oncotomskСибирский онкологический журналSiberian journal of oncology1814-48612312-3168Tomsk National Research Medical Сепtеr of the Russian Academy of Sciences10.21294/1814-4861-2019-18-3-45-53oncotomsk-1095Research ArticleЛАБОРАТОРНЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯLABORATORY AND EXPERIMENTAL STUDIESПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ ЭКСПРЕССИИ miR-204-5P В КЛЕТКАХ МЕЛАНОМЫ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ДАКАРБАЗИНАINCREASED LEVEL OF MIR-204-5P EXPRESSION IN MELANOMA CELLS UNDER THE INFLUENCE OF DACARBAZINEhttps://orcid.org/0000-0002-2214-1336ЛаврентьевС. Н.LavrentievS. N.

Лаврентьев Семен Николаевич, аспирант кафедры патологической физиологии

г. Красноярск, 660022, ул. Партизана Железняка, 1

Researcher ID (WOS): Q-5615-2017

Semen N. Lavrentev, Postgraduate, Department of Pathophysiology

1, Zheleznyaka Street, 660022-Krasnoyarsk

Researcher ID (WOS): Q-5615-2017

https://orcid.org/0000-0001-7660-700XАксененкоМ. Б.AksenenkoM. B.

Аксененко Мария Борисовна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры патологической физиологии

г. Красноярск, 660022, ул. Партизана Железняка, 1

SPIN-код: 6958-9122.

Researcher ID (WOS): V-1055-2017.

Author ID (Scopus): 55330015100

Maria B. Aksenenko, MD, PhD, Associate Professor, Department of Pathophysiology

1, Zheleznyaka Street, 660022-Krasnoyarsk

Author ID (Scopus): 55330015100

https://orcid.org/0000-0002-1284-6711АверчукА. С.AverchukA. S.

Аверчук Антон Сергеевич, кандидат биологических наук, доцент кафедры патологической физиологии

г. Красноярск, 660022, ул. Партизана Железняка, 1

SPIN-код: 7276-8713.

Researcher ID (WOS): I-1075-2018

Anton S. Averchuk, PhD, Associate Professor, Department of Pathophysiology

1, Zheleznyaka Street, 660022-Krasnoyarsk

Researcher ID (WOS): I-1075-2018

https://orcid.org/0000-0002-2269-0298КоминаА. В.KominaA. V.

Комина Анна Владимировна, кандидат биологических наук, научный сотрудник кафедры патологической физиологии

г. Красноярск, 660022, ул. Партизана Железняка, 1

SPIN-код: 1172-2769.

Researcher ID (WOS): O-9770-2015.

Author ID (Scopus): 55596122500

Anna V. Komina, PhD, Research Scientist, Department of Pathophysiology

1, Zheleznyaka Street, 660022-Krasnoyarsk

Researcher ID (WOS): O-9770-2015

Author ID (Scopus): 55596122500

https://orcid.org/0000-0002-6801-3452ПалкинаН. В.PalkinaN. V.

Палкина Надежда Владимировна, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры патологической физиологии

г. Красноярск, 660022, ул. Партизана Железняка, 1

SPIN-код: 7534-4443.

Researcher ID (WOS): P-1585-2015.

Author ID (Scopus): 56126629300

Nadezhda V. Palkina, MD, PhD, Department of Pathophysiology

1, Zheleznyaka Street, 660022-Krasnoyarsk

Researcher ID (WOS): P-1585-2015.

Author ID (Scopus): 56126629300

https://orcid.org/0000-0001-8142-4283РукшаТ. Г.RukshaT. G.

Рукша Татьяна Геннадьевна, доктор медицинских наук, заведующая кафедрой патологической физиологии

г. Красноярск, 660022, ул. Партизана Железняка, 1

SPIN-код: 5412-2148.

Researcher ID (WOS): A-4801-2014.

Author ID (Scopus): 23009925600

Tatiana G. Ruksha, MD, DSc, Head of the Department of Pathophysiology

1, Zheleznyaka Street, 660022-Krasnoyarsk

Researcher ID (WOS): A-4801-2014.

