antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»10.37489/0235-2990-2024-69-5-6-28-34antibiotics-1143Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL STUDIESХарактеристика ткани немелкоклеточного рака лёгкого по количественным показателям экспрессии β-тубулина III классаCharacterization of Non-Small Cell Lung Cancer Tissue by Quantitative Assessment of Class III β-Tubulin Expressionhttps://orcid.org/0009-0006-3161-0153ЛиА.LeeA.

Ли Алексей — студент факультета фундаментальной медицины; лаборант-исследователь группы молекулярного прогноза опухолей лаборатории молекулярно-генетической диагностики и персонализированной медицины

Москва

ResearcherID: JWO-4459-2024

Alexey Lee — student at the Fundamental Medicine Department; laboratory assistant-researcher of the Molecular Tumor Prognosis Group, Laboratory of Molecular Genetic Diagnostics and Personalized Medicine, Research Institute for Experimental Diagnostics and Therapy of Tumors

Moscow

https://orcid.org/0000-0002-7673-4284БогушТ. А.BogushT. A.

Богуш Татьяна Анатольевна — д. б. н., профессор, за- служенный деятель науки РФ, руководитель группы молекулярного прогноза опухолей лаборатории молекулярно-генетической диагностики и персонализированной медицины

Москва

ResearcherID: A-6522-2013

Scopus Author ID: 7006161773

Tatiana A. Bogush — D. Sc. in Biology, Professor, Honored Scientist of the Russian Federation, Head of the Molecular Tumor Prognosis Group, Laboratory of Molecular Genetic Diagnostics and Personalized Medicine, Research Institute for Experimental Diagnostics and Therapy of Tumors

Moscow

https://orcid.org/0000-0002-4277-9222ГришанинаА. Н.GrishaninaA. N.

Гришанина Анна Николаевна — научный сотрудник группы молекулярного прогноза опухолей лаборатории молекулярно-генетической диагностики и персонализированной медицины

Москва

ResearcherID: R-9087-2019

Scopus Author ID: 6506498692

Anna N. Grishanina — researcher of the Molecular Tumor Prognosis Group, Laboratory of Molecular Genetic Diagnostics and Personalized Medicine, Research Institute for Experimental Diagnostics and Therapy of Tumors

Moscow

https://orcid.org/0000-0002-9931-1153РомановИ. П.RomanovI. P.

Романов Илья Павлович — аспирант, лаборант- исследователь группы молекулярного прогноза опухолей лаборатории молекулярно-генетической диагностики и персонализированной медицины НИИ ЭДиТО

Москва

ResearcherID: HLH-5540-2023

Ilia P. Romanov — graduate student, research assistant of the Molecular Tumor Prognosis Group, Laboratory of Molecular Genetic Diagnostics and Personalized Medicine, Research Institute for Experimental Diagnostics and Therapy of Tumors

Moscow

https://orcid.org/0000-0001-5601-3669БогушЕ. А.BogushE. A.

Богуш Елена Александровна — к. м. н., ассистент кафедры онкологии Института клинической медицины им. Н. В. Склифосовского

Москва

ResearcherID: S-1415-2019

Scopus Author ID: 6602587330

Elena A. Bogush — Ph. D. in Medicine, Assistant of the Department of Oncology, N. V. Sklifosovskiy Institute of Clinical Medicine

Moscow

https://orcid.org/0000-0002-8701-7707КалюжныйС. А.KaliuzhnyS. A.

Калюжный Сергей Андреевич — младший научный сотрудник группы молекулярного прогноза опухолей лаборатории молекулярно-генетической диагностики и персонализированной медицины НИИ ЭДиТО

Москва

ResearcherID: K-8488-2018

Scopus Author ID: 57193509054

 

Sergey A. Kaliuzhny — junior researcher of the Molecular Tumor Prognosis Group, Laboratory of Molecular Genetic Diagnostics and Personalized Medicine, Research Institute for Experimental Diagnostics and Therapy of Tumors

Moscow

https://orcid.org/0000-0003-4728-295XЧандранК. И.ChandranK. I.

