Enhancing gold recovery from electronic waste via lixiviant metabolic engineering in Chromobacterium violaceum

10.1038/srep02236Scientific Reports3

Экспрессионная гетерогенность генов семейства ABC-транспортеров и генов химиочувствительности в опухоли желудка, канцероматозе и метастазах в лимфатические узлы

Introduction. Metastatic tumors (particularly gastric cancer) have been found to be characterized by heterogeneity between the primary tumor and metastases. This type of heterogeneity comes to the fore when treating primary-metastatic forms of tumor and is an important reason for the low effectiveness of their treatment. In this regard, comparative analysis of ABC-transporter gene expression and chemosensitivity genes will allow to characterize to a certain extent the resistance and sensitivity of primary tumor, carcinomatosis and metastases to therapy and provide the basis for personalized treatment approach.Aim. To evaluate expression heterogeneity of ABC-transporter genes and chemosensitivity genes in gastric tumor, carcinomatosis and lymph node metastases.Materials and methods. Overall 41 patients with disseminated gastric cancer stage IV with carcinomatosis of peritoneum were included in the investigation. All patients underwent surgery according to Roux palliative gastrectomy. After surgery patients underwent chemotherapy depending on indications. RNA was isolated using RNeasy Plus mini kit (Qiagen, Germany). The expression level of ABC transporter genes (ABCB1, ABCC1, ABCC2, ABCC5, ABCG1, ABCG2) and chemosensitivity genes (BRCA1, RRM1, ERCC1, TOP1, TOP2α, TUBβ3, TYMS, GSTP1) was assessed by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) in primary tumor, carcinomatosis and lymph node metastases.Results. The expression levels of the genes under study were shown to vary widely. For ABC transporter genes, ABCG1 (3.1 ± 1.1; max 32.0), ABCG2 (7.9 ± 2.3; max 54.1), ABCG2 (9.6 ± 3.8; max 101.0) were the most expressed genes in gastric tumor tissue, carcinomatosis and lymph node metastasis, respectively. Hyperexpression among chemosensitivity genes at all three sites was characteristic only of TOP2α (17.2 ± 6.0; max. 161.9; 10.8 ± 4.1; max. 105.1; 35.3 ± 0.8; max. 439.6, respectively). We found that TOP2α and BRCA1 gene expression levels were higher in lymph node metastasis compared with gastric tumor tissue and carcinomatosis (at p = 0.005 and p = 0.001). Whereas ABCC1 gene expression was statistically significantly higher in carcinomatosis (p = 0.03).Conclusion. Thus, a high level of expression heterogeneity is observed in gastric cancer, which affects the expression patterns of various genes in different localizations. The expression profile can be used to determine the level of heterogeneity and approach to personalized therapy tactics.Введение. Установлено, что метастатическим опухолям (в частности раку желудка) свойственна гетерогенность между первичными и метастатическими очагами. Такой тип гетерогенности является причиной низкой эффективности терапии, поэтому его следует учитывать при лечении первично-метастатических форм опухоли. В связи с этим сравнительный анализ экспрессии генов ABC-транспортеров и генов химиочувствительности позволит в определенной мере охарактеризовать резистентность и чувствительность первичной опухоли, канцероматоза и метастазов к терапии и дать основу для персонализированного подхода в лечении.Цель – оценка экспрессионной гетерогенности генов ABC-транспортеров и генов химиочувствительности в опухоли желудка, канцероматозе и метастазах в лимфатические узлы.Материалы и методы. В исследование включен 41 больной с диссеминированным раком желудка IV стадии с канцероматозом брюшины. Всем пациентам выполнена операция в объеме паллиативной гастрэктомии по Ру. После хирургического вмешательства в зависимости от показаний проводилась химиотерапия по схемам GemCap + С, FOLFIRI + С, XELIRI + C, PC. РНК выделяли с помощью набора RNeasy Plus mini Kit (Qiagen, Германия). Уровень экспрессии генов ABC-транспортеров (ABCB1, ABCC1, ABCC2, ABCC5, ABCG1, ABCG2) и генов химиочувствительности (BRCA1, RRM1, ERCC1, TOP1, TOP2α, TUBβ3, TYMS, GSTP1) в первичной опухоли, канцероматозе и метастазе в лимфатические узлы оценивали с помощью полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР).Результаты. Показано, что уровень экспрессии исследуемых генов сильно варьирует. Из генов ABC-транспортеров наибольшее значение экспрессии для опухолевой ткани желудка, канцероматоза и метастаза в лимфатические узлы выявлено для ABCG1 (3,1 ± 1,1; max 32,0), ABCG2 (7,9 ± 2,3; max 54,1) и ABCG2 (9,6 ± 3,8; max 100,9) соответственно. Среди генов химиочувствительности гиперэкспрессия в этих тканях была характерна только для TOP2α (17,2 ± 5,9; max 161,9; 10,8 ± 4,1; max 105,1; 35,3 ± 0,8; max 439,6 соответственно). Установлено, что уровень экспрессии генов TOP2α и BRCA1 выше в метастазах в лимфатических узлах по сравнению с опухолевой тканью желудка и канцероматозом (p = 0,005 и p = 0,001 соответственно), тогда как экспрессия гена ABCC1 статистически значимо выше в канцероматозе (p = 0,03).Заключение. Таким образом, прослеживается высокий уровень экспрессионной гетерогенности при раке желудка, влияющей на паттерны экспрессии различных генов в разных локализациях. Точное определение профиля экспрессии исследуемых генов в первичной опухоли и метастазах позволит подобрать тактику лечения и схемы химиотерапии, которые с наибольшей вероятностью будут эффективны в каждом конкретном случае

