Изменение профиля экспрессии генов неоангиогенеза в процессе терапии базальноклеточного рака кожи с применением импульсного лазерного излучения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Базальноклеточный рак кожи является наиболее распространенным злокачественным новообразованием кожи, в последние десятилетия отмечается быстрый рост заболеваемости во всем мире. Ключевая роль в развитии злокачественных опухолей отводится ангиогенезу. Понимание механизмов изменения экспрессии проангиогенных цитокинов в очагах возникновения базальноклеточного рака станет важнейшим компонентом в разработке эффективных методов прогнозирования течения заболевания и эффективного лечения, позволяющего избежать рецидивов.

Цель исследования. Изучить изменение уровней представленности транскриптов генов белков ангиогенеза и связанных с ним факторов: ангиопоэтина 2 ANGPT2, родственного кальцитонину полипептида альфа CALCA, рецептора ростового фактора эпидермиса EGRF, фактора роста фибробластов FGF2, молекулы внутриклеточной адгезии ICAM1, фактора роста васкулярного эндотелия VEGFA и его рецептора 2-го типа VEGFR2, матриксной металлопротеиназы MMP9, белка-гомолога фосфатазы и тензина PTEN, рецептора тахикинина TAC1, а также генов белка фактора некроза опухоли TNF в очагах базальноклеточного рака кожи в ходе проведения терапии с применением импульсного лазера.

Методы. В исследование включен 31 пациент с гистологически подтвержденным базальноклеточным раком кожи, получавших лечение в условиях консультативно-диагностического центра ФГБУ «ГНЦДК» Минздрава России в период с 2020 по 2021 г., с применением импульсного лазера на красителе (длина волны — 585 нм) и длинноимпульсным неодимовым лазером (длина волны — 1064 нм). Исследование изменения уровня представленности транскриптов генов белков ангиогенеза и связанных с ними факторов проведено в биоптатах кожи до и после проведения терапии методом ПЦР в реальном времени с обратной транскрипцией.

Результаты. В образцах поверхностной формы базальноклеточного рака кожи в процессе лазерной импульсной терапии выявлено увеличение экспрессии генов матриксной металлопротеиназы MMP9 и предшественника тахикинина TAC1. Экспрессия генов фактора некроза опухолей TNF, рецептора эпидермального фактора роста EGFR, фактора роста фибробластов FGF2 увеличивается в меньшей степени. В образцах нодулярной формы базальноклеточного рака кожи также выявлено увеличение экспрессии генов матриксной металлопротеиназы MMP9 и рецептора тахикинина TAC1. Показано, что экспрессия гена родственного кальцитонину полипептида альфа CALCA в коже пациентов находится на минимальном уровне, что позволяет исключить влияние этого нейропептида на патогенез базальноклеточного рака кожи. Несмотря на разнонаправленность изменений экспрессии, индивидуальной для каждого конкретного пациента, средние значения позволяют сделать вывод об увеличении экспрессии всех исследованных генов. Этот факт может быть интерпретирован как продолжение процессов неоангиогенеза даже после проведения лазерной импульсной терапии базальноклеточного рака кожи, обусловленных наличием микроокружения пораженного участка кожи.

Заключение. Среди факторов неоангиогенеза показаны наибольшие изменения экспрессии генов матриксной металлопротеиназы ММР9 и белка-предшественника тахикинина TAC1 после проведения лазерной коагуляции сосудистой сети участков базальноклеточного рака кожи. Одновременное изменение уровня этих белков может быть обусловлено нейроиммунными взаимодействиями в эпидермисе. Отмечается также выраженное повышение экспрессии других исследованных факторов неоангиогенеза, что свидетельствует о продолжении процесса неоангиогенеза после проведения лазерной терапии базальноклеточного рака кожи.

Об авторах

Рифат Рафаилевич Сайтбурханов

Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии

Автор, ответственный за переписку.
Email: rifat03@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6132-5632
SPIN-код: 1149-2097

врач-дерматовенеролог

Россия, Москва

Дмитрий Анатольевич Вербенко

Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии

Email: verbenko@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1104-7694
SPIN-код: 8261-6561

 к.б.н.

Россия, Москва

Ксения Ильинична Плахова

Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии

Email: plahova@cnikvi.ru
ORCID iD: 0000-0003-4169-4128
SPIN-код: 7634-5521

д.м.н.