Чандран Кристина Ильинична — научный сотрудник группы молекулярного прогноза опухолей лаборатории молекулярно-генетической диагностики и персонализированной медицины НИИ ЭДиТО

Москва

ResearcherID: AAB-8435-2022

 

Kristina I. Chandran — researcher of the Molecular Tumor Prognosis Group, Laboratory of Molecular Genetic Diagnostics and Personalized Medicine, Research Institute for Experimental Diagnostics and Therapy of Tumors

Moscow

https://orcid.org/0000-0002-2974-9555ЩербаковА. М.ScherbakovA. M.

Щербаков Александр Михайлович — к. б. н., старший научный сотрудник, исполняющий обязанности заведующего лаборатории онкопротеомики отдела экспериментальной биологии опухолей

Москва

ResearcherID: F-4914-2013

Scopus Author ID: 7003636718

Alexander M. Scherbakov — Ph. D. in Biology, Senior Re- searcher, Acting Head of the Oncoproteomics Laboratory of the Department of Experimental Tumor Biology

Moscow

https://orcid.org/0000-0002-8462-2178КосоруковВ. С.KosorukovV. S.

Косоруков Вячеслав Станиславович — к. б. н., директор НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей, заведующий лабораторией молекулярно-генетической диагностики и персонализированной медицины

Москва

ResearcherID: A-3901-2014

Scopus Author ID: 6505962801

Vyacheslav S. Kosorukov — Ph. D. in Biology, Director of the Research Institute for Experimental Diagnosis and Therapy of Tumors; Head of the Laboratory of Molecular Genetic Diagnostics and Personalized Medicine

Moscow

ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова»; ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава РоссииРоссияLomonosov Moscow State University; N. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian FederationФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава РоссииРоссияN. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian FederationПервый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет)РоссияI. M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University) of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian FederationФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России; ФГБНУ «Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков им. Г. Ф. Гаузе»РоссияN. N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian Federation202430092024695-62834Copyright © Ли А., Богуш Т.А., Гришанина А.Н., Романов И.П., Богуш Е.А., Калюжный С.А., Чандран К.И., Щербаков А.М., Косоруков В.С., 20242024Ли А., Богуш Т.А., Гришанина А.Н., Романов И.П., Богуш Е.А., Калюжный С.А., Чандран К.И., Щербаков А.М., Косоруков В.С.Lee A., Bogush T.A., Grishanina A.N., Romanov I.P., Bogush E.A., Kaliuzhny S.A., Chandran K.I., Scherbakov A.M., Kosorukov V.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/1143

Актуальность. Белок цитоскелета β-тубулин III класса (Tubb3) ассоциируется с устойчивостью опухоли к таксанам и винкаалкалоидам, а также с метастатическим потенциалом новообразования, однако данные иммуногистохимического анализа экспрессиии Tubb3 в ткани немелкоклеточного рака лёгкого (НМРЛ) немногочисленны и противоречивы. Цель исследования. Характеристика уровня и интенсивности экспрессии Tubb3 в ткани НМРЛ и анализ корреляции выявленных показателей с клинически значимыми характеристиками заболевания. Методы. Количественная оценка уровня и интенсивности экспрессии Tubb3 в 120 хирургических образцах НМРЛ проведена иммунофлуоресцентным методом с использованием проточной цитометрии. Использованы первичные кроличьи моноклональные антитела, специфичные к Tubb3, и вторичные антикроличьи антитела, конъюгированные с флуоресцентным красителем DyLight650 (ab98510, Великобритания). Экспрессия маркёра оценена по двум показателям: уровень экспрессии — процент клеток, экспрессирующих Tubb3; интенсивность экспрессии в усл. ед. — отношение среднего геометрического интенсивности флуоресценции в опытном и контрольном образцах (инкубация клеток только с вторичными антителами). Результаты. 1. Экспрессия Tubb3 выявлена во всех исследованных образцах НМРЛ. Медиана уровня и интенсивности экспрессии маркёра составила 30,5% и 2,0 усл. ед. при значительных различиях (до 10 раз) количественных значений обоих показателей у разных больных. 2. Характер распределения исследованных опухолей по уровню и интенсивности экспрессии Tubb3 отличен от нормального (р<0,001), ассоциативная связь между показателями экспрессии маркёра очень сильная (коэффициент ранговой корреляции Спирмена составил 0,91; р<0,0001). 3. При статистическом анализе не выявлено корреляционных связей уровня экспрессии Tubb3 с полом и статусом курения пациентов, со степенью дифференцировки опухоли, а также со стадией НМРЛ. 4. В группе аденокарцином лёгкого медиана уровня экспрессии Tubb3 статистически значимо выше по сравнению с плоскоклеточным раком лёгкого у больных мужского и женского пола (р=0,01). Заключение. Высокая гетерогенность уровня экспрессии Tubb3 в ткани НМРЛ у разных больных и различия показателя между опухолями разного гистотипа указывают на важность дальнейшего проведения корреляционного анализа уровня экспрессии Tubb3 с продолжительностью жизни пациентов с целью выявления прогностической ценности маркёра.

