medgenМедицинская генетикаMedical Genetics2073-7998Publishing House «Genius Media» LLC10.25557/2073-7998.2023.05.22-31medgen-2288Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHДлина теломер и геномная нестабильность у пациентов с раком легких и сопутствующей сердечно-сосудистой патологиейBiology of telomeres and geomic instability in the pathogenesis of lung cancer with cardiovascular pathologyАсановМ. А.AsanovM. A.

650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, д. 6

6, Sosnoviy blvd., Kemerovo, 650002

asmaks988@gmail.comСиницкийМ. Ю.SinitskyM. Y.

650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, д. 6

6, Sosnoviy blvd., Kemerovo, 650002

СиницкаяА. В.SinitskayaA. V.

650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, д. 6

6, Sosnoviy blvd., Kemerovo, 650002

ХуторнаяМ. В.KhutornayaM. V.

650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, д. 6

6, Sosnoviy blvd., Kemerovo, 650002

ПонасенкоА. В.PonasenkoA. V.

650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, д. 6

6, Sosnoviy blvd., Kemerovo, 650002

МининаВ. И.MininaV. I.

650000, г. Кемерово, пр-т Советский, д. 18

18, Sovetsky Ave., Kemerovo, 650000

ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеванийРоссияResearch Institute for Complex Issues of Cardiovascular DiseasesRussian FederationФедеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАНРоссияThe Federal Research Center of Coal and Coal ChemistryRussian Federation2023270720232252231Copyright © Асанов М.А., Синицкий М.Ю., Синицкая А.В., Хуторная М.В., Понасенко А.В., Минина В.И., 20232023Асанов М.А., Синицкий М.Ю., Синицкая А.В., Хуторная М.В., Понасенко А.В., Минина В.И.Asanov M.A., Sinitsky M.Y., Sinitskaya A.V., Khutornaya M.V., Ponasenko A.V., Minina V.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.medgen-journal.ru/jour/article/view/2288

Рак легкого (РЛ) представляет собой один из наиболее часто диагностируемых видов злокачественных новообразований легочной и бронхиальной ткани и ведущей причиной смерти от заболеваний такого типа во всем мире. Нестабильность генома является важным признаком почти всех видов рака человека, и изучение в этом направлении биологии рака активно развивается в настоящее время. Сердечно-сосудистые заболевания и рак имеют общие модифицируемые факторы риска, патофизиологические механизмы и взаимный вклад в геномную нестабильность.

Цель настоящего исследования – определить признаки геномной нестабильности при РЛ с коморбидной сердечно-сосудистой патологией посредством использования микроядерного теста и относительной длины теломер (ОДТ), уровня экспрессии гена hTERT методом кПЦР.

В группу исследования включены 80 мужчин с диагностированным РЛ, в контрольную группу – 100 мужчин без онкопатологии близкого возраста, проживающие в той же местности. На лимфоцитах крови выполняли микроядерный тест. Длина телoмерных участков ДНК oценивалась при помoщи кoличественной пoлимеразной реакции. В результате отмечено увеличение частоты встречаемости маркеров цитогенетических нарушений при РЛ. В лимфоцитах лиц контрольной группы зарегистрирован более высокий уровень показателей пролиферативного пула, индекса репликации. ОДТ контрольной группы в 1,6 раза короче ОДТ лимфоцитов группы РЛ. У пациентов с РЛ и сопутствующей ишемической болезнью сердца обнаружены отличия в частоте встречаемости апоптоза от аналогичных генотоксических показателей у пациентов без сердечно-сосудистых заболеваний. Ген hTERT не экспрессировался.

Lung cancer is one of the most commonly diagnosed cancers and the leading cause of cancer death worldwide. Genomic instability is an important feature of almost all human cancers. Cardiovascular disease and cancer share modifiable risk factors, pathophysiological mechanisms, and mutual contributions to genomic instability. Cardiovascular disease and cancer have common modifiable risk factors, pathophysiological mechanisms and mutual contributions to genomic instability. 80 men with lung cancer were examined. The control group included 100 men without oncopathology of close age, living in the same area. A micronucleus assay was performed on blood lymphocytes. The length of DNA telomeric regions was estimated using a quantitative polymerase reaction. An increase in the frequency of occurrence of markers of cytogenetic disorders in patients with lung cancer was noted. In the lymphocytes of the control group, a higher level of indicators of the proliferative pool, the replication index, was registered. The relative telomere length of people in the control group is 1.6 times shorter than the telomere length of patients with lung cancer. In patients with lung cancer and concomitant coronary heart disease, differences in the incidence of apoptosis from similar genotoxic parameters in patients without cardiovascular disease were found. The hTERT gene was not expressed.