Россия, Москва

Ирина Никифоровна Кондрахина

Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии

Email: kondrakhina77@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3662-9954
SPIN-код: 8721-9424

д.м.н.

Россия, Москва

Ксения Михайловна Лагун

Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии

Email: xobanaa@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-9700-2455
SPIN-код: 4770-8904

врач-ординатор

Россия, Москва

Елена Вячеславовна Филоненко

Московский научно-исследовательский онкологический институт имени П.А. Герцена — филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии»

Email: elena.filonenko@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-8506-7455
SPIN-код: 6868-9605

д.м.н., профессор

Россия, Москва

Алексей Алексеевич Кубанов

Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии

Email: alex@cnikvi.ru
ORCID iD: 0000-0002-7625-0503
SPIN-код: 8771-4990

д.м.н., профессор, академик РАН

Россия, Москва

Список литературы

  1. Сайтбурханов Р.Р., Кубанов А.А, Кондрахина И.Н., Плахова К.И. Современное представление о патогенезе базальноклеточного рака кожи. Вестник дерматологии и венерологии. 2021;97(5):38–51. [Saitburkhanov RR, Kubanov AA, Kondrakhina IN, Plakhova KI. Modern understanding of the pathogenesis of basal cell skin cancer. Vestnik Dermatology i Venereology. 2021;97(5):38–51. (In Russ.)] doi: 10.25208/vdv1277
  2. Bichakjian CK, Olencki T, Aasi SZ, Alam M, Andersen JS, Berg D, et al Basal Cell Skin Cancer, Version 1.2016, NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology. J Natl Compr Canc Netw. 2016;14(5):574–597. doi: 10.6004/jnccn.2016.0065
  3. Richarz NA, Boada A, Carrascosa JM. Angiogenesis in dermatology — insights of molecular mechanisms and latest developments. Actas Dermosifiliogr. 2017;108(6):515–523. doi: 10.1016/j.ad.2016.12.001
  4. Veikkola T, Karkkainen M, Claesson-Welsh L, Alitalo K. Regulation of angiogenesis via vascular endothelial growth factor receptors. Cancer Res. 2000;60(2):203–212.
  5. Folkman J, Watson K, Ingber D, Hanahan D. Induction of angiogenesis during the transition from hyperplasia to neoplasia. Nature. 1989;339(6219):58–61. doi: 10.1038/339058a0
  6. Srivastava A, Laidler P, Davies RP, Horgan K, Hughes LE. The prognostic significance of tumor vascularity in intermediate-thickness (0.76–4.0 mm thick) skin melanoma. A quantitative histologic study. Am J Pathol. 1988;133(2):419–423.
  7. Wang Z, Dabrosin C, Yin X, Fuster MM, Arreola A, Rathmell WK, et al. Broad targeting of angiogenesis for cancer prevention and therapy. Semin Cancer Biol. 2015;(Suppl35):S224–S243. doi: 10.1016/j.semcancer.2015.01.001
  8. Winter J, Kneitz H, Bröcker EB. Blood vessel density in Basal cell carcinomas and benign trichogenic tumors as a marker for differential diagnosis in dermatopathology. J Skin Cancer. 2011;2011:241382. doi: 10.1155/2011/241382
  9. Hajeer AH, Lear JT, Ollier WE, Naves M, Worthington J, Bell DA, et al. Preliminary evidence of an association of tumour necrosis factor microsatellites with increased risk of multiple basal cell carcinomas. Br J Dermatol. 2000;142(3):441–445. doi: 10.1046/j.1365-2133.2000.03353.x
  10. Liu N, Liu GJ, Liu J. Genetic association between TNF-α promoter polymorphism and susceptibility to squamous cell carcinoma, basal cell carcinoma, and melanoma: A meta-analysis. Oncotarget. 2017;8(32):53873–53885. doi: 10.18632/oncotarget.17179
