The analysis of the relationship between transferrin receptor 1 (TfR1) and clinical, morphological and immunophenotypic characteristics of breast cancer: retrospective cohort study

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Transferrin receptor 1 (TfR1) expression has been identified in a number of malignant tumors. It is noted that its overexpression gives growth advantages to cancer cells. Estimation of transferrin receptor expression in breast cancer (BC) might be an important component in disease prognosis, choice of treatment, also might be an attractive target for targeted therapy.

Aim. To evaluate the expression of TfR1 by BC cells and to study its relationship with the clinical, morphological and immunophenotypic characteristics of the tumor.

Materials and methods. This study included 82 patients with BC who received treatment at the Blokhin National Medical Research Center of Oncology (Moscow). The expression of TfR1 on primary tumor cells was studied, the relationship of TfR1 with clinical, morphological and immunophenotypic characteristics of BC was analyzed. Immunophenotyping of the primary tumor was performed by the immunohistochemical method (immunofluorescent staining) on cryostat sections. Antibodies to CD71, CD95, CD54, CD29, MUC1, Pgp170 were used. The reaction was evaluated using a luminescent microscope (AXIOSKOP, Germany). The study was dominated by patients with stage IIB – 54% and IIIB – 21%. Infiltrative ductal BC was diagnosed in 67% (n=55) of patients, infiltrative-lobular – in 22% (n=18) of cases, other types – in 11.0% (n=9).

Results. BC cells expressed TfR1 in most cases (64.4%; n=61). A combination of TfR1 monomorphic expression with MUC1 monomorphic expression (74.4%; n=47) was noted. CD29 is presented both mosaic (38.7%) and monomorphic (51.6%). The Pgp170 antigen was monomorphically observed in 27.5% of cases. As the proportion of TfR+ cells increased, the expression frequency of the adhesion molecule CD54 increased from 10.5 to 33.3%, a positive correlation was established (r=0.293; p=0.008). In the group with TfR1 monomorphic expression, the frequency of tumors expressing the CD95 apoptosis molecule decreased: 25.0% vs 13% (p=0.042).

Conclusion. BC cells overexpress TfR1. TfR1 expression is associated with tumor immunophenotype.

About the authors

Svetlana V. Chulkova

Blokhin National Medical Research Center of Oncology; Pirogov Russian National Research Medical University

Author for correspondence.
Email: chulkova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4412-5019

Cand. Sci. (Med.), Assoc. Prof.

Russian Federation, Moscow; Moscow

Elena N. Sholokhova

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: enshell@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1456-1904

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Irina V. Poddubnaya

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: chulkova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0995-1801
SPIN-code: 1146-9889

D. Sci. (Med.), Prof., Acad. RAS

Russian Federation, Moscow

Ivan S. Stilidi

Blokhin National Medical Research Center of Oncology; Pirogov Russian National Research Medical University

Email: chulkova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0493-1166

D. Sci. (Med.), Prof., Acad. RAS

Russian Federation, Moscow; Moscow

Nikolai N. Tupitsyn

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: chulkova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3966-128X

