МОЛЕКУЛЯРНО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ

The review presents the main and additional features that distinguish tumor cells from normal tissue cells. They include sustained proliferative signaling, evasion from growth suppressors, resisting cell death, enabling replicative immortality, angiogenesis induction, and invasion and metastasis activation. Basis for the formation of these features is provided by tumor genome instability. Tumors are complex tissues that consist of different cell types interacting with each other as well as with normal cells. An important characteristic of tumor cells is the ability to interact with the tumor microenvironment and the formation of tumor stroma.В обзоре представлены основные и дополнительные признаки, отличающие опухолевую клетку от клетки нормальной ткани. Эти признаки включают в себя поддержание постоянной пролиферативной сигнализации, уклонение от действия опухолевых супрессоров, избегание апоптоза, увеличение времени жизни клетки, стимуляцию ангиогенеза, и активацию инвазии и метастазирования. Основу для формирования этих признаков предоставляет нестабильность опухолевого генома. Опухоли — это сложные ткани, которые состоят из различных типов клеток, взаимодействующих как друг с другом, так и с нормальными клетками. Важной характеристикой опухолевой клетки является способность к взаимодействию с клеточным микроокружением и формирование опухолевой стромы.

НЕЙРОЭНДОКРИННЫЕ ОПУХОЛИ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ: МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ СПЕКТР И КЛЕТОЧНАЯ ПРОЛИФЕРАЦИЯ (ИНДЕКС KI67)

This review deals with the analysis of up-to-date concepts of different types of human neuroendocrine tumors of the digestive system. It summarizes the information on the specifics of recent histological classifications and criteria of morphological diagnosis accounting histological, ultrastructural and immunohistochemical parameters. Current issues of the nomenclature as well as various systems of grading and staging are discussed. In the light of these criteria the results of the own research clinical value of the determination of cell proliferation in primary and metastatic gastroenteropancreatic neuroendocrine neoplasms on the basis of evaluation of the Ki67 antigen expression are also presented. Обзор посвящен анализу современных представлений о различных типах нейроэндокринных новообразований пищеварительной системы человека. В нем обобщены сведения об особенностях последних гистологических классификаций и критериях морфологической диагностики с учетом гистологических, ультраструктурных, и иммуногистохимических параметров. Обсуждаются вопросы номенклатуры, а также системы градации и стадирования. В свете этих критериев также представлены данные собственных исследований по клинической значимости определения пролиферативной активности клеток первичных и метастатических нейроэндокринных новообразований желудочно-кишечного тракта и поджелудочной железы на основе оценки экспрессии антигена Ki67.

КЛИНИЧЕСКИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ АССОЦИИРОВАННЫХ С ОПУХОЛЬЮ ПРОТЕАЗ И ИХ ТКАНЕВЫХ ИНГИБИТОРОВ У ОНКОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ

