Метилирование ДНК в оценке ответа на неоадъювантную химиотерапию при раке молочной железы

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-15-00430

НазваниеМетилирование ДНК в оценке ответа на неоадъювантную химиотерапию при раке молочной железы

Руководитель Стрельников Владимир Викторович, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова" , г Москва

Конкурс №28 - Конкурс 2018 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-401 - Молекулярная и клеточная медицина

Ключевые слова Метилирование ДНК, рак молочной железы, неоадъювантная химиотерапия, молекулярное профилирование, широкогеномный анализ метилирования ДНК, многолокусная метилчувствительная ПЦР

Код ГРНТИ34.15.51

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В настоящее время рак молочной железы (РМЖ) занимает лидирующие позиции среди новообразований у женщин по показателям заболеваемости и смертности, при этом многие вопросы, касающиеся патогенеза, диагностики и выбора рационального метода лечения, еще окончательно не разрешены. Одним из возможных подходов повышения эффективности лечения у больных агрессивными подтипами РМЖ (НЕR2-позитивный, тройной негативный) является проведение неоадъювантной химиотерапии (НАХТ). Известно, что при достижении полной патоморфологической регрессии выживаемость больных агрессивных подтипов РМЖ приближается к выживаемости более благоприятных подтипов, по сравнению с больными этой группы при наличии резидуальной опухоли. Помимо этого, у больных местно-распространенным РМЖ проведение НАХТ является необходимым компонентом лечения всех подтипов РМЖ, позволяет уменьшить объем первичной опухоли и повышает частоту выполнения органосохранных операций, что делает актуальной разработку молекулярных маркеров, которые в идеале предсказывали бы чувствительность опухоли к неоадъювантной химиотерапии ещё до её начала, с использованием в качестве биологического материала биоптата опухоли. Несмотря на то, что эффективность НАХТ при применении дозоинтенсивных режимов лечения позволяет добиться довольно высоких результатов лечения (частота полной патоморфологической регрессии доходит до 60%), остается значительная часть пациенток с резидуальной опухолью и значимо худшим прогнозом. Возможность выделить этих пациенток до начала проведения НАХТ позволит индивидуально подойти к выбору лечения. Таким образом, представляется чрезвычайно актуальным поиск маркеров, определяющих эффективность лечения. Фактически, в настоящее время в онкологии происходит переход от выявления больных, которые должны получать химиотерапию, исходя из их прогностических характеристик, к выявлению пациентов, которые могут извлечь из этого максимальную пользу с минимальным вредом для организма. Исходя из этого были определены цель и задачи настоящего проекта. Конечная практическая цель реализации проекта - создание лабораторного диагностического инструмента для персонализации назначения неоадъювантной химиотерапии рака молочной железы. Основные задачи проекта - выявление (на основе широкогеномного скрининга) дифференциально метилированных участков генома, различающих молекулярные подтипы рака молочной железы; определение паттернов метилирования ДНК, маркирующих опухоли с разным ответом на НАХТ; выявление основных метаболических путей и биологических процессов, нарушения которых посредством аномального метилирования ДНК характерно для конкретных подтипов РМЖ; формирование ограниченной панели маркеров метилирования ДНК, наиболее информативных с точки зрения прогноза эффективности НАХТ; разработка лабораторного протокола многолокусной метилчувствительной ПЦР для определения статуса метилирования маркеров разработанной панели; оценка диагностических свойств полученной панели маркеров метилирования ДНК. Маркеры метилирования ДНК характеризуются тем, что детекция аномального метилирования CpG-островков промоторов генов, отсутствующего в нормальных клетках, не требует применения количественных методов, чувствительность которых снижается в присутствии примеси нормальной ткани. Однако, в настоящее время преимущества метилирования ДНК в качестве молекулярного маркера в недостаточной степени используются для проведения диагностики в клинической онкологии. Это объясняется недостатком хорошо изученных и охарактеризованных генов, аномальное метилирование которых достоверно связано с тем или иным подтипом опухоли. В связи с этим особое значение приобретают идентификация и подробная характеристика особенностей метилирования новых геномных локусов, вовлеченных в канцерогенез. Ранее уже была показана возможность эпигенетической классификации подтипов РМЖ на основе метилирования ДНК геномов опухолей. Мы предполагаем, что профили метилирования могут быть различимы с использованием ограниченного набора маркеров метилирования ДНК, что позволит применить их в клинической диагностике. В настоящее время диагностические панели молекулярных маркеров в основном используются для прогноза эффективности адъювантной химиотерапии и не прогнозируют ответ опухоли на неоадъювантную химиотерапию. Описаны лишь случаи использования метилирования отдельных генов в качестве маркеров оценки ответа на НАХТ. В ходе данного проекта паттерны аномального метилирования ДНК впервые будут связаны с ответом опухолей молочной железы на неоадъювантную химиотерапию. Маркеры метилирования будут рассматриваться в составе панелей, определяющих принадлежность образца РМЖ группе чувствительных или резистентных к НАХТ. Таким образом, актуальность проекта определяется сохраняющимся недостатком знаний и технологий в области изучения патогенеза, диагностики и выбора рационального метода лечения такого распространенного и социально значимого заболевания, как рак молочной железы, и, в частности, необходимостью совершенствования подходов к персонализации назначения неоадъювантной химиотерапии РМЖ. Научная новизна ожидаемых результатов проекта будет заключаться в выявлении (впервые на основе широкогеномного бисульфитного секвенирования ДНК) дифференциально метилированных участков генома, различающих молекулярные подтипы рака молочной железы; определении паттернов метилирования ДНК, маркирующих опухоли с разным ответом на НАХТ; выявлении основных метаболических путей и биологических процессов, нарушения которых посредством аномального метилирования ДНК характерны для конкретных подтипов РМЖ.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Калинкин А.И., Стрельников В.В., Игнатова Е.О., Кекеева Т.В., Немцова М.В., Залетаев Д.В., Поддубская Е.В., Кузнецова Е.Б., Танас А.С. Leukotriene B4 receptors as a therapeutic target for triple-negative breast cancer Annals of Oncology, Volume 29, Issue suppl_6, mdy314.019 (год публикации - 2018)
10.1093/annonc/mdy314.019

