ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ЦИРКУЛИРУЮЩИЕ АНТИТЕЛА КАК БИОМАРКЕР ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ 6
1.1. Биомаркеры 6
1.2. Определение антител против опухолевых антигенов 12
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 19
2.1. Материалы исследования 19
2.2. Методы исследования 20
ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКУЛИРУЮЩИХ АНТИТЕЛ С ПОМОЩЬЮ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПЕПТИДОВ 26
3.1. Выбор пептидов, взаимодействующих с плазмой крови больных
раком молочной железы 26
3.2. Исследование взаимодействия плазмы крови больных РЖМ с
синтетическими пептидами 31
ВЫВОДЫ 36
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 37
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 38
Онкологические заболевания - одно из наиболее распространённых видов заболеваний, они являются второй основной причиной смертности в мире по данным статистики ВОЗ (Всемирной Организации Здравоохранения). В частности одно из лидирующих положений в структуре онкологических заболеваний женского пола занимает рак молочной железы (РМЖ). По статичстике ВОЗ каждый год в мире обнаруживанится более 1,38 млн. новых случаев рака молочной железы и 460 тысяч смертей от него (Jemal, 2011).
Рак молочной железы в России по признаку заболеваемости (20%) и смертности (17,3%) занимает первое место среди злокачественных заболеваний женского пола возрастной группы от 40 до 85 лет (Давыдов, 2009). Главной причиной смертности является обращения за помощью на поздних стадиях заболевания. Поэтому ранняя диагностика является
важнейшим моментом в лечении этого типа заболеваний. Несмотря на большое количество различных методов диагностики, злокачественные
новообразования выявляются, когда опухоль достигает определенного размера, а зачастую это значит, что она находится на поздней стадии
развития, и в ряде случаев не удается добиться удовлетворительных
результатов. При ранней диагностике онкологических заболеваний, шансы на выздоровление велики (Hori, 2011).
В диагностике онкологических заболеваний широкое применение получили методы визуализации опухоли. Существуют методы способные
выявить опухоли различных органов, к таким методам относят:
рентгенологическое обследование, маммография, ультразвуковое исследование (УЗИ), компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ), иммуногистохимические (ИГХ) и молекулярно-генетические методы. В частности рак молочной железы диагностируют такими методами как маммография, УЗИ, МРТ и позитронно¬эмиссионная томография (ПЭТ), два последних метода имеют высокую чувствительность исследования, но более дорогие (Заболотская, 2000; Лукьянченко, 2001; Васильев, 2009; Сабиров, 2010). Так же существуют и молекулярные маркеры для обнаружения РМЖ: метаболомные онкомаркеры (Oakman, 2011), белковые онкомаркеры, генетические онкомаркеры, эпигенетические онкомаркеры (Тамкович, 2014).
Для диагностики рака молочной железы можно также применять исследование репертуара циркулирующих антител. Иммунный ответ формируется на ранних стадиях развития опухоли, обнаружение антител к антигенам опухоли может стать действенным средством для ранней диагностики рака. В представленной работе, используя микрочипы и иммуноферментный анализ, исследовали возможность использования синтетических пептидов для определения циркулирующих антител.
Целью работы: разработка технологии для определения
циркулирующих антител с помощью синтетических пептидов.
В задачи входит:
1. Исследовать взаимодействие циркулирующих антител больных РЖМ с пептидами на микрочипе.
2. Выбрать наиболее информативные пептиды, взаимодействующих с сывороточными антителами больных РМЖ.
3. Исследовать взаимодействие плазмы крови больных РЖМ с синтетическими пептидами с помощью иммуноферментного анализа.
1. Циркулирующие антитела больных РМЖ взаимодействуют со 120 000 пептидами из 330 034 пептидов на микрочипе.
2. Наиболее информативными оказались 53 пептида. Они показали статистически достоверные отличия в интенсивности флюоресценции при взаимодействии с плазмой крови пациентов с РМЖ по сравнению с плазмой крови здоровых доноров.
3. Пептиды с аналогичными аминокислотными
последовательностями, синтезированные с помощью фотолитографии на чипе и с помощью твердофазного синтеза (применяемые в ИФА), отличаются по своим иммунохимическим свойствам и по-разному реагируют с сывороточными антителами пациентов с РМЖ.
