ТРАНСКРИПТОМНЫЙ АНАЛИЗ КЛЕТОК МЕЛАНОМЫ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКОВ ПЕРВИЧНОЙ ОПУХОЛИ

Введение. Внутриопухолевая гетерогенность представляет собой характерную черту большинства злокачественных новообразований, в том числе и меланомы кожи. Данное свойство является  одним из препятствий для проведения эффективной таргетной терапии, поскольку у различных субклонов опухолевых клеток наблюдается вариабельная чувствительность к данным препаратам. С  современных позиций терапия злокачественных новообразований требует персонифицированного подхода  для каждого конкретного пациента.

Цель исследования – оценка возможных различий между тканями меланомы, выделенными из различных участков первичной опухоли одного пациента на транскриптомном уровне.

Материал и методы. В работе были использованы культуры клеток меланомы, полученные из центральной и периферической частей первичной опухоли двух пациентов. Исследование транскриптомов клеток  проводили методом микрочипирования с последующим биоинформатическим анализом.

Результаты. В клетках меланомы первого пациента, полученных из центрального и периферического  участков одной опухоли, не было выявлено различий по транскриптомному профилю. У второго пациента  имели место существенные различия (по 2953 транскриптам из 48226). В клетках, полученных из  центрального участка опухоли, выявлено повышение мРНК генов, кодирующих белки, ассоциированные с  иммунным ответом опухоли, транспортные белки ABC‑семейства, сигнальные молекулы класса цитокинов. В  культуре клеток, выделенной из периферического участка этой же опухоли, зарегистрировано увеличение  уровня мРНК генов, кодирующих белки внеклеточного матрикса и воспалительного ответа. В целом  различия между субклонами клеток второго пациента касались ряда сигнальных каскадов, играющих  ведущую роль в онкогенезе (MAPK, PI3K-Akt-mTOR, VEGFAVEGFR2 и др). Заключение. Проведенное  исследование позволяет оценить возможные различия между клетками внутри опухоли на  транскрипционном уровне с целью поиска новых подходов для персонифицированной терапии.

1. Hunter K.W., Amin R., Deasy S., Ha N.H., Wakefield L. Genetic insights into the morass of metastatic heterogeneity. Nat Rev Cancer. 2018 Apr; 18(4): 211–23. doi: 10.1038/nrc.2017.126.

2. Gerlinger M., Swanton C. How Darwinian models inform therapeutic failure initiated by clonal heterogeneity in cancer medicine. Br J Cancer. 2010 Oct 12; 103(8): 1139–43. doi: 10.1038/sj.bjc.6605912.

3. Housman G., Byler S., Heerboth S., Lapinska K., Longacre M., Snyder N., Sarkar S. Drug resistance in cancer: an overview. Cancers (Basel). 2014 Sep 5; 6(3): 1769–92. doi: 10.3390/cancers6031769.

4. Dagogo-Jack I., Shaw A.T. Tumour heterogeneity and resistance to cancer therapies. Nat Rev Clin Oncol. 2018 Feb; 15(2): 81–94. doi: 10.1038/nrclinonc.2017.166.

5. Neve R.M., Chin K., Fridlyand J., Yeh J., Baehner F.L., Fevr T., Clark L., Bayani N., Coppe J.P., Tong F., Speed T., Spellman P.T., DeVries S., Lapuk A., Wang N.J., Kuo W.L., Stilwell J.L., Pinkel D., Albertson D.G., Waldman F.M., McCormick F., Dickson R.B., Johnson M.D., Lippman M., Ethier S., Gazdar A., Gray J.W. A collection of breast cancer cell lines for the study of functionally distinct cancer subtypes. Cancer Cell. 2006 Dec; 10(6): 515–27. doi: 10.1016/j.ccr.2006.10.008.

6. Benjamini Y., Hochberg Y. Controlling the false discovery rate: a practical and powerful approach to multiple testing. J R Stat Soc Series B Stat Methodol. 1995; 57: 289–300.

