antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»10.37489/0235-2990-2025-70-5-6-27-33RIXYRDantibiotics-1253Research ArticleКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРАКТИКАCLINICAL RESEARCH AND PRACTICEУровень экспрессии в опухоли белка микротрубочек TUBB3 прогнозирует агрессивность течения немелкоклеточного рака лёгкогоTUBB Microtubule Protein Expression Level in Tumor Tissue Predicts Aggressive Course of Non-Small Cell Lung Cancerhttps://orcid.org/0000-0002-7673-4284БогушТ. А.BogushT. A.

Татьяна Анатольевна Богуш,  д. б. н., профессор, руководитель группы

лаборатория молекулярно-генетической диагностики и персонализированной медицины; группа молекулярного прогноза опухолей

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 Group

Laboratory of Molecular Genetic Diagnostics and Personalized Medicine; Molecular Tumor Prognosis Group

Moscow

ResearcherID: A-6522-2013; Scopus Author ID: 7006161773

tatbogush@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4277-9222ГришанинаА. Н.GrishaninaA. N.

Анна Николаевна Гришанина, научный сотрудник

лаборатория молекулярно-генетической диагностики и персонализированной медицины; группа молекулярного прогноза опухолей

Москва

ResearcherID: R-9450-2019; Scopus Author ID: 6506498692

Anna N. Grishanina, Researcher

Laboratory of Molecular Genetic Diagnostics and Personalized Medicine; Molecular Tumor Prognosis Group

Moscow

ResearcherID: R-9450-2019; Scopus Author ID: 6506498692

https://orcid.org/0009-0006-3161-0153ЛиА.LeeA.

Алексей Ли, лаборант-исследователь

лаборатория молекулярно-генетической диагностики и персонализированной медицины; группа молекулярного прогноза опухолей

Москва

ResearcherID: JWO-4459-2024

Alexey Lee, Laboratory Assistant-researcher

Laboratory of Molecular Genetic Diagnostics and Personalized Medicine; Molecular Tumor Prognosis Group

Moscow

ResearcherID: JWO-4459-2024

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

Александр Михайлович Щербаков, к. б. н., зав. лабораторией, старший научный сотрудник

отдел экспериментальной биологии опухолей; лаборатория онкопротеомики; лаборатория химической трансформации антибиотиков

Москва

ResearcherID: F-4914-2013; Scopus Author ID: 7003636718

Alexander M. Scherbakov, Ph. D. in Biology, Acting Head ofthe Laboratory, Senior Researcher

Department of Experimental Tumor Biology; Oncoproteomics Laboratory; Laboratory of Chemical Transformation of Antibiotics

Moscow

ResearcherID: F-4914-2013; Scopus Author ID: 7003636718

Капура-БреховскихЕ. М.Kapura-BrekhovskikhE. M.

Евгения Михайловна Капура-Бреховских, лаборант-исследователь

лаборатория молекулярно-генетической диагностики и персонализированной медицины; группа молекулярного прогноза опухолей

Москва

Evgeniya M. Kapura-Brekhovskikh, Laboratory Assistant-researcher

Laboratory of Molecular Genetic Diagnostics and PersonalizedMedicine; Molecular Tumor Prognosis Group

Moscow

https://orcid.org/0000-0002-4043-1652ДоржиеваС. С.DorzhievaS. S.

Сурена Сергеевна Доржиева, лаборант-исследователь

лаборатория молекулярно-генетической диагностики и персонализированной медицины; группа молекулярного прогноза опухолей

Москва

Surena S. Dorzhieva, Laboratory Assistant-researcher

Laboratory of Molecular Genetic Diagnostics and Personalized Medicine; Molecular Tumor Prognosis Group

