МикроРНК и малые интерферирующие РНК как инструменты направленной регуляции клеточных процессов для терапии онкологических заболеваний

MicroRNAs and small interfering RNAs (siRNAs) belong to an extensive class of small non-coding RNAs and play an important role in gene expression regulation in cells. It is shown that changes in the amount or activity of these molecules may lead to the development of various diseases, including cancer. This made it possible to consider them as promising diagnostic and prognostic markers, as well as tools for the directed regulation of protein synthesis in the cell and targets for therapy. This review summarizes the basic knowledge about the biogenesis, distribution and the mechanisms of action of microRNA and siRNA, as well as currently used ways of target genes expression management with their help. Possible methods of these molecules delivery into the cell in vitro and in vivo are considered.МикроРНК и малые интерферирующие РНК (миРНК) относятся к обширному классу малых некодирующих РНК и играют важную роль в регуляции экспрессии генов в клетках. Показано, что изменения в количестве или эффективности воздействия этих молекул могут сопровождать развитие различных заболеваний, включая онкологические. Это позволило рассматривать их как перспективные диагностические и прогностические маркеры, а также инструменты для направленной регуляции синтеза белков в клетке и мишени для терапии. В данном обзоре суммированы основные знания о биогенезе, распространении и механизмах воздействия микроРНК и миРНК, а также способы направленного влияния на экспрессию генов с их помощью, используемые в настоящее время. Рассмотрены возможные варианты доставки молекул в клетку in vitro и in vivo

ТРАНСКРИПТОМНЫЙ АНАЛИЗ КЛЕТОК МЕЛАНОМЫ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКОВ ПЕРВИЧНОЙ ОПУХОЛИ

Introduction. Intratumor heterogeneity is a characteristic feature for most malignant tumors, including cutaneous melanoma. This property represents one of the main obstacles  for effective targeted therapy, due to the different sensitivity to chemotherapeutic agents on  various tumor cells subclones. Treatment of malignant tumors requires an individual approach to choose the most appropriate treatment regimen.The purpose of the study was to evaluate differences in melanoma tissue samples obtained from different parts of one patient’s primary tumor at the transcriptomic level.Material and Methods. Melanoma cell cultures obtained from both central and peripheral parts of the primary tumor of two patients were used in the study.Results. Subclones from different parts of the first patient’s tumor were similar, whereas the second patient demonstrated significant differences at the transcriptomic level (in 2953  transcripts out of 48226). In the cells of the central zone of the second patient’s tumor, an  increase in mRNA of the genes encoding proteins associated with tumor-specific immune  response, as well as ABC-family transport proteins and cytokine signaling molecules, were  noted. In the cells from the peripheral area of the same tumor, a more intensive transcription of genes encoding extracellular matrix and inflammatory response  proteins was observed. Taken all round, the differences between the subclones of the second  patient’s cells were relevant to some signaling cascades playing a leading role in  oncogenesis (MAPK, PI3K-Akt-mTOR, VEGFA-VEGFR2, etc.).Conclusion. The study allowed  evaluation of differences between cancer cells within a tumor at the transcriptional level in order to search for further approaches to personalized melanoma therapy.Введение. Внутриопухолевая гетерогенность представляет собой характерную черту большинства злокачественных новообразований, в том числе и меланомы кожи. Данное свойство является  одним из препятствий для проведения эффективной таргетной терапии, поскольку у различных субклонов опухолевых клеток наблюдается вариабельная чувствительность к данным препаратам. С  современных позиций терапия злокачественных новообразований требует персонифицированного подхода  для каждого конкретного пациента.Цель исследования – оценка возможных различий между тканями меланомы, выделенными из различных участков первичной опухоли одного пациента на транскриптомном уровне.Материал и методы. В работе были использованы культуры клеток меланомы, полученные из центральной и периферической частей первичной опухоли двух пациентов. Исследование транскриптомов клеток  проводили методом микрочипирования с последующим биоинформатическим анализом.Результаты. В клетках меланомы первого пациента, полученных из центрального и периферического  участков одной опухоли, не было выявлено различий по транскриптомному профилю. У второго пациента  имели место существенные различия (по 2953 транскриптам из 48226). В клетках, полученных из  центрального участка опухоли, выявлено повышение мРНК генов, кодирующих белки, ассоциированные с  иммунным ответом опухоли, транспортные белки ABC‑семейства, сигнальные молекулы класса цитокинов. В  культуре клеток, выделенной из периферического участка этой же опухоли, зарегистрировано увеличение  уровня мРНК генов, кодирующих белки внеклеточного матрикса и воспалительного ответа. В целом  различия между субклонами клеток второго пациента касались ряда сигнальных каскадов, играющих  ведущую роль в онкогенезе (MAPK, PI3K-Akt-mTOR, VEGFAVEGFR2 и др). Заключение. Проведенное  исследование позволяет оценить возможные различия между клетками внутри опухоли на  транскрипционном уровне с целью поиска новых подходов для персонифицированной терапии

