mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-AOT-2690mimmun-2989Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESСопряженность клеточной дифференцировки опухоли с цитокинпродуцирующим резервом при люминальных и нелюминальных подтипах рака молочной железыAssociation of tumor cell differentiation with cytokine-producing reserve in luminal and nonluminal subtypes of breast cancerМангазееваЕ. Д.MangazeevaE. D.

Мангазеева Екатерина Дмитриевна - младший научный сотрудник центральной научно-исследовательской лаборатории

630091, г. Новосибирск, Красный пр., 52

Тел./факс: 8 (383) 226-35-60

Ekaterina D. Mangazeeva, Research Associate, Central Research Laboratory

52 Krasnyy Ave Novosibirsk 630091

Phone/fax: +7 (383) 226-35-60

lpciip@211.ruСтуденикинаА. А.StudenikinaA. A.

Студеникина А.А. – к.м.н., научный сотрудник центральной научно-исследовательской лаборатории; научный сотрудник

г. Новосибирск

Studenikina A.A., PhD (Medicine), Research Associate, Central Research Laboratory; Research Associate

Novosibirsk

lpciip@211.ruhttps://orcid.org/0009-0009-3169-3747РыжиковаС. Л.RyzhikovaS. L.

Рыжикова С.Л. – начальник лаборатории

г. Новосибирск

Ryzhikova S.L., Head of Laboratory

Novosibirsk

ryzhikova@vector-best.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7180-010XАутеншлюсА. И.AutenshlyusA. I.

Аутеншлюс А.И. – д.б.н., профессор, заведующий центральной научно-исследовательской лабораторией; главный научный сотрудник

г. Новосибирск

Autenshlyus A.I., PhD, MD (Biology), Professor, Head, Central Research Laboratory; Chief Research Associate, Institute of Molecular Biology and Biophysics

Novosibirsk

lpciip@211.ruФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет»РоссияNovosibirsk State Medical UniversityRussian FederationФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет»; Научно-исследовательский институт молекулярной биологии и биофизики ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины»РоссияNovosibirsk State Medical University; Institute of Molecular Biology and Biophysics, Federal Research Center of Fundamental and Translational MedicineRussian FederationАО «Вектор-Бест»РоссияVector-Best JSCRussian Federation20250801202527197106Copyright © Мангазеева Е.Д., Студеникина А.А., Рыжикова С.Л., Аутеншлюс А.И., 20252025Мангазеева Е.Д., Студеникина А.А., Рыжикова С.Л., Аутеншлюс А.И.Mangazeeva E.D., Studenikina A.A., Ryzhikova S.L., Autenshlyus A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/2989

Существует прямая взаимосвязь между выраженностью функционального, морфологического и биохимического атипизма клеток опухоли и степенью ее злокачественности. Выделяют пять молекулярно-генетических подтипов рака молочной железы. При этом известно, что наиболее агрессивным течением характеризуются нелюминальные подтипы, в особенности – тройной негативный рак молочной железы. Целью работы явилось определение сопряженности между относительным содержанием клеток различной степени дифференцировки с продукцией цитокинов биоптатами рака молочной железы при люминальных и нелюминальных подтипах рака молочной железы. Материалом исследования служили биоптаты 49 женщин с инвазивной карциномой молочной железы неспецифического типа, средний возраст которых составил 59 лет. Пациенты были разделены на три группы в зависимости от принадлежности к тому или иному молекулярно-генетическому подтипу опухоли. В I группу включены пациенты с люминальным подтипом А, во вторую – с люминальным В и в III – с нелюминальными подтипами рака молочной железы. Изучали спонтанную и стимулированную поликлональными активаторами продукцию цитокинов. Значение цитокинпродуцирующего резерва биоптатов выражали с помощью индекса влияния поликлональных активаторов ввиду его точности, позволяющей избежать ошибки за счет одинаковых размеров биоптата каждого пациента и условий их инкубирования. Относительное содержание опухолевых клеток различной степени дифференцировки в образцах оценивали с помощью светооптической микроскопии с учетом Ноттингемской градирующей системы. При оценке спонтанной и стимулированной продукции цитокинов, а также степени дифференцировки клеток образцов опухоли выявлены прямые и обратные корреляционные связи между исследуемыми группами. Наиболее важным показателем оказался индекс влияния поликлонального активатора на продукцию биоптатами IL-10 и VEGF-А. Благодаря этому мы можем представить персонифицированные сведения по каждому пациенту по этим двум цитокинам еще до начала лечения. Анализ ROC-кривых показал хорошее качество и оптимальные значения точек отсечения концентраций цитокинов и относительного содержания низкодифференцированных клеток, которые могли бы наилучшим образом предсказать наличие неблагоприятных нелюминальных подтипов рака молочной железы. Основываясь на полученных нами данных, можно сделать вывод о том, что цитокинпродуцирующий резерв сопряжен с клеточной дифференцировкой и зависит от молекулярно-генетического подтипа опухоли.

