ПОЛІАМІНИ ЯК НОВІ ПОТЕНЦІЙНІ БІОМАРКЕРИ ДЛЯ ДИФЕРЕНЦІАЛЬНОЇ ДІАГНОСТИКИ ТА ОЦІНКИ АГРЕСИВНОСТІ РАКУ ПЕРЕДМІХУРОВОЇ ЗАЛОЗИ
DOI:
https://doi.org/10.32471/exp-oncology.2312-8852.vol-44-no-2.17758Ключові слова:
рак передміхурової залози, доброякісна гіперплазія передміхурової залози, поліаміни, спермін, пухлинна тканина.Анотація
Рак передміхурової залози (РПЗ) — одне з найбільш поширених злоякісних новоутворень у чоловіків старшого віку. Вивчення тканинних маркерів РПЗ може надати інформацію про стан процесів проліферації і апоптозу в пухлинах, схильність пухлинних клітин до метастазування та механізми розвитку резистентності до терапії, що, у свою чергу, може допомогти в прогнозуванні перебігу захворювання та розробці персоніфікованого лікування. На особливий інтерес в аспекті тканинних маркерів РПЗ заслуговують поліаміни (ПА) — спермін, спермідин, путресцин — речовини, що абсолютно необхідні для проліферації і росту клітин. Мета: Дослідити рівні основних та ацетильованих форм ПА в постопераційних зразках доброякісних і злоякісних пухлин передміхурової залози людини та оцінити можливість їх використання для диференціальної діагностики та оцінки агресивності РПЗ. Об’єкт і методи: Дослідження проведено на 57 постопераційних зразках хворих з аденокарциномою передміхурової залози з різним ступенем градації за шкалою Глісона (GS) та різною клінічною стадією (TІ–TIV) та 20 зразках пухлин хворих на доброякісну гіперплазію передміхурової залози (ДГПЗ). Для визначення ПА використовували метод високоефективної рідинної хроматографії високого тиску. Значущість відмінностей між показниками у різних групах оцінювали за допомогою t-критерію Стьюдента. Відмінності вважалися достовірними за р < 0,05. Результати: Серед досліджених ПА найбільш суттєву різницю між РПЗ та ДГПЗ спостерігали для сперміну (Спн). Рівень Спн у зразках РПЗ був у 16 разів нижчий, ніж у ДГПЗ-зразках (p < 0.01). Достовірної залежності рівнів ПА, у тому числі і Спн, від клінічної стадії нами не виявлено. Встановлено зв’язок між рівнем Спн і градацією РПЗ за шкалою Глісона. Найвищі рівні Спн були характерні для індолентних (GS6), а найнижчі — для найбільш агресивних пухлин (GS9 та GS10). Висновки: Різке зниження рівня Спн, ймовірно, є характерною особливістю злоякісних пухлин передміхурової залози. Отримані результати свідчать про зв’язок Спн з градацією пухлин за шкалою Глісона. Це може свідчити про участь Спн у формуванні агресивності РПЗ. Результати дослідження в подальшому можуть бути використані для диференційної діагностики пухлин передміхурової залози та оцінки агресивності РПЗ.
Посилання
Bray F, Ferlay J, Soerjomataram I, et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin 2018; 68: 394–424. https://doi.org/10.3322/caac.21492
Fedorenko Z, Goulak L, Gourokh Ye, et al. Cancer in Ukraine, 2020–2021. Incidence, mortality, prevalence and other relevant statistics. Bull Natl Cancer Reg Ukr; Kyiv, 2020; 23. Available at http://www.ncru.inf.ua/ publications/BULL_23/index_e.htm
Stakhovsky EA, Fedorenko ZP, Vitruk YuV, et al. Prostate cancer screening. Clin Oncol 2016; 1: 50–3 (in Russian). https://www.clinicaloncology.com.ua/ article/15838/skrining-raka-predstatelnoj-zhelezy.