Review of authors’ results and the most representative literature data on the role of tumor-associated proteolitic systems involved in invasion, metastasizing and angiogenic processes in diagnostics and prognosis in various oncologic diseases is presented in this paper. The main attention is paid to the key matrix metalloproteinases (MMPs) and their tissue inhibitors (TIMPs) as well as to the plasminogen activation system components (uPA, PAI-1) study in tumor tissues and peripheral blood. Personal results demonstrated an increase of most MMPs, uPA and PAI-1 expression in the tumors of 70–90% patients with various neoplasms as compared to histologically unchanged adjacent tissues. MMP-7 was shown to be a promising serologic marker of ovarian and colorectal cancer (CRC): its sensitivity at 70% specificity level comprised about 70% in both diseases. The greatest clinical interest should be paid to the implication of tumor-associated proteases as prognostic factors. Thus, results of 5-years monitoring have demonstrated that high preoperative serum MMP-7 and TIMP-1 levels were independent unfavorable prognostic factors for CRC and univariate analysis revealed unfavorable prognostic role of high tumor MMP-7 in patients with disseminated process. Tumor PAI-1 level was shown to be a valuable prognostic factor for stage III CRC. In the final part of the review possibilities and prospects of tumor-associated proteases usage as targets for specific molecular directed therapy are discussed. Представлен обзор результатов собственных исследований и наиболее репрезентативных данных литературы о роли ассоциированных с опухолями протеолитических систем, участвующих в процессах инвазии, метастазирования и ангиогенеза, в диагностике и прогнозировании результатов лечения различных онкологических заболеваний. Основное внимание уделено ключевым матриксным металлопротеиназам (ММП) и их тканевым ингибиторам (ТИМП), а также компонентам системы активации плазминогена (uPA, PAI-1) в опухолях и периферической крови. В собственных исследованиях продемонстрировано повышение уровня экспрессии большинства ММП, uPA и PAI-1 в опухолях у 70–90% больных различными новообразованиями по сравнению с окружающими гистологически неизмененными тканями. Показано, что ММП-7 является перспективным серологическим маркером рака яичников и рака толстой кишки (РТК): уровень его чувствительности при 70% специфичности составляет около 70% для обеих локализаций. Наибольший интерес с клинической точки зрения представляет использование опухоль-ассоциированных протеаз в качестве прогностических факторов. Так, по результатам 5-летнего наблюдения показано, что высокие предоперационные уровни ММП-7 и ТИМП-1 в плазме крови являются независимыми факторами неблагоприятного прогноза РТК, а при однофакторном анализе обнаружено также неблагоприятное прогностическое значение высокого содержания ММП-7 в опухолевой ткани больных с диссеминированным процессом. Значимым фактором прогноза РТК III стадии является уровень PAI-1 в опухоли. В заключительной части обзора рассмотрены возможности использования опухоль-ассоциированных протеаз в качестве мишеней для молекулярно-направленной терапии.

Матриксины 2, 7 и 9 при раке молочной железы: выяснение возможной связи с концентрацией белка HER-2/neu

The comparative analysis of the quantity of matrix metalloproteinases (MMP) 2,7 and 9 in breast cancer is carried out; the concentration of sex hormones receptors and protein HER-2/neu are determined. Authentically high values MMP-2 and MMP-7 are found in a tumor tissue in contrast to the normal one. The elevated concentration of ММР-2 in a tumor is connected with receptor status (p < 0,05). The highest values of concentration ММР-7 and ММP- 9 are found at RE-, RP- and HER-2/neu + tumors, and also in the tumors with the size more than 4,0 cm.Проведен сравнительный анализ содержания матриксных металлопротеиназ (ММП) 2,7 и 9 в опухолевых тканях молочной железы и гистологически неизмененной ткани, определено содержание рецепторов половых гормонов, белка her-2/neu. Достоверно высокие значения ММП-2 и -7 обнаружены в ткани опухоли по сравнению с гистологически неизмененной тканью. Повышение концентраций ММР 2 в опухоли связано с рецепторным статусом опухоли (p < 0,05). Наиболее высокие значения концентраций ММР-7 и ММР-9 обнаружены при РЭ-, РП- и HER-2/neu+ опухолях, а также в новообразованиях размером более 4,0 см

Massive parallel sequencing for diagnostic genetic testing of BRCA genes - A single center experience

The aim of this study was to implement massive parallel sequencing (MPS) technology in clinical genetics testing. We developed and tested an amplicon-based method for resequencing the BRCA1 and BRCA2 genes on an Illumina MiSeq to identify disease-causing mutations in patients with hereditary breast or ovarian cancer (HBOC). The coding regions of BRCA1 and BRCA2 were resequenced in 96 HBOC patient DNA samples obtained from different sample types: peripheral blood leukocytes, whole blood drops dried on paper, and buccal wash epithelia. A total of 16 random DNA samples were characterized using standard Sanger sequencing and applied to optimize the variant calling process and evaluate the accuracy of the MPS-method. The best bioinformatics workflow included the filtration of variants using GATK with the following cut-offs: variant frequency > 14%, coverage ( > 25×) and presence in both the forward and reverse reads. The MPS method had 100% sensitivity and 94.4% specificity. Similar accuracy levels were achieved for DNA obtained from the different sample types. The workflow presented herein requires low amounts of DNA samples (170 ng) and is cost-effective due to the elimination of DNA and PCR product normalization steps

