, Sharifi R, Rezanezhad Amirdehi S, et al. Matrix metalloproteinase MMP1 and MMP9 genes expression in breast cancer tissue. Gene Reports 2020; DOI: 10.1016/j.genrep.2020.100906.
10. Martins LM, de Melo Escorcio Dourado CS, Campos-Verdes LM, et al. Expression of matrix metalloproteinase 2 and 9 in breast cancer and breast fibroadenoma: a randomized, double-blind study. Oncotarget 2019; 10 (64): 6879–84.
10. Perillo B, Di Donato M, Pezone A, et al. ROS in cancer therapy: the bright side of the moon. Exp Mol Med 2020; 52: 192–203.
11. Burlaka AP, Sidorik EP, Ganusevich II, et al. High formation of superoxide anion and nitric oxide, and matrix metalloproteinases activity in vascular wall of rectal carcinoma vessels. Exp Oncol 2006; 28: 323–5.
12. De Clerk YA, Perez N, Shimada H, et al. Inhibition of invasion and metastasis in cells transfected with an inhibitor of metalloproteinases. Cancer research 1992; 52: 701–8.
13. Nuttall FQ. Body Mass Index Obesity, BMI, and Health. Nutrition Research, 2015; 50 (3): 117–28.
14. Ghouse SM, Vadrevu SK, Manne S, et al. Therapeutic targeting of vasculature in the premetastatic and metastatic niches reduces lung metastasis. J Immunol 2020; DOI: 10.4049/jimmunol.1901208.
15. Wang Y, Ding Y, Guo N, Wang S. MDSCs: key criminals of tumor pre-metastatic niche formation. Front Immunol 2019; 10: 172.
16. Wu H, Ballantyne CM. Metabolic Inflammation and Insulin Resistance in Obesity. Circulation Research 2020; 126: 1549–64.
17. Nurul M, Hussain AS, Sarwar S, et al. How the association between obesity and inflammation may lead to insulin resistance and cancer. Diabetes & Metabolic Syndrome: Clinical Research & Reviews 2019; 13 (2): 1213–24.
18. Burlaka AP, Ganusevich II, Vovk AV, et al. Prognostic value of blood redox-state indicators in patients with breast cancer. Oncology 2018; 20 (1): 17–22 (in Ukrainian).
19. Merlo S, Sortino MA. Estrogen activates matrix metalloproteinases-2 and -9 to increase beta amyloid degradation. Mol Cell Neurosci 2012; 49 (4): 423–9.
20. Morales-Vásquez F, Castillo-Sánchez R, Gómora MJ, et al. Expression of metalloproteinases MMP-2 and MMP-9 is associated to the presence of androgen receptor in epithelial ovarian tumors. J Ovarian Res 2020; DOI: 10.1186/s13048-020-00676-x.
21. Quintero-Fabián S, Arreola R, Becerril-Villanueva E, et al. Role of matrix metalloproteinases in angiogenesis and cancer. Front Oncol 2019; 9: 1370.
22. Wu J, Heemskerk JWM, Baaten CCFMJ. Platelet membrane receptor proteolysis: implications for platelet function. Front Cardiovasc Med 2021; DOI: 10.3389/fcvm.2020.608391.
23. Kuliczkowski W, Radomski M, Gąsior M, et al. MMP-2, MMP-9, and TIMP-4 and response to aspirin in diabetic and nondiabetic patients with stable coronary artery disease: a pilot study. Biomed Res Int 2017; DOI: 10.1155/2017/9352015.
24. Larkin CM, Hante NK, Breen EP, et al. Role of matrix metalloproteinases 2 and 9, toll-like receptor 4 and platelet-leukocyte aggregate formation in sepsis-associated thrombocytopenia. PLoS One 2018; DOI: 10.1371/journal.pone.0196478.
25. Ye Y, Kuang X, Xie Z, et al. Small-molecule MMP2/MMP9 inhibitor SB-3CT modulates tumor immune surveillance by regulating PD-L1. Genome Med 2020; 12 (1): 83.
26. Samavat H, Kurzer MS. Estrogen metabolism and breast cancer. Cancer Lett 2015; 356 (2 Pt A): 231–43.

Адреса для листування:
Ганусевич І.І.
03022, Київ, вул. Васильківська, 45
Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології
ім. Р.Є. Кавецького НАН України
E-mail: iganus2000@yahoo.com

Одержано: 20.07.2021


Без коментарів » Додати коментар