Multiple primary malignancies of female genital organs: ways of prevention

Prevention of cancer and its early diagnosis is today one of the promising lines of oncology. The identification of the hereditary forms of malignancies is particularly urgent, which prevents the development of tumor pathology in apparently healthy individuals the rela- tives of whom have cancers

Tumor suppressor function of the SEMA3B gene in human lung and renal cancers

The SEMA3B gene is located in the 3p21.3 LUCA region, which is frequently affected in different types of cancer. The objective of our study was to expand our knowledge of the SEMA3B gene as a tumor suppressor and the mechanisms of its inactivation. In this study, several experimental approaches were used: tumor growth analyses and apoptosis assays in vitro and in SCID mice, expression and methylation assays and other. With the use of the small cell lung cancer cell line U2020 we confirmed the function of SEMA3B as a tumor suppressor, and showed that the suppression can be realized through the induction of apoptosis and, possibly, associated with the inhibition of angiogenesis. In addition, for the first time, high methylation frequencies have been observed in both intronic (32-39%) and promoter (44-52%) CpG-islands in 38 non-small cell lung carcinomas, including 16 squamous cell carcinomas (SCC) and 22 adenocarcinomas (ADC), and in 83 clear cell renal cell carcinomas (ccRCC). Correlations between the methylation frequencies of the promoter and the intronic CpG-islands of SEMA3B with tumor stage and grade have been revealed for SCC, ADC and ccRCC. The association between the decrease of the SEMA3B mRNA level and hypermethylation of the promoter and the intronic CpG-islands has been estimated in renal primary tumors (P < 0.01). Using qPCR, we observed on the average 10- and 14-fold decrease of the SEMA3B mRNA level in SCC and ADC, respectively, and a 4-fold decrease in ccRCC. The frequency of this effect was high in both lung (92-95%) and renal (84%) tumor samples. Moreover, we showed a clear difference (P < 0.05) of the SEMA3B relative mRNA levels in ADC with and without lymph node metastases. We conclude that aberrant expression and methylation of SEMA3B could be suggested as markers of lung and renal cancer progression

Совместное определение экспрессии и метилирования генов для диагностики светлоклеточного почечно-клеточного рака

Background. Clear cell renal cell carcinoma is the most frequent and most aggressive kidney cancer. Approximately 30 % at the initial diagnosis reveal distant metastases. This is due to the fact that kidney cancer in the early stages is asymptomatic. Very often (about 50 %), kidney cancer is detected by chance, during a routine examination or during treatment for other reasons. In this regard, the development of new methods of early diagnosis of clear cell renal cell carcinoma is actual. Materials and methods. The levels of mRNA expression and methylation of a number of genes in the surgical material of paired samples (normal kidney tissue and tumor, 21 clinical cases) were studied. Quantitative determination of gene expression was performed using real-time polymerase chain reaction on a Step One Plus instrument (Applied Biosystems, USA) using TaqMan®Gene Expression Assays (Applied Biosystems, USA). High molecular DNA was isolated from tissue by phenol-chloroform extraction. Methyl-specific polymerase chain reaction was performed on a T100 Thermal Cycler amplifier (Bio-Rad, USA).Results. As a result of joint analysis of the levels of gene expression and methylation, a system of potentially diagnostic markers has been developed, including the determination of the expression of a number of protein coding genes and the hypermethylation of several miRNA genes in tumor samples. Simultaneous determination of expression and methylation allows for the correct identification of tumors as SCRV with a sensitivity of 95.24 % (95 % confidence interval 76.18–99.88 %) and specificity of 95.24 % (95 % confidence interval 76.18–99.88 %). Conclusion. According to the results of the study, a system was developed based on the determination of the expression levels of the CA9, HIG2, EGLN3,  NDUF4L2  genes and the methylation of the MIR9-1, MIR34b/c,  MIR124a-3,  MIR129-2.  Depending on the requirements for sensitivity, reliability of determination, or ease of implementation, various combinations of these genes are possible.Введение. Светлоклеточный почечно-клеточный рак – самый частый и наиболее агрессивный рак почки. Примерно у 30 % пациентов при первичной постановке диагноза выявляют отдаленные метастазы. Это связано с тем, что рак почки на ранних стадиях протекает бессимптомно. Часто (~50 % случаев) рак почки выявляют случайно, при профилактическом осмотре или при обращении по другим причинам.  В связи с этим актуально  развитие  новых методов ранней диагностики  светлоклеточного почечно-клеточного рака.Материалы и методы. Изучены уровни экспрессии матричной РНК и метилирования ряда генов в операционном материале парных образцов (нормальная ткань/опухоль почки; n = 21). Количественное определение экспрессии генов проводили с помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени на приборе Step One Plus (Applied Biosystems, США) с использованием наборов TaqMan®Gene Expression Assays (Applied Biosystems, США). Высокомолекулярную ДНК выделяли из ткани методом фенол-хлороформной экстракции. Метилспецифичную полимеразную цепную реакцию проводили на амплификаторe T100 Thermal Cycler (Bio-Rad, США).Результаты. В результате совместного анализа уровней экспрессии и метилирования генов разработана система потенциально диагностических маркеров, включающая определение экспрессии ряда белоккодирующих генов и гиперметилирования нескольких генов микроРНК в образцах опухоли. Одновременное определение экспрессии и метилирования позволяет проводить правильную идентификацию опухолей в качестве cветлоклеточного почечно-клеточного рака с чувствительностью 95,24 % (95 % доверительный интервал 76,18–99,88 %) и специфичностью 95,24 % (95 % доверительный интервал 76,18–99,88 %).Заключение. По результатам проведенного исследования разработана система, основанная на определении уровней экспрессии генов CA9, HIG2, EGLN3, NDUF4L2 и метилирования генов MIR9-1, MIR34b/c, MIR124a-3,  MIR129-2.  В зависимости от требований к чувствительности, надежности определения или простоте выполнения возможны различные сочетания указанных генов

