CORONAVIRUS SARS-COV-2 MODIFIES ANTITUMOR REDOX STATUS OF BLOOD AND INTERCELLULAR MATRIX IN METASTATIC COLORECTAL CANCER PATIENTS (A PILOT STUDY)

А.П. Бурлака; Д.Л. Любенко; А.А. Бурлака; О.І. Євтушенко; I.I. Ганусевич

doi:10.15407/exp-oncology.2023.04.483

Автор(и)

А.П. Бурлака Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України, Київ, Україна
Д.Л. Любенко Національний медичний університет ім. О. Богомольця, Київ, Україна
А.А. Бурлака Державне некомерційне підприємство "Національний інститут раку", Київ, Україна
О.І. Євтушенко Національний університет охорони здоров'я України імені П. Л. Шупика, Київ, Україна
I.I. Ганусевич Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України, Київ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15407/exp-oncology.2023.04.483

Ключові слова:

SARS-Cov-2, окісно-відновний стан, метастатичний колоректальний рак

Анотація

Стан питання. Сучасні дослідження показують, що SARS-CoV-2 збільшує ускладнення та загальний ризик смерті хворих на рак. Окисно-відновний стан тканин значною мірою відображується на окисно-відновному стані крові щодо її кількісного складу і функціональної активності клітин. Окислювальний стрес є одним із основних явищ запальної реакції та основним фактором, що сприяє ускладненню захворювання, тож посилення редокс-дисбалансу в організмі хворого на рак може сприяти прогресуванню пухлини. Мета. Оцінити вплив гіпоксії, викликаної коронавірусом SARS-CoV-2, на окисно-відновний статус крові у пацієнтів з метастатичним колоректальним раком (мКРР). Матеріали та методи. Використано методи ЕПР при температурі 77 К із астосуванням Spin Trap технології та зимографії на поліакриламідному гелі на основі SDS-електрофорезу білків. Результати. Визначено, що у хворих на мКРР, які перенесли SARS-CoV-2, супероксид утво- рююча активність нейтрофілів крові у 1,26 рази, рівні С-реактивного білкa — майже у 2 рази, трансфери- ну — майже у 6 разів, вільного заліза в крові — у 1,4 рази, сумарна активність желатиназ тромбоцитів у 1,4 рази, нейтрофілів — у 1,2 рази достовірно вищі, а рівні ферритину дещо вищі, але недостовірно, порівняно з пацієнтами з мКРР, які не хворіли на SARS-CoV-2. Висновок. Досліджені показники є перспек- тивними маркерами несприятливого перебігу мКРР. Фактори окислювально-відновних змін у крові пацієнтів з мКРР, які перехворіли на SARS-CoV-2, можуть посилювати метастатичний потенціал пухлин і стати новими мішенями для терапії.

Посилання

Huang C, Wang Y, Li X, et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet. 2020;395(10223):497-506. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30183-5

Dai M, Liu D, Liu M, et al. Patients with cancer appear more vulnerable to SARS-CoV-2: A multicenter study during the COVID-19 outbreak. Cancer Discov. 2020;10(6):783-791. https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-20-0422

Burlaka AP, Ganusevich II, Burlaka AA., et al. Tumor–associated redox state in metastatic colorectal cancer. Exp Oncol. 2019;41(2):148-152. https://doi.org/10.32471/exp-oncology.2312-8852.vol-41-no-2.13128

Burlaka AP, Ganusevich II, Vovk AV, et al. Redox state of adipose tissue for patients with gastric cancer and its connection with the body mass index and distance from the tumor. Obes Res Clin Pract. 2020;14(1):34-38. https://doi.org/10.1016/j.orcp.2019.10.003

Burlaka AP, Vovk AV, Burlaka AA, et al. Rectal cancer: redox state of venous blood and tissues of blood vessels from electron paramagnetic resonance and its correlation with the five-year survival. Biomed Res Int. 2018;2018:4848652. https://doi.org/10.1155/2018/4848652

DeClerk YA, Perez N, Shimada H, et al. Inhibition of invasion and metastasis in cells transfected with an inhibitor of metalloproteinases. Cancer Res. 1992;52:701-708

Akgun E, Tuzuner MB, Sahin B, et al. Proteins associated with neutrophil degranulation are upregulated in nasopharyngeal swabs from SARS-CoV-2 patients. PLoS One. 2020;15(10):e0240012. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0240012

Veras FP, Pontelli MC, Silva CM, et al. SARS-CoV-2-triggered neutrophil extracellular traps mediate COVID-19 pathology. J Exp Med. 2020;217(12):e20201129. https://doi.org/10.1084/jem.20201129

Aschenbrenner AC, Mouktaroudi M, Krämer B, et al. Disease severity-specific neutrophil signatures in blood transcriptomes stratify COVID-19 patients. Genome Med. 2021;13(1):7. https://doi.org/10.1186/s13073-020- 00823-5

Fu J, Kong J, Wang W, et al. The clinical implication of dynamic neutrophil to lymphocyte ratio and D-dimer in COVID-19: A retrospective study in Suzhou China. Thrombos Res. 2020;192:3–8. https://doi.org/10.1016/j. thromres.2020.05.006

Webb BJ, Peltan ID, Jensen P, et al. Clinical criteria for COVID-19-associated hyper inflammatory syndrome: a cohort study. Lancet Rheumatol. 2020;2(12):e754-e763. https://doi.org/10.1016/S2665-9913(20)30343-X