1. Васильев П.В., Юдин А.Л. Лимфогенное метастазирование при раке гортани и гортаноглотки: механизмы развития и возможности компьютерной томографии с внутривенным контрастированием в диагностике поражения // Российская оториноларингология, 2009. - № 5. - C. 21-26.
2. Давыдов М.И., Аксель Е.М. Статистика злокачественных новообразований в России и странах СНГ в 2009 г // Вестник РОНц им. НН Блохина РАМН, 2011. - Т. 22. - № 3. - С. 85.
3. Заболотская Н.В., Заболотский В.С. Комплексное ультразвуковое исследование молочных желез // Sono Ace International, 2000. - Т. 6. - С. 86¬91.
4. Корнеева И.А., Новикова Е.Г., Сергеева Н.С. Современный взгляд на маркерный рецидив рака яичников // Российский онкологический журнал, 2010. - № 2. - С. 54-57.
5. Лукьянченко А.Б., Гурова Н.Ю. Рентгеновская компьютерная и магнитно-резонансная томография в диагностике и оценке распространенности рака молочной железы // Радиология-практика, 2001. - Т. 3. - С. 3-9.
6. Маршутина Н.В., Сергеева Н.С. Серологические опухолевые маркеры в первичной диагностике и мониторинге больных раком молочной железы // Российский онкологический журнал, 2002. - Т. 4. - С. 45-48.
7. Сабиров А.Х. Гистологические, иммуногистохимические и молекулярно-генетические маркеры при раке молочной железы на фоне описторхозной инвазии // Медицинская наука и образование Урала, 2010. - Т. 11. - № 1. - С. 82-83.
8. Сергеева Н.С., Маршутина Н.В., Стороженко И.В., Мишунина М.П., Ахмедова С.А., Пак Д.Д. Новый серологический маркер рака молочной железы Tag-12 // Российский онкологический журнал, 2000. - № 5. - С. 10¬12.
9. Сергеева Н.С., Дубовецкая О.Б., Новикова Е.Г., Маршутина, Н.В., Демидова, Л.В., Верещагин, В.Г., Сергеева, В.С. Антиген плоскоклеточного рака (SCC) в норме, при раке шейки матки и других патологических состояниях // Российский онкологический журнал, 2004. - № 5. - С. 50-54.
10. Сергеева Н.С., Русаков И.Г., Родина, И.А., Ахмедова, И.М.,
Кирсанова, В.А., Махмурова, Н.Т., Сергеева, В.С. Исследование
серологического опухолевого маркера Tu M2-PK у больных раком почки // Российский онкологический журнал, 2005. - № 3. - С. 30-32.
11. Сергеева Н.С., Лазутина Т.И., Мишунина, М.П., Маршутина, Н.В., Пак, Д.Д., Сергеева, В.С. Определение белка S-100 как серологического опухолеассоциированного маркера при меланоме // Российский онкологический журнал, 2008. - № 2. - С. 19-21.
12. Сергеева Н.С., Новикова Е.Г., Маршутина Н.В. Колебания серологического опухолеассоциированного маркера SCC у больной плоскоклеточным раком шейки матки, находящейся в длительной ремиссии. // Российский онкологический журнал, 2010. - № 3. - С. 44-45.
13. Тамкович С.Н., Войцицкий В.Е., Лактионов П.П. Современные методы диагностики рака молочной железы // Биомедицинская химия, 2014.
- Т. 60. - № 2. - С. 141-160.
14. Шаповал А.И., Легутки, Д.Б., Стаффорд, Ф., Требухов, А.В., Джонстон, С.А., Шойхет, Я.Н., Лазарев, А.Ф. Иммуносигнатура (immunosignature) - пептидные микроэррей для диагностики рака и других заболеваний // Российский онкологический журнал, 2014. - Т. 19. - № 4. С. 50-57
15. Anderson K.S., LaBaer J. The sentinel within: exploiting the immune system for cancer biomarkers // Journal of proteome research, 2005. - V. 4. - № 4.
- P. 1123-1133.