There is a direct association between the functional, morphologic and biochemical atypic features of cellular tumor expression and malignancy. Five molecular-genetic subtypes of breast cancer are recognized. The most aggressive course is known to be characterized by non-luminal subtypes, in particular, a triplenegative breast cancer. The aim of this research is to determine the association between the percentage of the cells showing distinct differentiation types, and cytokine production by breast cancer bioptates in both luminal and non-luminal breast cancer subtypes. Bioptates of 49 women with the invasive breast carcinoma of nonspecific type, at the average age of 59 years, were used as the material for the study. The patients were divided into three groups according to the molecular-genetic subtype of cancer. Group I included patients with luminal subtype A, group II – with luminal B and group III – with non-luminal subtypes of breast cancer. Spontaneous and in vitro stimulated by polyclonal activators production of cytokines was evaluated. The level of cytokineproducing reserve by the biopsy specimens was expressed as the influence index of polyclonal activators, due to its accuracy, thus making it possible to avoid errors due to the similar sizes of bioptates from each patient and their incubation conditions. The percentage of tumor cells of varying degrees of differentiation in the samples was assessed using light microscopy by means of the Nottingham grading system. When assessing spontaneous and stimulated production of cytokines, as well as degree of cell differentiation of tumor samples, direct and reverse correlations were revealed between the study groups. The most important parameter was the influence index of the polyclonal activator which characterized production of IL-10 and VEGF-A by the bioptates. Therefore, we can provide personalized information for each patient, in particular, for these two cytokines, even before starting the treatment.The analysis of ROC-curves showed good quality and optimal level of cytokine concentration and percentage of low-differentiated cells. This approach could predict the presence of unfavorable non-luminal breast cancer subtypes in the best way. In general, we can make a conclusion that cytokine-producing reserve is connected with cellular differentiation and depends on molecular-genetic subtype of the tumor.

