Экспрессия AHR-регулируемых и PD-L1-регулирующих микроРНК при плоскоклеточном раке легкого

Введение. Несмотря на современные достижения в области исследований риска развития, иммунологического контроля и вариантов лечения рака легкого (РЛ), он является основной причиной смерти от онкологических заболеваний. Табакокурение остается преобладающим фактором риска развития РЛ, особенно одного из его агрессивных подтипов – плоскоклеточного рака легкого (ПКРЛ). Входящий в состав сигаретного дыма бензо[a]пирен способствует активации арил-гидрокарбонового рецептора (AhR). AhR регулирует экспрессию многих онкогенов, в том числе PD-L1, положительный статус которого является показанием к иммунотерапии – одной из основных стратегий лечения ПКРЛ. Однако для улучшения эффективности лечения ПКРЛ необходим дальнейший поиск новых диагностических, прогностических и терапевтических маркеров. В качестве таких маркеров могут выступать микроРНК (miRs), обладающие высокой стабильностью и присутствующие в биологических жидкостях.

Цель исследования. Поиск микроРНК, которые потенциально могут служить диагностическими маркерами или терапевтическими мишенями при ПКРЛ. Для этого были отобраны микроРНК, в промоторных областях которых содержатся сайты связывания AhR, или мишенью которых является PD-L1.

Материалы и методы. На базе торакального отделения Новосибирского клинического онкологического диспансера была собрана биоколлекция образцов опухолевой и условно-нормальной тканей легкого (n = 40). Относительные уровни выбранных микроРНК были исследованы с использованием метода ПЦР с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) в режиме реального времени.

Результаты. Уровни miR-342 и miR-181а в тканях ПКРЛ были снижены в 3 раза относительно условно нормальной ткани. Экспрессия miR-181а и miR-155 ассоциирована с размером опухоли (более низкие уровни в опухолях более 3 см) и наличием метастазов в лимфатических узлах (уровни ниже в 3 и 2 раза в случаях с метастазами). Уровень miR-146a снижался в 3 раза у пациентов с метастатическим поражением лимфоузлов. Также была обнаружена достоверная связь уровней miR-93, miR-181а и miR-155 с экспрессионным статусом PD-L1.

Заключение. Профиль экспрессии miR-146a, miR-93, miR-181a и miR-155 различается у пациентов с ПКРЛ в зависимости от статуса PD-L1 и наличия или отсутствия метастазов в лимфоузлах.

1. Sung H, Ferlay J, Siegel RL, Laversanne M, Soerjomataram I, Jemal A, Bray F. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA Cancer J Clin. 2021; 71 (3): 209–249. https://doi.org/10.3322/caac.21660

2. Zappa C., Mousa S. A. Non-small cell lung cancer: Current treatment and future advances. Transl. Lung Cancer Res. 2016; 5 (3): 288–300. https://doi.org/10.21037/tlcr.2016.06.07

3. Bozinovski S. et al. COPD and squamous cell lung cancer: Aberrant inflammation and immunity is the common link. British Journal of Pharmacology. 2016; 173 (4): 638–648. https://doi.org/10.1111/bph.13198

4. International Agency for Research on Cancer (IARC). Chemical Agents and Related Occupations. IARC Monogr. Eval. Carcinog. Risks to Humans. 2014: 100F: 423–428.

5. Souza T., Jennen D., van Delft J., Herwijnen M., Kyrtoupolos S., Kleinjans J. New insights into BaP-induced toxicity: Role of major metabolites in transcriptomics and contribution to hepatocarcinogenesis. Arch. Toxicol. 2016; 90 (6): 1449–1458. https://doi.org/10.1007/s00204–015–1572-z

6. Ovchinnikov V. Y., Antonets D. V., Gulyaeva L. F. The search of CAR, AhR, ESRs binding sites in promoters of intronic and intergenic microRNAs. J. Bioinform. Comput. Biol. 2018; 16 (1). https://doi.org/10.1142/s0219720017500299

7. Alsaab H. O. et al. PD-1 and PD-L1 checkpoint signaling inhibition for cancer immunotherapy: Mechanism, combinations, and clinical outcome. Frontiers in Pharmacology. 2017; 8 (AUG): 561. https://doi.org/10.3389/fphar.2017.00561

8. Rouillard A. D., Gundersen G. W., Fernandez N. F., Wang Z., Monteiro C. D., McDermott M.G., Ma’ayan A. The harmonizome: A collection of processed datasets gathered to serve and mine knowledge about genes and proteins. Database (Oxford). 2016; 2016: baw100.

9. Wang S., Xu L., Che X., Li C., Xu L., Hou K., Fan Y., Wen T., Qu X., Liu Y. E 3 ubiquitin ligases Cbl-b and c-Cbl downregulate PD-L1 in EGFR wild-type non-small cell lung cancer. FEBS Lett. 2018; 592 (4): 621–630. https://doi.org/10.1002/1873–3468.12985

10. Peng L., Chen Z., Chen Y., Wang X., Tang N. MIR 155HG is a prognostic biomarker and associated with immune infiltration and immune checkpoint molecules expression in multiple cancers. Cancer Med. 2019; 8 (17): 7161–7173. https://doi.org/10.1002/cam4.2583

11. Mastroianni J., Stickel N., Andrlova H., Hanke K., Melchinger W., Duquesne S., Schmidt D., Falk M., Andrieux G., Pfeifer D., Dierbach H., Schmitt-Graeff A., Meiss F., Boerries M., Zeiser R. miR-146a controls immune response in the melanoma microenvironment. Cancer Res. Europe PMC Funders. 2019; 79 (1): 183. https://doi.org/10.1158/0008–5472.can-18–1397

12. Xie X. et al. miR-342–3p targets RAP2B to suppress proliferation and invasion of non-small cell lung cancer cells. Tumor Biol. 2015; 36 (7): 5031–5038. https://doi.org/10.1007/s13277–015–3154–3

13. Shi Q., Zhou Z., Ye N., Chen Q., Zheng X., Fang M. MiR-181a inhibits non-small cell lung cancer cell proliferation by targeting CDK1. Cancer Biomarkers. 2017; 20 (4): 539–546. https://doi.org/10.3233/cbm-170350

14. Crippa E., Folini M., Pennati M., Zaffaroni N., Pierotti M. A., Gariboldi M. miR-342 overexpression results in a synthetic lethal phenotype in BRCA1-mutant HCC 1937 breast cancer cells. Oncotarget. 2016; 7 (14): 18594. https://doi.org/10.18632/oncotarget.7617

15. Yang C., Tabatabaei S. N., Ruan X., Hardy P. The Dual Regulatory Role of MiR-181a in Breast Cancer. Cell. Physiol. Biochem. 2017; 44 (3): 843–856. https://doi.org/10.1159/000485351

16. Huang J. et al. MicroRNA-155-5p suppresses PD-L1 expression in lung adenocarcinoma. FEBS Open Bio. 2020; 10 (6): 1065. https://doi.org/10.1002/2211–5463.12853

17. Yang M. et al. MiR-93–5p regulates tumorigenesis and tumor immunity by targeting PD-L1/CCND 1 in breast cancer. Ann. Transl. Med. 2022; 10 (4): 203–203. https://doi.org/10.21037/atm-22–97.