Введение к работе
Актуальность темы. В структуре онкологических заболеваний женщин рак репродуктивных органов занимает лидирующие позиции. Около 30% всех женских злокачественных новообразований относится к раку молочной железы. Это наиболее частая форма рака среди женщин, поражающая в течение жизни от 1:13 до 1:9 женщин в возрасте от 13 до 90 лет. Так, в России регистрируется около 80 случаев рака молочной железы (РМЖ) на 100 000 женского населения (Чиссова и др., 2010). Что касается рака эндометрия (РЭ), то это заболевание также является наиболее часто встречаемой неоплазией женской половой системы во многих странах. В России заболеваемость составляет около 30 случаев на 100 000 женского населения. К сожалению, на сегодняшний день онкологические заболевания часто выявляются на достаточно поздних стадиях своего развития, когда оказание медицинской помощи больным малоэффективно. Поэтому исследование патогенетических механизмов данных заболеваний с целью выяснения их молекулярных маркеров для ранней диагностики и эффективного лечения по-прежнему актуально.
Многочисленные исследования показали, что большая часть злокачественных опухолей женской репродуктивной сферы, таких как рак молочной железы и рак эндометрия, являются гормонозависимыми. Особое место в патогенезе данных заболеваний занимают эстрогены, играющие ключевую роль в стимуляции клеточной пролиферации в органах-мишенях.
Вопрос о ткане- и органоспецифичности действия эстрогенов, когда результатом их патологических эффектов может быть возникновение рака молочной железы, либо рака эндометрия, остается на сегодняшний день открытым. Исследование механизмов канцерогенеза каждой отдельно взятой опухоли позволит понять причины таких различий. Одним из подходов для выяснения механизмов развития патологий, специфичных для каждой опухоли, является молекулярная характеристика опухоли и исследование генетического полиморфизма ключевых генов, участие которых в патогенезе заболевания не вызывает сомнения.
Так как злокачественные опухоли молочной железы и эндометрия в большинстве случаев являются гормонозависимыми, то одной из важных характеристик является определение рецепторного статуса по экспрессии эстрогенового рецептора ER. Следует отметить, что на сегодняшний день причины, вызывающие усиление его экспрессии, остаются до конца не исследованными. Одним из возможных механизмов может быть амплификация гена ER, либо активация рецептора протеин-киназами экстраклеточных сигнальных путей (Holst at al., 2007; Miyoshi at al., 2011). Другой возможной причиной может быть нарушение синтеза и распада эстрогенов, прежде всего, эстрадиола (Ашрафян и др. 2008; Lnning et al., 2011). Так, нарушение экспрессии гена ароматазы, сопровождающееся усилением ее ферментативной активности, часто характерно для гормонозависимых опухолей у женщин (Low et al., 2010). Кроме того, источником эстрогенов может быть жировая ткань, для которой характерна высокая активность ароматазы. В таком случае, ожирение может быть фактором риска для развития гормонозависимых опухолей репродуктивной сферы.
Важную роль в поддержании гормонального баланса играет ферментативная система деградации эстрогенов, осуществляемая цитохромом Р450. В последние годы доказана роль в этом процессе таких его изоформ, как CYP1A1 и CYP1A2, которые окисляют эстрогены с образованием субстратов для 2-й фазы метаболизма (Theodoros et al., 2010). Дальнейшая деградация метаболитов гормонов осуществляется с помощью сульфотрансфераз SULT1A1 и SULT1E1 (Lindsay et al., 2008).
Изучение и выявление нарушений в метаболизме эстрогенов у больных с разными видами гормональных опухолей эндометрия и молочной железы, а также изменения уровня экспрессии генов CYP19 и ER в опухолях, позволит не только установить их вклад в канцерогенез, но и найти подходы к диагностике и лечению.
Цель работы: исследовать генетический полиморфизм ферментов метаболизма эстрогенов и экспрессию генов ER и CYP19 в опухолях у больных со злокачественными новообразованиями молочной железы и эндометрия.
Задачи исследования:
-
Определить уровень экспрессии генов эстрогенового рецептора (ER) и ароматазы (CYP19) в злокачественных опухолевых тканях молочной железы и эндометрия.
-
Оценить значимость аллельных вариантов генов, кодирующих ферменты метаболизма эстрогенов: CYP1A1, CYP1A2, CYP19 и SULT1A1 у больных раком молочной железы.
-
Определить частоту встречаемости аллельных вариантов генов ферментов метаболизма эстрогенов у женщин, больных раком молочной железы, страдающих ожирением.
-
Провести сравнительный анализ молекулярно-генетических характеристик рака молочной железы и рака эндометрия.
