Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 55174 10.29039/rusjbpc.2022.0568 МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ THE EPITHELIAL TUMOR METABOLISM FEATURES DURING ITS MESENCHYMAL TRANSITION ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ЭПИТЕЛИАЛЬНОЙ ОПУХОЛИ ПРИ ЕЁ МЕЗЕНХИМАЛЬНОМ ПЕРЕХОДЕ Бакурова Е. М. Bakurova E. M. 32023@mail.ru Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького Донецк Россия Maksim Gorky National Medical University Donetsk Russian Federation 24 11 2022 24 11 2022 7 4 604 607 30 07 2022 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/55174/view

Эпителиальные опухоли различных локализаций способны продуцировать активные формы кислорода, стимулирующие их эпителиально-мезенхимальную трансформацию. Для опухолей немелкоклеточного рака легких (НМКРЛ), аденокарцином желудка и кишечника (АКЖК) установлена их метаболическая неоднородность. По результатам анализа в морфологически однородных опухолях одной локализации выделены кластеры, характеризовавшиеся повышением активности ксантиноксидазы, супероксиддисмутазы, снижением активности глутатионпероксидазы (для неё установлена отрицательная связь с патологией (ρ = -0,465, р <0,05)). Так, во втором кластере АКЖК активность глутатионпероксидазы была минимальной, ниже в 1,4 раза, а в их первом кластере ниже в 1,8 раза, чем в опухолях НМКРЛ соответствующих кластеров. Во втором кластере НМКРЛ она была в 1,5 раза ниже, чем в их первом. На этом фоне активность супероксиддисмутазы в опухолях различных локализаций, вошедших во вторые кластеры, наоборот, нарастала, соответственно в 2 раза при НМКРЛ, в 1,7 раза при АКЖК. Это ведет повышению продукции пероксида водорода в опухоли. Выявленное при этом повышение активности аденозиндезаминазы (установлена положительная сильная связь (ранговый коэффициент корреляции Спирмена ρ = 0,805, р <0,01) может сопровождаться снижением уровней аденозина и его регуляторных эффектов, препятствующих развитию агрессивных свойств опухоли. Следовательно, в аденокарциномах желудка и кишечника, опухолях немелкоклеточного рака легких выявлена возможность метаболического стимулирования эпителиально-мезенхимальной трансформации опухоли.

The epithelial tumors of various localizations are capable of producing reactive oxygen species that stimulate their epithelial-mesenchymal transformation. For tumors of non-small cell lung cancer (NSCLC), gastric and intestinal adenocarcinomas (GIAC) their metabolic heterogeneity was established. By the results of analysis in morphologically homogeneous tumors of the same localization we detected clusters of tumors characterized by increased activity of xanthine oxidase, superoxide dismutase, decreased activity of glutathione peroxidase (negative relation with pathology (ρ = -0,465, p < 0,05)). Thus, glutathione peroxidase activity was minimal in the second GIAC cluster, 1.4-fold lower, and 1.8-fold lower in their first cluster than in NSCLC tumors of the corresponding clusters. In the second NSCLC cluster, it was 1.5-fold lower than in their first cluster. Against this background, superoxide dismutase activity in tumors of different localizations included in the second clusters, on the contrary, increased 2-fold in NSCLC and 1.7-fold in GIAC, respectively. It leads to increased production of hydrogen peroxide in the tumor. Increase of adenosine deaminase activity detected (positive strong correlation (Spearman rank correlation coefficient ρ = 0,805, p < 0.01)) may be accompanied by a decrease of adenosine levels and its regulatory effects preventing tumor aggressive properties. Correlation of enzymatic activity with pathology was established. In different localization tumors the possibility of metabolic stimulation of tumor epithelial-mesenchymal transformation was revealed.

 ферменты активные формы кислорода эпителиальные опухоли enzymes reactive oxygen species epithelial tumors