Background. The cytoskeletal protein β-tubulin class III (Tubb3) is associated with tumor resistance to taxanes and vinca alkaloids, as well as with the metastatic potential of neoplasm, however, data from immunohistochemical analysis of Tubb3 expression in non-small cell lung cancer (NSCLC) tissue are few and contradictory. Purpose. Characterization of the level and intensity of Tubb3 expression in NSCLC tissue and analysis of the identified parameters correlation with clinically significant characteristics of the disease. Methods. Quantitative assessment of the level and intensity of Tubb3 expression in 120 surgical samples of NSCLC was carried out by immunofluorescence method associated with flow cytometry. Primary rabbit monoclonal antibodies specific to Tubb3 and secondary anti-rabbit antibodies conjugated with fluorescent dye DyLight650 (ab98510, UK) were used. The expression of the marker was assessed by two parameters: the level of expression measured as the percentage of the cells expressing Tubb3 and the intensity of expression in conventional units (CU) represented as the ratio of the geometric mean fluorescence intensity in the experimental and control samples (cells incubated with secondary antibodies only). Results. 1. Tubb3 expression was detected in all NSCLC samples studied. The median level and intensity of Tubb3 expression was 30.5% and 2.0 CU with significant differences (up to 10 times) in the quantitative values of both parameters in different patients. 2. The distribution of the studied tumors in terms of the level and intensity of Tubb3 expression differs from normal (P<0.001), the associative relationship between the assessed parameters is very strong (Spearman's rank correlation coefficient was 0.91; P<0.0001). 3. Statistical analysis did not reveal correlations between the level of Tubb3 expression and the gender and smoking status of the patients, with the degree of tumor differentiation, as well as with the stage of NSCLC. 4. In the group of lung adenocarcinomas, the median level of Tubb3 expression is higher compared with squamous cell lung cancer in male and female patients (P=0.01). Conclusion. High heterogeneity of Tubb3 expression level in NSCLC tissue in the patients and differences in the parameters between the tumors of various histotypes indicate the importance of further correlation analysis of Tubb3 expression level with the patients' life span in order to identify the prognostic value of the marker.