Lin Y, Zhao X, Miao Z, et al. Data-driven translational prostate cancer research: from biomarker discovery to clinical decision. J Transl Med 2020; 18: 119–36. https://doi.org/10.1186/s12967-020-02281-4
Bernal-Soriano MC, Parker LA, López-Garrigos M, et al. Factors associated with false negative and false positive results of prostate-specific antigen (PSA) and the impact on patient health: Cohort study protocol. Medicine 2019; 98: e17451. https://doi.org/10.1097/MD.0000000000017451
Saini S. PSA and beyond: alternative prostate cancer biomarkers. Cell Oncol 2016; 39: 97–106. https://doi.org/10.1007/s13402-016-0268-6
Kelly RS, Vander Heiden MG, Giovannucci E, et al. Metabolomic biomarkers of prostate cancer: prediction, diagnosis, progression, prognosis, and recurrence. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2016; 25: 887–907. https://doi.org/10.1158/1055-9965.EPI-15-1223
Kdadra M, Höckner S, Leung H, et al. Metabolomics biomarkers of prostate cancer: a systematic review. Diagnostics 2019; 9: 21–65. https://doi.org/10.3390/diagnostics9010021
Lloyd SM, Arnold J, Sreekumar A. Metabolomic profiling of hormone-dependent cancers: a bird’s eye view. Trends Endocrinol Metab 2015; 26: 477–85. https://doi.org/10.1016/j.tem.2015.07.001
Tessem MB, Bertilsson H, Angelsen А, et al. A balanced tissue composition reveals new metabolic and gene expression markers in prostate cancer. PLOS ONE 2016; 11: e0153727. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0153727
Chekhun VF, Lukianova NYu, Polishchuk LZ, et al. The role of lactoferrin expression in initiation and progression of most common hormone–dependent cancers. In: Hiroto S. Watanabe, ed. Horizons in Cancer Research, vol 66. New York: Nova Science Publishers, 2017: 51–85. https://novapublishers.com/shop/ horizons-in-cancer-research-volume-66/
Zadvornyi ТV, Borikun TV, Lukianova NYu, et al. Expression of miRNA–126, –205 AND –214 in benign and malignant neoplasms of the prostate gland: possible diagnostic and prognostic significance. Oncologiya 2019; 21: 10–6 (in Ukrainian). https://doi.org/10.32471/oncology.2663–7928.t–21–3–2019–g.7695
Zhylchuk YuV, Vozianov SO, Zadvornyi TV, et al. Prognostic value of cancer stem cell markers (CD44 and CD24) in combination with clinical and morphological characteristics of prostate cancer. IJSRM 2017; 6: 20–30. http://ijsrm.humanjournals.com/wp-content/ uploads/2017/06/2.Zhylchuk-Yu.V.-Zadvorny% D1%96-T.V.-Vozianov-S.O.-Sakalo-V.S.-Sakalo- A.V.-Grygorenko-V.N.-Lukianova-N.Yu_.-Chekhun-V.F..pdf
Renjie J, Yajun Yi, Yull FE, et al. NF-kB gene signature predicts prostate cancer progression. Cancer Res 2014; 74: 1–10. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-13-2543
Zaletok SP, Orlovsky OA, Gogol SV, et al. Molecular functions of polyamines in neoplastic growth and their role in control of the NF-κB transcription factor in experimental tumor cells. Likarska Sprava 2009; 1-2: 68–79 (in Ukrainian).
Zaletok SP. The role of polyamines in carcinogenesis and tumor growth. In: Oncology. Selected lectures for students and doctors ed. VF Chekhun. Kyiv, 2010: 354–70 (in Ukrainian).
Soda K. The mechanisms by which polyamines accelerate tumor spread. J Exp Clin Cancer Res 2011; 30: 95–104. https://doi.org/10.1186/1756-9966-30-95
Kusano T, Suzuki H. (eds.). Polyamines. A Universal Molecular Nexus for Growth, Survival, and Specialized Metabolism. Springer: Japan, 2015. 330 p. https://doi.org/10.1007/978-4-431-55212-3
Casero RA Jr, Murray Stewart T, Pegg AE. Polyamine metabolism and cancer: treatments, challenges and opportunities. Nat Rev Cancer 2018; 18: 681–95. https://doi.org/10.1038/s41568-018-0050-3
Li J, Meng Y, Wu X, et al. Polyamines and related signaling pathways in cancer. Cancer Cell Int 2020; 20: 539. https://doi.org/10.1186/s12935–020–01545–9
Childs AC, Mehta DJ, Gerner EW. Polyamine–dependent gene expression. Cell Mol Life Sci 2003; 60: 1394–406. https://doi.org/10.1007/s00018-003-2332-4
Palavan-Unsal, Aloglu-Senturk SM, Arısan D. The function of polyamine metabolism in prostate cancer. Exp Oncol 2006; 28: 178–86.
