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 22-15-00169
НазваниеФенотип BRCA-подобных опухолей в процессе канцерогенеза и лечения
Руководитель Цыганов Матвей Михайлович, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук" , Томская обл
Конкурс №68 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-208 - Онкология
Ключевые слова рак молочной железы, немелкоклеточный рак легкого, соматический статус, BRCA1, BRCA2, мутации, аберрации числа копий, персонализированная медицина, химиотерапия, прогноз, клеточные культуры, BRCA подобные опухоли
Код ГРНТИ76.29.49, 76.03.39
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Из-за сходства между спорадическим РМЖ и семейным раком BRCA была разработана концепция BRCAness. На сегодняшний день, BRCAness определяет патогенез и чувствительность к лечению многих видов рака и определяется, как наличие у опухолевых клеток дефекта в репарации гомологичной рекомбинации, имитирующий потерю BRCA1 и/или BRCA2, как при наличии герминальных мутаций.
Тактика лечения для семейной формы на сегодняшний день определена. Пациенты, имеющие герминальные мутации, обладают высокой чувствительностью к препаратам платины и кроме этого, предполагается, что BRCA1-ассоциированный РМЖ характеризуются резистентностью к препаратам из группы таксанов. Более того, поздние исследования также установили, что между BRCA1-мутированным и BRCA1-диким типом гена у женщин, получавших антрациклиновые и таксановые режимы, была обнаружена значительная разница в частотах ответов. Для остальной группы больных, без герминальных мутаций, тактика лечения может быть разной и не всегда подходящей под конкретного пациента. Тем не менее установлено, что в предполагаемых подгруппах «BRCAness» - опухоли с метилированием промотора BRCA1; низким уровнем мРНК, наличием соматических мутаций и т.д., определяющих HRD - также могут быть чувствительны к платине и/или другим ДНК-повреждающим агентам. Но применение химиотерапии может приводить к возникновению химиорезистентности опухолевых клеток, которые изначально имели дефицит гомологичной рекомбинации. Подобное явление можно объяснить тем, что BRCAness опухоли в процессе лечения могут утрачивать опухолевые клоны, несущие в себе дефицит гомологичной рекомбинации, что приводит к восстановлению функции гомологичной рекомбинации и химиорезистентности опухоли к применяемым препаратам. Таким образом, может наблюдаться обратный эффект химиотерапии, когда с течением времени эффективность снижается, несмотря на изначальное наличие дефицита гомологичной рекомбинации в опухолевой ткани. В настоящем проекте предлагается непосредственно в опухоли определить, как появляется BRCAness по мере ее роста и развития и как она изменяется под действием терапии. Предполагается выявить свойства BRCA-подобных опухолей, то есть совокупность аберрантных состояний генов BRCA1 и BRCA2, начиная с самых ранних этапов канцерогенеза, (в том числе и в экспериментальных моделях), а также отслеживать их наличие и элиминацию в процессе лечения на разных стадиях заболевания и при разных локализациях, начиная с предраковых состояний и заканчивая метастатическими формами. Впервые в эксперименте in vivo на мышиной модели при помощи химического канцерогенеза будет исследована естественная эволюция формирования BRCAness. Проведение клеточных экспериментов позволит напрямую показать, что именно сужение спектра нарушений генов BRCA под действием химиопрепаратов обусловливает формирование резистентности к ним. В результате выполнения проекта с участием больных раком молочной железы будут проведены первые проспективные клинические исследования персонализированного подхода к назначению препаратов платины и антрациклинов больным в зависимости от параметров BRCAness.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1. Цыганов М.М., Родионов Е.О., Ибрагимова М.К., Миллер С.В., Черемисина О.В., Фролова И.Г., Тузиков С.А., Литвяков Н.В. Personalized Prescription of Chemotherapy Based on Assessment of mRNA Expression of BRCA1, RRM1, ERCC1, TOP1, TOP2α, TUBβ3, TYMS, and GSTP1 Genes in Tumors Compared to Standard Chemotherapy in the Treatment of Non-Small-Cell Lung Cancer. Journal of Personalized Medicine, 12, 1647: 1-13 (год публикации - 2022)
2. Гаптулбарова К.А., Цыганов М.М., Ибрагимова М.К., Литвяков Н.В. Анализ кодирующих областей гена BRCA1 у пациентов с люминальным B раком молочной железы, пролеченных препаратами платины Материалы Российской научно-практической конференции с международным участием «Современные аспекты и перспективы мультидисциплинарного подхода в лечении ЗНО различных локализаций», г. Барнаул, Материалы Российской научно-практической конференции с международным участием «Современные аспекты и перспективы мультидисциплинарного подхода в лечении ЗНО различных локализаций», г. Барнаул, 2-4 июня 2022 года, с.21 (год публикации - 2022)
3. Цыганов М.М., Ибрагимова М.К., Гаптулбарова К.А., Усынин Е.А., Литвяков Н.В. Персонализированный подход в лечении BRCA-подобных опухолей молочной железы Материалы Российской научно-практической конференции с международным участием «Современные аспекты и перспективы мультидисциплинарного подхода в лечении ЗНО различных локализаций», г. Барнаул, Материалы Российской научно-практической конференции с международным участием «Современные аспекты и перспективы мультидисциплинарного подхода в лечении ЗНО различных локализаций», г. Барнаул, 2-4 июня 2022 года, с. 102 (год публикации - 2022)
4.