рак молочной железыбиоптатыцитокинымолекулярно-генетические подтипыклеточная дифференцировкаполиклональный активатор.breast cancertumor biopsiescytokinesmolecular subtypescell differentiationpolyclonal activatorReferencesАутеншлюс А.И., Архипов С.А., Михайлова Е.С., Архипова В.В., Вараксин Н.А. Сопряженность цитокинового профиля супернатанта инвазивной карциномы молочной железы с ее молекулярными и гистопатологическими характеристиками// Сибирский онкологический журнал. – 2023. - Т. 22, №6. - С. 92–102. [Autenshlyus A.I., Arkhipov S.A., Mikhaylova E.S., Arkhipova V.V., Varaksin N.A. Relationship between the cytokine profile of supernatants of invasive breast carcinoma and its molecular and histopathological characteristics. Sibirskij onkologičeskij žurnal, 2023, Vol. 22, no. 6, pp. 92-102.]Аутеншлюс А.И., Архипов С.А., Михайлова Е.С., Архипова В.В., Вараксин Н.А. Сопряженность цитокинового профиля супернатанта инвазивной карциномы молочной железы с ее молекулярными и гистопатологическими характеристиками// Сибирский онкологический журнал. – 2023. - Т. 22, №6. - С. 92–102. [Autenshlyus A.I., Arkhipov S.A., Mikhaylova E.S., Arkhipova V.V., Varaksin N.A. Relationship between the cytokine profile of supernatants of invasive breast carcinoma and its molecular and histopathological characteristics. Sibirskij onkologičeskij žurnal, 2023, Vol. 22, no. 6, pp. 92-102.]Архипов С.А., Михайлова Е.С., Кунц Т.А. , Карпухина К.В., Могильная Е.Д., Соловьев К.А., Вараксин Н.А., Аутеншлюс А.И. Цитокинпродуцирующий резерв иммунокомпетентных клеток крови и инвазивного протокового рака молочной железы, его взаимосвязь с патогистологическими и иммуногистохимическими параметрами злокачественного новообразования // Медицинская иммунология. – 2016. - Т. 1, № 5.- С. 459-468. [Arkhipov S.A., Mikhailova E.S., Kunts T.A., Karpukhina K.V., Mogilnaya E.D., Solovyev K.A., Varaksin N.A., Autenshlyus A.I. Cytokine-producing reserve of immunocompetent cells from blood and invasive ductal breast cancer tissues: its correlation with histopathological and immunohistochemical parameters of malignant neoplasia. Med Immunology, 2016, Vol 1, no 5, pp 459-468.]Архипов С.А., Михайлова Е.С., Кунц Т.А. , Карпухина К.В., Могильная Е.Д., Соловьев К.А., Вараксин Н.А., Аутеншлюс А.И. Цитокинпродуцирующий резерв иммунокомпетентных клеток крови и инвазивного протокового рака молочной железы, его взаимосвязь с патогистологическими и иммуногистохимическими параметрами злокачественного новообразования // Медицинская иммунология. – 2016. - Т. 1, № 5.- С. 459-468. [Arkhipov S.A., Mikhailova E.S., Kunts T.A., Karpukhina K.V., Mogilnaya E.D., Solovyev K.A., Varaksin N.A., Autenshlyus A.I. Cytokine-producing reserve of immunocompetent cells from blood and invasive ductal breast cancer tissues: its correlation with histopathological and immunohistochemical parameters of malignant neoplasia. Med Immunology, 2016, Vol 1, no 5, pp 459-468.]Пауков В. С. Клиническая патология. – М.:Литтерра, 2018. – 768 с. [Paukov V.S. Clinical pathology. Moscow: Littera, 2018,768 p.]Пауков В. С. Клиническая патология. – М.:Литтерра, 2018. – 768 с. [Paukov V.S. Clinical pathology. Moscow: Littera, 2018,768 p.]Поспехова Н.И., Головина Д.А., Филиппова М.Г., Семьянихина А.В., Дранко С.Л., Данишевич А.М., Строганова А.