oncotomskСибирский онкологический журналSiberian journal of oncology1814-48612312-3168Tomsk National Research Medical Сепtеr of the Russian Academy of Sciences10.21294/1814-4861-2023-22-1-95-100oncotomsk-2435Research ArticleЛАБОРАТОРНЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯLABORATORY AND EXPERIMENTAL STUDIESПовышение активности ферментов пуринового обмена как один из факторов патогенеза злокачественных новообразований прямой кишкиIncreased activity of enzymes involved in purine metabolism as one of the factors of rectal cancer pathogenesishttps://orcid.org/0000-0001-9217-8727ЗуйковС. А.ZuikovS. A.

Зуйков Сергей Александрович, кандидат биологических наук, доцент кафедры биологической химии

83003, г. Донецк, пр. Ильича, 16, Донецкая Народная Республика

SPIN-код: 1307-2565,

Author ID (Scopus): 56247064300

Sergei A. Zuikov, PhD, Associate Professor of the Department of Biological Chemistry

16, Ilyich Ave., 83003, Donetsk, Donetsk People's Republic

Author ID (Scopus): 56247064300

83chem@mail.ruПолунинГ. Е.PoluninG. E.

Полунин Герман Евгеньевич, доктор медицинских наук, проректор по лечебной работе, профессор кафедры общей хирургии № 1

83003, г. Донецк, пр. Ильича, 16, Донецкая Народная Республика

Author ID (Scopus): 7006943768

German E. Polunin, MD, Vice-Rector for Medical Work, Professor of the Department of General Surgery No. 1

16, Ilyich Ave., 83003, Donetsk, Donetsk People's Republic

Author ID (Scopus): 7006943768

ГОО ВПО «Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького»РоссияM. Gorky Donetsk National Medical UniversityRussian Federation20232202202322195100Copyright © Зуйков С.А., Полунин Г.Е., 20232023Зуйков С.А., Полунин Г.Е.Zuikov S.A., Polunin G.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.siboncoj.ru/jour/article/view/2435

Цель исследования ‒ изучить изменения активностей ферментов распада пуриновых нуклеозидов – аденозиндезаминазы (АДА) и ксантиноксидазы (КО) у больных раком прямой кишки (РПК).

Материал и методы

Материал и методы. Исследование изучаемых показателей проводили в плазме крови и гомогенатах тканей: опухолевой ткани и нетрансформированной слизистой оболочке прямой кишки у 70 больных РПК I–IV стадии. Гистологической формой РПК являлась аденокарцинома. Показателем метаболизма пуриновых нуклеозидов послужило определение активностей ферментов АДА и КО. Методом исследования ферментативных активностей была спектрофотометрия.

Результаты

Результаты. У больных РПК в плазме крови установлено статистически значимое повышение активностей ферментов катаболизма пуринов АДА и КО по сравнению со здоровыми людьми. Также установлено достоверное повышение активностей АДА и КО в ткани опухоли относительно нетрансформированной ткани. Выявлены взаимосвязи между активностями ферментов катаболизма пуринов в плазме крови и в тканях. Обнаружено повышение катаболизма пуринов в зависимости от стадии РПК.

Выводы

Выводы. Установленное повышение активностей АДА и КО свидетельствует об усилении катаболизма пуринов не только при злокачественной трансформации, но и при опухолевой прогрессии, что, в свою очередь, носит системный характер.

Aim

Aim: to study changes in the activities of purine nucleotide degradation enzymes – adenosine deaminase (ADA) and xanthine oxidase (XO) in patients with rectum cancer (RC).

Material and Methods

Material and Methods. The activity of purine nucleotide degradation enzymes was studied in blood plasma and tissue homogenates: tumor tissue and normal rectal mucosa in 70 patients with stage I–IV RC. The histological type of RC was adenocarcinoma. The levels of ADA and XO activities were measured using spectrophotometry.

Results

Results. The activity of ADA and XO in blood serum of RC patients was significantly higher than that of healthy people. A significant increase in the activity of ADA and XO in tumor tissue compared to normal tissue was also found. The relationship between the activities of the enzymes of purine catabolism in blood plasma and tissues were revealed. An increase in purine catabolism depending on the stage of RC was found.

Conclusion

Conclusion. The increased ADA and XO activities indicated the enhanced purine catabolism not only in malignant transformation, but also in tumor progression.