Moscow

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

Елена Александровна Богуш, к. м. н., ассистент

Институт клинической медицины им. Н. В. Склифосовского; кафедра онкологии

Москва

ResearcherID: S-1415-2019; Scopus Author ID: 6602587330

Elena A. Bogush, Ph. D. in Medicine, Assistant

Department of Oncology

Moscow

ResearcherID: S-1415-2019; Scopus Author ID: 6602587330

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

Вячеслав Станиславович Косоруков, к. б. н., директор НИИ

НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей

Москва

ResearcherID: A-3901-2014; Scopus Author ID: 6505962801

Vyacheslav S. Kosorukov, Ph. D. in Biology, Director of theInstitute

Research Institute for Experimental Diagnosis and Therapyof Tumors

Moscow

ResearcherID: A-3901-2014; Scopus Author ID: 6505962801

ФГБУ «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 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 Federation; Gause Institute of New AntibioticsRussian FederationПервый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет)РоссияThe State Education Institution of Higher Professional Training The First Sechenov Moscow State Medical University under Ministry of Health of the Russian FederationRussian Federation202515032025705-62733Copyright © ООО «Издательство ОКИ», 20252025ООО «Издательство ОКИ»ООО «Издательство ОКИ»https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/1253   Актуальность

   Актуальность. Повышенная экспрессия белка TUBB3 ассоциируется с резистентностью к таксанам и винкаалкалоидам, а также с увеличением метастатического потенциала опухолевых клеток. Однако результаты оценок экспрессии TUBB3 в ткани разных опухолей, в частности немелкоклеточного рака лёгкого (НМРЛ) и их ассоциативной связи с клинически значимыми характеристиками заболевания, противоречивы.

   Цель исследования

   Цель исследования. Оценка прогностической ценности уровня экспрессии TUBB3 в ткани НМРЛ как молекулярного маркера агрессивности течения заболевания.

   Материал и методы

   Материал и методы. Проведён анализ продолжительности жизни больных НМРЛ (n = 120) с разной экспрессией в опухоли TUBB3, которая оценена иммунофлуоресцентным методом, ассоциированным с проточной цитометрией. Использованы первичные моноклональные антитела к TUBB3 (EP1569Y) и вторичные — конъюгированные с красителем DyLight650. Измерение флуоресценции проведено на проточном цитометре Navios. Количество окрашенных клеток определено в программе FlowJo 10.0.8 методом Колмогорова–Смирнова. Статистический анализ проведён в программе Graph Pad Prism 6.0.

   Результаты

   Результаты. 1. Экспрессия TUBB3 выявлена в 100 % исследованных образцов НМРЛ при медиане уровня экспрессии TUBB3 40 %. 2. Показано снижение продолжительности жизни больных и увеличение риска наступления летального исхода (HR) в 1,5 раза в группе с экспрессией маркера ≥ 40 % vs < 40 %. 3. Максимальное уменьшение продолжительности жизни больных и повышение HR соответственно в 2,7 и 2,6 раза отмечено при повышении границы деления на группы сравнения до уровня экспрессии TUBB3 ≥ 50 % vs < 50 %. 4. Максимальное увеличение продолжительности жизни больных и уменьшение HR в 1,9 раза отмечено при снижении границы деления на группы сравнения до уровня экспрессии TUBB3 < 35 % vs ≥ 35 %.

   Заключение

   Заключение. Уровень экспрессии молекулярного маркера метастатического потенциала опухолевых клеток TUBB3 является фактором прогноза агрессивности течения НМРЛ. Надёжным молекулярным показателем агрессивного течения НМРЛ следует признать уровень экспрессии TUBB3 ≥ 50%, а уровень экспрессии маркера < 35% — надёжным молекулярным показателем благоприятного течения болезни.

   Background

   Background. Elevated expression of TUBB3 protein is associated with resistance to taxanes and vinca alkaloids, as well as with increased metastatic potential of tumor cells. However, studies evaluating TUBB3 expression across various tumor types, including non-small cell lung cancer (NSCLC), and its association with clinically significant disease characteristics have produced inconsistent results.

   The aim of the study

   The aim of the study. To assess the prognostic value of TUBB3 expression levels in NSCLC tissue as a molecular marker of disease aggressiveness.

   Material and methods

   Material and methods. An analysis was conducted on overall survival in NSCLC patients (N = 120) with varying levels of TUBB3 expression in tumor tissue, assessed using an immunofluorescence method coupled with flow cytometry. Primary monoclonal antibodies against TUBB3 (EP1569Y) and secondary antibodies conjugated with DyLight650 dye were used. Fluorescence was measured on a Navios flow cytometer, and the number of stained cells was determined using the Kolmogorov–Smirnov method in FlowJo 10.0.8 software. Statistical analysis was performed using GraphPad Prism 6.0.