Author ID (Scopus): 23009925600

tatyana_ruksha@mail.ruФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава РоссииРоссияVoino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University, Russian Federation Ministry of Health CareRussian Federation2019300620191834553Copyright © Лаврентьев С.Н., Аксененко М.Б., Аверчук А.С., Комина А.В., Палкина Н.В., Рукша Т.Г., 20192019Лаврентьев С.Н., Аксененко М.Б., Аверчук А.С., Комина А.В., Палкина Н.В., Рукша Т.Г.Lavrentiev S.N., Aksenenko M.B., Averchuk A.S., Komina A.V., Palkina N.V., Ruksha T.G.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.siboncoj.ru/jour/article/view/1095

МикроРНК участвуют в регуляции на эпигенетическом уровне многочисленных критических биологических процессов, включая клеточную пролиферацию, дифференцировку, миграцию и инвазию, функционируя в качестве онкосупрессоров или онкогенов. Ранее было определено, что микроРНК miR-204-5p характеризуется сниженным уровнем при меланоме. Основной целью данного исследования явилось определение эффектов изменения уровня экспрессии микроРНК при воздействии на клетки меланомы цитостатическим агентом дакарбазином in vitro, а также синтетическим аналогом miR-204-5p in vivo. Уровень экспрессии miR-204-5p и miR-211 в клетках меланомы оценивали с помощью ПЦР в реальном времени. Противоопухолевые эффекты in vivo определялись при оценке динамики роста опухолевого узла. Токсические эффекты оценивались по поведению животных, потреблению жидкости, корма, а также по уровню АЛТ, АСТ, креатинина, мочевины. На модели меланомы C57BL6 определено, что введение синтетического аналога miR-204-5p не вызвало значимых изменений исследуемой микроРНК в опухолевых клетках. Вместе с тем противоопухолевый препарат дакарбазин в клетках меланомы in vitro приводил к повышению уровня исследуемой микроРНК более чем в 20 раз. Полученные результаты исследования указывают на возможность восстановления уровня miR-204-5p под воздействием цитостатической терапии. С учетом выявленного нами ранее ингибирующего эффекта miR-204-5p на пролиферацию клеток меланомы стоит предположить, что данная микроРНК может играть роль в поддержании дормантного состояния опухолевых клеток. Полученные данные требуют дальнейшего разъяснения, так как это может иметь значение для понимания развития метастазирования, а также прогнозирования эффективности противоопухолевой терапии при меланоме.

Various types of tissues was analyzed, and the algorithm for summing neutron and photon doses in neutronMiRNA s are involved in the regulation of numerous critical biological processes, including cell proliferation, differentiation, migration and invasion. They function as oncogenes or tumor suppressors according to the nature of the target. It has been previously determined that miR-204-5p miRNA is characterized by the increased level in melanoma. The aim of this study was to determine the effects of changes in the level of microRNA expression when dacarbazine was exposed to melanoma cells in vitro and synthetic miR-204-5p in vivo. The expression levels of miR-204-5p and miR-211 in melanoma cells were determined by real-time PCR. Antitumor effects in vivo were verified in assessing the growth dynamics of the tumor node. Toxic effects were assessed by animal behavior, fluid intake, feed, and ALT , AST , creatinine, urea levels. In the model of melanoma C57BL6, it was revealed that the introduction of the synthetic miR-204-5p did not cause significant changes in the investigated microRNA in tumor cells. At the same time, the antitumor effects of dacarbazine in melanoma cells in vitro led to an increase in the level of the investigated microRNA by more than 20 times. The results of the study indicated the possibility of compensating the level of miR-204-5p under the influence of cytostatic therapy. Taking into account the previously revealed miR-204-5p inhibitory effect on the proliferation of melanoma cells, we can assume that this miRNA can play a role in maintaining the dermal state of tumor cells. Further studies are required to understand the metastasis development and predict the response to antitumor therapy for melanoma.

