Объяснение сложного взаимодействия: загрязнение окружающей среды токсичными веществами и риск развития рака молочной железы

Актуальность. Во всем мире рак молочной железы занимает 4-е место среди наиболее частых причин смертности от рака. Тревожный рост заболеваемости и смертности, наблюдающийся в последние 30 и более лет, может быть связан с несколькими факторами, такими как изменения в профилях факторов риска, достижения в регистрации рака и разработке более эффективных технологий обнаружения рака. Существует тесная связь между прогрессированием метастазов и уровнем смертности от рака молочной железы, причем, по-видимому, этому явлению способствует загрязнение окружающей среды. Эта связь побуждает к серьезному исследованию механизмов, которые регулируют образование метастазов, вследствие влияния загрязнения окружающей среды. Среди многочисленных возможных факторов риска, способствующих росту и распространению опухолевых клеток, все большее внимание уделяется влиянию химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Материал и методы. Научные исследования окружающей среды и факторов, связанных с раком молочной железы, были проанализированы с использованием таких баз данных, как PubMed, MEDLINE, Scopus и Google Scholar, с поисковыми запросами: «Рак молочной железы», «Компоненты риска», «Химическое воздействие», «Токсическое воздействие на окружающую среду», «Прогрессирование заболевания», «Бисфенол-А», «Тяжелые металлы» и «Приготовление пищи». Результаты. Целью обзора литературы было представить тщательный анализ существующих данных о влиянии экологических и химических токсинов на рак молочной железы, и в результате была обнаружена значительная связь между этими токсинами и раком молочной железы и его метастатическим потенциалом. Заключение. Злободневность проблем, связанных с раком молочной железы, требует комплексного подхода, включающего исследование генетических, экологических факторов и стратегию раннего выявления. Достижения в области биологии стволовых клеток и идентификации генов расширяют наше понимание. Тем не менее диссеминация опухолевых клеток остается ключевой проблемой. Экологические токсины играют значительную роль и требуют дальнейших эпидемиологических и молекулярных исследований для снижения глобального бремени рака молочной железы.

1. Ferlay J., Ervik M., Lam F., Laversanne M., Colombet M., Mery L., Piñeros M., Znaor A., Soerjomataram I., Bray F. Global Cancer Observatory: Cancer Today [Internet]. Lyon, France: International Agency for Research on Cancer. 2022. URL: https://gco.iarc.who.int/today [cited 2024 Jan 10].

2. Obeagu E.I., Obeagu G.U. Breast cancer: A review of risk factors and diagnosis. Medicine (Baltimore). 2024; 103(3). doi: 10.1097/MD.0000000000036905.

3. Lagunas-Rangel F.A., Liu W., Schiöth H.B. Can Exposure to Environmental Pollutants Be Associated with Less Effective Chemotherapy in Cancer Patients? Int J Environ Res Public Health. 2022; 19(4): 2064. doi: 10.3390/ijerph19042064

4. Łukasiewicz S., Czeczelewski M., Forma A., Baj J., Sitarz R., Stanisławek A. Breast Cancer-Epidemiology, Risk Factors, Classification, Prognostic Markers, and Current Treatment Strategies-An Updated Review. Cancers (Basel). 2021; 13(17): 4287. doi: 10.3390/cancers13174287.

5. Guo J.Y., Wang M.Z., Wang M.S., Sun T., Wei F.H., Yu X.T., Wang C., Xu Y.Y., Wang L. The Undervalued Effects of Polychlorinated Biphenyl Exposure on Breast Cancer. Clin Breast Cancer. 2020; 20(1): 12–8. doi: 10.1016/j.clbc.2019.07.005.

6. Koual M., Cano-Sancho G., Bats A.S., Tomkiewicz C., Kaddouch-Amar Y., Douay-Hauser N., Ngo C., Bonsang H., Deloménie M., Lecuru F., Le Bizec B., Marchand P., Botton J., Barouki R., Antignac J.P., Coumoul X. Associations between persistent organic pollutants and risk of breast cancer metastasis. Environ Int. 2019; 132. doi: 10.1016/j.envint.2019.105028.

7. Ledda C., Bracci M., Lovreglio P., Senia P., Larrosa M., Martínez-Jarreta B., Rapisarda V. Pesticide exposure and gender discrepancy in breast cancer. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2021; 25(7): 2898–915. doi: 10.26355/eurrev_202104_25543.

8. Liu H., Sun Y., Ran L., Li J., Shi Y., Mu C., Hao C. Endocrine-disrupting chemicals and breast cancer: a meta-analysis. Front Oncol. 2023; 13. doi: 10.3389/fonc.2023.1282651.

9. Hennig B., Meerarani P., Slim R., Toborek M., Daugherty A., Silverstone A.E., Robertson L.W. Proinflammatory properties of coplanar PCBs: in vitro and in vivo evidence. ToxicolAppl Pharmacol. 2002; 181(3):174–83. doi: 10.1006/taap.2002.9408.