16. Anderson K.S., Ramachandran N., Wong J., Raphael J.V., Hainsworth E., Demirkan G., Cramer D., Aronzon D., Hodi F.S., Harris L. Application of protein microarrays for multiplexed detection of antibodies to tumor antigens in breast cancer // Journal of proteome research, 2008. - V. 7. - № 4. - P. 1490¬1499.
17. Balboni I., Chan, S.M., Kattah, M., Tenenbaum, J.D., Butte, A.J., Utz, P.J.Multiplexed protein array platforms for analysis of autoimmune diseases // Annu. Rev. Immunol, 2006. - V. 24. - P. 391-418.
18. Baldwin R.W. Tumour-specific immunity against spontneous rat tumours // International journal of cancer [Electronic recourse]. - 1966. - V. 1. - № 3. - P. 257-264. ULR: https://doi.org/10.1002/ijc.2910010305 (15.04.2019)
19. Belousov P.V., Kuprash, D.V., Sazykin, A.Y., Khlgatian, S.V., Penkov, D.N., Shebzukhov, Y.V., Nedospasov, S.A. Cancer-associated antigens and antigen arrays in serological diagnostics of malignant tumors // Biochemistry (Moscow), 2008. - V. 73. - № 5. - P. 562-572.
20. Caron M., Choquet-Kastylevsky G., Joubert-Caron R. Cancer immunomics using autoantibody signatures for biomarker discovery // Molecular Cellular Proteomics, 2007. - V. 6. - № 7. - P. 1115-1122.
21. Caron M., Joubert-Caron R., Canelle L., Hardouin J. Serological proteome analysis (SERPA) and multiple affinity protein profiling (MAPPING) to discover cancer biomarkers // Molecular Cellular Proteomics, 2005. - V. 4. - № 8. - P. 142.
22. Casiano C.A., Mediavilla-Varela M., Tan E.M. Tumor-associated antigen arrays for the serological diagnosis of cancer // Molecular Cellular Proteomics, 2006. - V. 5. - № 10. - P. 1745-1759.
23. Chatterjee M., Draghici S., Tainsky M.A. Immunotheranostics: breaking tolerance in immunotherapy using tumor autoantigens identified on protein microarrays // Current opinion in drug discovery development, 2006. - V. 9. - № 3. - P. 380-385.
24. Chatterjee M., Wojciechowski J., Tainsky M.A. Discovery of antibody biomarkers using protein microarrays of tumor antigens cloned in high throughput // Tumor Biomarker Discovery, 2009. - P. 21-38.
25. Chen G., Zhang W., Cao X., Li F., Liu X., Yao, L. Serological identification of immunogenic antigens in acute monocytic leukemia // Leukemia research, 2005. - V. 29. - № 5. - P. 503-509.
26. Cho Y.S., Park Y.G., Lee Y.N., Kim M.K., Bates S, Tan L., Cho- Chung Y.S. Extracellular protein kinase A as a cancer biomarker: its expression by tumor cells and reversal by a myristate-lacking Ca and RII0 subunit overexpression // Proceedings of the National Academy of Sciences, 2000. - V. 97. - № 2. - P. 835-840.
27. Chung M.C., Liang R.C., Seow T.K., Neo J.C., Lo S.L., San Tan G. Proteomics of hepatocellular carcinoma: present status and future prospects // Proteomics: Biomedical and Pharmaceutical Applications, 2004. - P. 163-181.
28. Fossa A., Alsoe, L., Crameri, R., Funderud S., Gaudernack G., Smeland E.B. Serological cloning of cancer / testis antigens expressed in prostate cancer using cDNA phage surface display // Cancer Immunology, Immunotherapy, 2004. - V. 53. - № 5. - P. 431-438.
29. Fujita Y., Nakanishi T., Hiramatsu M., Mabuchi H., Miyamoto Y., Miyamoto A., Tanigawa N. Proteomics-based approach identifying autoantibody against peroxiredoxin VI as a novel serum marker in esophageal squamous cell carcinoma // Clinical cancer research, 2006. - V. 12. - № 21. - P. 6415-6420.
30. Gure A.O., Stockert E., Scanlan, M.J., Keresztes R.S., Jager D., Altorki N.K., Old L.J., Chen Y.T. Serological identification of embryonic neural proteins as highly immunogenic tumor antigens in small cell lung cancer // Proceedings of the National Academy of Sciences, 2000. - V. 97. - № 8. - P. 4198-4203.
