Диагностика колоректального рака и аденоматозного полипа толстой кишки по уровню экспрессии микроРНК в слизистой оболочке (пилотное клиническое исследование)

М.В. Багрянцев, А.А. Янышев, М.Г. Рябков, А.И. Абелевич, И.Л. Дезорцев, А.В. Базаев

Ключевые слова: колоректальный рак; аденоматозные полипы; слизистая оболочка толстой кишки; экспрессия микроРНК.

2024, том 16, номер 5, стр. 45.

DOI: https://doi.org/10.17691/stm2024.16.5.05

Полный текст статьи

html pdf

137

Аннотация
Список литературы
Как цитировать в References

«Золотой стандарт» диагностики колоректального рака (КРР) — колоноскопия с биопсией — является инвазивным методом и имеет ограничения, а известные неинвазивные методы не обладают достаточной чувствительностью и специфичностью. Использование микроРНК в качестве диагностического и прогностического биомаркера КРР потенциально может компенсировать ограничения колоноскопии. Однако в литературе отсутствуют данные о существовании реальных тест-систем на основе определения экспрессии микроРНК. Наше пилотное исследование является первым шагом к созданию тест-системы для диагностики КРР на основе анализа экспрессии микроРНК в ткани интактной толстой кишки.

Цель работы — оценить перспективность использования уровня экспрессии микроРНК в качестве дополнительного метода диагностики колоректального рака и аденоматозных полипов.

Материалы и методы. Исследование проведено с участием пациентов с КРР (n=5) — 1-я группа, полипами толстой кишки (n=4) — 2-я группа и пациентов без онкологической патологии толстой кишки, которые находились на лечении по поводу геморроидальной болезни вне обострения (n=5) — 3-я группа.

Всем пациентам проводили забор образца ткани интактной кишки. Пациентам 1-й и 2-й групп биопсию выполняли в ходе лапароскопической резекции правых отделов толстой кишки с опухолью. У пациентов 3-й группы забор образца слизистой оболочки дистального отдела прямой кишки также осуществляли интраоперационно; они были прооперированы по методу Миллигана–Моргана. В 1-й и 2-й группах кроме участка интактной кишки для анализа забирали образец КРР и полипа соответственно.

Исследовательская панель включала в себя следующие микроРНК: hsa-miR-10b-5p, hsa-miR-20a-5p, hsa-miR-141-3p, hsa-miR-181b-5p. Уровни микроРНК эталонных генов анализировали с помощью полимеразной цепной реакции в режиме реального времени с использованием интеркалирующего красителя SYBR Green.

Результаты. Экспрессия hsa-miR-141-3p в слизистой оболочке толстой кишки у пациентов 1-й и 2-й групп (с КРР и полипами соответственно) была статистически значимо выше, чем у пациентов без опухолевых заболеваний кишечника. При этом уровень экспрессии hsa-miR-10b-5p был статистически значимо ниже в опухолевой ткани (рака и полипа) по сравнению с пациентами 3-й группы.

Обнаружены более низкие показатели экспрессии всех исследованных микроРНК в ткани КРР по сравнению с интактной слизистой тех же пациентов. Аналогичная тенденция наблюдалась и у больных с аденоматозными полипами.

Заключение. Результаты исследования показали, что из четырех микроРНК, включенных в исследовательскую панель, диагностическую ценность для выявления опухолевого поражения толстой кишки имеют hsa-miR-141-3p и hsa-miR-10b-5p. Таким образом, полученные нами данные подтверждают перспективность дополнения эндоскопического исследования толстой кишки эпигенетическим анализом слизистой оболочки при скрининге опухолевого поражения.