miR-204-5pmiR-211меланомадакарбазинклеточная пролиферацияхимиотерапиякультивирование клетокПЦРбиоинформатический анализхимиорезистентностьmiR-204-5pmiR-211melanomadacarbazinecell proliferationchemotherapycell cultivationPTsRbioinformation analysischemoresistanceФинансирование Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (проект № 14-15-00074П)The study was supported by the grant from the Russian Science Foundation (project №14-15-00074)ReferencesMaverakis E., Cornelius L.A., Bowen G.M., Phan T., Patel F.B., Fitzmaurice S., He Y., Burrall B., Duong C., Kloxin A.M., Sultani H., Wilken R., Martinez S.R., Patel F. Metastatic Melanoma – a review of current and future treatment options. Acta Derm Venereol. 2015 May; 95(5): 516–24. doi: 10.2340/00015555-2035.Maverakis E., Cornelius L.A., Bowen G.M., Phan T., Patel F.B., Fitzmaurice S., He Y., Burrall B., Duong C., Kloxin A.M., Sultani H., Wilken R., Martinez S.R., Patel F. Metastatic Melanoma – a review of current and future treatment options. Acta Derm Venereol. 2015 May; 95(5): 516–24. doi: 10.2340/00015555-2035.Xin Y., Huang Q., Zhang P., Yang M., Hou X.Y., Tang J.Q., Zhang L.Z., Jiang G. Meta-Analysis of the Safety and Efficacy of Interferon Combined With Dacarbazine Versus Dacarbazine Alone in Cutaneous Malignant Melanoma. Medicine (Baltimore). 2016 Apr; 95(16): e3406. doi: 10.1097/MD.0000000000003406.Xin Y., Huang Q., Zhang P., Yang M., Hou X.Y., Tang J.Q., Zhang L.Z., Jiang G. Meta-Analysis of the Safety and Efficacy of Interferon Combined With Dacarbazine Versus Dacarbazine Alone in Cutaneous Malignant Melanoma. Medicine (Baltimore). 2016 Apr; 95(16): e3406. doi: 10.1097/MD.0000000000003406.Hafeez A., Kazmi I. Dacarbazine nanoparticle topical delivery system for the treatment of melanoma. Sci Rep. 2017 Nov 28; 7(1): 16517. doi: 10.1038/s41598-017-16878-1.Hafeez A., Kazmi I. Dacarbazine nanoparticle topical delivery system for the treatment of melanoma. Sci Rep. 2017 Nov 28; 7(1): 16517. doi: 10.1038/s41598-017-16878-1.Zwergel1 C., Giulia, S., Valente S., Mai A. Histone Deacetylase Inhibitors: Updated Studies in Various Epigenetic-Related Diseases. J Clin Epigenet. 2016 Mar; 2(1/7): 1–15. doi: 10.21767/2472-1158.100015.Zwergel1 C., Giulia, S., Valente S., Mai A. Histone Deacetylase Inhibitors: Updated Studies in Various Epigenetic-Related Diseases. J Clin Epigenet. 2016 Mar; 2(1/7): 1–15. doi: 10.21767/2472-1158.100015.Lujambio A., Lowe S.W. The microcosmos of cancer. Nature. 2012 Feb 15; 482(7385): 347–55. doi: 10.1038/nature10888.Lujambio A., Lowe S.W. The microcosmos of cancer. Nature. 2012 Feb 15; 482(7385): 347–55. doi: 10.1038/nature10888.Palkina N., Komina A., Aksenenko M., Ruksha T. MicroRNA 2045p decreases proliferation/viability and the ability to form colonies in melanoma cells. J Clin Investig Dermatol. 2017 Oct; 137(10/2): 29. doi: 10.1016/j.jid.2017.07.777.Palkina N., Komina A., Aksenenko M., Ruksha T. MicroRNA 2045p decreases proliferation/viability and the ability to form colonies in melanoma cells. J Clin Investig Dermatol. 2017 Oct; 137(10/2): 29. doi: 10.1016/j.jid.2017.07.777.Yin Y., Zhang B., Wang W., Fei B., Quan C., Zhang J., Song M., Bian Z., Wang Q., Ni S., Hu Y., Mao Y., Zhou L., Wang Y., Yu J., Du X., Hua D., Huang Z. MiR-204-5p inhibits proliferation and invasion and enhances chemotherapeutic sensitivity of colorectal cancer cells by downregulating RAB22A. Clin. Cancer Res. 2014 Oct 7; 20: 6187–99. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-14-1030.Yin Y., Zhang B., Wang W., Fei B., Quan C., Zhang J., Song M., Bian Z., Wang Q., Ni S., Hu Y., Mao Y., Zhou L., Wang Y., Yu J., Du X., Hua D., Huang Z. MiR-204-5p inhibits proliferation and invasion and enhances chemotherapeutic sensitivity of colorectal cancer cells by downregulating RAB22A. Clin. Cancer Res. 2014 Oct 7; 20: 6187–99. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-14-1030.Díaz-Martínez M., Benito-Jardón L., Alonso L., Koetz-Ploch L., Hernando E., Teixidó J. miR-204-5p and miR-211-5p Contribute to BRAF Inhibitor Resistance in Melanoma. Cancer Res. 2018 Feb 15; 78(4): 1017–30. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-17-1318.Díaz-Martínez M., Benito-Jardón L., Alonso L., Koetz-Ploch L., Hernando E., Teixidó J. miR-204-5p and miR-211-5p Contribute to BRAF Inhibitor Resistance in Melanoma. Cancer Res. 2018 Feb 15; 78(4): 1017–30. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-17-1318.Gao W., Wu Y., He X., Zhang C., Zhu M., Chen B., Liu Q., Qu X., Li W., Wen S., Wang B. MicroRNA-204-5p inhibits invasion and metastasis of laryngeal squamous cell carcinoma by suppressing forkhead box C1. J Cancer. 2017 Jul 21; 8(12): 2356–68. doi: 10.7150/jca.19470.Gao W., Wu Y., He X., Zhang C., Zhu M., Chen B., Liu Q., Qu X., Li W., Wen S., Wang B. MicroRNA-204-5p inhibits invasion and metastasis of laryngeal squamous cell carcinoma by suppressing forkhead box C1. J Cancer. 2017 Jul 21; 8(12): 2356–68. doi: 10.7150/jca.19470.Xia B., Yang S., Liu T., Lou G. miR-211 suppresses epithelial ovarian cancer proliferation and cell-cycle progression by targeting Cyclin D1 and CDK6. Mol Cancer. 2015 Mar 11; 14: 57. doi: 10.1186/s12943015-0322-4.Xia B., Yang S., Liu T., Lou G. miR-211 suppresses epithelial ovarian cancer proliferation and cell-cycle progression by targeting Cyclin D1 and CDK6. Mol Cancer. 2015 Mar 11; 14: 57. doi: 10.1186/s12943015-0322-4.Galasso M., Morrison C., Minotti L., Corrà F., Zerbinati C., Agnoletto C., Baldassari F., Fassan M., Bartolazzi A., Vecchione A., Nuovo G.J., Di Leva G., D’Atri S., Alvino E., Previati M., Nickoloff B.J., Croce C.M., Volinia S. Loss of miR-204 expression is a key event in melanoma. Mol Cancer. 2018 Mar 9; 17(1): 71. doi: 10.1186/s12943018-0819-8.Galasso M., Morrison C., Minotti L., Corrà F., Zerbinati C., Agnoletto C., Baldassari F., Fassan M., Bartolazzi A., Vecchione A., Nuovo G.J., Di Leva G., D’Atri S., Alvino E., Previati M., Nickoloff B.J., Croce C.M., Volinia S. Loss of miR-204 expression is a key event in melanoma. Mol Cancer. 2018 Mar 9; 17(1): 71. doi: 10.1186/s12943018-0819-8.Liu L., Wang J., Li X., Ma J., Shi C., Zhu H., Xi Q., Zhang J., Zhao X., Gu M. MiR-204-5p suppresses cell proliferation by inhibiting IGFBP5 in papillary thyroid carcinoma. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2015 Nov 3; 457: 621–6. doi: 10.1016/j.bbrc.2015.01.037.Liu L., Wang J., Li X., Ma J., Shi C., Zhu H., Xi Q., Zhang J., Zhao X., Gu M. MiR-204-5p suppresses cell proliferation by inhibiting IGFBP5 in papillary thyroid carcinoma. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2015 Nov 3; 457: 621–6. doi: 10.1016/j.bbrc.2015.01.037.Lou S., Zhao Z., Dezort M., Lohneis T., Zhang C. Multifunctional Nanosystem for Targeted and Controlled Delivery of Multiple ChemotherapeuticAgents for the Treatment of Drug-Resistant Breast Cancer. ACS Omega. 2018 Aug 31; 3(8): 9210–19. doi: 10.1021/acsomega.8b00949.Lou S., Zhao Z., Dezort M., Lohneis T., Zhang C. Multifunctional Nanosystem for Targeted and Controlled Delivery of Multiple ChemotherapeuticAgents for the Treatment of Drug-Resistant Breast Cancer. ACS Omega. 2018 Aug 31; 3(8): 9210–19. doi: 10.1021/acsomega.8b00949.Tian F., Dahmani F.Z., Qiao J., Ni J., Xiong H., Liu T., Zhou J., Yao J. A targeted nanoplatform co-delivering chemotherapeutic and antiangiogenic drugs as a tool toreverse multidrug resistance in breast cancer. Acta Biomater. 