М. Молекулярно-биологические подтипы рака молочной железы у носителей мутаций в гене BRCA1 // Успехи молекулярной онкологии. – 2020. - Т 7, №4. - С. 29-36. [Pospekhova N.I., Golovina D.A, Filippova M.G., Semyanikhina A.V, Dranko S.L., Danishevich A.M, Stroganova A.M. Molecular biological subtypes of breast cancer in brca1 mutation carriers. Uspehi Molekulârnoj Onkologii, 2020, Vol 7, no. 4, pp 29-36]Поспехова Н.И., Головина Д.А., Филиппова М.Г., Семьянихина А.В., Дранко С.Л., Данишевич А.М., Строганова А.М. Молекулярно-биологические подтипы рака молочной железы у носителей мутаций в гене BRCA1 // Успехи молекулярной онкологии. – 2020. - Т 7, №4. - С. 29-36. [Pospekhova N.I., Golovina D.A, Filippova M.G., Semyanikhina A.V, Dranko S.L., Danishevich A.M, Stroganova A.M. Molecular biological subtypes of breast cancer in brca1 mutation carriers. Uspehi Molekulârnoj Onkologii, 2020, Vol 7, no. 4, pp 29-36]Соснина А.В., Великая Н.В., Вараксин Н.А., Гришаев М.П., Аутеншлюс А.И. Роль цитокинов в патогенезе злокачественных новообразований. – Н.: ЗАО ИПП «Офсет», 2014. – 49 с [Sosnina A.V., Velikaya N.V., Varaksin N.A., Grishaev M.P., Autenshlyus A.I. Role of cytokines in the pathogenesis of malignant neoplogms. Novosibirsk: ZAO IPP “Ofset”, 2014, 49p.]Соснина А.В., Великая Н.В., Вараксин Н.А., Гришаев М.П., Аутеншлюс А.И. Роль цитокинов в патогенезе злокачественных новообразований. – Н.: ЗАО ИПП «Офсет», 2014. – 49 с [Sosnina A.V., Velikaya N.V., Varaksin N.A., Grishaev M.P., Autenshlyus A.I. Role of cytokines in the pathogenesis of malignant neoplogms. Novosibirsk: ZAO IPP “Ofset”, 2014, 49p.]Al Kawas H., Saaid I, Jank P., Westhoff C.C., Denkert C., Pross T., Weiler K.B.S., Karsten M.M. How VEGF-A and its splice variants affect breast cancer development - clinical implications. Cell Oncol (Dordr), 2022, Vol. 45, no. 2, pp. 227-239.Al Kawas H., Saaid I, Jank P., Westhoff C.C., Denkert C., Pross T., Weiler K.B.S., Karsten M.M. How VEGF-A and its splice variants affect breast cancer development - clinical implications. Cell Oncol (Dordr), 2022, Vol. 45, no. 2, pp. 227-239.Abelev G.I. Differentiation mechanisms and malignancy. Biochemistry (Mosc), 2000, Vol. 65, no. 1, pp.107-116Abelev G.I. Differentiation mechanisms and malignancy. Biochemistry (Mosc), 2000, Vol. 65, no. 1, pp.107-116Autenshlyus A., Arkhipov S., Mikhailova E., Marinkin I., Arkhipova V., Mogilnaya E., Varaksin N., Rukavishnikov M. Cytokine production in mammary adenocarcinoma and its microenvironmental cells in patients with or without metastases in regional lymph nodes. Int J Immunopathol Pharmacol, 2017, Vol. 30, no. 3, pp. 308-314.Autenshlyus A., Arkhipov S., Mikhailova E., Marinkin I., Arkhipova V., Mogilnaya E., Varaksin N., Rukavishnikov M. Cytokine production in mammary adenocarcinoma and its microenvironmental cells in patients with or without metastases in regional lymph nodes. Int J Immunopathol Pharmacol, 2017, Vol. 30, no. 3, pp. 308-314.Faria S.S., Costantini S., de Lima V.C.C., de Andrade V.P., Rialland M., Cedric R., Budillon A., Magalhães K.G. NLRP3 inflammasome-mediated cytokine production and pyroptosis cell death in breast cancer. J Biomed Sci, 2021, Vol. 28, no. 1, pp. 26.Faria S.S., Costantini S., de Lima V.C.C., de Andrade V.P., Rialland M., Cedric R., Budillon A., Magalhães K.G. NLRP3 inflammasome-mediated cytokine production and pyroptosis cell death in breast cancer. J Biomed Sci, 2021, Vol. 28, no. 1, pp. 26.Felcher C.M., Bogni E.S., Kordon E.C. IL-6 Cytokine Family: A Putative Target for Breast Cancer Prevention and Treatment. Int J Mol Sci, 2022, Vol. 23, no. 3, pp. 1809.Felcher C.M., Bogni E.S., Kordon E.C. IL-6 Cytokine Family: A Putative Target for Breast Cancer Prevention and Treatment. Int J Mol Sci, 2022, Vol. 23, no. 3, pp. 1809.Habanjar O., Bingula R., Decombat C., Diab-Assaf M., Caldefie-Chezet F., Delort L. Crosstalk of Inflammatory Cytokines within the Breast Tumor Microenvironment. Int J Mol Sc,. 