Morgan E., Arnold M., Gini A., Lorenzoni V., Cabasag C.J., Laversanne M., Vignat J., Ferlay J., Murphy N., Bray F. Global burden of colorectal cancer in 2020 and 2040: incidence and mortality estimates from GLOBOCAN. Gut 2023; 72(2): 338–344, https://doi.org/10.1136/gutjnl-2022-327736.
Knudsen A.B., Zauber A.G., Rutter C.M., Naber S.K., Doria-Rose V.P., Pabiniak C., Johanson C., Fischer S.E., Lansdorp-Vogelaar I., Kuntz K.M. Estimation of benefits, burden, and harms of colorectal cancer screening strategies: modeling study for the us preventive services task force. JAMA 2016; 315(23): 2595–2609, https://doi.org/10.1001/jama.2016.6828.
van Dam L., Kuipers E.J., van Leerdam M.E. Performance improvements of stool-based screening tests. Best Pract Res Clin Gastroenterol 2010; 24(4): 479–492, https://doi.org/10.1016/j.bpg.2010.03.009.
Imperiale T.F., Ransohoff D.F., Itzkowitz S.H., Levin T.R., Lavin P., Lidgard G.P., Ahlquist D.A., Berger B.M. Multitarget stool DNA testing for colorectal-cancer screening. N Engl J Med 2014; 370(14): 1287–1297, https://doi.org/10.1056/NEJMoa1311194.
Robertson D.J., Lee J.K., Boland C.R., Dominitz J.A., Giardiello F.M., Johnson D.A., Kaltenbach T., Lieberman D., Levin T.R., Rex D.K. Recommendations on fecal immunochemical testing to screen for colorectal neoplasia: a consensus statement by the US Multi-Society Task Force on Colorectal Cancer. Gastroenterology 2017; 152(5): 1217–1237.e3, https://doi.org/10.1053/j.gastro.2016.08.053.
Wu Z., Li Y., Zhang Y., Hu H., Wu T., Liu S., Chen W., Xie S., Lu Z. Colorectal cancer screening methods and molecular markers for early detection. Technol Cancer Res Treat 2020; 19: 1533033820980426, https://doi.org/10.1177/1533033820980426.
Issa I.A., Noureddine M. Colorectal cancer screening: an updated review of the available options. World J Gastroenterol 2017; 23(28): 5086–5096, https://doi.org/10.3748/wjg.v23.i28.5086.
Jain S., Maque J., Galoosian A., Osuna-Garcia A., May F.P. Optimal strategies for colorectal cancer screening. Curr Treat Options Oncol 2022; 23(4): 474–493, https://doi.org/10.1007/s11864-022-00962-4.
Полянская Е.А., Федянин М.Ю., Трякин А.А., Тюляндин С.А. Скрининг рака толстой кишки: достижения и перспективы. Онкологическая колопроктология 2018;8(4):11–29.
Teixeira C., Martins C., Dantas E., Trabulo D., Mangualde J., Freire R., Alves A.L., Cremers I., Oliveira A.P. Interval colorectal cancer after colonoscopy. Rev Gastroenterol Mex (Engl Ed) 2019; 84(3): 284–289, https://doi.org/10.1016/j.rgmx.2018.04.006.
Lee J.Y., Lee J.H. Post-colonoscopy colorectal cancer: causes and prevention of interval colorectal cancer. Korean J Gastroenterol 2020; 75(6): 314–321, https://doi.org/10.4166/kjg.2020.75.6.314.
Giannopoulou N., Constantinou C. Recent developments in diagnostic and prognostic biomarkers for colorectal cancer: a narrative review. Oncology 2023; 101(10): 675–684, https://doi.org/10.1159/000531474.
Gmerek L., Martyniak K., Horbacka K., Krokowicz P., Scierski W., Golusinski P., Golusinski W., Schneider A., Masternak M.M. MicroRNA regulation in colorectal cancer tissue and serum. PLoS One 2019; 14(8): e0222013, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0222013.
Moghadamnia F., Ghoraeian P., Minaeian S., Talebi A., Farsi F., Akbari A. MicroRNA expression and correlation with mRNA levels of colorectal cancer-related genes. J Gastrointest Cancer 2020; 51(1): 271–279, https://doi.org/10.1007/s12029-019-00249-2.