  11. Bowden J, Brennan PA, Umar T, Cronin A. Expression of vascular endothelial growth factor in basal cell carcinoma and cutaneous squamous cell carcinoma of the head and neck. J Cutan Pathol. 2002;29(10):585–589. doi: 10.1034/j.1600-0560.2002.291003.x
  12. Aoki M, Pawankar R, Niimi Y, Kawana S. Mast cells in basal cell carcinoma express VEGF, IL-8 and RANTES. Int Arch Allergy Immunol. 2003;130(3):216–223. doi: 10.1159/000069515
  13. Loggini B, Boldrini L, Gisfredi S, Ursino S, Camacci T, De Jeso K, et al. CD34 microvessel density and VEGF expression in basal and squamous cell carcinoma. Pathol Res Pract. 2003;199(11):705–712. doi: 10.1078/0344-0338-00486
  14. Baron E.D. The Immune System and Nonmelanoma Skin Cancers. In: Molecular Mechanisms of Basal Cell and Squamous Cell Carcinomas. Boston, MA: Medical Intelligence Unit. Springer; 2006. P. 43–48. URL: https://doi.org/10.1007/0-387-35098-5_5
  15. Glaser R, Andridge R, Yang EV, Shana’ah AY, Di Gregorio M, Chen M, et al. Tumor site immune markers associated with risk for subsequent basal cell carcinomas. PLoS One. 2011;6(9):e25160. doi: 10.1371/journal.pone.0025160
  16. Wang X, Lin Y. Tumor necrosis factor and cancer, buddies or foes? Acta Pharmacol Sin. 2008;29(11):1275–2188. doi: 10.1111/j.1745-7254.2008.00889.x
  17. Suzuki A, Nakano T, Mak TW, Sasaki T. Portrait of PTEN: messages from mutant mice. Cancer Sci. 2008;99(2):209–213. doi: 10.1111/j.1349-7006.2007.00670.x
  18. Fang J, Ding M, Yang L, Liu LZ, Jiang BH. PI3K/PTEN/ AKT signaling regulates prostate tumor angiogenesis. Cell Signal. 2007;19(12):2487–2497. doi: 10.1016/j.cellsig.2007.07.025
  19. Tian T, Nan KJ, Wang SH, Liang X, Lu CX, Guo H, et al. PTEN regulates angiogenesis and VEGF expression through phosphatase-dependent and -independent mechanisms in HepG2 cells. Carcinogenesis. 2010;31(7):1211–1219. doi: 10.1093/carcin/bgq085
  20. Zhu Y, Duan S, Wang M, Deng Z, Li J. Neuroimmune Interaction: A Widespread Mutual Regulation and the Weapons for Barrier Organs. Front Cell Dev Biol. 2022;10:906755. doi: 10.3389/fcell.2022.906755
  21. Russell FA, King R, Smillie SJ, Kodji X, Brain SD. Calcitonin gene-related peptide: physiology and pathophysiology. Physiol Rev. 2014;94(4):1099–1142. doi: 10.1152/physrev.00034.2013
  22. Yu XJ, Li CY, Wang KY, Dai HY. Calcitonin gene-related peptide regulates the expression of vascular endothelial growth factor in human HaCaT keratinocytes by activation of ERK1/2 MAPK. Regul Pept. 2006;137(3):134–139. doi: 10.1016/j.regpep.2006.07.001
  23. Toda M, Suzuki T, Hosono K, Hayashi I, Hashiba S, Onuma Y, et al. Neuronal system-dependent facilitation of tumor angiogenesis and tumor growth by calcitonin gene-related peptide. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008;105(36):13550–13555. doi: 10.1073/pnas.0800767105
  24. McIlvried LA, Atherton MA, Horan NL, Goch TN, Scheff NN. Sensory Neurotransmitter Calcitonin Gene-Related Peptide Modulates Tumor Growth and Lymphocyte Infiltration in Oral Squamous Cell Carcinoma. Adv Biol (Weinh). 2022;6(9):e2200019. doi: 10.1002/adbi.202200019
  25. Staibano S, Boscaino A, Salvatore G, Orabona P, Palombini L, De Rosa G. The prognostic significance of tumor angiogenesis in nonaggressive and aggressive basal cell carcinoma of the human skin. Hum Pathol. 1996;27(7):695–700. doi: 10.1016/s0046-8177(96)90400-1
  26. Cernea CR, Ferraz AR, de Castro IV, Sotto MN, Logullo AF, Bacchi CE, et al. Angiogenesis and skin carcinomas with skull base invasion: a case-control study. Head Neck. 2004;26(5):396–400. doi: 10.1002/hed.10399