немелкоклеточный рак лёгкогобелок микротрубочек Tubb3иммунофлуоресцентный анализпроточная цитометрияnon-small cell lung cancermicrotubule protein Tubb3immunofluorescence analysisflow cytometryИсследование выполнено за счет Российского научного фонда (проект No 24-25-20080, https://rscf.ru/project/24-25-20080/).ReferencesМамичев И.А., Богуш Т.А., Богуш Е.А., Терентьева Н.С., Кирсанов В.Ю., Давыдов М.М. Белок микротрубочек βIII-тубулин: строение, экспрессия и функции в нормальных и опухолевых клетках. Антибиотики и химиотерапия, 2018; 63 (7–8), 79–90. doi: https: //doi.org/10.24411/0235-2990-2018-00039.Mamichev I.A., Bogush T.A., Bogush E.A., Terent'eva N.S., Kirsanov V.Jyu., Davydov M.M. Belok mikrotrubochek βIII-tubulin: stroenie, ekspressiya i funktsii v normal'nykh i opukholevykh kletkakh. Antibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy. 63 (7–8), 79–90. doi: https://doi.org/10.24411/0235-2990-2018-00039. (in Russian)Pernar Kovač M., Tadić V., Kralj J., E Duran G., Stefanelli A., Stupin Polančec D. et al. Carboplatin-induced upregulation of pan β-tubulin and class III β-tubulin is implicated in acquired resistance and crossresistance of ovarian cancer. Cell Mol Life Sci. 2023; 80 (10): 294. doi: 10.1007/s00018-023-04943-0.Pernar Kovač M., Tadić V., Kralj J., E Duran G., Stefanelli A., Stupin Polančec D. et al. Carboplatin-induced upregulation of pan β-tubulin and class III β-tubulin is implicated in acquired resistance and crossresistance of ovarian cancer. Cell Mol Life Sci. 2023; 80 (10): 294. doi: 10.1007/s00018-023-04943-0.Quan P.M., Binh V.N., Ngan V.T., Trung N.T., Anh N.Q. Molecular docking studies of Vinca alkaloid derivatives on Tubulin. VJCH. 2019; 57. 702–706. doi: 10.1002/vjch.201900087.Quan P.M., Binh V.N., Ngan V.T., Trung N.T., Anh N.Q. Molecular docking studies of Vinca alkaloid derivatives on Tubulin. VJCH. 2019; 57. 702–706. doi: 10.1002/vjch.201900087.Wang Y., Zhou Y., Zheng Z., Li J., Yan Y., Wu W. Sulforaphane metabolites reduce resistance to paclitaxel via microtubule disruption. Cell Death Dis. 2018; 9 (11): 1134. doi: 10.1038/s41419-018-1174-9.Wang Y., Zhou Y., Zheng Z., Li J., Yan Y., Wu W. Sulforaphane metabolites reduce resistance to paclitaxel via microtubule disruption. Cell Death Dis. 2018; 9 (11): 1134. doi: 10.1038/s41419-018-1174-9.Panda D., Miller H.P., Banerjee A., Ludueña R.F., Wilson L. Microtubule dynamics in vitro are regulated by the tubulin isotype composition. Proc Natl Acad Sci USA. 1994; 91 (24): 11358–11362. doi: 10.1073/pnas.91.24.11358.Panda D., Miller H.P., Banerjee A., Ludueña R.F., Wilson L. Microtubule dynamics in vitro are regulated by the tubulin isotype composition. Proc Natl Acad Sci USA. 1994; 91 (24): 11358–11362. doi: 10.1073/pnas.91.24.11358.Altonsy M.O., Ganguly A., Amrein M. et al. Beta3-Tubulin is Critical for Microtubule Dynamics, Cell Cycle Regulation, and Spontaneous Release of Microvesicles in Human Malignant Melanoma Cells (A375). Int J Mol Sci. 2020; 21 (5): 1656. doi: 10.3390/ijms21051656.Altonsy M.O., Ganguly A., Amrein M. et al. Beta3-Tubulin is Critical for Microtubule Dynamics, Cell Cycle Regulation, and Spontaneous Release of Microvesicles in Human Malignant Melanoma Cells (A375). Int J Mol Sci. 2020; 21 (5): 1656. doi: 10.3390/ijms21051656.Ferlini C., Raspaglio G., Cicchillitti L. et al. Looking at drug resistance mechanisms for microtubule interacting drugs: does TUBB3 work? Curr Cancer Drug Targets. 