Цыганов М.М., Ибрагимова М.К., Гарбуков Е.Ю., Брагина О.Д., Здерева Е.А., Усынин Е.А., Литвяков Н.В.
Predictive and prognostic significance of loss of heterozygosity in ABC transporter genes in breast cancer
Siberian Journal of Oncology, 21(5): 34–43 (год публикации - 2022)
10.21294/1814-4861-2022-21-5-34-43
5. Цыганов М.М., Ибрагимова М.К., Усынин Е.А., Литвяков Н.В. Персонализированный подход в лечении brca-подобных опухолей молочной железы Цитология, 7(64), с. 694-695 (год публикации - 2022)
6. Фролова А.А. , Ибрагимова М.К., Цыганов М.М. Оценка влияния аберраций числа копий ДНК в генах системы гомологичной рекомбинации на чувствительность к препаратам платины на моделях in vitro Материалы IX международной конференции молодых ученых: биотехнологов, молекулярных биологов и вирусологов, С. 687-688 (год публикации - 2022)
7. Фролова А.А., Ибрагимова М.К., Цыганов М.М. Оценка влияния аберраций числа копий днк в генаx системы гомологичной рекомбинации на чувствительность к препаратам платины на моделях in vitro Цитология, 7(64), с. 693-694 (год публикации - 2022)
8. Цыганов М.М., Ибрагимова М.К., Хозяинова А.А., Литвяков Н.В. Мутации гена PALB2 в опухоли молочной железы: связь с эффективностью неоадьювантной химиотерапии и прогнозом заболевания Материалы III Всероссийской конференции «Высокопроизводительное секвенирование в геномике», г. Новосибирск, Материалы III Всероссийской конференции «Высокопроизводительное секвенирование в геномике», г. Новосибирск, 19-24 июня 2022 года, с. 112 (год публикации - 2022)
Публикации
1.
Цыганов М.М., Ибрагимова М.К., Гарбуков Е.Ю., Брагина О.Д., Карчевская А.А., Усынин Е.А., Литвяков Н.В.
Determination of BRCAness Phenotype in Breast Tumors for the Appointment of Neoadjuvant Chemotherapy Based on Platinum and Taxanes
International Journal of Molecular Sciences, 24, 207; 1-13 (год публикации - 2023)
10.3390/ijms24010207
2. Цыганов М.М., Ибрагимова М.К. Детерминация мутаторным фенотипом гена BRCA1 дефицита гомологичной рекомбинации в опухоли молочной железы в зависимости от стадии заболевания Сборник материалов I Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященная 100-летию со дня рождения профессора К.А. Кузьминой., 27-28 (год публикации - 2023)
3. Булатова Д.Ж., Ибрагимова М.К., Цыганов М.М. Аберрации числа копий ДНК и экспрессия генов ABC-транспортеров в опухоли молочной железы: корреляция с эффектом неоадъювантной химиотерапии и прогнозом заболевания Сборник материалов I Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященная 100-летию со дня рождения профессора К.А. Кузьминой., 30-31 (год публикации - 2023)
4. Карчевская А.А., Родионов Е.О., Цыганов М.М. Определение маркеров химиочувствительности в опухоли легкого для назначения персонализированной неоадъювантной химиотерапии Сборник материалов I Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященная 100-летию со дня рождения профессора К.А. Кузьминой., 31-32 (год публикации - 2023)
5. Сороковикова С.С., Ибрагимова М.К., Цыганов М.М. Изменение спектра и частоты мутаций в гене BRCA1 в опухоли молочной железы в процессе химиотерапии таксотером и препаратами платины Сборник материалов I Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященная 100-летию со дня рождения профессора К.А. Кузьминой., 32-33 (год публикации - 2023)
6. Брагина О.Д., Чернов В.И., Деев С.М., Рыбина А.Н., Гольдберг В.Е., Дудникова Е.А., Воронина А.С., Толмачев В.М. Применение препарата [99mTc]Tc-DARPinG3 в оценке распространенности опухолевого процесса у больной с метастатическим HER2-позитивным раком молочной железы (клиническое наблюдение) Вопросы онкологии, Том 69, № 5; 917-922 (год публикации - 2023)
7.