  27. Bosari S, Lee AK, DeLellis RA, Wiley BD, Heatley GJ, Silverman ML. Microvessel quantitation and prognosis in invasive breast carcinoma. Hum Pathol. 1992;23(7):755–761. doi: 10.1016/0046-8177(92)90344-3
  28. Сайтбурханов Р.Р., Кондрахина И.Н., Плахова К.И., Кубанов А.А. Использование лазерного излучения с длиной волны 585 и 1064 нм для лечения базальноклеточного рака кожи. Вестник дерматологии и венерологии. 2022;98(6):89–100. [Saytburkhanov RR, Kondrakhina IN, Plakhova KI, Kubanov AA. The use of laser radiation with a wavelength of 585 and 1064 nm for the treatment of basal cell skin cancer. Vestnik Dermatology i Venereology. 2022;98(6):89–100. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.25208/vdv1390
  29. Litvinov IV, Xie P, Gunn S, Sasseville D, Lefrançois P. Transcriptional landscape of BCC. Life Science Alliance. 2021;4(7):e202000651. doi: 10.26508/lsa.202000651
  30. Riihilä P, Nissinen L, Kähäri VM. Matrix metalloproteinases in keratinocyte carcinomas. Exp Dermatol. 2021;30(1):50–61. doi: 10.1111/exd.14183
  31. Ciążyńska M, Bednarski IA, Wódz K, Kolano P, Narbutt J, Sobjanek M, et al. Proteins involved in cutaneous basal cell carcinoma development. Oncol Lett. 2018;16(3):4064–4072. doi: 10.3892/ol.2018.9126
  32. Monhian N, Jewett BS, Baker SR, Varani J. Matrix metalloproteinase expression in normal skin associated with basal cell carcinoma and in distal skin from the same patients. Arch Facial Plast Surg. 2005;7(4):238–243. doi: 10.1001/archfaci.7.4.238
  33. Elieh Ali Komi D, Jalili A. The emerging role of mast cells in skin cancers: involved cellular and molecular mechanisms. Int J Dermatol. 2022;61(7):792–803. doi: 10.1111/ijd.15895
  34. Wang L, Wang Y-J, Hao D, Wen X, Du D, He G, et al. The theranostics role of mast cells in the pathophysiology of rosacea. Front Med (Lausanne). 2020;6:324. doi: 10.3389/fmed.2019.00324
  35. Choi JE, Di Nardo A. Skin neurogenic inflammation. Semin Immunopathol. 2018;40(3):249–259. doi: 10.1007/s00281-018-0675-z
  36. Hodo TW, de Aquino MTP, Shimamoto A, Shanker A. Critical Neurotransmitters in the Neuroimmune Network. Front Immunol. 2020;11:1869. doi: 10.3389/fimmu.2020.01869
  37. Arbiser JL, Byers HR, Cohen C, Arbeit J. Altered basic fibroblast growth factor expression in common epidermal neoplasms: examination with in situ hybridization and immunohistochemistry. J Am Acad Dermatol. 2000;42(6):973–977.
  38. Jee SH, Chu CY, Chiu HC, Huang YL, Tsai WL, Liao YH, et al. Interleukin-6 induced basic fibroblast growth factor-dependent angiogenesis in basal cell carcinoma cell line via JAK/STAT3 and PI3-kinase/Akt pathways. J Invest Dermatol. 2004;123(6):1169–1175. doi: 10.1111/j.0022-202X.2004.23497.x
  39. Biray Avci C, Kaya I, Ozturk A, Ozates Ay NP, Sezgin B, Kurt CC, et al. The role of EGFR overexpression on the recurrence of basal cell carcinomas with positive surgical margins. Gene. 2019;687:35–38. doi: 10.1016/j.gene.2018.11.024

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Гетерогенность изменения экспрессии целевых генов в очагах поверхностной формы базальноклеточного рака кожи до и после лечения (n = 18)

Скачать (192KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Гетерогенность изменения экспрессии целевых генов в очагах нодулярной формы базальноклеточного рака кожи до и после лечения (n = 13)

Скачать (163KB)
Метаданные

© Сайтбурханов Р.Р., Вербенко Д.А., Плахова К.И., Кондрахина И.Н., Лагун К.М., Филоненко Е.В., Кубанов А.А., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».