рак легкогогеномная нестабильностьмикроядерный тесттеломерыатеросклерозlung cancergenomic instabilitymicronucleus assaytelomereatherosclerosisРабота выполнена при поддержке комплексной программы фундаментальных научных исследований СО РАН в рамках фундаментальной темы НИИ КПССЗ № 0419-2022-0002 «Разработка инновационных моделей управления риском развития болезней системы кровообращения с учетом коморбидности на основе изучения фундаментальных, клинических, эпидемиологических механизмов и организационных технологий медицинской помощи в условиях промышленного региона Сибири».The work was supported by a comprehensive program of fundamental scientific research of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences within the framework of the fundamental project of the Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases No. 0419-2022-0002.ReferencesInternational Agency for Research on Cancer. Global Cancer Observatory: cancer today. World Health Organization. https://gco.iarc.fr/today,2020.International Agency for Research on Cancer. Global Cancer Observatory: cancer today. World Health Organization. https://gco.iarc.fr/today,2020.Howlader N., Forjaz G., Mooradian M.J., et al. The effect of advances in lung-cancer treatment on population mortality. N Engl J Med. 2020;383:640–649. doi: 10.1056/NEJMoa1916623.Howlader N., Forjaz G., Mooradian M.J., et al. The effect of advances in lung-cancer treatment on population mortality. N Engl J Med. 2020;383:640–649. doi: 10.1056/NEJMoa1916623.Inohara T., Endo A., Melloni C. Unmet needs in managing myocardial infarction in patients with malignancy. Front Cardiovasc Med. 2019;6:57. doi: 10.3389/fcvm.2019.00057.Inohara T., Endo A., Melloni C. Unmet needs in managing myocardial infarction in patients with malignancy. Front Cardiovasc Med. 2019;6:57. doi: 10.3389/fcvm.2019.00057.Li L., Zhang X., Tian T., Pang L. Mathematical modelling the pathway of genomic instability in lung cancer. Sci Rep. 2019;9(1):14136. doi: 10.1038/s41598-019-50500-w.Li L., Zhang X., Tian T., Pang L. Mathematical modelling the pathway of genomic instability in lung cancer. Sci Rep. 2019;9(1):14136. doi: 10.1038/s41598-019-50500-w.Салахов Р.Р., Понасенко А.В. Длина теломер и сердечно-сосудистые заболевания. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2018;7: 101-107.Salakhov R.R., Ponasenko A.V. Dlina telomer i serdechno-sosudistyye zabolevaniya [Telomere length and cardiovascular diseases]. Kompleksnyye problemy serdechno-sosudistykh zabolevaniy [Complex Issues of Cardiovascular Diseases]. 2018;7(4S):101-107. (In Russ). doi: 10.17802/2306-1278-2018-7-4S-101-107Fenech M., Knasmueller S., Bolognesi C., et al. Micronuclei as bio-markers of DNA damage, aneuploidy, inducers of chromosomal hypermutation and as sources of pro-inflammatory DNA in humans. Mutat Res Rev Mutat Res. 2020;786:108342. doi: 10.1016/j.mrrev.2020.108342Fenech M., Knasmueller S., Bolognesi C., et al. Micronuclei as bio-markers of DNA damage, aneuploidy, inducers of chromosomal hypermutation and as sources of pro-inflammatory DNA in humans. Mutat Res Rev Mutat Res. 2020;786:108342. doi: 10.1016/j.mrrev.2020.108342El-Zein R.A., Lopez M.S., D’Amelio A.M.Jr. et al. The cytokinesis-blocked micronucleus assay as a strong predictor of lung cancer: extension of a lung cancer risk prediction model. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2014;23(11):2462–2470. doi: 10.1158/1055-9965. EPI-14-0462.El-Zein R.A., Lopez M.S., D’Amelio A.M.Jr. et al. The cytokinesis-blocked micronucleus assay as a strong predictor of lung cancer: extension of a lung cancer risk prediction model. