vestimИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series1814-60232524-2350The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestim-390Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINEАХЭ ТЕСТ-СИСТЕМА ДЛЯ ИНДИВИДУАЛИЗАЦИИ НЕОАДЪЮВАНТНОЙ ПОЛИХИМИОТЕРАПИИACHE TEST-SYSTEM FOR INDIVIDUALIZATION OF NEOADJUVANT POLYCHEMOTHERAPYШукановаН. А.ShukanovaN. A.

канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник

Ph. D. (Biol), Senior researcher

natashu2006@yandex.ruМартыноваМ. А.MartynovaM. A.

канд. хим. наук, заведующий лабораторией

Ph. D. (Chem.), Head of the Laboratory

martynova@ibp.org.byБушмакинаИ. М.BushmakinaI. M.

канд. биол. наук, науч. сотрудник

Ph. D. (Biol.), Researcher

bushm-im@yandex.byМолчанМ. М.MolchanM. M.

мл. науч. сотрудник

Junior researcher

molchanmisha@mail.ruБричМ. А.BritchM. A.

канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотрудник

Ph. D. (Phys.-math.), Senior researcher

mabritch@hmit.ac.byКозловскаяН. А.KazlouskayaN. A.

науч. сотрудник

Researcher

oncomammolog@tut.byШаповалЕ. В.ShapovaE. V.

д-р мед. наук, заведующий лабораторией

D. Sc. (Med.), Head of the Laboratory

jaklin60@rambler.ruИнститут биофизики и клеточной инженерии НАН БеларусиInstitute of Biophysics and Cell Engineering of the National Academy of Sciences of BelarusИнститут тепло- и массообмена НАН БеларусиHeat and Mass Transfer Institute of the National Academy of Sciences of BelarusРеспубликанский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н. Н. АлександроваN. N. Alexandrov National Cancer Center of Belarus20170810201703100106Copyright © Шуканова Н.А., Мартынова М.А., Бушмакина И.М., Молчан М.М., Брич М.А., Козловская Н.А., Шаповал Е.В., 20172017Шуканова Н.А., Мартынова М.А., Бушмакина И.М., Молчан М.М., Брич М.А., Козловская Н.А., Шаповал Е.В.Shukanova N.A., Martynova M.A., Bushmakina I.M., Molchan M.M., Britch M.A., Kazlouskaya N.A., Shapova E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestimed.belnauka.by/jour/article/view/390

Проведен сравнительный анализ влияния химиопрепаратов на ферментативную активность клеток в первичной культуре из злокачественной ткани молочной железы пациентки и клинического ответа раковой опухоли на неоадъювантную полихимиотерапию (НПХТ) теми же препаратами. В исследованиях использован тест по оценке чувствительности рака молочной железы (РМЖ) к химиопрепаратам на основе определения активности клеточной ацетилхолинэстеразы (АХЭ). Сопоставлены результаты влияния химиопрепаратов в культуре и клинического обследования пациенток с РМЖ различных молекулярно-генетических подтипов: люминального А, люминального Б, Her2-позитивного и трижды негативного, или базальноподобного. Установлено, что совпадение результатов по ингибированию активности АХЭ раковых клеток препаратами в условиях in vitro и степени регрессии опухоли пациентки после НПХТ (in vivo) при маммографии составляет 69 %, при мануальном обследовании – 77, при ультразвуковом (УЗИ) – 62 %. Наибольшее совпадение исследуемых показателей получено для самых агрессивных молекулярно-генетических подтипов РМЖ. Разработанные нами молекулярные критерии оценки влияния химиопрепаратов на клетки опухоли в условиях in vitro являются дополнительным прогностическим фактором и доступны к применению в клинических лабораториях при оптимизации тактики лечения пациенток.

 

A comparative analysis of the chemotherapy drug effects on the enzymatic activity of breast cancer (BC) cells in a tumor primary culture of BC patients and a clinical response of a cancer tumor to neoadjuvant polychemotherapy (NPHT) with the use of the same drugs were performed. We used our developed test to assess the sensitivity of BC cells to chemotherapy drugs by determining the cell activity of acetylcholinesterase (AChE). The effect of chemotherapeutic drugs in culture and the clinical examination of BC patients of various molecular-genetic subtypes (Luminal A, Luminal B, Her2-positiv and Tripl-negativ or Basal-like) were compared. It is found that the coincidence of the results on the sensitivity of tumor cells in vitro and the degree of the patient’s tumor regression after NPHT averaged for X-ray examination is 69 %, manual – 77 % and US – 62 %. The biggest coincidence of the studied parameters was obtained for the most aggressive molecular-genetic subtypes of BC. Our developed test of assessment of the molecular chemotherapy effect on cells in vitro is the prognostic factor inexpensive and affordable for use in clinical laboratories when optimizing the patient treatment strategy.