10. Liu S., Li S., Du Y. Polychlorinated biphenyls (PCBs) enhance metastatic properties of breast cancer cells by activating Rho-associated kinase (ROCK). PLoS One. 2010; 5(6). doi: 10.1371/journal.pone.0011272.

11. Sipos E., Chen L., András I.E., Wrobel J., Zhang B., Pu H., Park M., Eum S.Y., Toborek M. Proinflammatory adhesion molecules facilitate polychlorinated biphenyl-mediated enhancement of brain metastasis formation. Toxicol Sci. 2012; 126(2): 362–71. doi: 10.1093/toxsci/kfr349.

12. Eum S.Y., Lee Y.W., Hennig B., Toborek M. Interplay between epidermal growth factor receptor and Janus kinase 3 regulates polychlorinated biphenyl-induced matrix metalloproteinase-3 expression and transendothelial migration of tumor cells. Mol Cancer Res. 2006; 4(6):361–70. doi: 10.1158/1541-7786.MCR-05-0119.

13. Oenga G.N., Spink D.C., Carpenter D.O. TCDD and PCBs inhibit breast cancer cell proliferation in vitro. Toxicol In Vitro. 2004; 18(6):811–9. doi: 10.1016/j.tiv.2004.04.004.

14. Haghighi N.J., Malehi A.S., Ghaedrahmat Z. Dioxins exposure and the risk of breast cancer: A systematic review and meta-analysis. Jundishapur Journal of Health Sciences. 2021; 13(2). doi: 10.5812/jjhs.116516.

15. Rai N., Kailashiya V., Gautam V. Exploring the protective effect against 7,12-dimethylbenz[a]anthracene-induced breast tumors of palmitoylethanolamide. ACS Pharmacol Transl Sci. 2023; 7(1): 97–109. doi: 10.1021/acsptsci.3c00188.

16. Biswas G., Srinivasan S., Anandatheerthavarada H.K., Avadhani N.G. Dioxin-mediated tumor progression through activation of mitochondria-to-nucleus stress signaling. Proc Natl Acad Sci USA. 2008;105(1): 186–91. doi: 10.1073/pnas.0706183104.

17. Roswall N., Sørensen M., Tjønneland A., Raaschou-Nielsen O. Organochlorine concentrations in adipose tissue and survival in postmenopausal, Danish breast cancer patients. Environ Res. 2018; 163: 237–48. doi: 10.1016/j.envres.2018.02.003.

18. Miret N.V., Pontillo C.A., Zárate L.V., Kleiman de Pisarev D., Cocca C., Randi A.S. Impact of endocrine disruptor hexachlorobenzene on the mammary gland and breast cancer: The story thus far. Environ Res. 2019; 173: 330–41. doi: 10.1016/j.envres.2019.03.054.

19. Liu G., Cai W., Liu H., Jiang H., Bi Y., Wang H. The Association of Bisphenol A and Phthalates with Risk of Breast Cancer: A Meta-Analysis. Int J Environ Res Public Health. 2021; 18(5): 2375. doi: 10.3390/ijerph18052375.

20. Hirao-Suzuki M. [Mechanisms of Cancer Malignancy Elicited by Environmental Chemicals: Analysis Focusing on Cadmium and Bisphenol A]. Yakugaku Zasshi. 2022; 142(11): 1161–8. Japanese. doi: 10.1248/yakushi.22-00140.

21. Lapensee E.W., Tuttle T.R., Fox S.R., Ben-Jonathan N. Bisphenol a at low nanomolar doses confers chemoresistance in estrogen receptor-alpha-positive and -negative breast cancer cells. Environ Health Perspect. 2009; 117(2): 175–80.

22. Castillo Sanchez R., Gomez R., Perez Salazar E. Bisphenol A Induces Migration through a GPER-, FAK-, Src-, and ERK2-Dependent Pathway in MDA-MB-231 Breast Cancer Cells. Chem Res Toxicol. 2016;29(3): 285–95. doi: 10.1021/acs.chemrestox.5b00457.

23. Yang P.J., Hou M.F., Ou-Yang F., Hsieh T.H., Lee Y.J., Tsai E.M., Wang T.N. Association between recurrent breast cancer and phthalate exposure modified by hormone receptors and body mass index. Sci Rep. 2022; 12(1): 2858. doi: 10.1038/s41598-022-06709-3.

24. Hsieh T.H., Tsai C.F., Hsu C.Y., Kuo P.L., Lee J.N., Chai C.Y., Wang S.C., Tsai E.M. Phthalates induce proliferation and invasiveness of estrogen receptor-negative breast cancer through the AhR/HDAC6/c-Myc signaling pathway. FASEB J. 2012; 26(2): 778–87. doi: 10.1096/fj.11-191742.

25. Koual M., Tomkiewicz C., Cano-Sancho G., Antignac J.P., BatsA.S., Coumoul X. Environmental chemicals, breast cancer progression and drug resistance. Environ Health. 2020; 19(1): 117. doi: 10.1186/s12940-020-00670-2.