аденозиндезаминазаксантиноксидазапуриновый обменрак прямой кишкиплазма кровигомогенат тканейadenosine deaminasexanthine oxidasepurine metabolismrectum cancerblood plasmatissue homogenateReferencesКаприн А.Д., Старинский В.В., Шахзадова А.О. Злокачественные новообразования в России в 2019 году (заболеваемость и смертность). М., 2020. 252 с.Kaprin A.D., Starinsky V.V., Shakhzadova A.O. Cancer incidence and mortality in Russia in 2019. Moscow, 2020. 252 p. (in Russian).Рак. Всемирная организация здравоохранения URL: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/cancer. [cited 2022 Apr 1].Cancer. World Health Organization (in Russian)]. [Internet]. URL: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/cancer. [cited 2022 Apr 1.Дубовиченко Д.М., Вальков М.Ю., Мерабишвили В.М., Карпунов А.А., Щербаков А.М., Валькова Л.Е., Панкратьева А.Ю. Эпидемиологическая оценка выживаемости при раке прямой кишки: обзор литературы и собственное исследование. Вопросы онкологии. 2020; 66(1): 36–41. doi: 10.37469/0507-3758-2020-66-1-36-41.Dubovichenko D.M., Valkov M.Y., Merabishvili V.M., Karpunov A.A., Scherbakov A.M., Valkova L.E., Pankratyeva A.Y. Epidemiological characteristic of survival in rectal cancer: a literature review and the results of own research. Problems in Oncology. 2020; 66(1): 36–41. (in Russian). doi: 10.37469/0507-3758-2020-66-1-36-41.Каприн А.Д., Гамеева Е.В., Поляков А.А., Корниецкая А.Л., Рубцова Н.А., Феденко А.А. Влияние пандемии COVID-19 на онкологическую практику. Сибирский онкологический журнал. 2020; 19(3): 5–22. doi: 10.21294/1814-4861-2020-19-3-5-22.Kaprin A.D., Gameeva E.V., Polyakov A.A., Kornietskaya A.L., Rubtsova N.A., Fedenko A.A. Impact of the COVID-19 pandemic on the oncological practice. Siberian Journal of Oncology. 2020; 19(3): 5–22. (in Russian). doi: 10.21294/1814-4861-2020-19-3-5-22.Siegel R.L., Miller K.D., Jemal A. Cancer statistics, 2020. CA Cancer J Clin. 2020; 70(1): 7–30. doi: 10.3322/caac.21590.Siegel R.L., Miller K.D., Jemal A. Cancer statistics, 2020. CA Cancer J Clin. 2020; 70(1): 7–30. doi: 10.3322/caac.21590.Camici M., Garcia-Gil M., Pesi R., Allegrini S., Tozzi M.G. PurineMetabolising Enzymes and Apoptosis in Cancer. Cancers (Basel). 2019; 11(9): 1354. doi: 10.3390/cancers11091354.Camici M., Garcia-Gil M., Pesi R., Allegrini S., Tozzi M.G. PurineMetabolising Enzymes and Apoptosis in Cancer. Cancers (Basel). 2019; 11(9): 1354. doi: 10.3390/cancers11091354.Battelli M.G., Polito L., Bortolotti M., Bolognesi A. Xanthine oxidoreductase in cancer: more than a differentiation marker. Cancer Med. 2016; 5(3): 546–57. doi: 10.1002/cam4.601.Battelli M.G., Polito L., Bortolotti M., Bolognesi A. Xanthine oxidoreductase in cancer: more than a differentiation marker. Cancer Med. 2016; 5(3): 546–57. doi: 10.1002/cam4.601.Wang L., Londono L.M., Cowell J., Saatci O., Aras M., Ersan P.G., Serra S., Pei H., Clift R., Zhao Q., Phan K.B., Huang L., LaBarre M.J., Li X., Shepard H.M., Deaglio S., Linden J., Thanos C.D., Sahin O., Cekic C. Targeting Adenosine with Adenosine Deaminase 2 to Inhibit Growth of Solid Tumors. Cancer Res. 2021; 81(12): 3319–32. doi: 10.1158/00085472.CAN-21-0340.Wang L., Londono L.M., Cowell J., Saatci O., Aras M., Ersan P.G., Serra S., Pei H., Clift R., Zhao Q., Phan K.B., Huang L., LaBarre M.J., Li X., Shepard H.M., Deaglio S., Linden J., Thanos C.D., Sahin O., Cekic C. Targeting Adenosine with Adenosine Deaminase 2 to Inhibit Growth of Solid Tumors. Cancer Res. 2021; 81(12): 3319–32. doi: 10.1158/00085472.CAN-21-0340.Liu D., Yun Y., Yang D., Hu X., Dong X., Zhang N., Zhang L., Yin H., Duan W. What Is the Biological Function of Uric Acid? An Antioxidant for Neural Protection or a Biomarker for Cell Death. Disease Markers. 