D. Sci. (Med.), Prof.

Russian Federation, Moscow

References

  1. Global Cancer Statistics 2020. Available at: https://gco.iarc.fr/today/data/factsheets/cancers/20-Breast-fact-sheet.pdf. Accessed: 24.08.2022.
  2. Sung H, Ferlay J, Siegel RL, et al. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA Cancer J Clin. 2021;71(3):209-49. doi: 10.3322/caac.21660
  3. Ibrahim EM, Al-Foheidi ME, Al-Mansour MM, Kazkaz GA. The prognostic value of tumor-infiltrating lymphocytes in triple-negative breast cancer: a meta-analysis. Breast Cancer Res Treat. 2014;148(3):467-76. doi: 10.1007/s10549-014-3185-2
  4. Рябчиков Д.А., Абдуллаева Э.И., Дудина И.А., и др. Роль микро-РНК в канцерогенезе и прогнозе злокачественных новообразований молочной железы. Вестник Российского научного центра рентгенорадиологии. 2018;18(2):5 [Ryabchikov DA, Abdullaeva EI, Dudina IA, et al. The role of micro-RNA in cancerogenesis and breast cancer prognosis. Vestnik Rossiiskogo nauchnogo tsentra rentgenoradiologii. 2018;18(2):5 (in Russian)].
  5. Sinn BV, Weber, KE, Schmitt WD, et al. Human leucocyte antigen class I in hormone receptor-positive, HER2-negative breast cancer: association with response and survival after neoadjuvant chemotherapy. Breast Cancer Res. 2019;21(1):142. doi: 10.1186/s13058-019-1231-z
  6. Рябчиков Д.А., Безнос О.А., Дудина И.А., и др. Диссеминированные опухолевые клетки у пациентов с люминальным раком молочной железы. Российский биотерапевтический журнал. 2018;17(1):53-7 [Ryabchikov DA, Beznos OA, Dudina IA, et al. DIsseminated tumor cells of luminal breast cancer patients. Russian Journal of Biotherapy. 2018;17(1):53-7 (in Russian)]. doi: 10.17650/1726-9784-2018-17-1-53-57
  7. Титов К.С., Казаков А.М., Барышникова М.А., и др. Некоторые молекулярные и иммунологические факторы прогноза трижды негативного рака молочной железы. Онкогинекология. 2019;4(32):26-34 [Titov KS, Kazakov AM, Baryshnikova MA, et al. Some molecular and immunologic prognostic factors of triple negative breast cancer. Oncogynecology. 2019;4(32):26-34 (in Russian)]. doi: 10.52313/22278710_2019_4_26
  8. Талипов О.А., Рябчиков Д.А., Чулкова С.В., и др. Метилирование генов супрессорных микроРНК при раке молочной железы. Онкогинекология. 2020;2(34):14-22 [Talipov OA, Ryabchikov DA, Tchulkova SV. Methylation of suppressor microRNA genes in breast cancer. Oncogynecology. 2020;2(34):14-22 (in Russian)]. doi: 10.52313/22278710_2020_2_14
  9. Cheng Y, Zak O, Aisen P, et al. Structure of the human transferrin receptor-transferrin complex. Cell. 2004;116(4):565-76. doi: 10.1016/s0092-8674(04)00130-8
  10. Eckenroth BE, Steere AN, Chasteen ND, et al. How the binding of human transferrin primes the transferrin receptor potentiating iron release at endosomal pH. Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108(32):13089-94. doi: 10.1073/pnas.1105786108
  11. Daniels TR, Delgado T, Rodriguez JA, et al. The transferrin receptor part I: biology and targeting with cytotoxic antibodies for the treatment of cancer. Clin Immunol. 2006;121(2):144-58. doi: 10.1016/j.clim.2006.06.010
  12. Uhlen M, Fagerberg L, Hallstrom BM, et al. Proteomics. Tissue-based map of the human proteome. Science. 2015;347(6220):1260419. doi: 10.1126/science.1260419
  13. Shen Y, Li X, Dong D, et al. Transferrin receptor 1 in cancer: a new sight for cancer therapy. Am J Cancer Res. 2018;8(6):916-31.
  14. Basuli D, Tesfay L, Deng Z, et al. Iron addiction: a novel therapeutic target in ovarian cancer. Oncogene. 2017;36(29):4089-99. doi: 10.1038/onc.2017.11
  15. Habashy HO, Powe DG, Staka CM, et al. Transferrin receptor (CD71) is a marker of poor prognosis in breast cancer and can predict response to tamoxifen. Breast Cancer Res Treat. 2010;119(2):283. doi: 10.1007/s10549-009-0345-x
  16. Jiang XP, Elliott RL. Decreased iron in cancer cells and their microenvironment improves cytolysis of breast cancer cells by natural killer cells. Anticancer Res. 2017;37(5):2297-305. doi: 10.21873/anticanres.11567
  17. Pham CG, Bubici C, Zazzeroni F, et al. Ferritin heavy chain upregulation by NF-kB inhibits TNFalpha-induced apoptosis by suppressing reactive oxygen species. Cell. 2004;119(4):529-42. doi: 10.1016/j.cell.2004.10.017