26. In S.J., Kim S.H., Go R.E., Hwang K.A., Choi K.C. Benzophe-none-1 and nonylphenol stimulated MCF-7 breast cancer growth by regulating cell cycle and metastasis-related genes via an estrogen receptor α-dependent pathway. J Toxicol Environ Health A. 2015; 78(8): 492–505. doi: 10.1080/15287394.2015.1010464.

27. Liu Q., Liu Y., Li X., Wang D., Zhang A., Pang J., He J., Chen X., Tang N.J. Perfluoroalkyl substances promote breast cancer progression via ERα and GPER mediated PI3K/Akt and MAPK/Erk signaling pathways. Ecotoxicol Environ Saf. 2023; 258. doi: 10.1016/j.ecoenv.2023.114980.

28. Pierozan P., Jerneren F., Karlsson O. Perfluorooctanoic acid (PFOA) exposure promotes proliferation, migration and invasion potential in human breast epithelial cells. Arch Toxicol. 2018; 92(5): 1729–39. doi: 10.1007/s00204-018-2181-4.

29. Jiang H., Liu H., Liu G., Yu J., Liu N., Jin Y., Bi Y., Wang H. Associations between Polyfluoroalkyl Substances Exposure and Breast Cancer: A Meta-Analysis. Toxics. 2022; 10(6): 318. doi: 10.3390/toxics10060318.

30. Malik D.E., David R.M., Gooderham N.J. Mechanistic evidence that benzo[a]pyrene promotes an inflammatory microenvironment that drives the metastatic potential of human mammary cells. Arch Toxicol. 2018; 92(10): 3223–39. doi: 10.1007/s00204-018-2291-z.

31. Guo J., Xu Y., Ji W., Song L., Dai C., Zhan L. Effects of exposure to benzo[a]pyrene on metastasis of breast cancer are mediated through ROS-ERK-MMP9 axis signaling. Toxicol Lett. 2015; 234(3): 201–10. doi: 10.1016/j.toxlet.2015.02.016.

32. Choudhary S., Sood S., Donnell R.L., Wang H.C. Intervention of human breast cell carcinogenesis chronically induced by 2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine. Carcinogenesis. 2012; 33(4):876–85. doi: 10.1093/carcin/bgs097.

33. Ali A.S., Nazar M.E., Mustafa R.M., Hussein S., Qurbani K., Ahmed S.K. Impact of heavy metals on breast cancer (review). World Academy of Sciences Journal. 2023; 6(1). doi: 10.3892/wasj.2023.219.

34. Wang Y., Shi L., Li J., Li L., Wang H., Yang H. Long-term cadmium exposure promoted breast cancer cell migration and invasion by up-regulating TGIF. Ecotoxicol Environ Saf. 2019; 175: 110–7. doi: 10.1016/j.ecoenv.2019.03.046.

35. Wang Z., Yang C. Metal carcinogen exposure induces cancer stem cell-like property through epigenetic reprograming: A novel mechanism of metal carcinogenesis. Semin Cancer Biol. 2019; 57: 95–104. doi: 10.1016/j.semcancer.2019.01.002.

36. Jones R.R., Fisher J.A., Medgyesi D.N., Buller I.D., Liao L.M., Gierach G., Ward M.H., Silverman D.T. Ethylene oxide emissions and incident breast cancer and non-Hodgkin lymphoma in a US cohort. J Natl Cancer Inst. 2023; 115(4): 405–12. doi: 10.1093/jnci/djad004.

37. Peplonska B., Stewart P., Szeszenia-Dabrowska N., Rusiecki J., Garcia-Closas M., Lissowska J., Bardin-Mikolajczak A., Zatonski W., Gromiec J., Brzeznicki S., Brinton L.A., Blair A. Occupation and breast cancer risk in Polish women: a population-based case-control study. Am J Ind Med. 2007; 50(2): 97–111. doi: 10.1002/ajim.20420.

38. Sathiakumar N., Delzell E. A follow-up study of mortality among women in the North American synthetic rubber industry. J Occup Environ Med. 2009; 51(11): 1314–25. doi: 10.1097/JOM.0b013e3181bd8972.

39. Sathiakumar N., Bolaji B.E., Brill I., Chen L., Tipre M., Leader M., Arora T., Delzell E. 1,3-Butadiene, styrene and lymphohaematopoietic cancers among North American synthetic rubber polymer workers: exposure-response analyses. Occup Environ Med. 2021; 78(12): 859–68. doi: 10.1136/oemed-2020-107197.

40. Villeneuve S., Cyr D., Lynge E., Orsi L., Sabroe S., Merletti F., Gorini G., Morales-Suarez-Varela M., Ahrens W., Baumgardt-Elms C., Kaerlev L., Eriksson M., Hardell L., Févotte J., Guénel P. Occupation and occupational exposure to endocrine disrupting chemicals in male breast cancer: a case-control study in Europe. Occup Environ Med. 2010; 67(12):837–44. doi: 10.1136/oem.2009.052175.