Liu J., Qu L., Meng L., Shou C. Topoisomerase Inhibitors Promote Cancer Cell Motility via ROS-Mediated Activation of JAK2-STAT1-CXCL1 Pathway. J. Exp. Clin Cancer Res, 2019, vol. 38, no. 1, pр. 370-375, doi: 10.1186/s13046-019-1353-2. Liu J., Qu L., Meng L., Shou C. Topoisomerase Inhibitors Promote Cancer Cell Motility via ROS-Mediated Activation of JAK2-STAT1-CXCL1 Pathway. J. Exp. Clin Cancer Res, 2019, vol. 38, no. 1, pp. 370-375, doi: 10.1186/s13046-019-1353-2. Vasilenko I.V., Kondratyk R.B., Grekov I.S., Yarkov A.M. Epithelial-mesenchymal transition in main types of gastric carcinoma. Clin. Exp Morphol, 2021, vol. 10, no. 2, рp. 13-20, doi: 10.31088/ CEM2021.10.2.13-20. Vasilenko I.V., Kondratyk R.B., Grekov I.S., Yarkov A.M. Epithelial-mesenchymal transition in main types of gastric carcinoma. Clin. Exp Morphol, 2021, vol. 10, no. 2, pp. 13-20, doi: 10.31088/ CEM2021.10.2.13-20. Kumari S., Badana A.K., G M.M., Shailender G., Malla R.R. Reactive oxygen species: a key constituent in cancer survival. Biomark Insights, 2018, vol. 13, pp. 1-9, doi: 10.1177/1177271918755391. Kumari S., Badana A.K., G M.M., Shailender G., Malla R.R. Reactive oxygen species: a key constituent in cancer survival. Biomark Insights, 2018, vol. 13, pp. 1-9, doi: 10.1177/1177271918755391. Li W., Cao L., Han L., Xu Q., Ma Q. Superoxide dismutase promotes the epithelial-mesenchymal transition of pancreatic cancer cells via activation of the H2O2/ERK/NF-κB axis. Int J Oncol, 2015, vol. 46, no. 6, pp. 2613-2620, doi: 10.3892/ijo.2015.2938. Li W., Cao L., Han L., Xu Q., Ma Q. Superoxide dismutase promotes the epithelial-mesenchymal transition of pancreatic cancer cells via activation of the H2O2/ERK/NF-κB axis. Int J Oncol, 2015, vol. 46, no. 6, pp. 2613-2620, doi: 10.3892/ijo.2015.2938. Бакурова Е.М. Особенности энергетического метаболома эритроцитов у больных раком распространенных стадий. Актуальные вопросы биологической физики и химии. БФФХ-2016: материалы XI международной науч.-технич. конференции, г. Севастополь, 25-29 апреля 2016 г.: в 2 т. 2, Севастополь: Севастопольский государственный университет, 2016, 226 с. Bakurova E.M. The Energy Metabolom of Red Blood Cells Features in Patients with Advanced Tumors. Modern Trends in Biological Physics and Chemistry. BPPC-2016: Proceedings of XI International Science-Technical Conference, Sevastopol, 25-29 of April, 2016, vol. 2, Sevastopol: Sevastopol State University, 2016, 226 p. (In Russ.) Зуйков С.А., Бакурова Е.М., Турсунова Ю.Д., Хомутов Е.В. Повышение активности ферментов катаболизма пуринов как один из факторов патогенеза злокачественных новообразований. «Новообразование» (Neoplasm), 2021, т. 13, № 2 (33), с. 86-90. Zuikov S.A., Bakurova E.M., Tursunova Y.D., Khomutov E.V. Increasing the activity of purine catabolism enzymes as one of the pathogenesis factors of malignant neoplasms. Neoplasm, 2021, vol. 13, no. 2 (33), pp. 86-90. (In Russ.) Zeng J., Li M., Xu J.-Y., Xiao H., Yang X., Fan J-X., Wu K., Chen Sh. Aberrant ROS mediate cell cycle and motility in colorectal cancer cells through an oncogenic CXCL14 signaling pathway. Front Pharmacol, 2021, no. 12, doi: 10.3389/fphar.2021.764015. Zeng J., Li M., Xu J.-Y., Xiao H., Yang X., Fan J-X., Wu K., Chen Sh. Aberrant ROS mediate cell cycle and motility in colorectal cancer cells through an oncogenic CXCL14 signaling pathway. Front Pharmacol, 2021, no. 12, doi: 10.3389/fphar.2021.764015. Бакурова Е.М., Василенко И.В., Турсунова Ю.Д., Добаева Н.М., Борзенко Б.Г., Ельский В.Н. Особенности активности ферментов обмена нуклеозидов и антиоксидантной системы в со́лидных опухолях. Российский биотерапевтический журнал, 2022, т. 21, № 2, с. 73-81. Bakurova E.M., Vasilenko I.V., Tursunova Yu.D., Dobaeva N.M., Borzenko B.G., Yelsky V.N. The features of enzymes activity to nucleoside and antioxidant systems in solid tumors. Russian Journal of Biotherapy, 2022, vol. 21, no. 2, pp. 73-81, doi: 10.17650/1726-9784-2022-21-2-73-81. (In Russ.)