31. Gutjahr C., Murphy D., Lueking A., Koenig A., Janitz M., O'Brien J., Korn B., Horn S., Lehrach H., Cahill D.J. Mouse protein arrays from a T H 1 cell cDNA library for antibody screening and serum profiling // Genomics, 2005. - V. 85. - № 3. - P. 285-296.
32. Hardouin J., Lasserre J.P., Sylvius L., Joubert-Caron R., Caron M. Cancer Immunomics // Annals of the New York Academy of Sciences, 2007. - V. 1107. - № 1. - P. 223-230.
33. Hong S.H. Misek D.E., Wang H., Puravs E., Giordano T.J., Greenson J.K., Brenner D. E., Simeone D.M., Logsdon C.D., Hanash S.M. An autoantibody- mediated immune response to calreticulin isoforms in pancreatic cancer // Cancer Research, 2004. - V. 64. - № 15. - P. 5504-5510.
34. Hori S.S., Gambhir S.S. Mathematical model identifies blood biomarker-based early cancer detection strategies and limitations // Science translational medicine, 2011. - V. 3. - № 109. - P. 109-116.
35. Hudson M.E., Pozdnyakova I, Haines K, Mor G., Snyder M. Identification of differentially expressed proteins in ovarian cancer using high- density protein microarrays // Proceedings of the National Academy of Sciences, 2007. - V. 104. - № 44. - P. 17494-17499.
36. Jemal A., Bray F., Center M., Ferlay J., Ward E., Forman D. Global cancer statistics // CA: A cancer journal for clinicians, 2011. - V. 61. - № 2. - P. 69-90.
37. Jongeneel V. Towards a cancer immunome database // Cancer Immunity Archive, 2001. - V. 1. - № 1. - P. 3.
38. Kalnina Z., Silina K., Meistere I., Zayakin P., Rivosh A., Abols A., Leja M., Minenkova O., Schadendorf D., Line A. Evaluation of T7 and lambda phage display systems for survey of autoantibody profiles in cancer patients // Journal of immunological methods. - 2008. - V. 334. - № 1. - P. 37-50.
39. Kellner R., Lichtenfels R., Atkins D., Bukur J., Ackermann A., Beck J., Brenner W., Melchior S., Seliger B. Targeting of tumor associated antigens in renal cell carcinoma using proteome-based analysis and their clinical significance // Proteomics. - 2002. - V. 2. - № 12. - P. 1743-1751
40. Kijanka G., Murphy D. Protein arrays as tools for serum autoantibody marker discovery in cancer // Journal of proteomics, 2009. - V. 72. - № 6. - P. 936-944.
41. Klade C.S., Voss T., Krystek E., Ahorn H., Zatloukal K., Pummer K., Adolf G.R. Identification of tumor antigens in renal cell carcinoma by serological proteome analysis // Proteomics: International Edition, 2001. - V. 1. - № 7. - P. 890-898.
42. Legutki J.B., Zhao, Z.G., Greving, M., Woodbury, N., Johnston, S.A., Stafford, P. Scalable high-density peptide arrays for comprehensive health monitoring // Nature communications, 2014. - V. 5. - P. 4785.
43. Livingston P.O., Ragupathi G., Musselli C. Autoimmune and antitumor consequences of antibodies against antigens shared by normal and malignant tissues // Journal of clinical immunology, 2000. - V. 20. - № 2. - P. 85¬93.
44. Mintz P.J., Kim J., Do K., Wang X., Zinner R.G., Cristofanilli M., Arap M.A., Hong W.K., Troncoso P., Logothetis C.J. Fingerprinting the circulating repertoire of antibodies from cancer patients // Nature biotechnology, 2003. - V. 21. - № 1. - P. 57.
45. Nesterova M.V. Johnson N., Cheadle C., Bates S.E., Mani S., Stratakis C.A., Khan I.U., Gupta R.K., Cho-Yung Y.S. Autoantibody cancer biomarker: extracellular protein kinase A // Cancer research, 2006. - V. 66. - № 18. - P. 8971-8974.