рак молочной железыпервичная культура злокачественной ткани молочной железыацетил- холинэстераза опухолевых клетокответ опухоли на неоадъювантную полихимиотерапиюbreast canceracetylcholinesterase activitybreast cancer primary culturetumor response to neoadjuvant polychemotherapyReferencesСтенина, М. Б. Рак молочной железы: наиболее важные научные события и выводы последних лет / М. Б. Стенина, М. А. Фролова // Практ. онкология. – 2011. – Т. 12, № 1. – С. 6–11.Stenina М. B., Frolova М. А. Breast cancer: the most important scientific events and conclusion of recent years. Prakticheskaia onkologiia [Practical Oncology], 2011, vol. 12, no. 1, pp. 6–11. (in Russian).Perou, C. M. Molecular stratification of triple-negative breast cancers / C. M. Perou // Oncologist. – 2010. – Vol. 15, suppl. 5. – P. 39–48.Perou C. M. Molecular stratification of triple-negative breast cancers. Oncologist, 2010, vol. 15, suppl. 5, pp. 39–48.Enzyme Nomenclature. Recommendations (1972) of the commission on biochemical nomenclature of the nomenclature and classification of enzymes. – Amsterdam: Elsevier Publishing Company, 1973.Enzyme Nomenclature. Recommendations (1972) of the commission on biochemical nomenclature of the nomenclature and classification of enzymes, Amsterdam, Elsevier Publishing Company, 1973.Beta-amyloid aggregation induced by human acetylcholiesterase: inhibition studies / M. Bartolini [et al.] // Biochem. Pharmacol. – 2003. – Vol. 65, N 3. – P. 407–416.Bartolini M., Bertucci C., Cavrini V., Andrisano V. Beta-amyloid aggregation induced by human acetylcholiesterase: inhibition studies. Biochemical Pharmacology, 2003, vol. 65, no. 3, pp. 407–416.Silman, I. Acetylcholinesterase: «classical» and «non-classical» functions and pharmacology / I. Silman, J. L. Sussman // Curr. Opin. in Pharmacol. – 2005. – Vol. 5. – P. 293–302.Silman I., Sussman J. L. Acetylcholinesterase: «classical» and «non-classical» functions and pharmacology. Current Opinion in Pharmacology, 2005, vol. 5, pp. 293–302.Acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase histochemical activities and tumor cell growth in several brain tumors / M. Barbosa [et al.] // Surg. Neurol. – 2001. – Vol. 55, N 2. – P. 106–112.Barbosa M., Rios O., Velasques M., Villalobos J., Ehrmanns J. Acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase histochemical activities and tumor cell growth in several brain tumors. Surgical Neurology, 2001, vol. 55, no. 2, pp. 106–112.Expression of cholinesterases in human kidney and its variation in renal cell carcinoma types / E. Munoz-Delgado [et al.] // FEBS J. 2010. – Vol. 277, N 21. – P. 4519–4529.Muсoz-Delgado E., Montenegro M. F., Campoy F. J., Moral-Naranjo M. T., Cabezas-Herrera J., Kovacs G., Vidal C. J. Expression of cholinesterases in human kidney and its variation in renal cell carcinoma types. FEBS Journal, 2010, vol. 277, no. 21, pp. 4519–4529.Cholinesterase activity of human lung tumours varies according to their histological classification / P. Martinez-Moreno [et al.] // Carcinogenesis. – 2006. – Vol. 27, N 3. – P. 429–436.Martinez-Moreno P., Nieto-Ceron S., Torres-Lanzas J., Ruiz-Espejo F., Tovar-Zapato I., Martinez-Hernandez P., Rodriguez-Lopez J. N., Vidal C. J., Cabezas-Herrera J. Cholinesterase activity of human lung tumours varies according to their histological classification. Carcinogenesis, 2006, vol. 27, no. 3, pp. 429–436.Cholinesterase activity and acetylcholinesterase glycosylation are altered in human breast cancer / F. Ruiz-Espejo [et al.] // Breast Cancer Res. Treat. – 2002. – Vol. 72, N 1. – P. 11–22.Ruiz-Espejo F., Cabezas-Herrera J., Illana J., Campoy F. J., Vidal C. J. Cholinesterase activity and acetylcholinesterase glycosylation are altered in human breast cancer. Breast Cancer Research Treatment, 2002, vol. 72, no. 1, pp. 11–22.