2. Танас А.С., Кекеева Т., Сигин В.О., Кузнецова Е.Б., Поддубская Е., Троценко И., Залетаев Д.В., Стрельников В.В. XmaI-RRBS DNA methylation screening resolves breast cancer epigenetic heterogeneity Annals of Oncology, Volume 29, Issue suppl_8, mdy269.176 (год публикации - 2018)
10.1093/annonc/mdy269.176

3. Стрельников В.В., Игнатова Е.О., Кекеева Т.В., Поддубская Е.В., Немцова М.В., Кузнецова Е.Б., Залетаев Д.В., Танас А.С. Epigenomics paves a new way to assess potential toxicity and chemotherapeutic response of breast tumours to 5-fluorouracil Annals of Oncology, Volume 29, Issue suppl_6, mdy318.016 (год публикации - 2018)
10.1093/annonc/mdy318.016

4. Кекеева Т.В., Жинжило Т.А., Ненахова Ю.Н., Лядов В.К., Богомазова С.Ю., Руденко В.В., Кузнецова Е.Б., Танас А.С., Залетаев Д.В., Стрельников В.В. Метилирование гена ADCY8 в плазме крови как предиктивный маркер неоадъювантной химиотерапии рака молочной железы. Медицинская генетика, Т.17, № 10, С. 38-41. (год публикации - 2018)
10.25557/2073-7998.2018.10.38-41

5. Танас А.С., Сигин В.О., Калинкин А.И., Литвяков Н.В., ... Стрельников В.В. Genome-wide methylotyping resolves breast cancer epigenetic heterogeneity and suggests novel therapeutic perspectives. Epigenomics, Т. 11, № 6, С. 605-617 (год публикации - 2019)
10.2217/epi-2018-0213