Роль метилирования генов микроРНК в различных молекулярно-биологических подтипах рака молочной железы

The methylation of CpG islands in the promoter regions of miRNA genes is an epigenetic modification that plays a decisive role in the breast cancer (BC) initiation and progression. The aim of the study was to investigate the frequency of 5 miRNA genes methylation (miRNA-9–1, miRNA-9–3, miRNA-34b/c, miRNA-193A, miRNA-129-2) in mammary epithelial neoplasms. Methylation-specific polymerase chain reaction (MS-PCR) was used to detect methylated genes. 62 patients took part in this study. It was found that the frequency of all 5 miRNAs genes methylation is significantly higher in tumor tissue than in the adjacent histologically unchanged mammary tissue. The authors also performed a correlation analysis and founded a relationship between the methylation rate of certain miRNA genes with some clinical and molecular characteristics of the tumor. This information on epigenetic disorders of BC complements the “molecular portrait” of the tumor and can be used to diagnose and assess the prognosis.Метилирование промоторных CpG-островков генов микроРНК (миРНК) при раке молочной железы (РМЖ) – эпигенетическая модификация, которая играет решающую роль в инициировании и прогрессировании заболевания. В данной статье представлено исследование, цель которого – изучить частоту метилирования пяти генов миРНК (миРНК-9–1, миРНК- 9–3, миРНК-34b/c, миРНК-193a, миРНК-129-2) в эпителиальных опухолях молочной железы. Для выявления метилированных генов использовался метод полимеразной цепной реакции, специфичной к метилированному аллелю (МС-ПЦР). В исследовании приняли участие 62 пациентки. Оказалось, что частота метилирования генов всех пяти миРНК достоверно выше в опухолевой ткани, чем в прилежащей гистологически неизмененной ткани молочных желез. Авторы также провели корреляционный анализ и выявили связь частоты метилирования определенных генов миРНК с некоторыми клиническими и молекулярными характеристиками опухоли. Полученные данные об эпигенетических нарушениях при РМЖ дополняют «молекулярный портрет» опухоли и являются перспективными маркерами для диагностики и оценки прогноза, а также могут стать мишенью для успешной терапии

Метилирование группы генов микроРНК: маркеры прогноза метастазирования почечно-клеточного рака

Background. Renal cell carcinoma (RCC) is asymptomatic up to severe stages and is characterized by a high mortality rate, reaching 90 % with the development of a metastatic process.Objective: to determine the group of microRNA genes, the methylation of which is associated with the progression of the disease, in particular, with metastasis.Materials and methods. Methylation-specific polymerase chain reaction in a representative sample of RCC patients (98 cases) showed an increase in the methylation status of 6 microRNA genes (MIR9-1, MIR9-3, MIR34b/c, MIR130b, MIR1258, MIR107) in tumor DNA samples relative to matched samples of histologically unchanged tissue.Results. For 4 genes (MIR9-1, MIR107, MIR130b, MIR1258), a significant association of methylation with late (III-IV) stages, tumor size, loss of differentiation, and metastasis to lymph nodes or distant organs was shown. These 4 genes were used to compose a potential metastatic prognosis marker system with a clinical sensitivity of 68 % and a specificity of 84 % (area under curve 0.83), which will be applied in the final development of a system for personalized therapy of RCC patients.Conclusion. The association of methylation of the MIR1258 with RCC metastasis has been shown for the first time and is of independent interest as a new promising marker for the prognosis of metastatic relapses.Введение. Почечно-клеточный рак (ПКР) не имеет симптомов вплоть до поздних стадий и характеризуется высокой частотой летальных исходов, достигающей 90 % при развитии метастатического процесса.Цель исследования — определение группы генов микроРНК, метилирование которых ассоциировано с прогрессированием заболевания, в частности с метастазированием.Материалы и методы. Методом метилспецифичной полимеразной цепной реакции на представительной выборке больных ПКР (n = 98) показано повышение статуса метилирования 6 генов микроРНК (MIR9-1, MIR9-3, MIR34b/c, MIR130b, MIR1258, MIR107) в образцах ДНК опухоли относительно парных образцов гистологически неизмененной ткани.Результаты. Для 4 генов (MIR9-1, MIR107, MIR130b, MIR1258) показана ассоциация метилирования с поздними (III-IV) стадиями, размером опухоли, потерей дифференцировки и метастазированием в лимфатические узлы или отдаленные органы. Из этих 4 генов методом ROC-анализа составлен набор маркеров прогноза метастазирования с клинической чувствительностью 68 % и специфичностью 84 % (площадь под ROC-кривой 0,83), который будет применен в окончательной разработке системы для персонализированной терапии больных ПКР.Заключение. Ассоциация метилирования гена MIR1258 с метастазированием ПКР показана впервые и представляет самостоятельный интерес как новый перспективный маркер прогноза метастазирования