Ингибин В при стромально-клеточных опухолях яичников

Background. Tumors of stroma of the sex cord include a family of tumors that are diverse in structure and biological characteristics, including hormone-active ovarian tumors, such as granulosa cell tumor (GCT) of the ovary and a tumor from Sertoli–Leydig cells. For these types of tumors, of particular importance is the analysis of biochemical markers, among which the most promising is inhibin B.The objective of the study. Comparative analysis of inhibin B levels in the blood serum of patients with stromal cell tumors and other types malignancies.Materials and methods. 64 patients with primary ovarian tumors were examined: 31 – GCT of the ovary, 16 – tumors from Sertoli–Leydig cells, 17 – adenocarcinomas. Comparison group – 20 patients with malignant tumors of other localizations, control – 74 healthy women and 37 patients with benign ovarian tumors. Inhibin B was determined in blood serum using the standardized Inhibin B Gen II ELISA (Beckman Coulter, USA) immunoassay.Results. The analysis of inhibin B levels in last days of the luteal phase, show an increase of marker level in patients with GCT and tumors from Sertoli–Leydig cells, while in ovarian adenocarcinomas and malignant tumors of other locations inhibin B secretion doesn’t differ from the control. The sensitivity of inhibin B in diagnostics of GCT was 93.5 %, in tumor from Sertoli–Leydig cells – 81.3 % with specificity – 100 %.Conclusion. Inhibin B is an effective biomarker of GCT and ovarian tumors from Sertoli–Leydig cells, which results must be interpreted according the functional state of the ovaries.Введение. К опухолям стромы полового тяжа относится семейство разных по строению и биологическим особенностям опухолей, включая гормонально-активные опухоли яичников, такие как гранулезоклеточная опухоль яичника (ГКОЯ) и опухоль яичника из клеток Сертоли–Лейдига. Для данных типов опухолей особенное значение имеет анализ биохимических маркеров, к одним из самых перспективных относится ингибин B.Цель исследования – сравнительный анализ сывороточных уровней ингибина В у больных со стромально-клеточными опухолями и другими типами злокачественных новообразований.Материалы и методы. Обследованы 64 женщины с первичными опухолями яичников (31 – ГКОЯ, 16 – опухоль из клеток Сертоли–Лейдига, 17 – аденокарцинома). Группу сравнения составили 20 больных со злокачественными опухолями других локализаций, контрольную группу – 74 женщины без онкологических заболеваний и 37 больных с доброкачественными неоплазиями яичников. Определение уровня ингибина B в сыворотке крови проводили с использованием стандартизованного иммуноферментного набора Inhibin B Gen II ELISA (Beckman Coulter, США).Результаты. При анализе уровня ингибина В выявлено его повышение при ГКОЯ и опухолях из клеток Сертоли–Лейдига, тогда как при аденокарциномах яичника и злокачественных опухолях других локализаций секреция ингибина B не отличалась от таковой в контрольной группе. Чувствительность ингибина В в диагностике ГКОЯ составила 93,5 %, при опухоли из клеток Сертоли–Лейдига – 81,3 % при специфичности по контролю 100 %.Заключение. Ингибин B – высокоэффективный биомаркер ГКОЯ и опухолей яичников из клеток Сертоли–Лейдига, при анализе уровня которого следует учитывать функциональный статус яичников

ЛИГАНД-РЕЦЕПТОРНАЯ СИСТЕМА RANK/RANKL/OPG И ЕЕ РОЛЬ ПРИ ПЕРВИЧНЫХ НОВООБРАЗОВАНИЯХ КОСТЕЙ (АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРЫ И СОБСТВЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ)