2023, Vol. 24, no. 4, pp. 4002.Habanjar O., Bingula R., Decombat C., Diab-Assaf M., Caldefie-Chezet F., Delort L. Crosstalk of Inflammatory Cytokines within the Breast Tumor Microenvironment. Int J Mol Sc,. 2023, Vol. 24, no. 4, pp. 4002.Hamidullah, Changkija B., Konwar R. Role of interleukin-10 in breast cancer. Breast Cancer Res Treat, 2012, Vol. 133, no. 1, pp. 11-21.Hamidullah, Changkija B., Konwar R. Role of interleukin-10 in breast cancer. Breast Cancer Res Treat, 2012, Vol. 133, no. 1, pp. 11-21.Holm-Rasmussen E.V., Jensen M.B., Balslev E., Kroman N., Tvedskov T.F. Reduced risk of axillary lymphatic spread in triple-negative breast cancer. Breast Cancer Res Treat, 2015, Vol. 149, no. 1, pp. 229-36.Holm-Rasmussen E.V., Jensen M.B., Balslev E., Kroman N., Tvedskov T.F. Reduced risk of axillary lymphatic spread in triple-negative breast cancer. Breast Cancer Res Treat, 2015, Vol. 149, no. 1, pp. 229-36.Liu L., Wu Y., Zhang C., Zhou C., Li Y., Zeng Y., Zhang C., Li R., Luo D., Wang L., Zhang L., Tu S., Deng H., Luo S., Chen Y.G., Xiong X., Yan X. Cancer-associated adipocyte-derived G-CSF promotes breast cancer malignancy via Stat3 signaling. J Mol Cell Biol, 2020, Vol. 12, no. 9, pp. 723-737.Liu L., Wu Y., Zhang C., Zhou C., Li Y., Zeng Y., Zhang C., Li R., Luo D., Wang L., Zhang L., Tu S., Deng H., Luo S., Chen Y.G., Xiong X., Yan X. Cancer-associated adipocyte-derived G-CSF promotes breast cancer malignancy via Stat3 signaling. J Mol Cell Biol, 2020, Vol. 12, no. 9, pp. 723-737.Mesa-Eguiagaray I., Wild S.H., Rosenberg P.S., Bird S.M., Brewster D.H., Hall P.S., Cameron D.A., Morrison D., Figueroa J.D. Distinct temporal trends in breast cancer incidence from 1997 to 2016 by molecular subtypes: a population-based study of Scottish cancer registry data. Br J Cancer, 2020, Vol. 123, no 5, pp. 852-859Mesa-Eguiagaray I., Wild S.H., Rosenberg P.S., Bird S.M., Brewster D.H., Hall P.S., Cameron D.A., Morrison D., Figueroa J.D. Distinct temporal trends in breast cancer incidence from 1997 to 2016 by molecular subtypes: a population-based study of Scottish cancer registry data. Br J Cancer, 2020, Vol. 123, no 5, pp. 852-859Mouchemore K.A., Anderson R.L., Hamilton J.A. Neutrophils, G-CSF and their contribution to breast cancer metastasis. FEBS J,. 2018, Vol. 285, no. 4, pp. 665-679.Mouchemore K.A., Anderson R.L., Hamilton J.A. Neutrophils, G-CSF and their contribution to breast cancer metastasis. FEBS J,. 