7. Sanlorenzo M., Vujic I., Posch C., Dajee A., Yen A., Kim S., Ashworth M., Rosenblum M.D., Algazi A., Osella-Abate S., Quaglino P., Daud A., Ortiz-Urda S. Melanoma immunotherapy. Cancer Biol Ther. 2014 Jun 1; 15(6): 665–74. doi: 10.4161/cbt.28555.

8. Somasundaram R., Villanueva J., Herlyn M. Intratumoral heterogeneity as a therapy resistance mechanism: role of melanoma subpopulations. Adv Pharmacol. 2012; 65: 335–59. doi: 10.1016/B978-0-12-397927-8.00011-7.

9. Pieniazek M., Matkowski R., Donizy P. Macrophages in skin melanoma-the key element in melanomagenesis. Oncol Lett. 2018 Apr; 15(4): 5399–5404. doi: 10.3892/ol.2018.8021.

10. Smith M.J., Culhane A.C., Donovan M., Coffey J.C., Barry B.D., Kelly M.A., Higgins D.G., Wang J.H., Kirwan W.O., Cotter T.G., Redmond H.P. Analysis of differential gene expression in colorectal cancer and stroma using fluorescence-activated cell sorting purification. Br J Cancer. 2009 May; 100(9): 1452–64. doi: 10.1038/sj.bjc.660493.

11. Kovacs D., Migiliano E., Muscardin L., Silipo V., Catricala C., Picardo M., Bellei B. The role of Wnt/ß-catenin signaling pathway in melanoma epithelial-to-esenchymal- like switching: evidences from patients-derived cell lines. Oncotarget. 2016 Jul 12; 7(28): 43295–43314. doi: 10.18632/oncotarget.9232.

12. Mikheev A.M., Mikheeva S.A., Rostomily R., Zarbl H. Dickkopf-1 activates cell death in MDA-MB435 melanoma cells. Biochem Biophys Res Commun. 2007 Jan 19; 352(3): 675-80. doi: 10.1016/j.bbrc.2006.11.079

13. Roesch A. Tumor heterogeneity and plasticity as elusive drivers for resistance to MAPK pathway inhibition in melanoma. Oncogene. 2015 Jun 4; 34(23): 2951–7. doi: 10.1038/onc.2014.249.

14. Chou J., Werb Z. MicroRNAs play a big role in regulating ovarian cancer-associated fibroblasts and the tumor microenvironment. Cancer Discov. 2012 Dec; 2(12): 1078–80. doi: 10.1158/2159-8290.CD-12-0465.

15. Ruffini F., Failla C.M., Orecchia A., Bani M.R., Dorio A.S., Fortes C., Zambruno G., Graziani G., Giavazzi R., D’Atri S., Lacal P.M. Expression of the soluble vascular endothelial growth factor receptor-1 in cutaneous melanoma: role in tumour progression. Br J Dermatol. 2011 May; 164(5): 1061–70. doi: 10.1111/j.1365-2133.2010.10200.x.

16. Wang T., Srivastava S., Hartman M., Buhari S.A., Chan C.W., Iau P., Khin L.W., Wong A., Tan S.H., Goh B.C., Lee S.C. High expression of intratumoral stromal proteins is associated with chemotherapy resistance in breast cancer. Oncotarget. 2016 Aug; 7(34): 55155–55168. doi: 10.18632/oncotarget.10894.

17. Markova-Car E.P., Jurišić D., Ilić N., Kraljević Pavelić S. Running for time: circadian rhythms and melanoma. Tumour Biol. 2014 Sep; 35(9): 8359–68. doi: 10.1007/s13277-014-1904-2.

18. Fischer T.W., Zmijewski M.A., Zbytek B., Sweatman T.W., Slominski R.M., Wortsman J., Slominski A. Oncostatic effects of the indole melatonin and expression of its cytosolic and nuclear receptors in cultured human melanoma cell lines. Int J Oncol. 2006 Sep; 29(3): 665–72.

19. Slominski A.T., Brożyna A.A., Zmijewski M.A., Jóźwicki W., Jetten A.M., Mason R.S., Tuckey R.C., Elmets C.A. Vitamin D signaling and melanoma: role of vitamin D and its receptors in melanoma progression and management. Lab Invest. 2017 Jun; 97(6):706–24. doi: 10.1038/labinvest.2017.3.