6. Калинкин А.И., Сигин В.О., Стрельников В.В., Игнатова Е.О., Кекеева Т.В., Немцова М.В., Залетаев Д.В., Поддубская Е.В., Кузнецова Е.Б., Танас А.С. Метилирование гена LTB4R как маркер потенциальной чувствительности триждынегативного рака молочной железы к ингибиторам лейкотриеновых рецепторов. Фармакогенетика и фармакогеномика, № 2., С. 21-22 (год публикации - 2018)

7. Сигин В.О., Калинкин А.И., Игнатова Е.О., Виноградов И.И., Виноградов М.И., Виноградов И.Ю., Залетаев Д.В., Стрельников В.В., Танас А.С. A seven-gene methylation markers panel: An epigenetic predictor of neoadjuvant chemotherapy sensitivity in triple-negative breast cancer. Annals of Oncology, Т. 30, Приложение 7, Номер статьи: UNSP mdz413.062 (год публикации - 2019)
10.1093/annonc/mdz413.062

8. Сигин В.О., Стрельников В.В., Литвяков Н.В., Симонова О.А., Володин И.В., Слонимская Е.М., Танас А.С., Залетаев Д.В., Кузнецова Е.Б., Цыганов М.М. DNA methylation markers of breast cancer response to anthracycline based neoadjuvant chemotherapy. Annals of Oncology, Т. 30, Приложение 7, Номер статьи: mdz095.076 (год публикации - 2019)
10.1093/annonc/mdz095.076

9. Сигин В.О., Калинкин А.И., Кузнецова Е.Б., Симонова О.А., Чеснокова Г.Г., Литвяков Н.В., Слонимская Е.М., Володин И.В., Куцев С.И., Стрельников В.В., Залетаев Д.В., Танас А.С. DNA methylation markers panel can improve prediction of response to neoadjuvant chemotherapy in luminal B breast cancer Scientific Reports, Т. 10. – 9239 (год публикации - 2020)
10.1038/s41598-020-66197-1

10. Сигин В.О., Игнатова Е.О., Литвяков Н.В., Калинкин А.И., Стрельников В.В., Танас А.С. Идентификация маркеров дифференциального метилирования ДНК в опухолях молочной железы, различающихся ответом на неоадъювантную химиотерапию Медицинская генетика, 19(6): 20-21 (год публикации - 2020)
10.25557/2073-7998.2020.06.20-21

11. Калинкин А.И., Немцова М.В., Кузнецова Е.Б., Сигин В.О., Игнатова Е.О., Кекеева Т.В., Поддубская Е.В., Залетаев Д.В., Стрельников В.В., Танас А.С. Экспрессия генов лейкотриеновых рецепторов LTB4R и LTB4R2 как прогностические и предиктивные маркеры рака молочной железы Фармакогенетика и фармакогеномика, № 2. – С. 16–17 (год публикации - 2019)
10.24411/2588-0527-2019-10048

12. Сигин В.О., Калинкин А.И., Литвяков Н.В., Кузнецова Е.Б., Симонова О.А., Володин И.В., Слонимская Е.М., Цыганов М.М., Виноградов И.И., Виноградов М.И., Виноградов И.Ю., Залетаев Д.В., Стрельников В.В., Танас А.С. IRF4 gene promoter methylation predicts efficacy of luminal B breast tumours neoadjuvant chemotherapy Annals of Oncology, Т. 31. – С. S278 (год публикации - 2020)
10.1016/j.annonc.2020.08.214

13. Калинкин А.И., Сигин В.О., Танас А.C., Стрельников В.В. Cyclophosphamide influence on survival probability of breast cancer patients depending on leukotriene receptor LTB4R gene expression level Annals of Oncology, Т. 31. – С. S1222 (год публикации - 2020)
10.1016/j.annonc.2020.08.2176

14. Сигин В.О., Калинкин А.И., Игнатова Е.О., Виноградов И.И., Виноградов М.И., Виноградов И.Ю., Стрельников В.В., Залетаев Д.В., Танас А.С. Development of DNA methylation markers panels for neoadjuvant chemotherapy response prediction in triple-negative breast cancer Annals of Oncology, Т. 31. – С. S1225 (год публикации - 2020)
10.1016/j.annonc.2020.08.2186

Публикации