Цыганов М.М., Сороковикова С.С., Луцкая Е.А., Ибрагимова М.К.
Mutations of BRCA1, BRCA2, and PALB2 Genes in Breast Tumor Tissue: Relationship with the Effectiveness of Neoadjuvant Chemotherapy and Disease Prognosis
Genes, 14, 1554; 1-20 (год публикации - 2023)
10.3390/genes14081554
8.
Цыганов М.М., Ибрагимова М.К.
MALAT1 Long Non-coding RNA and Its Role in Breast Carcinogenesis
Acta Naturae, 15 № 2 (57): 32-41 (год публикации - 2023)
10.32607/actanaturae.11895
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В результате выполнения последнего года проекта было завершено проспективное клиническое исследование назначения персонализированной химиотерапии больным раком молочной железы с учетом фенотипа BRCAness. При анализе 58 пациентов пройденных через проспективное исследование установлено, что частота объективного ответа при схеме лечения с препаратами платины составляет 78,3% (18/23 пациентов), при 89% 5-летней БМВ. При таксан-содержащих схемах – 88,5% (28/35 пациентов), 90% 5-летняя безметастатическая выживаемость. При сравнении проспективных групп и групп контроля, различия статистически не значимы (log-rank test p=0,1), но показана выраженная тенденция к улучшению эффективности неоадъювантной химиотерапии и отдаленных результатов лечения у больных с персонализированным подходом. Для изучения химиоиндуцированного канцерогенеза были сформированы 4 группы животных аутбредных лабораторных мышей ICR (CD-1). Путем взвешивания и рандомизации животные животные сформированы в контрольную группу (9 мышей) и 3 группы исследования (по 10 мышей в каждой). В качестве химического агента, обладающих прямой или опосредованной генотоксичностью, для индукции онкогенеза использовались следующие препараты: метилхолантрен (МХ), трихлорацетат (ТХУ), диметилбензантрацен (ДМБА). На первом этапе исследования оценена динамика изменения веса исследуемых групп животных в течении срока наблюдения: 30.12.2023 - 24.11.2024 гг. Введение метилхолонтрена, приблизительно через 2 месяца вызвало образование опухолей в месте введения у всех мышей в группе. Введение ТХУ и ДМБА уже через месяц (10.02.2024) вызвало статистически значимое изменение массы животных. Дальнейшее обследование животных показало, что в группе с введение ТХУ у 5 животных из 10 наблюдалось появление новообразований. Важно отметить, что, несмотря на высокий канцерогенный эффект ДМБА, описанный в литературе, новообразований у данной группы животных обнаружено не было (при контрольном вскрытии). В группе с введением метилхолантрена морфологический анализ показал, что в пределах образцов наблюдается плеоморфно-клеточные опухоли, формирующие разноразмерные, разнонаправленные, пучково-вихревые структуры и крупные солидные очаги, сложенные выражено полиморфными веретеновидными и эпителиоидными клетками. В случае с ТХУ опухоли представлены небольшими солидными гнездами выражено полиморфных опухолевых клеток малого и среднего размера со слабовыраженной бледной цитоплазмой и округлыми гиперхромными ядрами.
Установлено, что среднее значение экспрессии в первой опытной группе (МХ) для гена Brca1 составило и Brca2 было значительно меньше, чем в нормальной ткани. Для второй группы (ТХУ) значение экспрессии Brca1 выше (более 1). При анализе наличия аберраций числа копий ДНК в исследуемых образцах было установлено, что частота делеций в гене Brca1 в группе №1 составляет 60%, 40% животных имеют нормальную копийность гена. Для группы №2 с ТХУ из 5 животных 2 имели делецию гена, одно животное нормальную копийность и два амплификацию.