   Results

   Results. 1. TUBB3 expression was detected in 100 % of the analyzed NSCLC samples, with a median expression level of 40 %. 2. A reduction in patient survival and a 1.5-fold increase in hazard ratio (HR) were observed in the group with TUBB3 expression ≥ 40 % compared to < 40 %. 3. The greatest decrease in survival and the highest increase in HR (2.7- and 2.6-fold, respectively) were noted when the cutoff level for comparison was raised to ≥ 50 % versus < 50 %. 4. The greatest improvement in survival and a 1.9-fold reduction in HR were observed when the cutoff level was lowered to < 35 % versus ≥ 35 %.

   Conclusion

   Conclusion. The level of expression of the molecular marker TUBB3, which reflects the metastatic potential of tumor cells, serves as a prognostic factor for the aggressiveness of NSCLC. TUBB3 expression level ≥ 50 % can be considered a reliable molecular indicator of aggressive disease course, while a level < 35 % is a reliable marker of a more favorable prognosis.

иммунофлуоресцентный анализпроточная цитометрияКаплана–Майера методбелок микротрубочек TUBB3немелкоклеточный рак лёгкогомолекулярный прогноз НМРЛnon-small cell lung cancerprognosisTUBB3Kaplan-Meier methodimmunofluorescence analysisflow cytometryИсследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда (проект № 24-25-20080, https://rscf.ru/project/24-25-20080/)The study was funded by a grant from the Russian Science Foundation (project No. 24-25-20080, https://rscf.ru/project/24-25-20080/)ReferencesМамичев И. А., Богуш Т. А., Богуш Е. А., Терентьева Н. С., Полоцкий Б. Е., Давыдов М. М. Белок микротрубочек βIII-тубулин: строение, экспрессия и функции в нормальных и опухолевых клетках. Антибиотики и химиотер. 2018; 63 (7–8): 79–90. doi: 10.24411/0235-2990-2018-00039.Mamichev I. A., Bogush T. A., Bogush E. A., Terentyeva N. S., Kirsanov V. Yu., Davydov M. M. Microtubule protein ββIII-tubulin: structure, expression and functions in normal and tumor cells. Antibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy. 2018; 63 (7–8): 79–90. doi: 10.24411/0235-2990-2018-00039. (in Russian)Pernar Kovač M., Tadic V., Kralj J., Duran G. E., 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 cross-resistance of ovarian cancer. Cell Mol Life Sci. 2023; 80 (10): 294. doi: 10.1007/s00018-023-04943-0.Pernar Kovač M., Tadic V., Kralj J., Duran G. E., 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 cross-resistance of ovarian cancer. Cell Mol Life Sci. 2023; 80 (10): 294. doi: 10.1007/s00018-023-04943-0.Quan P. M., Ngoc B. V., Ngan V. T., Trung N. T., Anh N. Q. Molecular docking studies of Vinca alkaloid derivatives on Tubulin. Vietnam Journal of Chemistry. 2019; 57 (6): 702–706. doi: vjch.201900087.Quan P. M., Ngoc B. V., Ngan V. T., Trung N. T., Anh N. Q. Molecular docking studies of Vinca alkaloid derivatives on Tubulin. Vietnam Journal of Chemistry. 2019; 57 (6): 702–706. doi: vjch.201900087.Wang Y., Zhou Y., Zheng Z., Li J., Yan Y., Wu W. Sulforaphane metabolites reduce esistance 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 esistance to paclitaxel via microtubule disruption. Cell Death Dis. 2018; 9 (11): 1134. doi: 10.1038/s41419-018-1174-9.Altonsy M. O., Ganguly A., Amrein M., Surmanowicz P., Li Sh. Sh., Lauzon G. J. 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., Surmanowicz P., Li Sh. Sh., Lauzon G. J. 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., Mozzetti S., Prislei S., Bartollino S. et al. Looking at drug resistance mechanisms for microtubule interacting drugs: does TUBB3 work? Curr Cancer Drug Targets. 2007; 7 (8): 704–712. doi: 10.2174/156800907783220453.Ferlini C., Raspaglio G., Cicchillitti L., Mozzetti S., Prislei S., Bartollino S. et al. Looking at drug resistance mechanisms for microtubule interacting drugs: does TUBB3 work? Curr Cancer Drug Targets. 2007; 7 (8): 704–712. doi: 10.2174/156800907783220453.