Биомаркеры крови и маркер пролиферации Ki-67 при раке молочной железы

Метастазирование является ведущей причиной смерти у пациентов с раком молочной железы (РМЖ). Известно, что поражение опухолевыми клетками регионарных лимфатических узлов чаще встречается в опухолях с более высокой пролиферативной активностью, кроме того имеются литературные данные о том, что цитокины и протеины также могут оказывать влияние на миграционный потенциал опухоли. Цель работы – изучение сопряженности между концентрацией цитокинов, протеинов и экспрессией маркера пролиферации Ki-67 при РМЖ по гистологической форме инвазивная карцинома неспецифического типа. По данным патологоанатомов, у 16 пациентов отмечалось наличие метастазов в регионарных лимфатических узлах (I группа), а у 18 пациентов метастазы отсутствовали (II группа).

С помощью твердофазного иммуноферментного анализа определяли концентрацию 14 цитокинов в супернатантах иммунокомпетентных клеток крови: IL-2, IL-6, IL-8, IL-10, IL-17, IL-18, IL-1β, IL-1ra, TNFα, IFNγ, G-CSF, GM-CSF, VEGF и MCP-1, а концентрации 6 протеинов определяли в сыворотке крови: рецепторов эстрогена и прогестерона, кадгерина-Е (CDH1), активатора плазминогена типа 1 (PAI-1), муцина 1 (MUC1), белка теплового шока 90αА1 (HSP90αA1). Иммуно-гистохимическое исследование экспрессии Ki-67 проводили на парафиновых срезах опухолей с использованием моноклональных антител.

Исследование показало, что экспрессия Ki-67 в опухоли и концентрации в крови IL-6, IL-8, IL-1β и TNFα были выше у пациентов I группы, а концентрации в крови CDH1 и PAI-1, наоборот, были выше у пациентов II группы. Было обнаружено что, Ki-67 имеет как обратные корреляционные связи с CDH1 и PAI1, так и прямые с IL-8 и TNFα. CDH1 имеет прямую корреляционную связь с PAI1, и обратные с IL-6, IL-1β и TNFα. Цитокины имеют прямые корреляционные связи между собой. Анализ ROC-кривых показал хорошее качество и оптимальные значения точек отсечения экспрессии Ki-67, концентраций цитокинов и протеинов, которые могли бы наилучшим образом предсказать наличие лимфогенного метастазирования. На основании полученных результатов, был предложен коэффициент, представляющий собой отношение концентрации CDH1 к сумме показателей концентраций IL-1β и TNFα в крови, который может содействовать выявлению пациентов с РМЖ находящихся в группе риска по лимфогенному метастазированию.

1. Аутеншлюс А.И., Бернадо А.В., Давлетова К.И., Архипов С.А., Жураковский И.П., Михайлова Е.С., Проскура А.В., Богачук А.П., Липкин В.М., Ляхович В.В. Белковые и иммуногистохимические маркеры заболеваний молочной железы // Биомедицинская химия, 2020. Т. 66, № 2. С. 163-173.

2. Давлетова К.И., Михайлова Е.С., Вараксин Н.А., Жураковский И.П., Проскура А.В., Сидоров С.В., Аутеншлюс А.И. Продукция цитокинов иммунокомпетентными клетками крови у больных инвазивной карциномой молочной железы неспецифического типа в различных возрастных группах при лимфогенном метастазировании // Медицинская иммунология, 2019. Т. 21, № 6. С. 1115-1126. doi: 10.15789/1563-0625-2019-6-1115-1126.

3. Arafah M.A., Ouban A., Ameer O.Z., Quek K.J. KI-67 LI Expression in Triple-Negative Breast Cancer Patients and Its Significance. Breast Cancer (Auckl.), 2021, Vol. 30, no. 15, 11782234211016977. doi: 10.1177/11782234211016977.

4. Asaoka M., Patnaik S.K., Zhang F., Ishikawa T., Takabe K. Lymphovascular invasion in breast cancer is associated with gene expression signatures of cell proliferation but not lymphangiogenesis or immune response. Breast Сancer Res. Treat., 2020, Vol. 181, no. 2, pp. 309-322.

5. Baram T., Rubinstein-Achiasaf L., Ben-Yaakov H., Ben-Baruch A. Inflammation-driven breast tumor cell plasticity: Stemness/EMT, therapy resistance and dormancy. Front. Oncol., 2021, Vol. 10, 614468. doi: 10.3389/ fonc.2020.614468.

6. Ben-Baruch A. Tumor necrosis factor α: Taking a personalized road in cancer therapy. Front. Immunol., 2022, Vol. 13, 903679. doi: 10.3389/fimmu.2022.903679.

7. Humphries B.A., Buschhaus J.M., Chen Y.C., Haley H.R., Qyli T., Chiang B., Shen N., Rajendran S., Cutter A., Cheng Y.-H., Chen Y.-T., Cong J., Spinosa P.C., Yoon E,. Luker K.E., Luker G.D. Plasminogen activator inhibitor 1 (PAI1) promotes actin cytoskeleton reorganization and glycolytic metabolism in triple-negative breast cancer. Mol. Cancer Res., 2019, Vol. 17, no. 5, pp. 1142-1154.

8. Lampelj M., Arko D., Cas-Sikosek N., Kavalar R., Ravnik M., Jezersek-Novakovic B., Dobnik S., Dovnik N.F., Takac I. Urokinase plasminogen activator (uPA) and plasminogen ac-tivator inhibitor type-1 (PAI-1) in breast cancer – correlation with traditional prognostic factors. Radiol. Oncol., 2015, Vol. 49, no. 4, pp. 357-364.