2007; 7 (8): 704–712. doi: 10.2174/15680090 7783220453.Ferlini C., Raspaglio G., Cicchillitti L. et al. Looking at drug resistance mechanisms for microtubule interacting drugs: does TUBB3 work? Curr Cancer Drug Targets. 2007; 7 (8): 704–712. doi: 10.2174/15680090 7783220453.Duran G.E., Wang Y.C., Moisan F., Francisco E.B., Sikic B.I. Decreased levels of baseline and drug-induced tubulin polymerisation are hallmarks of resistance to taxanes in ovarian cancer cells and are associated with epithelial-to-mesenchymal transition. Br J Cancer. 2017; 116 (10): 13181328. doi: 10.1038/bjc.2017.102.Duran G.E., Wang Y.C., Moisan F., Francisco E.B., Sikic B.I. Decreased levels of baseline and drug-induced tubulin polymerisation are hallmarks of resistance to taxanes in ovarian cancer cells and are associated with epithelial-to-mesenchymal transition. Br J Cancer. 2017; 116 (10): 13181328. doi: 10.1038/bjc.2017.102.Kaira K., Takahashi T., Murakami H. et al. The role of βIII-tubulin in non-small cell lung cancer patients treated by taxane-based chemotherapy. Int J Clin Oncol. 2013; 18 (3): 371–379. doi: 10.1007/s10147-012-0386-8.Kaira K., Takahashi T., Murakami H. et al. The role of βIII-tubulin in non-small cell lung cancer patients treated by taxane-based chemotherapy. Int J Clin Oncol. 2013; 18 (3): 371–379. doi: 10.1007/s10147-012-0386-8.Raungrut P., Tanyapattrapong S., Jirapongsak J., Geater S.L., Thongsuksai P. Predictive and Prognostic Value of TUBB3, RRM1, APE1, and Survivin Expression in Chemotherapy-Receiving Patients with Advanced Non‑Small Cell Lung Cancer. Asian Pac J Cancer Prev. 2023; 24 (9): 3003–3013. doi: 10.31557/APJCP.2023.24.9.3003.Raungrut P., Tanyapattrapong S., Jirapongsak J., Geater S.L., Thongsuksai P. Predictive and Prognostic Value of TUBB3, RRM1, APE1, and Survivin Expression in Chemotherapy-Receiving Patients with Advanced Non‑Small Cell Lung Cancer. Asian Pac J Cancer Prev. 2023; 24 (9): 3003–3013. doi: 10.31557/APJCP.2023.24.9.3003.Huang Z.L., Cao X., Luo R.Z., Chen Y.F., Zhu L.C., Wen Z. Analysis of ERCC1, BRCA1, RRM1 and TUBB3 as predictors of prognosis in patients with non-small cell lung cancer who received cisplatin-based adjuvant chemotherapy: A prospective study. Oncol Lett. 2016; 11 (1): 299–305. doi: 10.3892/ol.2015.3894.Huang Z.L., Cao X., Luo R.Z., Chen Y.F., Zhu L.C., Wen Z. Analysis of ERCC1, BRCA1, RRM1 and TUBB3 as predictors of prognosis in patients with non-small cell lung cancer who received cisplatin-based adjuvant chemotherapy: A prospective study. Oncol Lett. 2016; 11 (1): 299–305. doi: 10.3892/ol.2015.3894.Levallet G., Bergot E., Antoine M. et al. High TUBB3 expression, an independent prognostic marker in patients with early non-small cell lung cancer treated by preoperative chemotherapy, is regulated by K-Ras signaling pathway. Mol Cancer Ther. 2012; 11 (5): 1203–1213. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-11-0899.Levallet G., Bergot E., Antoine M. et al. High TUBB3 expression, an independent prognostic marker in patients with early non-small cell lung cancer treated by preoperative chemotherapy, is regulated by K-Ras signaling pathway. Mol Cancer Ther. 2012; 11 (5): 1203–1213. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-11-0899.Yang Y.L., Luo X.P., Xian L. The prognostic role of the class III β-tubulin in non-small cell lung cancer (NSCLC) patients receiving the taxane/vinorebine-based chemotherapy: a meta-analysis. PLoS One. 2014; 9 (4): e93997. doi: 10.1371/journal.pone.0093997.Yang Y.L., Luo X.P., Xian L. The prognostic role of the class III β-tubulin in non-small cell lung cancer (NSCLC) patients receiving the taxane/vinorebine-based chemotherapy: a meta-analysis. PLoS One. 2014; 9 (4): e93997. doi: 10.1371/journal.pone.0093997.Zhang H.L., Ruan L., Zheng L.M., Whyte D., Tzeng C.M., Zhou X.W. Association between class III β-tubulin expression and response to paclitaxel/vinorebine-based chemotherapy for non-small cell lung cancer: a metaanalysis. Lung Cancer. 2012; 77 (1): 9–15. doi: 10.1016/j.lungcan. 2012.01.005.Zhang H.L., Ruan L., Zheng L.M., Whyte D., Tzeng C.M., Zhou X.W. Association between class III β-tubulin expression and response to paclitaxel/vinorebine-based chemotherapy for non-small cell lung cancer: a metaanalysis. Lung Cancer. 2012; 77 (1): 9–15. doi: 10.1016/j.lungcan. 2012.01.005.Wallerek S., Sørensen J.B. Biomarkers for efficacy of adjuvant chemotherapy following complete resection in NSCLC stages I-IIIA. Eur Respir Rev. 2015; 24 (136): 340–355. doi: 10.1183/16000617.00005814.Wallerek S., Sørensen J.B. Biomarkers for efficacy of adjuvant chemotherapy following complete resection in NSCLC stages I-IIIA. Eur Respir Rev. 2015; 24 (136): 340–355. doi: 10.1183/16000617.00005814.Bogush T.A., Basharina A.A., Eliseeva B.K. et al. A new approach to epithelial-mesenchymal transition diagnostics in epithelial tumors: double immunofluorescent staining and flow cytometry. Biotechniques. 2020; 69 (4): 257–263. doi: 10.2144/btn-2020-0024.Bogush T.A., Basharina A.A., Eliseeva B.K. et al. A new approach to epithelial-mesenchymal transition diagnostics in epithelial tumors: double immunofluorescent staining and flow cytometry. Biotechniques. 2020; 69 (4): 257–263. doi: 10.2144/btn-2020-0024.Bogush T.A., Basharina A.A., Bogush E.A., Scherbakov A.M., Davydov M.M., Kosorukov V.S. The expression and clinical significance of ERβ/ERα in ovarian cancer: can we predict the effectiveness of platinum plus taxane therapy? Ir J Med Sci. 2022; 191 (5): 2047–2053. doi: 10.1007/s11845021-02842-6.Bogush T.A., Basharina A.A., Bogush E.A., Scherbakov A.M., Davydov M.M., Kosorukov V.S. The expression and clinical significance of ERβ/ERα in ovarian cancer: can we predict the effectiveness of platinum plus taxane therapy? Ir J Med Sci. 2022; 191 (5): 2047–2053. doi: 10.1007/s11845021-02842-6.Богуш Т.А., Рукавишникова Е.А., Башарина А.А., Богуш Е.А., Кирсанов В.Ю., Коломийцев С.Д. и др. Продолжительность жизни радикально оперированных больных немелкоклеточным раком лёгкого: по результатам 8-летнего наблюдения в онкологическом научном центре им. Н. Н. Блохина. Антибиотики и химиотер. 2021; 66 (1–2): 38–46. doi: https: //doi.org/10.37489/0235-2990-2021-66-1-2-38-46.Bogush T.A., Rukavishnikova E.A., Basharina A.A., Bogush E.A., Kirsanov V.Jyu., Kolomijtsev S.D. i dr. Prodolzhitel'nost' zhizni radikal'no operirovannykh bol'nykh nemelkokletochnym rakom legkogo: po rezul'tatam 8-letnego nabljyudeniya v onkologicheskom nauchnom tsentre im. N. N. Blokhina. Antibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy. 2021; 66 (1–2): 38–46. doi: https: //doi.org/10.37489/0235-2990-202166-1-2-38-46. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.