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): 1318–1328. 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): 1318–1328. doi: 10.1038/bjc.2017.102.Kaira K. Takahashi T., Murakami H., Shukuya T., Kenmotsu H., Ono A. et al. The role of III-tubulin in non-small cell lung cancer patients treated by taxane-based chemotherapy. Int J Clin Oncol. 2013; 18: 371–379. doi: 10.1007/s10147-012-0386-8.Kaira K. Takahashi T., Murakami H., Shukuya T., Kenmotsu H., Ono A. et al. The role of III-tubulin in non-small cell lung cancer patients treated by taxane-based chemotherapy. Int J Clin Oncol. 2013; 18: 371–379. doi: 10.1007/s10147-012-0386-8.Bogush T. A. Basharina A. A., Eliseeva B. K., Kaliuzhny S. A., Bogush E. A., Kirsanov V. Y. 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., Kaliuzhny S. A., Bogush E. A., Kirsanov V. Y. 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.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.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 nonsmall cell lung cancer. Asian Pac J Cancer Prev: APJCP. 2023; 24 (9): 3003. 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 nonsmall cell lung cancer. Asian Pac J Cancer Prev: APJCP. 2023; 24 (9): 3003. doi: 10.31557/APJCP.2023.24.9.3003.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.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., 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 meta-analysis. Lung Cancer. 2012; 77 (1): 9–15. doi: 10.1016/j.lungcan.2012.01.005.Zhang H. L., Ruan L., Zheng L., 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 meta-analysis. Lung Cancer. 2012; 77 (1): 9–15. doi: 10.1016/j.lungcan.2012.01.005.Bussink J. Kaanders J., Rijken P. F., Martindale C. A., Kogel A. J. Multiparameter analysis of vasculature, perfusion and proliferation in human tumour xenografts. Br. J Cancer. 1998; 77 (1): 57–64. doi: 10.1038/bjc.1998.9.Bussink J. Kaanders J., Rijken P. F., Martindale C. A., Kogel A. J. Multiparameter analysis of vasculature, perfusion and proliferation in human tumour xenografts. Br. J Cancer. 1998; 77 (1): 57–64. doi: 10.1038/bjc.1998.9.Seve P., Mackey J., Isaac S., Trédan O., Souquet P. J., Pérol M. et al. Class III β-tubulin expression in tumor cells predicts response and outcome in patients with non–small cell lung cancer receiving paclitaxel. Mol Cancer Ther. 2005; 4 (12): 2001–2007. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-05-0244.Seve P., Mackey J., Isaac S., Trédan O., Souquet P. J., Pérol M. et al. Class III β-tubulin expression in tumor cells predicts response and outcome in patients with non–small cell lung cancer receiving paclitaxel. Mol Cancer Ther. 2005; 4 (12): 2001–2007. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-05-0244.Vilmar A. C., Santoni-Rugiu E., Sørensen J. B. Class III β-tubulin in advanced NSCLC of adenocarcinoma subtype predicts superior outcome in a randomized trial. Clin Cancer Res. 2011; 17 (15): 5205–5214. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-11-0658.Vilmar A. C., Santoni-Rugiu E., Sørensen J. B. Class III β-tubulin in advanced NSCLC of adenocarcinoma subtype predicts superior outcome in a randomized trial. Clin Cancer Res. 2011; 17 (15): 5205–5214. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-11-0658.Ли А., Богуш Т. А., Гришанина А. Н., Романов И. П., Богуш Е. А., Калюжный С. А. и др. Характеристика ткани немелкоклеточного рака лёгкого по количественным показателям экспрессии β-тубулина III класса. Антибиотики и химиотер. 2024; 69 (5–6): 28–34. doi: 10.37489/0235-2990-2024-69-5-6-28-34.Lee A., Bogush T. A., Grishanina A. N., Romanov I. P., Bogush E. A., Kalyuzhny S. A. et al. Characterization of non-small cell lung cancer tissue by quantitative assessment of class III β-tubulin expression. Antibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy. 2024; 69 (5–6): 28–34. doi: 10.37489/0235-2990-2024-69-5-6-28-34. (in Russian)

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