Andersen MK, Giskeødegård GF, Tessem M-B. Metabolic alterations in tissues and biofluids of prostate cancer patients. Curr Opin Endocr Metabol Res 2020; 10: 23–8. https://doi.org/10.1016/j.coemr.2020.02.003
Shukla-Dave A, Castillo-Martin M, Chen M, et al. Ornithine decarboxylase is sufficient for prostate tumorigenesis via androgen receptor signaling. Am J Pathol 2016; 186: 3131–45. https://doi.org/10.1016/j.ajpath.2016.08.021
Huang W, Eickhoff JC, Mehraein-Ghomi F, et al. Expression of spermidine/spermine N1-acetyl transferase (SSAT) in human prostate tissues is related to prostate cancer progression and metastasis. Prostate 2015; 75: 1150–9. https://doi.org/10.1002/pros.22996
Zabala-Letona A, Arruabarrena-Aristorena A, Martín-Martín N, et al. mTORC1-dependent AMD1 regulation sustains polyamine metabolism in prostate cancer. Nature 2017; 547: 109–13. https://doi.org/10.1038/nature22964
Smith R, Litwin M, Lu Y, Zetter B. Identification of an endogenous inhibitor of prostate carcinoma cell growth. Nature Med 1995; 1: 1040–5. https://doi.org/10.1038/nm1095-1040
Koike C, Chao DT, Zetter BR. Sensitivity to polyamine-induced growth arrest correlates with antizyme induction in prostate carcinoma cells. Cancer Res 1999; 59: 6109–12. PMID: 10626799
Simoneau AR, Gerner EW, Nagle R, et al. The effect of difluoromethylornithine on decreasing prostate size and polyamines in men: results of a year-long phase IIb randomized placebo-controlled chemoprevention trial. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2008; 17: 292–9. https://doi.org/10.1158/1055-9965.EPI-07-0658
Affronti HC, Rowsam AM, Pellerite AJ, et al. Pharmacological polyamine catabolism upregulation with methionine salvage pathway inhibition as an effective prostate cancer therapy. Nat Commun 2020; 11: 52–67. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13950-4
Sun L, Yang J, Qin Y, et al. Discovery and antitumor evaluation of novel inhibitors of spermine oxidase. J Enz Inhib Med Chem 2019; 34: 1140–51. https://doi.org/10.1080/14756366.2019.1621863
Gerbaut L. Determination of erythrocytic polyamines by reversed-phase liquid chromatography. Clin Chem 1991; 37: 2117–20. PMID: 1764787
McDunn JE, Li Z, Adam K-P, et al. Metabolomic signatures of aggressive prostate cancer. The Prostate 2013; 73: 1547–60. https://doi.org/10.1002/pros.22704
Peng Q, Wong CY-P, Cheuk IW, et al. The emerging clinical role of spermine in prostate cancer. Int J Mol Sci 2021; 22: 4382–402. https://doi.org/10.3390/ijms22094382
Battaglia V, DeStefano Shields C, Murray-Stewart T, et al. Polyamine catabolism in carcinogenesis: potential targets for chemotherapy and chemoprevention. Amino Acids 2014; 46: 511–9. https://doi.org/10.1007/s00726-013-1529-6
Bentrad VV, Zaletok SP, Klenov OO, et al. Gene expression of polyamine metabolism proteins in human prostate cancer and benign prostatic hyperplasia. Oncologiya 2020; 22: 32−5 (In Ukrainian). https://doi.org/10.32471/oncology.2663-7928.t-22-1-2020-g.8739
Giskeødegård GF, Bertilsson H, Selnæs KM, et al. Spermine and citrate as metabolic biomarkers for assessing prostate cancer aggressiveness. PLoS One 2013; 8: e62375. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0062375
Braadland PR, Giskeødegård G, Sandsmark E, et al. Ex vivo metabolic fingerprinting identifies biomarkers predictive of prostate cancer recurrence following radical prostatectomy. Br J Cancer 2017; 117:1656–64. https://doi.org/10.1038/bjc.2017.346
Zaletok SP, Klenov OO, Gogol SV, et al. Blood and urine polyamines as new diagnostic markers of prostate cancer. Oncologiya 2019; 21: 219–24 (In Ukrainian). https://doi.org/10.32471/oncology.2663-7928.t-21-3-2019-g.7755
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Експериментальна онкологія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