THE DIAGNOSIS AND TREATMENT OF MEDULLARY THYROID CANCER

The paper presents many years’ international experience in treating medullary thyroid cancer (TC). Two hundred and forty-two patients with different stages of the disease were followed up. The morphological and genetic features of this tumor are given. The results of used treatment options for medullary cancer, such as surgical, radiation, multimodality, and drug therapies, are analyzed. Surgery is a leading treatment option for this disease. The volume of surgery on a primary tumor focus depends on both the shape of a (sporadic or hereditary) tumor and its sizes. Removal of pre- and paratracheal fat is indicated for any volume of surgery for TC due to the high risk of its metastases to lymph nodes at this site. For radiotherapy there are three main indications: 1) the dubious, macroscopically and microscopically evaluated efficiency of an operation; 2) inoperable cancer; 3) distant bone metastases for palliative and symptomatic care. The now chemicals available at an oncologist’s disposal exert no significant effect on increased survival in a patient with medullary TC

Molecular genetics of follicular cell thyroid carcinoma

Thyroid cancer is the most frequent endocrine malignancy. In the most cases thyroid cancer arises from follicular cells. Diagnosis of the cancer is based on the cytological analysis of fine needle aspiration biopsy of thyroid nodes. But the accuracy of the cytological diagnosis is about 80% that leads to the false positive and false negative cases and wrong strategy of treatment. Identification of genetic and epigenetic markers in the biopsies will allow to improve diagnostic accuracy. This article describes mutations, aberrant DNA methylation and abnormal microRNA expression constituting the core of molecular genetics of follicular cell thyroid cancer. The mutations given in the article includes point mutations, fusions and copy number variation. Besides frequent and well described driver mutations in genes of МАРK, PI3K/Akt and Wnt signaling pathways, as well as TP53 and TERT genes, we introduce here less frequent mutations appeared in the literature during the past two years. In addition the article contains examples of diagnostic panels applying these markers

ADVISABILITY OF PERFORMING SIMULTANEOUS GYNECOLOGIC SURGICAL PROCEDURES FOR COLON CANCER

The last decade is characterized by increased concern with problems of primary multiple neoplasm phenomena. Authors discuss vari- ous diagnostic methods used in the management of patients with multiple malignancies, in particular, in patients with colon cancer. Applicability of performing simultaneous gynecologic surgical procedures for colon cancer is evaluated