9. Liang Q., Ma D., Gao R.F., Yu K.D. Effect of Ki-67 Expression levels and histological grade on breast cancer early relapse in patients with different immunohistochemical-based subtypes. Sci. Rep., 2020, Vol. 10, no. 1, 7648. doi: 10.1038/s41598-020-64523-1.

10. Łukaszewicz-Zając M., Pączek S., Mroczko B. The significance of chemokine CXCL-8 in esophageal carcinoma. Arch. Med. Sci., 2020, Vol. 16, no. 2, pp. 475-480.

11. Maranta A.F., Broder S., Fritzsche C., Knauer M., Thürlimann B., Jochum W., Ruhstaller T. Do YOU know the Ki-67 index of your breast cancer patients? Knowledge of your institution’s Ki-67 index distribution and its robustness is essential for decision-making in early breast cancer. Breast, 2020, Vol. 51, pp. 120-126.

12. Mariotto A.B., Etzioni R., Hurlbert M., Penberthy L., Mayer M. Estimation of the number of women living with metastatic breast cancer in the United States. Cancer Epidemiol. Biomark. Prev., 2017, Vol. 26, pp. 809-815.

13. Matutino A., Joy A.A., Brezden-Masley C., Chia S., Verma S. Hormone receptor-positive, HER2-negative metastatic breast cancer: redrawing the lines. Curr. Oncol., 2018, Vol. 25, pp. 131-141.

14. Mercogliano M.F., Bruni S., Elizalde P.V., Schillaci R. Tumor necrosis factor α blockade: an opportunity to tackle breast cancer. Front. Oncol., 2020, Vol. 10, 584. doi: 10.3389/fonc.2020.00584.

15. Narita D., Seclaman E., Anghel A., Ilina R., Cireap N., Negru S., Sirbu I.O., Ursoniu S., Marian C. Altered levels of plasma chemokines in breast cancer and their association with clinical and pathological characteristics. Neoplasma, 2016, Vol. 63, no. 1, pp. 141-149.

16. Petrelli F., Viale G., Cabiddu M., Barni S. Prognostic value of different cut-off levels of KI 67 in breast cancer: a systematic review and meta-analysis of 64,196 patients. Breast Cancer Res. Treat., 2015, Vol. 153, pp. 477-491.

17. Posso M., Corominas J.M., Serrano L., Román M., Torá-Rocamora I., Domingo L., Romero A.,Quintana M.J., Vernet-Tomas M., Baré M., Vidal C., Sánchez M., Saladié F., Natal C., Ferrer J., Servitja S., Sala M., Castells X.; BELE Study Group. Biomarkers expression in benign breast diseases and risk of subsequent breast cancer: a case-control study. Cancer Med., 2017, Vol. 6, no. 6, pp. 1482-1489.

18. Sarode P., Schaefer M.B., Grimminger F., Seeger W., Savai R. Macrophage and tumor cell cross-talk is fundamental for lung tumor progression: we need to talk. Front. Oncol., 2020, Vol. 10, 324. doi: 10.3389/ fonc.2020.00324.

19. Savci-Heijink C.D., Halfwerk H., Hooijer G.K.J., Koster J., Horlings H.M., Meijer S.L., van de Vijver M.J. Epithelial-to-mesenchymal transition status of primary breast carcinomas and its correlation with metastatic behavior. Breast Cancer Res. Treat., 2019, Vol. 174, pp. 649-659.

20. Siersbæk R., Scabia V., Nagarajan S., Chernukhin I., Papachristou E.K., Broome R., Johnston S.J., Joosten S.E.P., Green A.R., Kumar S., Jones J., Omarjee S., Alvarez-Fernandez R., Glont S., Aitken S.J., Kishore K., Cheeseman D., Rakha E.A., D'Santos C., Zwart W., Russell A., Brisken C., Carroll J.S. IL6/STAT3 signaling hijacks estrogen receptor α enhancers to drive breast cancer metastasis. Cancer Сell., 2020, Vol. 38, no. 3, pp. 412-423.

21. Sommariva M., Gagliano N. E-Cadherin in pancreatic ductal adenocarcinoma: a multifaceted actor during EMT. Cells, 2020, Vol. 9, no. 4, 1040. doi: 10.3390/cells9041040.

22. Völker H.U., Weigel M., Strehl A., Frey L. Levels of uPA and PAI-1 in breast cancer and its correlation to Ki67-index and results of a 21-multigene-array. Diagn. Pathol., 2018, Vol. 13, no. 1, 67. doi: 10.1186/s13000-018- 0737-5.

23. Yu P.F., Huang Y., Han Y.Y., Lin L.Y., Sun W.H., Rabson A.B., Wang Y., Shi Y.F. TNF alpha-activated mesenchymal stromal cells promote breast cancer metastasis by recruiting CXCR2 (+) neutrophils. Oncogene, 2017, Vol. 36, pp. 482-490.

24. Zhang S., Zhang D., Yi S., Gong M., Lu C., Cai Y., Tang X., Zou L. The relationship of lymphatic vessel density, lymphovascular invasion, and lymph node metastasis in breast cancer: a systematic review and metaanalysis. Oncotarget, 2017, Vol. 8, no. 2, pp. 2863-2873.