RANK/RANKL/OPG ligand-receptor system is a key player in bone homeostasis regulation directly regulating osteoclast differentiation and osteolysis. Disbalance of bone homeostasis associated with malfunctioning of RANK/RANKL/OPG system underlies such oncological processes as the destruction of bone, metastasis development, tumor progression. Involvement of RANK/RANKL/OPG system in the development of metastasis from various tumors is practically confirmed, but its influence on the development and progression of primary bone tumors still needs thorough evaluation. , In this paper experimental and clinical-laboratory data on the role of RANK/RANKL/OPG system in primary bone tumors pathogenesis available in modern literature are summarized with special attention,paid to giant-cell bone tumor (GCBT) that is already treated with RANK/RANKL interaction inhibitor denosumab. Results of authors study of the levels of RANK/RANKL/OPG system,s components in blood serum of 101 malignant bone tumor (37 – osteosarcoma, 41 – chondrosarcoma, 12 – chordoma, 7 – Ewing sarcoma, 2 – pleomorhic undifferentiated sarcoma, 2 – fibrosarcoma), 32 borderline GCBT, and 30 benign bone tumor patients are also presented. The disturbances in the balance of osteolysis activators and inhibitors in patients with primary bone tumor depending both on the character of neoplasm (malignant, borderline or benign), and histological structure of malignant tumors were demonstrated. The most striking changes in RANK/ RANKL/OPG system manifesting itself in an increase of serum concentrations of all its components and strengthening of association between the levels of soluble receptor and its natural inhibitor OPG were revealed in giant-cell bone tumor patients.The study of the role of RANK/RANKL/OPG system in primary bone neoplasms is a topical goal for clinical investigations; it is also a promising tool for development of new diagnostic methods and for targeted application of specific drugs inhibiting its activity.Лиганд-рецепторная система RANK/RANKL/OPG – ключевое звено гомеостаза костной ткани, непосредственно регулирующее дифференцировку остеокластов и остеолиз. Дисбаланс костного гомеостаза, связанный с нарушениями в системе RANK/RANKL/ OPG, лежит в основе онкологических процессов, таких как разрушение костей, развитие метастазов, прогрессирование опухоли. Участие системы RANK/RANKL/OPG в формировании костных метастазов различных опухолей практически доказано, однако ее влияние на развитие первичных новообразований костей все еще недостаточно изучено.В статье суммированы имеющиеся в литературе экспериментальные и клинико-лабораторные данные об участии системы RANK/ RANKL/OPG в патогенезе первичных опухолей костей, в первую очередь – гигантоклеточной опухоли (ГКО), в лечении которой уже используется ингибитор RANK/RANKL-взаимодействия деносумаб. Приведены также результаты собственного исследования содержания растворимых форм компонентов системы RANK/RANKL/OPG в сыворотке крови 101 больного саркомой кости (остеосаркома – 37 пациентов, хондросаркома – 41, хордома – 12, саркома Юинга – 7, плеоморфная недифференцированная саркома – 2, фибросаркома – 2), 32 больных пограничной ГКО кости и 30 пациентов с доброкачественными поражениями костей. Продемонстрированы нарушения баланса активаторов и ингибиторов остеолиза при первичных опухолях костей, зависящие как от характера новообразования (злокачественное, пограничное или доброкачественное), так и от гистологического строения злокачественной опухоли. Наибольшие изменения в системе RANK/RANKL/OPG, выражающиеся в увеличении сывороточной концентрации всех 3 ее компонентов и усилении взаимосвязи между уровнями растворимого рецептора и его природного ингибитора OPG в сыворотке крови, отмечены у больных ГКО.Изучение роли системы RANK/RANKL/OPG при первичных новообразованиях костей представляет актуальную задачу для исследования на клиническом материале, а также открывает перспективы для разработки новых методов диагностики и адресного назначения молекулярно-направленных препаратов, ингибирующих ее активность

Polymorphisms in the vascular endothelial growth factor gene and breast cancer in the Cancer Prevention Study II cohort