Сравнительный анализ реакции злокачественно трансформированных клеток на химиопрепараты в первичной культуре и посттерапевтических изменений опухоли пациенток с диагнозом рак молочной железы / Н. А. Шуканова [и др.] // Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем: Междунар. науч. конф.; Десятый съезд Белорус. обществ. об-ния фотобиологов и биофизиков, 9–21 июня 2012 г., Минск, Беларусь: сб. ст.: в 2 ч. / М-во образования Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т, Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т биофизики и клеточ. инженерии; [редкол.: И. Д. Волотовский и др.]. – Минск, 2012. – Ч. I. – С. 405–408.Shukanova N. А., Martynova M. A., Putyrsky L. A., Putyrsky Iu. L., Kazlouskaia N. A., Bushmakina I. M., Molchan M. M. Comparative analysis of the reaction of malignantly transformed cells to chemotherapy in primary culture and post-therapeutic changes in the tumor of patients diagnosed with breast cancer. Molekuliarnye, membrannye i kletochnye osnovy funktsionirovaniia biosistem: Mezhdunarodnaia nauchnaia konferentsiia; Desiatyi s’ezd Belorusskogo obshchestvennogo ob’edineniia fotobiologov [Molecular, membrane and cellular bases of biosystem functioning: International scientific conference; The Tenth congress of the Belarusian public association of photobiologists and biophysicists]. Minsk, 2012, part 1, pp. 405–408. (in Russian).Furukawa, N. Clinical application of the histoculture drug response assay / N. Furukawa, T. Kubota, R. M. Hoffman // Clin. Cancer Res. – 1995. – Vol. 1. – P. 305–311.Furukawa N., Kubota T., Hoffman R. M. Clinical application of the histoculture drug response assay. Clinical Cancer Research, 1995, vol. 1, pp. 305–311.Ищенко, Р. В. Методика капельно-плазменного культивирования опухолевой ткани для экспресс-определения индивидуальной чувствительности к химиопрепаратам / Р. В. Ищенко // Онкология. – 2002. – Т. 4, № 1. – С. 15–17.Ischenko R. V. Technique of drop/plasma culturation of tumor tissues for snap analysis of individual susceptibility to chemodrugs. Onkologiia [Oncology], 2002, vol. 4, no. 1, pp. 15–17. (in Russian).Ellman, G. L. A new and rapid calorimetric determination of acetylcholinesterase activity / G. L. Ellman, K. Courtneuy, V. Andres // Biochem. Pharmacol. – 1961. – Vol. 7, N 2. – P. 88–93.Ellman G. L., Courtneuy K., Andres V. A new and rapid calorimetric determination of acetylcholinesterase activity. Biochemical Pharmacology, 1961, vol. 7, no. 2, pp. 88–93.Protein measurement with the Folin phenol reagent / O. H. Lowry [et al.] // J. Biol. Chem. – 1951. – Vol. 193, N 1. – P. 265–275.Lowry O. H., Rosebrough H. L., Farr A. L., Randall P. J. Protein measurement with the Folin phenol reagent. Journal Biological Chemistry, 1951, vol. 193, no. 1, pp. 265–275.Is the future of personalized therapy in triple-negative breast cancer based on molecular subtype? / F. Le Du [et al.] // Oncotarget. – 2015. – Vol. 6, N 15. – P. 12890–12908.Le Du F., Eckhardt B. L., Lim B., Litton J. K., Moulder S., Meric-Bernstam F., Gonzalez-Angulo A. M., Ueno N. T. Is the future of personalized therapy in triple-negative breast cancer based on molecular subtype? Oncotarget, 2015, vol. 6, no. 15, pp. 12890–12908.Prognostic significance of a combined clinicopathologic score for response to primary systemic therapy in locally advanced breast cancer / P. Bertheau [et al.] // Oncol. Rep. – 2005. – Vol. 14, N 2. – P. 513–520.Bertheau P., Lerebours F., Nicolas Mounier N., de Roquancourt A., Espiй M., Clot P., Servant J.-M., Misset J.-L., Marty M., Janin F. Prognostic significance of a combined clinicopathologic score for response to primary systemic therapy in locally advanced breast cancer. Oncology Report, 2005, vol. 14, no. 2, pp. 513–520.Clinical and radiologic assessments to predict breast cancer pathologic complete response to neoadjuvant chemotherapy / A. F. Schott [et al.] // Breast Cancer Res. Treat. – 2005. – Vol. 92, N 3. – P. 231–238.Schott A. F., Roubidoux M. A., Helvie M. A., Hayes D. F., Kleer C. G., Newman L. A., Pierce L. J., Griffith K. A., Murray S., Hunt K., Paramagul C., Baker L. H. Clinical and radiologic assessments to predict breast cancer pathologic complete response to neoadjuvant chemotherapy. Breast Cancer Research Treatment, 2005, vol. 92, no. 3, pp. 231–231. doi: 10.1007/s10549–005–2510–1.

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