2019; 31: 1–9. doi: 10.1155/2019/4081962.Liu D., Yun Y., Yang D., Hu X., Dong X., Zhang N., Zhang L., Yin H., Duan W. What Is the Biological Function of Uric Acid? An Antioxidant for Neural Protection or a Biomarker for Cell Death. Disease Markers. 2019; 31: 1–9. doi: 10.1155/2019/4081962.Allard B., Allard D., Buisseret L., Stagg J. The adenosine pathway in immuno-oncology. Nat Rev Clin Oncol. 2020; 17(10): 611–29. doi: 10.1038/s41571-020-0382-2. Epub 2020 Jun 8. Erratum in: Nat Rev Clin Oncol. 2020.Allard B., Allard D., Buisseret L., Stagg J. The adenosine pathway in immuno-oncology. Nat Rev Clin Oncol. 2020; 17(10): 611–29. doi: 10.1038/s41571-020-0382-2. Epub 2020 Jun 8. Erratum in: Nat Rev Clin Oncol. 2020.Tritsch G.L. Validity of the continuous spectrophotometric assay of Kalckar for adenosine deaminase activity. Anal Biochem. 1983; 129(1): 207–9. doi: 10.1016/0003-2697(83)90070-2.Tritsch G.L. Validity of the continuous spectrophotometric assay of Kalckar for adenosine deaminase activity. Anal Biochem. 1983; 129(1): 207–9. doi: 10.1016/0003-2697(83)90070-2.Карпищенко А.И., Алипов А.Н., Алексеев В.В. Медицинские лабораторные технологии: руководство по клинической лабораторной диагностике. М., 2013.Karpishchenko A.I., Alipov A.N., Alekseev V.V. Medical laboratory technologies: a guide to clinical laboratory diagnostics. Moscow, 2013. (in Russian)].Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent. J Biol Chem. 1951; 193(1): 265–75.Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent. J Biol Chem. 1951; 193(1): 265–75.Kuo T., Kim-Muller J.Y., McGraw T.E., Accili D. Altered Plasma Profile of Antioxidant Proteins as an Early Correlate of Pancreatic β Cell Dysfunction. J Biol Chem. 2016; 291(18): 9648–56. doi: 10.1074/jbc.M115.702183.Kuo T., Kim-Muller J.Y., McGraw T.E., Accili D. Altered Plasma Profile of Antioxidant Proteins as an Early Correlate of Pancreatic β Cell Dysfunction. J Biol Chem. 2016; 291(18): 9648–56. doi: 10.1074/jbc.M115.702183.Eisenstein A., Chitalia S.V., Ravid K. Bone Marrow and Adipose Tissue Adenosine Receptors Effect on Osteogenesis and Adipogenesis. Int J Mol Sci. 2020; 21(20): 7470. doi: 10.3390/ijms21207470.Eisenstein A., Chitalia S.V., Ravid K. Bone Marrow and Adipose Tissue Adenosine Receptors Effect on Osteogenesis and Adipogenesis. Int J Mol Sci. 2020; 21(20): 7470. doi: 10.3390/ijms21207470.Zhou R., Zhang S., Gu X., Ge Y., Zhong D., Zhou Y., Tang L., Liu X.L., Chen J.F. Adenosine A2A receptor antagonists act at the hyperoxic phase to confer protection against retinopathy. Molecular Medicine. 2018; 24(41): 1–13. doi: 10.1186/s10020-018-0038-1.Zhou R., Zhang S., Gu X., Ge Y., Zhong D., Zhou Y., Tang L., Liu X.L., Chen J.F. Adenosine A2A receptor antagonists act at the hyperoxic phase to confer protection against retinopathy. Molecular Medicine. 2018; 24(41): 1–13. doi: 10.1186/s10020-018-0038-1.Vigano S., Alatzoglou D., Irving M., Ménétrier-Caux C., Caux C., Romero P., Coukos G. Targeting Adenosine in Cancer Immunotherapy to Enhance T-Cell Function. Front. Immunol. 2019; 10: 925. doi: 10.3389/fimmu.2019.00925.Vigano S., Alatzoglou D., Irving M., Ménétrier-Caux C., Caux C., Romero P., Coukos G. Targeting Adenosine in Cancer Immunotherapy to Enhance T-Cell Function. Front. Immunol. 2019; 10: 925. doi: 10.3389/fimmu.2019.00925.

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