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПРЕССИОННОГО ПРОФИЛЯ МИКРОРНК В КЛЕТКАХ МЕЛАНОМЫ И ОПУХОЛЕВОМ МИКРООКРУЖЕНИИ

Melanoma of the skin is considered as multiplex neoplastic system characterized by high tumor heterogeneity. MicroRNAs are a class of epigenetic regulators by which 90 % of human genome is controlled. At the present time more than 1 500 types of microRNAs is identified. Comparative analysis of microRNA expression profile is performed in melanoma, melanocytic nevi and tumor microenvironment in the present study. The differences of microRNA expression levels should be under further consideration to evaluate their functional significance in melanomagenesis and possible application as melanoma prognostic and diagnostic markers.Меланома кожи относится к многокомплексным неопластическим системам, характеризующимся высокой степенью гетерогенности опухолевой ткани. МикроРНК являются разновидностью эпигенетических регуляторов экспрессии генов. На сегодняшний день известно более 1 500 разновидностей микроРНК, а также установлено, что около 90 % генома человека регулируется посредством микроРНК. В данном исследовании проведен сравнительный анализ экспрессии микроРНК на основе микрочипирования в образцах клеток меланомы, опухолевого окружения, а также меланоцитарных невусов. Выявленные различия в уровне экспрессии микроРНК между тремя исследуемыми группами требуют дальнейшего разъяснения с целью уточнения функциональной роли отдельных микроРНК в развитии меланомы, а также для потенциального использования в качестве прогностических и диагностических маркеров

Оценка противоопухолевых, токсических эффектов и характера экспрессии генов-мишеней miR-204-5p при применении ее имитатора на модели меланомы В-16 in vivo