Багрянцев М.В., Самойленко В.М., Рябков М.Г., Базаев А.В., Дезорцев И.Л., Бунова С.С., Батанов М.А., Киселева Е.Б. Эпигенетические маркеры колоректального рака: анализ данных о клиническом применении. Вестник экспериментальной и клинической хирургии 2021; 14(4): 316–324, https://doi.org/10.18499/2070-478X-2021-14-4-316-324.
geNorm. URL: https://genorm.cmgg.be/.
URL: https://www.gene-quantification.de/hkg.html.
Gopal P., Ahmed Z., Venkata Ravi Kant V., Rao G.V., Rebala P. Circulating tumor DNA for monitoring colorectal cancer: a prospective observational study to assess the presence of methylated SEPT9 and VIM promoter genes and its role as a biomarker in colorectal cancer management. Turk J Surg 2023; 39(2): 107–114, https://doi.org/10.47717/turkjsurg.2023.6038.
Deris Zayeri Z., Parsi A., Shahrabi S., Kargar M., Davari N., Saki N. Epigenetic and metabolic reprogramming in inflammatory bowel diseases: diagnostic and prognostic biomarkers in colorectal cancer. Cancer Cell Int 2023; 23(1): 264, https://doi.org/10.1186/s12935-023-03117-z.
Church T.R., Wandell M., Lofton-Day C., Mongin S.J., Burger M., Payne S.R., Castaños-Vélez E., Blumenstein B.A., Rösch T., Osborn N., Snover D., Day R.W., Ransohoff D.F.; PRESEPT Clinical Study Steering Committee, Investigators and Study Team. Prospective evaluation of methylated SEPT9 in plasma for detection of asymptomatic colorectal cancer. Gut 2014; 63(2): 317–325, https://doi.org/10.1136/gutjnl-2012-304149.
Huang Q., Song Q., Zhong W., Chen Y., Liang L. MicroRNA-10b and the clinical outcomes of various cancers: a systematic review and meta-analysis. Clin Chim Acta 2017; 474: 14–22, https://doi.org/10.1016/j.cca.2017.08.034.
Wang Y.H., Ji J., Weng H., Wang B.C., Wang F.B. MiR-139 in digestive system tumor diagnosis and detection: Bioinformatics and meta-analysis. Clin Chim Acta 2018; 485: 33–41, https://doi.org/10.1016/j.cca.2018.06.006.
Gu X., Jin R., Mao X., Wang J., Yuan J., Zhao G. Prognostic value of miRNA-181a/b in colorectal cancer: a meta-analysis. Biomark Med 2018; 12(3): 299–308, https://doi.org/10.2217/bmm-2016-0222.
Zhang Q., Wang Q., Sun W., Gao F., Liu L., Cheng L., Li Z. Change of circulating and tissue-based miR-20a in human cancers and associated prognostic implication: a systematic review and meta-analysis. Biomed Res Int 2018; 2018: 6124927, https://doi.org/10.1155/2018/6124927.
Niu X., Sun H., Qiu F., Liu J., Yang T., Han W. miR-10b-5p Suppresses the proliferation and invasion of primary hepatic carcinoma cells by downregulating epha2 [retracted in: Biomed Res Int 2024; 2024: 9834789, https://doi.org/10.1155/2024/9834789]. Biomed Res Int 2021; 2021: 1382061, https://doi.org/10.1155/2021/1382061.
Yoshida K., Yokoi A., Kitagawa M., Sugiyama M., Yamamoto T., Nakayama J., Yoshida H., Kato T., Kajiyama H., Yamamoto Y. Downregulation of miR‑10b‑5p facilitates the proliferation of uterine leiomyosarcoma cells: a microRNA sequencing‑based approach. Oncol Rep 2023; 49(5): 86, https://doi.org/10.3892/or.2023.8523.

Bagryantsev M.V., Yanyshev A.A., Ryabkov M.G., Abelevich A.I., Dezortsev I.L., Bazayev A.V. Diagnosis of Colorectal Cancer and Adenomatous Polyps of the Colon Based on the Level of MicroRNA Expression in the Mucous Membrane (Pilot Clinical Study). Sovremennye tehnologii v medicine 2024; 16(5): 45, https://doi.org/10.17691/stm2024.16.5.05