Научная новизна работы
Впервые проведено исследование генетического полиморфизма ферментов метаболизма эстрогенов: цитохрома Р450 (CYP1A1, CYP1A2, CYP19) и сульфотрансферазы (SULT1A1) у здоровых и больных раком молочной железы женщин Сибирского региона. Показано, что женщины с аллелем С и генотипами T/C и C/C гена CYP1A1, аллелем C и генотипом C/C гена CYP1A2, аллелем А и генотипами A/A и G/A гена SULT1A1 имеют повышенный риск развития рака молочной железы. Кроме того, впервые показано, что для женщин Сибирского региона с ожирением генотип T/C гена CYP19, аллель A и генотипы G/A и A/A гена SULT1A1 являются факторами риска развития рака молочной железы. Женщины без ожирения, имеющие аллель С и генотипы T/C, C/C гена CYP1A1, аллель C и генотип C/C гена CYP1A2, аллель А, генотипы A/A и G/A гена SULT1A1, попадают в группу риска развития рака молочной железы.
Впервые определены фенотипические варианты опухолей молочной железы и эндометрия по экспрессии генов ER и CYP19. Для больных раком молочной железы характерны фенотипы: CYP19+ ER+, CYP19- ER+, CYP19+ ER-, CYP19- ER-. Для больных раком эндометрия: CYP19+ ER+, CYP19+ ER=, CYP19+ ER-.
Впервые проведен сравнительный анализ молекулярно-генетических характеристик у женщин, больных раком молочной железы и эндометрия. Особенностью больных раком молочной железы является наличие фенотипов опухолей: CYP19- ER+, CYP19- ER- и алеллей C и генотипов Т/C, С/C гена CYP1A1; для CYP1A2 уменьшение частоты встречаемости аллеля А и генотипа A/A; для SULT1A1 увеличение частоты встречаемости алелля А и генотипов G/A, A/A. Для больных раком эндометрия характерно наличие фенотипа опухоли CYP19+ ER= и аллелей A гена CYP1A2; снижение встречаемости аллеля А гена SULT1A1, что свидетельствуют о разных механизмах развития рака.
Практическая значимость
Результаты молекулярно-генетического исследования рака молочной железы в сравнении с результатами, полученными для рака эндометрия, важны для формирования групп риска с целью диагностических и профилактических мероприятий. Анализ аллельных вариантов генов CYP1A1, CYP1A2, CYP19 и SULT1A1 у больных раком молочной железы и раком эндометрия целесообразно использовать в качестве дополнительного и объективного диагностического маркера данных заболеваний.
Гены CYP19 и ER, экспрессия которых меняется в тканях эндометрия и молочной железы, можно рассматривать как молекулярные маркеры для разработки эффективных подходов в лечении, использовать ингибиторы ароматазы или селективные эстрогеновые модуляторы для выявленных фенотипов: CYP19+, ER+, CYP19+, ER-, CYP19-, ER+, CYP19+ ER=.
Молекулярная характеристика злокачественных опухолей молочной железы и эндометрия в перспективе может быть использована для персонализированного подхода к лечению и прогнозу данных заболеваний.
Положения, выносимые на защиту:
-
В злокачественных опухолях молочной железы и эндометрия наблюдается различное соотношение профилей экспрессии генов CYP19 и ER. В большинстве случаев рак молочной железы и рак эндометрия являются гормонозависимыми (68,8 % и 77,5 %, соответственно). Гормононезависимые опухоли с отсутствием экспрессии ароматазы и ER выявлены лишь для рака молочной железы.
-
При исследовании генетического полиморфизма ферментов метаболизма эстрогенов у больных раком молочной железы выявлены достоверные различия в частоте встречаемости аллельных вариантов генов CYP1A1, CYP1A2 и SULT1A1.
-
В группе женщин с ожирением, больных раком молочной железы, статистически значимыми факторами риска являются мутантные аллели генов CYP19 и SULT1A1, тогда как для женщин без ожирения это CYP1A1, CYP1A2 и SULT1A1.
-
Сравнительный анализ молекулярно-генетических характеристик у женщин, больных раком молочной железы и эндометрия, говорит в пользу различных патогенетических механизмов развития рака.
Апробация работы
Результаты работы были представлены и обсуждены на ХLIV Международной Научной Студенческой Конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, Россия, 14 апреля 2006), на ХLV Международной Научной Студенческой Конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, Россия, 2007), на II региональной конференции молодых ученых им. академика РАМН Н.В. Васильева «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической онкологии» (Томск, Россия, 2007), на научно-практической конференции «Молекулярно-биологические технологии в медицинской практике», проведенной в Новосибирском Областном диагностическом центре (Новосибирск, 2007).
Публикации: По материалам диссертации имеется 9 печатных работ.
Структура работы: Диссертационная работа изложена на 109 страницах машинописного текста, состоит из 6 разделов: введение, обзор литературы, материалов и методов, результатов, обсуждения результатов, выводов, а так же списка цитируемой литературы, содержащего 25 отечественных и 130 зарубежных источников. Работа проиллюстрирована 10 таблицами и 18 рисунками.