Особенности экспрессии лептина и его рецептора при метастатической меланоме кожи

Leptin is a multifunctional hormone with the activity of cytokines, which regulates critical signaling pathways that can induce cell proliferation, invasion, angiogenesis and tumor growth. Leptin plays an important role in the regulation of metabolism, energy exchange, functions of the neuro-endocrine system, including the pituitary, hypothalamus, adrenals, and immune system functions. Recently, some evidences have been appeared concerning the role of leptin in induction of chronic inflammatory processes, autoimmune pathologies, type 2 diabetes and cancer. An elevated blood level of the hormone is considered as a risk factor for different neoplasm developmentObjective. Analysis of the hormone leptin (Lep), the long and short isoforms of its receptor (LepR1 and LepR2) expression in blood, tumor cells and normal skin fibroblasts in the patients with metastatic cutaneous melanoma (CM) with various clinico-pathological characteristics for prognostic assessment.Materials and methods. 15 patients with metastatic CM (10 women and 5 men, aged 22 to 67 years with body mass from normal to obese) have been studied. The expression of Lep / LepR in the patient and donor blood sera, tumor and normal skin fibroblasts were determined using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and RT PCR using total RNAs isolated from pairs of tumor samples and normal tissue.Results. Average level of leptin in the blood of CM patients and in tumor cells exceeds the normal one. Concentration of lepin in female CM patients was higher than in male patients. The expression level of Lep and LepR1 genes (but not LepR2) in tumor cells was relatively higher than in normal skin fibroblasts of these patients, and above the level of GAPDH gene expression. In the female patients with overweight (body mass index = 25,00–29,99 kg/m2 ) there was a trend to higher concentrations of leptin in the blood in comparison of the patients with normal body mass and leptin level in the sera of male CM patients. Earlier revealed relationship between the concentration of leptin in blood and the level of expression of the long isoform of its receptor in tumor cells is confirmed.Лептин – многофункциональный гормон с активностью цитокинов, который регулирует важнейшие сигнальные пути и может индуцировать клеточную пролиферацию, инвазию, ангиогенез и опухолевый рост. Лептин играет важную роль в регуляции метаболизма, энергетического обмена и функций нейроэндокринной системы, включая гипофиз, гипоталамус и надпочечники, а также в функционировании иммунной системы. В последнее время появились данные о роли лептина в индукции хронических воспалительных процессов, аутоиммунных патологий, диабета 2-го типа и рака. Повышенный уровень гормона в крови рассматривается как фактор риска различных новообразований.Цель исследования – анализ уровня экспрессии гормона лептина (Lep), длинной и короткой изоформ его рецептора (LepR1 и LepR2) в крови, опухолевых клетках и нормальных фибробластах кожи у больных метастатической меланомой кожи (МК) с различными клинико-патологическими характеристиками для прогностической оценки.Материалы и методы. Исследовано 15 больных метастатической МК (10 женщин и 5 мужчин, в возрасте 22–67 лет с различными индексами массы тела (ИМТ): от нормы до ожирения). Экспрессию Lep / LepR в сыворотке крови, опухоли и нормальных фибробластах кожи и донорской крови определяли с помощью иммуноферментного анализа (ELISA) и метода полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией на матрице тотальной РНК, выделенной из пар образцов опухолевой и нормальной ткани.Результаты. В среднем содержание лептина в крови больных МК и в опухолевых клетках превышает эти показатели в норме, а его концентрация у женщин с МК была выше, чем у мужчин. Уровень экспрессии гена Lep, а также LepR1 (но не LepR2) в опухолевых клетках оказался сравнительно выше, чем в нормальных фибробластах кожи этих же пациентов, и выше уровня экспрессии гена GAPDH в клетках. У больных с избыточной массой тела (ИМТ = 25,00–29,99 кг/м2 ) отмечена тенденция к повышению концентрации лептина в крови, причем у женщин с МК этот показатель превышал уровень лептина в сыворотке крови больных мужчин. Подтверждена ранее обнаруженная нами взаимосвязь между концентрацией лептина в крови и уровнем экспрессии длинной изоформы его рецептора в опухолевых клетках

A joint determination of gene expression and methylation for the diagnosis of clear cell renal cancer

Background. Clear cell renal cell carcinoma is the most frequent and most aggressive kidney cancer. Approximately 30 % at the initial diagnosis reveal distant metastases. This is due to the fact that kidney cancer in the early stages is asymptomatic. Very often (about 50 %), kidney cancer is detected by chance, during a routine examination or during treatment for other reasons. In this regard, the development of new methods of early diagnosis of clear cell renal cell carcinoma is actual. Materials and methods. The levels of mRNA expression and methylation of a number of genes in the surgical material of paired samples (normal kidney tissue and tumor, 21 clinical cases) were studied. Quantitative determination of gene expression was performed using real-time polymerase chain reaction on a Step One Plus instrument (Applied Biosystems, USA) using TaqMan®Gene Expression Assays (Applied Biosystems, USA). High molecular DNA was isolated from tissue by phenol-chloroform extraction. Methyl-specific polymerase chain reaction was performed on a T100 Thermal Cycler amplifier (Bio-Rad, USA).Results. As a result of joint analysis of the levels of gene expression and methylation, a system of potentially diagnostic markers has been developed, including the determination of the expression of a number of protein coding genes and the hypermethylation of several miRNA genes in tumor samples. Simultaneous determination of expression and methylation allows for the correct identification of tumors as SCRV with a sensitivity of 95.24 % (95 % confidence interval 76.18–99.88 %) and specificity of 95.24 % (95 % confidence interval 76.18–99.88 %). Conclusion. According to the results of the study, a system was developed based on the determination of the expression levels of the CA9, HIG2, EGLN3,  NDUF4L2  genes and the methylation of the MIR9-1, MIR34b/c,  MIR124a-3,  MIR129-2.  Depending on the requirements for sensitivity, reliability of determination, or ease of implementation, various combinations of these genes are possible