INTRODUCTION: Vascular endothelial growth factor (VEGF) plays a central role in promoting angiogenesis and is over-expressed in breast cancer. At least four polymorphisms in the VEGF gene have been associated with changes in VEGF expression levels: -2578C/A, -1154G/A and -634G/C are all located in the promoter region; and +936C/T is located in the 3'-untranslated region. METHOD: We examined the association between these four VEGF polymorphisms and risk for breast cancer among postmenopausal women in CPS-II (Cancer Prevention Study II) Nutrition Cohort. This cohort was established in 1992 and participants were invited to provide a blood sample between 1998 and 2001. Included in this analysis were 501 postmenopausal women who provided a blood sample and were diagnosed with breast cancer between 1992 and 2001 (cases). Control individuals were 504 cancer-free postmenopausal women matched to the cases with respect to age, race/ethnicity, and date of blood collection (controls). RESULTS: We found no association between any of the polymorphisms examined and overall breast cancer risk. However, associations were markedly different in separate analyses of invasive cancer (n = 380) and in situ cancer (n = 107). The -2578C and -1154G alleles, which are both hypothesized to increase expression of VEGF, were associated with increased risk for invasive breast cancer (odds ratio [OR] 1.46, 95% confidence interval [CI] 1.00–2.14 for -2578 CC versus AA; OR 1.64, 95% CI 1.02–2.64 for -1154 GG versus AA) but they were not associated with risk for in situ cancer. The +936C allele, which is also hypothesized to increase VEGF expression, was not clearly associated with invasive breast cancer (OR 1.21, 95% CI 0.88–1.67 for +936 CC versus TT/CT), but it was associated with reduced risk for in situ cancer (OR 0.59, 95% CI 0.37–0.93 for CC versus TT/CT). The -634 C/G polymorphism was not associated with either invasive or in situ cancer. CONCLUSION: Our findings provide limited support for the hypothesis that the -2578C and -1154G VEGF alleles are associated with increased risk for invasive but not in situ breast cancer in postmenopausal women

Application of PCR-based approaches for evaluation of cell-free DNA fragmentation in colorectal cancer

Cell-free DNA (cfDNA) testing is the core of most liquid biopsy assays. In particular, cfDNA fragmentation features could facilitate non-invasive cancer detection due to their interconnection with tumor-specific epigenetic alterations. However, the final cfDNA fragmentation profile in a purified sample is the result of a complex interplay between informative biological and artificial technical factors. In this work, we use ddPCR to study cfDNA lengths in colorectal cancer patients and observe shorter and more variable cfDNA fragments in accessible chromatin loci compared to the densely packed pericentromeric region. We also report a convenient qPCR system suitable for screening cfDNA samples for artificial high molecular weight DNA contamination

Analysis of circulating tumor and cancer stem cells provides new opportunities in diagnosis and treatment of small cell lung cancer

Current methods for diagnosis and treatment of small cell lung cancer (SCLC) have only a modest efficacy. In this pilot study, we analyzed circulating tumor cells (CTCs) and cancer stem cells (CSCs) in patients with SCLC to search for new diagnostic and prognostic markers and novel approaches to improve the treatment of the disease. In other forms of lung cancer, we showed a heterogeneity of blood CTCs and CSCs populations, as well as changes in other cell populations (ALDH+, CD87+CD276+, and EGF+Axl+) in smokers. A number of CTCs and CSCs in patients with SCLC have been shown to be resistant to chemotherapy (CT). High cytotoxic activity and resistance to apoptosis of reprogrammed CD3+CD8+ T-lymphocytes (rTcells) in relation to naive CD3+CD8+ T-lymphocytes was demonstrated in a smoking patient with SCLC (Patient G) in vitro. The target for rTcells was patient G’s blood CSCs. Reprogramming of CD3+CD8+ T-lymphocytes was carried out with the MEK1/2 inhibitor and PD-1/PD-L1 pathway blocker nivolumab. The training procedure was performed with a suspension of dead CTCs and CSCs obtained from patient’s G blood. The presented data show a new avenue for personalized SCLC diagnosis and targeted improvement of chemotherapy based on the use of both CTCs and CSCs