Оценка экспрессии посредством проведения экспресионного микроматричного анализа показала, что среди исследованных генов 14 были гипоэкспрессированы в опухоли по сравнению с нормой при p<0,05 (для группы с МХ). При этом стоит обратить внимание, что высокий уровень различия характерен для генов Rad50, Rad51, Brca1, Brca2 и Pold4. Два гена Rad52 и Bard1 имеют повышенный уровень экспрессии. Для второй группы животных было установлено, что статистически значимо низкий уровень экспрессии в опухоли характерен для генов Rad50, Mre11a, Rpa1, Rad51, Brca2, Pold1, Pold3, Pold4, а также Brca1, Parp1, Palb2, Brip1, Bard1. На заключительном этапе исследования был проведен микроматричный анализ экспрессии генов системы гомологичной рекомбинации в группе лабораторных животных в зависимости от размеров опухолевого узла. Показано, что по мере увеличения опухолевого узла частота генов гомологичной рекомбинации с гипоэкспрессией увеличивается.
Таким образом, в результате выполнения проекта установлено, что использование параметров гена BRCA1 и других генов гомологичной рекомбинации для определения наличия ДГР является перспективным направление в персонализированном подходе в назначении химиотерапии. Частота объективного ответа, а также отдаленные результаты лечения значительно лучше по сравнению с группой исторического контроля. Это позволяет расширить стандартные терапевтические подходы и более конкретно подойти к лечению пациентов с раком молочной железы. Что же касается второй задачи 3 года проекта, что использование мышиных моделей позволяет воспроизводить различные типы рака, исследовать молекулярные и клеточные механизмы, стоящие за развитием опухолей, в частности роль системы гомлогичной рекомбинации, а также оценивать влияние генетических и экологических факторов на канцерогенез. Эти модели также предоставляют платформу для тестирования новых лекарственных средств и методов лечения, что значительно ускоряет процесс разработки эффективных терапий для борьбы с раком.
Кроме того, результаты, полученные на мышах, часто служат основой для дальнейших исследований на более сложных системах. Это делает мышиные модели неотъемлемой частью современного онкологического исследования, позволяя глубже понять природу канцерогенеза и разрабатывать инновационные стратегии для его лечения и профилактики. Таким образом, использование мышей для индукции канцерогенеза является не только важным, но и показательным шагом в научном прогрессе в области онкологии.
Публикации
1. Булатова Д.Ж., Ибрагимова М.К. Влияние аберраций числа копий ДНК и экспрессии в генах семейства ABC-транспортеров на выживаемость больных первично-операбельным немелкоклеточным раком легкого Материалы XXX Всероссийской конференции молодых учёных с международным участием «Актуальные проблемы биомедицины–2024», г. Санкт-Петербург, с. 194-195 (год публикации - 2024)
2. Карчевская А.А., Фролова А.А., Ибрагимова М.К. Изменения мутационного статуса генов гомологичной рекомбинации под действием противоопухолевых препаратов на моделях in vitro Материалы XXX Всероссийской конференции молодых учёных с международным участием «Актуальные проблемы биомедицины–2024», г. Санкт-Петербург, с. 198-199 (год публикации - 2024)
3. Цыганов М.М., Ибрагимова М.К. Изменение активности генов гомологичной рекомбинации в опухоли молочной железы под действием неоадъювантной химиотерапии Материалы XXX Всероссийской конференции молодых учёных с международным участием «Актуальные проблемы биомедицины–2024», г. Санкт-Петербург, с. 213-214 (год публикации - 2024)
4. Цыганов М.М., Фролова А.А., Ибрагимова М.К. Оценка динамического изменения хромосомных аберраций и экспрессии генов гомологичной рекомбинации под действием неоадъювантной химиотерапии у больных раком молочной железы Тезисы XIV Съезд онкологов и радиологов стран СНГ и Евразии, посвященный 30-летию АДИОР СНГ и Евразии // Евразийский онкологический журнал, Том 12, № 2, с.665-666 (год публикации - 2024)
5. Цыганов М.М., Ибрагимова М.К. Дисфункция гена BRCA1 как маркер чувствительности к производным платины при лечении рака молочной железы Сборник тезисов XI Международной молодежный научный медицинский форму «Белые цветы», г. Казань, с. 1450-1451 (год публикации - 2024)
6. Карчевская А.А., Фролова А.А., Цыганов М.М. Модуляция активности генов гомологичной рекомбинации в опухолевых клетках молочной железы индуцированная химиотерапией Сборник тезисов XI Международной молодежный научный медицинский форму «Белые цветы», г. Казань, с. 614-615 (год публикации - 2024)
7. Ибрагимова М.К., Кравцова Е.А., Цыганов М.М. CNA-маркеры эффективности предоперационной химиотерапии при люминальном раке молочной железы Сборник тезисов XXI Международной научной конференции молодых ученых «Молодежь в науке», г. Минск, с. 50-52 (год публикации - 2024)
8. Цыганов М.М., Ибрагимова М.К. Оценка альтераций генов системы гомологичной рекомбинации для персонализированного назначения химиотерапии у больных раком молочной железы Сборник тезисов XXI Международной науч¬ной конференции молодых ученых «Молодежь в науке», г. Минск, с. 145-147 (год публикации - 2024)
9.
