Курмышкина Ольга Вадимовна — кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии человека и животных, патофизиологии, гистологии, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики врожденного иммунитета.
Петрозаводск
Olga V. Kurmyshkina - PhD (Biology), Associate Professor, Department of Human and Animal Physiology, Pathophysiology, Histology; Senior Research Associate, Laboratory of Molecular genetics of Innate Immunity, Institute of Medicine, Petrozavodsk State University.
Petrozavodsk
Ковчур Павел Иванович — доктор медицинских наук, профессор кафедры госпитальной хирургии, ЛОР-болезней, офтальмологии, стоматологии, онкологии, урологии, Медицинский институт ФГБОУ ВО «ПетрГУ»; врач-онколог ГБУЗ РК «Республиканский онкологический диспансер».
Петрозаводск
Pavel I. Kovchur - PhD, MD (Medicine), Professor, Department of Hospital Surgery, ENT Diseases, Ophthalmology, Dentistry, Oncology, Urology, Institute of Medicine, Petrozavodsk State University; Oncologist, Republican Oncological Dispensary.
Petrozavodsk
Волкова Татьяна Олеговна — доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой биомедицинской химии, иммунологии и лабораторной диагностики, Медицинский институт.
185910, Петрозаводск, ул. Ленина, 31.
Тел.: 8 (8142) 79-53-22, 78-46-97
Tatyana O. Volkova - PhD, MD (Biology), Professor, Head, Department of Biomedical Chemistry, Immunology and Laboratory Diagnostics, Institute of Medicine, Petrozavodsk State University.
31 Lenin St Petrozavodsk 185910
Phone: +7 (8142) 79-53-22, 78-46-97
Вопросы молекулярной классификации, иммунной гетерогенности и существования различных иммунофенотипов вирус-ассоциированного рака шейки матки (РШМ), в особенности его наиболее ранних клинических и доклинических форм — цервикальных интраэпителиальных неоплазий (ЦИН), — остаются недостаточно исследованными. Цель данной работы заключалась в анализе транскриптомных профилей инвазивного РШМ на начальных этапах его прогрессии, различающихся иммунологическими характеристиками, спектром сигнальных путей и составом микроокружения. Транскриптомный анализ проводился с использованием РНК-секвенирования на платформе Illumina. Панель образцов нативной ткани, полученных в ходе хирургической операции, включала: ВПЧ -положительные ЦИН 1-3-й степени, инвазивный РШМ IA1-IIB стадий и морфологически нормальный эпителий. Транскриптомные профили далее были проанализированы с помощью биоинформатических инструментов, включая поиск дифференциально экспрессированных генов (DESeq2), анализ сигнальных путей (Gene Set Enrichment, GAGE), извлечение клеточного состава (xCell), позиционный анализ дифференциально экспрессированных геномных регионов (PREDA). На первоначальном этапе иерархический кластерный анализ выявил гетерогенность транскриптома образцов РШМ ранних стадий, а именно их распределение по двум кластерам; метод K-means подтвердил наличие трех функционально различных паттернов генов с координированно изменяющейся экспрессией. Сравнительный анализ обогащения сигнальных путей в двух опухолевых кластерах инвазивного РШМ (‘A' и ‘B') относительно группы ‘C', представленной преимущественно ЦИН, показал, что опухолевая прогрессия в кластерах ‘A' и ‘B' может основываться на различных иммунных механизмах. xCell анализ подтвердил различия в изменении численности популяций иммунных и стромальных клеток, а также суммарных показателей влияния микроокружения, при сравнении кластеров РШМ и ЦИН. По результатам PREDA установлено, что транскриптомные различия ассоциированы с различными хромосомными регионами и ко-локализованы с определенными семействами генов, вовлеченных в регуляцию иммунного ответа. Таким образом, на транскриптомном уровне выявлено существование различных иммунофенотипов РШМ ранних стадий, что может иметь значение для развития методов таргетной и иммунной противоопухолевой терапии.
Molecular classification, immuneheterogeneity, and the existence of distinct immunophenotypes of virus-associated cervical cancer (CeCa) remain as-yet weakly explored issues, and this is particularly true of its earliest clinical stages and pre-invasive forms: cervical intraepithelial neoplastic (CIN) lesions. The goal of the study was to identify transcriptomic landscapes of invasive CeCa at its initial progression that differ substantially in their immune-related characteristics, patterns of signaling pathways and composition of the microenvironment. Transcriptome profiling was carried out using RNA-sequencing on Illumina platform. A panel of surgical-derived tissue samples comprised human papillomavirus-positive CIN grade 1-3, cancer of FIGO IA1-IIB stages, and morphologically normal epithelium. Transcriptomic profiles were analyzed with the use of bioinformatics tools, such as gene set enrichment (GAGE) for signaling pathways, xCell enrichment for cell composition identification, and PREDA positional analysis of genomic data. Hierarchical clustering revealed heterogeneity of transcriptomic profiles within the early-stage CeCa, namely, the existence of two clusters of tumor samples and three functional patterns of genes showing coordinately altered expression. Pathway enrichment analysis on genes differently expressed between the two clusters/groups of CeCa samples (‘A' and ‘B') and CIN (group ‘C') suggested that invasive tumor progression in groups ‘A' and ‘B' might rely on immunologically dissimilar mechanisms. xCell analysis confirmed heterogeneity of changes in the abundancies of cell populations when comparing CeCa sample groups and CIN, along with differences in immune and stromal scores. PREDA demonstrated that these transcriptomic differences could be linked to different chromosomal regions and co-localized with particular gene families and potentially the reported virus integration hotspots. Overall, the existence and detectability of different transcriptomic immune-based phenotypes of invasive CeCa at its initial stages of progression is shown, which may provide new options to broaden the knowledge and applicability of target and immune anti-cancer therapy.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.