Objective. To evaluate anti-tumor, toxic effect of miR-204-5p mimic applicaton on melanoma B-16-bearing mice followed by miR-204-5p target gene expression estimation in melanoma tumor and distant organs. Material and Methods. C57Bl/6 melanoma B-16-bearing mice were used. The animals of the experimental group were intraperitoneally injected with a 5 nM miR-204-5p miRNA simulator (mimic) on the 8th, 10th, and 12th days after melanoma B-16 cell transplantation. Based on the results of bioinformatic analysis, miR-204-5p target genes BCL2 and SIRT1 expression levels were determined by quantitative real-time PCR. The toxic effect of miR-204-5p mimic was estimated by the evaluation of body weight, mass of the internal organs, and motor activity. Results. On the 13-14th days of the experiment, the motor activity of animals in the control groups decreased signifcantly compared to the group of animals treated by miR-204-5p. Target gene BCL2 showed increased expression in the lungs and kidneys and SIRT1 levels were increased in the lungs of miR-204-5p mimic treated animals (p˂0.05). Tumor mass tended to decrease in the animals treated by miR-204-5p mimic. Conclusion. Modulation of the level of miR-204-5p microRNA led to changes in the expression of SIRT1 and BCL2 in the lungs of animals, and changes in the expression of BCL2in the kidneys. MiR-204-5p mimic application did not have toxic effect on animals treated. Further studies are necessary to clarify miR-204-5p implication in melanoma cell proliferation regulation as well as it’s biodistibution in the tumor tissue.Цель исследования – оценка влияния имитатора miR-204-5p на рост меланомы В-16 in vivo при внутрибрюшинном трехкратном его введении, определение изменения при этом экспрессии генов-мишеней miR-204-5p в опухоли и дистантных органах, а также выраженности токсических реакций.Материал и методы. Исследование проводили на мышах C57Bl/6 с подкожно перевитой меланомой B-16. Животным опытной группы внутрибрюшинно вводили имитатор микроРНК miR-204-5p (5нМоль) на 8, 10, 12-е сут после трансплантации опухолевых клеток. Согласно результатам биоинформатического анализа определяли уровень экспрессии генов-мишеней микроРНК BCL2 и SIRT1 методом ПЦР в реальном времени. Определяли токсический эффект воздействия имитатора по динамике массы тела и органов, объему опухолевого узла, изменению двигательной активности и внешнего вида животных в течение эксперимента.Результаты. Оценка внешних признаков и динамики двигательной активности животных, а также динамики их массы и массы органов при вскрытии свидетельствует об отсутствии токсического эффекта имитатора miR-204-5p. К 13–14-му дню эксперимента двигательная активность в контрольных группах животных статистически значимо снизилась по сравнению с группой животных, которым вводился имитатор miR-204-5p (р=0,011) Отмечено повышение экспрессии BCL2 в легких и почках мышей и SIRT1 – в легких мышей (p˂0,05). Отмечалась тенденция к снижению массы опухолевого узла к 14-му дню эксперимента.Заключение. Модуляция уровня микроРНК miR-204-5p приводит к изменению экспрессии генов-мишеней – SIRT1 и BCL2 в легких животных, BCL2 – в почках. Введение имитатора микроРНК не вызывает нарушений двигательной активности животных, изменения массы внутренних органов, что может свидетельствовать об отсутствии развития токсического эффекта. Дальнейшее исследование требуется для разъяснения биодоступности модуляторов микроРНК в опухолевую ткань, а также влияния имитатора miR-204-5p на пролиферацию клеток меланомы in vivo

Зависимость уровня белка-транслокатора TSPO и цитохрома Р450SCC от гистотипа опухоли у больных почечно-клеточным раком

The features of expression of translocator protein (TSPO) and cytochrome P450scc (CYP 450scc) in patients with renal cell carcinoma (RCC) were described in the article. The dependence of level expression of TSPO from stage and histological subtypes of renal cell carcinoma were established. The changing of expression level of CYP 450scc in tumor cells indicates a change of severity of steroidogenesis in different histological subtypes of RCC. These findings were important for interpretation the pathogenesis of RCC and also they could have prognostic valueОписаны особенности экспрессии белка-транслокатора (TSPO) и цитохрома P450scc (CYP 450scc) у больных почечно-клеточным раком (ПКР). Установлена зависимость уровня экспрессии TSPO от стадии и гистологического варианта рака почки. Изменение уровня экспрессии CYP 450scc в клетках опухоли свидетельствует об изменении выраженности стероидогенеза при различных гисто- типах ПКР. Полученные данные важны для понимания патогенеза рака почки, а также могут иметь прогностическое значение

Заболеваемость злокачественными новообразованиями кожи в Красноярском крае

Skin cancer is one of the most common malignancies and its increasing rates are found all over the world and in the Russian Federation in particular. The paper presents statistical analysis of the data on skin cancer morbidity and mortality rates in Krasnoyarsk Region summarized for the period since 1999 until 2005. Peculiarities of occurrence of this pathology among male and female persons are evaluated, tendencies of epidemiology of these tumors are analyzed, and comparative analysis of skin cancer morbidity in Krasnoyarsk Region with the Russian Federation as a whole and with foreign countries is carried out.Злокачественные новообразования кожи являются одной из наиболее частых онкологических патологий. В последние десятилетия регистрируется неуклонный рост поражения человека данным видом опухолей во всем мире, в том числе на территории Российской Федерации. В представленной работе проведен статистический анализ заболеваемости злокачественными новообразованиями кожи в Красноярском крае, исследована ее динамика с 1999 по 2005 г., оценены особенности возникновения патологии среди лиц мужского и женского пола, проанализированы тенденции эпидемиологии данного вида опухолей, проведен сравнительный анализ заболеваемости раком кожи со статистическими показателями Российской Федерации, зарубежных стран