Родионов Е.О., Миллер С.В., Цыганов М.М., Жуйкова Л.Д., Пикалова Л.В., Панкова О.В., Перельмутер В.М., Подолько Д.В., Мох А.А., Ананина О.А., Письменный Д.С., Маркович В.А., Лоос Д.М., Литвяков Н.В.
Персонализированная адъювантная химиотерапия немелкоклеточного рака легкого II–III стадий
Сибирский онкологический журнал, 22(6): 45–54 (год публикации - 2023)
10.21294/1814-4861-2023-22-6-45-54
10. Кравцова Е.А., Ибрагимова М.К., Цыденова И.А. Влияние изменения экспрессии и аберраций числа копий ДНК в генах системы гомологичной рекомбинации на отдаленные результаты лечения больных первично-операбельным раком легкого Актуальные вопросы экспериментальной и клинической медицины-2024. Сборник тезисов LXXXV научно-практической конференции с международным участием, г. Санкт-Петербург, с. 130-131 (год публикации - 2024)
11. Ибрагимова М.К., Цыганов М.М., Кравцова Е.А., Литвяков Н.В. Changes the expression landscape of HER2-negative breast cancer under the influence of anthracycline-containing neoadjuvant chemotherapy regimens Biochemistry (Moscow) (год публикации - 2024)
12.
Брагина О.Д., Бородина М.Е., Чернов В.И., Деев С.М., Вострикова М.А., Романова А.А.
Оценка острой токсичности препарата 99mTc(CO)3-(HE)3-DARPinG3 у больных раком молочной железы
Медицинская радиология и радиационная безопасность, 69(3):1-5 (год публикации - 2024)
10.33266/1024-6177-2024-69-3-72-76
13. Ибрагимова М.К., Цыганов М.М. CNA-маркеры эффективности предоперационной химиотерапии при люминальном В раке молочной железы Сборник тезисов XI Международной молодежный научный медицинский форму «Белые цветы», г. Казань, с. 1449-1450 (год публикации - 2024)
14. Цыганов М.М., Ибрагимова М.К. Дисфункция гена BRCA1 как маркер чувствительности к ДНК-повреждающим агентам при лечении рака молочной железы Сборник материалов III Дальневосточной конференции молодых ученых "Медицина будущего", г. Владивосток, с. 41-42 (год публикации - 2024)
15.
Цыганов М.М., Фролова А.А., Кравцова Е.А., Цыденова И.А., Ибрагимова М.К.
Модуляция активности генов гомологичной рекомбинации в опухолевых клетках молочной железы в модели in vitro
Успехи молекулярной онкологии, 11(2):116–29. (год публикации - 2024)
10.17650/2313-805X-2024-11-2-116-129
16.
Цыганов М.М., Ибрагимова М.К., Родионов Е.О., Фролова А.А., Цыденова И.А., Луцкая Е.А., Миллер С.В.
Influence of DNA Copy Number Aberrations in ABC Transporter Family Genes on the Survival Of Patients with Primary Operatable Non-Small Cell Lung Cancer
Current Cancer Drug Targets, XX(XX):1-12 (год публикации - 2024)
10.2174/0115680096336801241005173638
17. Цыганов М.М., Родионов Е.О., Ибрагимова М.К. Роль альтераций генов системы гомологичной рекомбинации в лечении больных немелкоклеточным раком легкого II Всероссийская конференция международным участием «Молодые лидеры в медицинской науке» (г. Томск): сборник материалов – Томск: Изд-во СибГМУ, Томск: Изд-во СибГМУ, 2024. – 178 с. (год публикации - 2024)
Возможность практического использования результатов
Нет