2018 Jul 15; 75: 398–412. doi: 10.1016/j.actbio.2018.05.050.Tian F., Dahmani F.Z., Qiao J., Ni J., Xiong H., Liu T., Zhou J., Yao J. A targeted nanoplatform co-delivering chemotherapeutic and antiangiogenic drugs as a tool toreverse multidrug resistance in breast cancer. Acta Biomater. 2018 Jul 15; 75: 398–412. doi: 10.1016/j.actbio.2018.05.050.Drusco A., Croce C.M. MicroRNAs and Cancer: A Long Story for Short RNAs. Adv Cancer Res. 2017; 135: 1–24. doi: 10.1016/ bs.acr.2017.06.005.Drusco A., Croce C.M. MicroRNAs and Cancer: A Long Story for Short RNAs. Adv Cancer Res. 2017; 135: 1–24. doi: 10.1016/ bs.acr.2017.06.005.Happold C., Roth P., Silginer M., Florea A.M., Lamszus K., Frei K., Deenen R., Reifenberger G., Weller M. Interferon-β induces loss of spherogenicity and overcomes therapy resistance of glioblastomastem cells. Mol Cancer Ther. 2014 Apr; 13(4): 948–61. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-13-0772.Happold C., Roth P., Silginer M., Florea A.M., Lamszus K., Frei K., Deenen R., Reifenberger G., Weller M. Interferon-β induces loss of spherogenicity and overcomes therapy resistance of glioblastomastem cells. Mol Cancer Ther. 2014 Apr; 13(4): 948–61. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-13-0772.Marusyka A., Polak K. Tumor heterogeneity: causes and consequences. Biochim Biophys Acta. 2010 Jan; 1805(1): 105. doi: 10.1016/j.bbcan.2009.11.002.Marusyka A., Polak K. Tumor heterogeneity: causes and consequences. Biochim Biophys Acta. 2010 Jan; 1805(1): 105. doi: 10.1016/j.bbcan.2009.11.002.Tisty T., Coussens L. Tumor stroma and regulation of cancer development. Annu. Rev. Pathol. 2006. 1: 119–50. doi: 10.1146/annurev.pathol.1.110304.100224.Tisty T., Coussens L. Tumor stroma and regulation of cancer development. Annu. Rev. Pathol. 2006. 1: 119–50. doi: 10.1146/annurev.pathol.1.110304.100224.Pistollato F., Abbadi S., Rampazzo E., Persano L., Puppa D., Frasson C., Sarto E., Scienza R., D’avella D., Basso G. Intratumoral hypoxic gradient drives stem cells distribution and MGMT expression in glioblastoma. Stem Cells. 2010 May; 28(5): 851–62. doi: 10.1002/stem.415.Pistollato F., Abbadi S., Rampazzo E., Persano L., Puppa D., Frasson C., Sarto E., Scienza R., D’avella D., Basso G. Intratumoral hypoxic gradient drives stem cells distribution and MGMT expression in glioblastoma. Stem Cells. 2010 May; 28(5): 851–62. doi: 10.1002/stem.415.Attaoua C., Vincent L., Jaoued A., Hadj-Kaddour K., Baï Q., De V., Vian L., Cuq P. Differential involvement of glutathione S-transferase mu 1 and multidrug resistance protein 1 in melanoma acquired resistance to vinca alkaloids. Fundam Clin Pharmacol. 2014 Oct; 29 (1): 62–71. doi: 10.1111/fcp.12093.Attaoua C., Vincent L., Jaoued A., Hadj-Kaddour K., Baï Q., De V., Vian L., Cuq P. Differential involvement of glutathione S-transferase mu 1 and multidrug resistance protein 1 in melanoma acquired resistance to vinca alkaloids. Fundam Clin Pharmacol. 2014 Oct; 29 (1): 62–71. doi: 10.1111/fcp.12093.Cabrini G., Fabbri E., Nigro L., Dechecchi M., Gambari R. Regulation of expression of O6-methylguanine-DNA methyltransferase and the treatment of glioblastoma (Review). Int J Oncol. 2015 May; 47 (2): 417–428. doi: 10.3892/ijo.2015.3026.Cabrini G., Fabbri E., Nigro L., Dechecchi M., Gambari R. Regulation of expression of O6-methylguanine-DNA methyltransferase and the treatment of glioblastoma (Review). Int J Oncol. 2015 May; 47 (2): 417–428. doi: 10.3892/ijo.2015.3026.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.