Рак желудка: современные подходы и перспективы лечения при канцероматозе брюшины (литературный обзор)

Gastric cancer (gc) is one of the most common cancers worldwide. The majority of newly diagnosed gastric cancer cases present with distant metastases. Peritoneal carcinomatosis (pc) is the most unfavorable type of progression of primary gc, which occurs in 14–43 % of patients. The purpose of the study was to highlight modern approaches to the treatment of gc with pc. Material and methods. We analyzed 136 publications available from pubmed, medline, cochrane library, and elibrary databases. The final analysis included 46 studies that met the specified parameters. Results. The modern approaches to the treatment of gc with peritoneal carcinomatosis were reviewed, namely: cytoreductive surgery (crs), combination of cytoreductive surgery and hyperthermic intraperitoneal chemotherapy (crs/hipec); neoadjuvant intraperitoneal/systemic chemotherapy (nips) and pressurized intraperitoneal aerosol chemotherapy (pipac). The results of large randomized trials and meta-analyses were analyzed. Benefits and limitations of these trials were assessed. Conclusion. The peritoneal cancer index (pci) and the level of cytoreduction are two key prognostic factors for increasing the median overall survival. By reducing tumor volume through cytoreductive surgery, it is possible to allow tumor cells to re-enter the proliferative phase of the cell cycle and make them more sensitive to antitumor agents. The hematoperitoneal barrier is the main reason that prevents the effective delivery of drugs from the systemic bloodstream to the abdominal cavity, which is why the effect of systemic chemotherapy on peritoneal metastases is extremely limited. Intraperitoneal chemotherapy offers a more effective and intensive regional therapy, creating a so-called «depot» of a chemotherapy drug, thereby prolonging the effect of the administered drugs. Cytoreductive surgery combined with hyperthermic intraperitoneal chemotherapy (crs + hipec) using the combination of surgical resection, cytotoxic chemotherapy, hyperthermic ablation of the tumor and hydrodynamic flushing, is a promising approach in the treatment of gc with peritoneal carcinomatosis.Рак желудка (РЖ) является одним из самых распространенных онкологических заболеваний в мире. У 50–65 % пациентов с РЖ, на момент первичного обращения имеются отдаленные метастазы. Канцероматоз брюшины представляет собой основной и наиболее неблагоприятный вид прогрессирования первичного РЖ, который встречается у 14–43 % пациентов. Цель исследования – освещение современных методов лечения рака желудка с перитонеальным канцероматозом. Материал и методы. Поиск источников был осуществлен в международных системах pubmed, medline, cochrane library, elibrary. В результате литературного поиска первично было получено 136 статей, по изучаемой тематике. В окончательный анализ вошли 46 исследований, соответствующих заданным параметрам. Результаты. Приведен обзор современных методов лечения РЖ с канцероматозом брюшины: cRs – циторедуктивная хирургия, Hipec – сочетание циторедуктивной хирургии и интраоперационной внутрибрюшной гипертермической химиотерапии; неоадъювантная внутрибрюшная химиотерапия (Nips) и pipac – внутрибрюшная аэрозольная химиотерапия под давлением. Проведен анализ результатов крупных рандомизированных исследований и метаанализов, с оценкой их преимуществ и ограничений. Заключение. Индекс перитонеального канцероматоза (pci) и степень циторедукции (ccR), являются двумя ключевыми прогностическими факторами для увеличения медианы общей выживаемости. Уменьшив количество опухолевой массы за счет циторедукции, можно позволить опухолевым клеткам повторно войти в пролиферативную фазу клеточного цикла и, возможно, сделать их более чувствительными к противоопухолевым агентам. Гематоперитонеальный барьер является основной причиной, которая препятствует эффективной доставке лекарств из системного кровотока в брюшную полость, из-за чего влияние системной химиотерапии на перитонеальные метастазы крайне ограничено. Внутрибрюшная химиотерапия предлагает более эффективную и интенсивную региональную терапию, создавая так называемое «депо» химиопрепарата, и тем самым пролонгировать действие вводимых препаратов. Циторедуктивная хирургия в сочетании с гипертермической внутрибрюшной химиотерапией (cRs + Hipec) в качестве комплексной стратегии лечения РЖ с ПК с использованием комбинации хирургической резекции, цитотоксической химиотерапии, гипертермической абляции опухоли и гидродинамической промывки предлагает многообещающие преимущества