  18. Kenneth NS, Mudie S, Naron S, Rocha S. TfR1 interacts with the IKK complex and is involved in IKK-NF-kB signalling. Biochem J. 2013;449(1):275-84. doi: 10.1042/BJ20120625
  19. Greene CJ, Attwood K, Sharma NJ, et al. Transferrin receptor 1 upregulation in primary tumor and downregulation in benign kidney is associated with progression and mortality in renal cell carcinoma patients. Oncotarget. 2017;8(63):107052-75. doi: 10.18632/oncotarget.22323
  20. Jamnongkan W, Thanan R, Techasen A, et al. Upregulation of transferrin receptor-1 induces cholangiocarcinoma progression via induction of labile iron pool. Tumour Biol. 2017;39(7):1010428317717655. doi: 10.1177/1010428317717655
  21. Chan KT, Choi MY, Lai KK, et al. Overexpression of transferrin receptor CD71 and its tumorigenic properties in esophageal squamous cell carcinoma. Oncol Rep. 2014;31(3):1296-304. doi: 10.3892/or.2014.2981
  22. Rosager AM, Sorensen MD, Dahlrot RH, et al. Transferrin receptor-1 and ferritin heavy and light chains in astrocytic brain tumors: Expression and prognostic value. PLoS One. 2017;12(8):e0182954. doi: 10.1371/journal.pone.0182954
  23. Беришвили А.И., Тупицын Н.Н., Лактионов К.П. Иммунофенотипическая характеристика отечно-инфильтративной формы рака молочной железы. Опухоли женской репродуктивной системы. 2009;(3-4):15-9 [Berishvili AI, Tupitsyn NN, Laktionov KP. Immunophenotypic characteristics of inflammatory breast cancer. Tumors of female reproductive system. 2009;(3-4):15-9 (in Russian)]. doi: 10.17650/1994-4098-2009-0-3-4-15-19
  24. Ohkuma M, Haraguchi N, Ishii H, et al. Absence of CD71 transferrin receptor characterizes human gastric adenosquamous carcinoma stem cells. Ann Surg Oncol. 2012;19(4):1357-64. doi: 10.1245/s10434-011-1739-7
  25. Leung TH, Tang HW, Siu MK, et al. CD71+ Population Enriched by HPV-E6 Protein Promotes Cancer Aggressiveness and Radioresistance in Cervical Cancer Cells. Mol Cancer Res. 2019;17(9):1867-80. doi: 10.1158/1541-7786.MCR-19-0068
  26. Kang MK, Hur BI, Ko MH, et al. Potential identity of multi-potential cancer stem-like subpopulation after radiation of cultured brain glioma. BMC Neurosci. 2008;9:15. doi: 10.1186/1471-2202-9-15
  27. Артамонова Е.В. Роль иммунофенотипирования в диагностике и прогнозе рака молочной железы. Иммунология гемопоэза. 2009;1(9):8-52 [Artamonova EV. The role of tumor cell immunophenotyping in the diagnosis and prognosis of breast cancer. Haematopoesis Immunology. 2009;1(9):8-52 (in Russian)].
  28. Субботина А.А., Летягин В.П., Тупицын Н.Н., и др. Анализ результатов нео- адъювантного лечения больных с учетом иммунофенотипических особенностей рака молочной железы. Опухоли женской репродуктивной системы. 2008;(4):31-4 [Subbotina AA, Letyagin VP, Tupitsyn NN, et al. Analysis of the results of neoadjuvant treatment in patients with consideration for the immunophenotypical features of breast cancer. Tumors of female reproductive system. 2008;(4):31-4 (in Russian)]. doi: 10.17650/1994-4098-2008-0-4-31-34
  29. Chen JQ, Russo J. Dysregulation of glucose transport, glycolysis, TCA cycle and glutaminolysis by oncogenes and tumor suppressors in cancer cells. Biochim Biophys Acta. 2012;1826(2):370-84. doi: 10.1016/j.bbcan.2012.06.004
  30. Riganti C, Gazzano E, Polimeni M, et al. The pentose phosphate pathway: an antioxidant defense and a crossroad in tumor cell fate. Free Radic Biol Med. 2012;53(3):421-36. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2012.05.006
  31. Kang MK, Hur BI, Ko MH, Kim CH, Cha SH, Kang SK. Potential identity of multi-potential cancer stem-like subpopulation after radiation of cultured brain glioma. BMC Neurosci. 2008;9:15

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Transferrin receptor expression depending on the stage of breast cancer.

Download (75KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Transferrin receptor expression depending on the histological type of breast cancer.

Download (46KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Relationship of CD54 and transferrin receptor expression.

Download (58KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 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».