2018, Vol. 285, no. 4, pp. 665-679.Nielsen T.O., Jensen M.B., Burugu S., Gao D., Jørgensen C.L., Balslev E., Ejlertsen B. High-Risk Premenopausal Luminal A Breast Cancer Patients Derive no Benefit from Adjuvant Cyclophosphamide-based Chemotherapy: Results from the DBCG77B Clinical Trial. Clin Cancer Res, 2017,Vol. 23, no. 4, pp. 946-953Nielsen T.O., Jensen M.B., Burugu S., Gao D., Jørgensen C.L., Balslev E., Ejlertsen B. High-Risk Premenopausal Luminal A Breast Cancer Patients Derive no Benefit from Adjuvant Cyclophosphamide-based Chemotherapy: Results from the DBCG77B Clinical Trial. Clin Cancer Res, 2017,Vol. 23, no. 4, pp. 946-953Rakha E.A., Reis-Filho J.S., Baehner F., Dabbs D.J., Decker T., Eusebi V., Fox S.B., Ichihara S., Jacquemier J., Lakhani S.R., Palacios J., Richardson A.L., Schnitt S.J., Schmitt F.C., Tan P.H., Tse G.M., Badve S., Ellis I.O. Breast cancer prognostic classification in the molecular era: the role of histological grade. Breast Cancer Res., 2010, Vol. 12, no. 4, pp. 207.Rakha E.A., Reis-Filho J.S., Baehner F., Dabbs D.J., Decker T., Eusebi V., Fox S.B., Ichihara S., Jacquemier J., Lakhani S.R., Palacios J., Richardson A.L., Schnitt S.J., Schmitt F.C., Tan P.H., Tse G.M., Badve S., Ellis I.O. Breast cancer prognostic classification in the molecular era: the role of histological grade. Breast Cancer Res., 2010, Vol. 12, no. 4, pp. 207.Smolanka I.I., Bagmut I.Y., Movchan O.V., Sheremet M.I., Bilyi O.M., Lyashenko A.O., Dosenko I.V., Loboda A.D., Ivankova O.M., Kolisnyk I.L. Features of VEGF and IL-6 expression in patients with inflammatory breast cancer considering molecular-biological characteristics. J Med Life, 2023, Vol. 16, no. 1, pp. 153-159.Smolanka I.I., Bagmut I.Y., Movchan O.V., Sheremet M.I., Bilyi O.M., Lyashenko A.O., Dosenko I.V., Loboda A.D., Ivankova O.M., Kolisnyk I.L. Features of VEGF and IL-6 expression in patients with inflammatory breast cancer considering molecular-biological characteristics. J Med Life, 2023, Vol. 16, no. 1, pp. 153-159.Sørlie T., Perou C.M., Tibshirani R., Aas T., Geisler S., Johnsen H., Hastie T., Eisen M.B., van de Rijn M., Jeffrey S.S., Thorsen T., Quist H., Matese J.C., Brown P.O., Botstein D., Lønning P.E., Børresen-Dale A.L. Gene expression patterns of breast carcinomas distinguish tumor subclasses with clinical implications. Proc Natl Acad Sci U S A., 2001, Vol. 98, no. 19, pp. 10869-74.Sørlie T., Perou C.M., Tibshirani R., Aas T., Geisler S., Johnsen H., Hastie T., Eisen M.B., van de Rijn M., Jeffrey S.S., Thorsen T., Quist H., Matese J.C., Brown P.O., Botstein D., Lønning P.E., Børresen-Dale A.L. Gene expression patterns of breast carcinomas distinguish tumor subclasses with clinical implications. Proc Natl Acad Sci U S A., 2001, Vol. 98, no. 19, pp. 10869-74.Tan C., Hu W., He Y., Zhang Y., Zhang G., Xu Y., Tang J. Cytokine-mediated therapeutic resistance in breast cancer. Cytokine, 2018, Vol. 108, pp. 151-159.Tan C., Hu W., He Y., Zhang Y., Zhang G., Xu Y., Tang J. Cytokine-mediated therapeutic resistance in breast cancer. Cytokine, 2018, Vol. 108, pp. 151-159.World Medical Association. World Medical Association Declaration of Helsinki: ethical principles for medical research involving human subjects. JAMA, 2013, Vol. 310, no. 20, pp. 2191-4.World Medical Association. World Medical Association Declaration of Helsinki: ethical principles for medical research involving human subjects. JAMA, 2013, Vol. 310, no. 20, pp. 2191-4.Yan R., Ren F., Li J., Rao X., Lv Z., Zheng C., Zhang F. Nuclei-Guided Network for Breast Cancer Grading in HE-Stained Pathological Images. Sensors (Basel, 2022, Vol. 22, no. 11, pp. 4061.Yan R., Ren F., Li J., Rao X., Lv Z., Zheng C., Zhang F. Nuclei-Guided Network for Breast Cancer Grading in HE-Stained Pathological Images. Sensors (Basel, 2022, Vol. 22, no. 11, pp. 4061.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.