Xu P, Zhou Q, Xu J. Mechanism of thrombocytopenia in COVID-19 patients. Ann Hematol. 2020;99(6):1205-1208. https://doi.org/10.1007/s00277-020-04019-0

Lichtenberger LM, Vijayan KV. Is COVID-19-induced platelet activation a cause of concern for patients with cancer? Cancer Res. 2021;81(5):1209-1211. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-20-3691

Obi AT, Barnes GD, Napolitano LM, et al. Venous thrombosis epidemiology, pathophysiology, and anticoagulant therapies and trials in severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 infection. J Vasc Surg Venous Lymphat Disord. 2021;9(1):23-35. https://doi.org/10.1016/j.jvsv.2020.08.030

Schlesinger M. Role of platelets and platelet receptors in cancer metastasis. J Hematol Oncol. 2018;11(1):125. doi: 10.1186/s13045-018-0669-2

Zhang B, Yu Y, Hubert SM, et al. Prognostic value of pro-inflammatory neutrophils and c-reactive protein in cancer patients with coronavirus disease 2019: A multi-center, retrospective study. Front Pharmacol. 2020;11:576994. https://doi.org/10.3389/fphar.2020.576994

Sanchez-Pina JM, Rodríguez Rodriguez M, Castro Quismondo N, et al. Clinical course and risk factors for mortality from COVID-19 in patients with haematological malignancies. Eur J Haematol. 2020;105(5):597-607. https://doi.org/10.1111/ejh.13493

Banchini F, Cattaneo M, Capelli P, et al. Serum ferritin levels in inflammation: a retrospective comparative analysis between COVID-19 and emergency surgical non-COVID-19 patients. World J Emerg Surg. 2021;16(1):9. https://doi.org/10.1186/s13017-021-00354-3

Birndt S, Schenk T, Heinevetter B, et al. Hemophagocytic lymphohistiocytosis in adults: collaborative analysis of 137 cases of a nationwide German registry. J Cancer Res Clin Oncol. 2020;146(4):1065-1077. https://doi.org/10.1007/s00432-020-03139-4

Ruscitti P, Cipriani P, Ciccia F, et al. H-ferritin and CD68(+)/H-ferritin(+) monocytes/macrophages are increased in the skin of adult-onset Still’s disease patients and correlate with the multi-visceral involvement of the disease. Clin Exp Immunol. 2016;186(1):30-38. https://doi.org/10.1111/cei.12826

Lachmann G, Knaak C, Vorderwülbecke G, et al. Hyperferritinemia in critically ill patients. Crit Care Med. 2020;48(4):459-465. https://doi.org/10.1097/CCM.0000000000004131

ten Kate J, Drenth JP, Kahn MF, et al. Iron saturation of serum ferritin in patients with adult onset Still's disease. J Rheumatol. 2001;28(10):2213–2215.

Ware LB, Matthay MA. The acute respiratory distress syndrome. New Engl J Med. 2000. 342(18):1334-1349. https://doi.org/10.1056/NEJM200005043421806

Khiroya H, Turner AM. The role of iron in pulmonary pathology. Multidisciplin Respir Med. 2015;10:34 https:// doi.org/10.1186/s40248-015-0031-2

Lipinski B, Pretorius E. Iron-induced fibrin in cardiovascular disease. Curr Neurovascul Res. 2013;10(3):269-274. https://doi.org/10.2174/15672026113109990016

Giannis D, Ziogas IA, Gianni P. Coagulation disorders in coronavirus infected patients: COVID-19, SARS-CoV-1, MERS-CoV and lessons from the past. J Clin Virol. 2020;127:104362 https://doi.org/10.1016/j.jcv.2020.104362

George PM, Wells AU, Jenkins RG. Pulmonary fibrosis and COVID-19: the potential role for antifibrotic therapy. Lancet Respir Med. 2020;8(8):807-815. https://doi.org/10.1016/S2213-2600(20)30225-3

McLaughlin K-M, Bechtel M, Bojkova D, et al. COVID-19-related coagulopathy — is transferrin a missing link?

Diagnostics. 2020;10(8):539. https://doi.org/10.3390/diagnostics10080539

Tang X, Zhang Z, Fang M, et al. Transferrin plays a central role in coagulation balance by interacting with clotting factors. Cell Res. 2020;30(2):119-132. https://doi.org/10.1038/s41422-019-0260-6

Palacios-Acedo AL, Mège D, Crescence L, et al. Platelets, thrombo-inflammation, and cancer: collaborating with the enemy. Front Immunol. 2019;10:1805. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.01805

Gonzalez-Avila G, Sommer B, Mendoza-Posada DA, et al. Matrix metalloproteinases participation in the meta- static process and their diagnostic and therapeutic applications in cancer. Crit Rev Oncol Hematol. 2019;137:57- 83. https://doi.org/10.1016/j.critrevonc.2019.02.010

Ozkan E, Bakar-Ates F. The trinity of matrix metalloproteinases, inflammation, and cancer: a literature review of recent updates. Antiinflamm Antiallergy Agents Med Chem. 2020;19(3):206-221. https://doi.org/10.2174/1871523018666191023141807

Gobin E, Bagwell K, Wagner J. et al. A pan-cancer perspective of matrix metalloproteases (MMP) gene expression profile and their diagnostic/prognostic potential. BMC Cancer. 2019;19:581. https://doi.org/10.1186/s12885-019-5768-0