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2014;23(11):2462–2470. doi: 10.1158/1055-9965. EPI-14-0462.Чазова И.Е., Ощепкова Е.В., Канторова А.Ю. Коморбидность сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний: проблемы диагностики кардиотоксических эффектов химио- и лучевой терапии. Терапевтический архив. 2015;87(9):4-10. doi: 10.17116/terarkh20158794-10.Chazova I.E., Oschepkova E.V., Kantorova A.Yu. Komorbidnost’ serdechno-sosudistykh i onkologicheskikh zabolevaniy: problemy diagnostiki kardiotoksicheskikh effektov khimio- i luchevoy terapii [Comorbidity of cardiovascular diseases and cancers: Problems in the diagnosis of cardiotoxic effects of chemo- and radiation therapy]. Terapevticheskii Arkhiv [Therapeutic archive]. 2015;87(9):4-10. (In Russ.). doi: 10.17116/terarkh20158794-10.Siegel R.L., Miller K.D., Jemal A. Cancer statistics, 2020. CA Cancer J Clin. 2020;70:7–30. doi: 10.3322/caac.21590.Siegel R.L., Miller K.D., Jemal A. Cancer statistics, 2020. CA Cancer J Clin. 2020;70:7–30. doi: 10.3322/caac.21590.Zhang T., Joubert P., Ansari-Pour N., et al. Genomic and evolutionary classification of lung cancer in never smokers. Nat Genet. 2021;53(9):1348-1359. doi: 10.1038/s41588-021-00920-0.Zhang T., Joubert P., Ansari-Pour N., et al. Genomic and evolutionary classification of lung cancer in never smokers. Nat Genet. 2021;53(9):1348-1359. doi: 10.1038/s41588-021-00920-0.Barrera G. Oxidative stress and lipid peroxidation products in cancer progression and therapy. ISRN Oncol. 2012;2012:137289. doi: 10.5402/2012/137289.Barrera G. Oxidative stress and lipid peroxidation products in cancer progression and therapy. ISRN Oncol. 2012;2012:137289. doi: 10.5402/2012/137289.Zito Marino F., Bianco R., Accardo M., et al. Molecular heterogeneity in lung cancer: from mechanisms of origin to clinical implications. Int J Med Sci. 2019;16(7):981-989. doi: 10.7150/ijms.34739.Zito Marino F., Bianco R., Accardo M., et al. Molecular heterogeneity in lung cancer: from mechanisms of origin to clinical implications. Int J Med Sci. 2019;16(7):981-989. doi: 10.7150/ijms.34739.Hamada T., Yuan C., Bao Y., et al. Prediagnostic Leukocyte Telomere Length and Pancreatic Cancer Survival. Cancer Epidemiol Bio-markers Prev. 2019;28(11):1868-1875. doi: 10.1158/1055-9965.EPI-19-0577Hamada T., Yuan C., Bao Y., et al. Prediagnostic Leukocyte Telomere Length and Pancreatic Cancer Survival. Cancer Epidemiol Bio-markers Prev. 2019;28(11):1868-1875. doi: 10.1158/1055-9965.EPI-19-0577Асанов М.А., Синицкий М.Ю., Понасенко А.В., Минина В.И. Геномная нестабильность лимфоцитов у больных раком легкого с сопутствующей ишемической болезнью сердца. Гены и клетки. 2021;16(2):61-65. doi:10.23868/202107007.Asanov M.A., Sinitsky M.Y., Ponasenko A.V., Minina V.I. Genomnaya nestabil’nost’ limfotsitov u bol’nykh rakom legkogo s soputstvuyushchey ishemicheskoy bolezn’yu serdtsa [Genomic instability of lymphocytes in patients with lung cancer with combined ischemic heart disease]. Geny i kletki [Genes and Cells]. 2021;16(2):61-65. (In Russ.). doi:10.23868/202107007.Liu G., Pei F., Yang F., Li L., et al. Role of Autophagy and Apoptosis in Non-Small-Cell Lung Cancer. Int J Mol Sci. 2017;18(2):367. doi: 10.3390/ijms18020367.Liu G., Pei F., Yang F., Li L., et al. Role of Autophagy and Apoptosis in Non-Small-Cell Lung Cancer. Int J Mol Sci. 2017;18(2):367. doi: 10.3390/ijms18020367.Qian Y., Ding T., Wei L., et al. Shorter telomere length of T-cells in peripheral blood of patients with lung cancer. Onco Targets Ther. 2016;4(9):2675-2682. doi: 10.2147/OTT.S98488.Qian Y., Ding T., Wei L., et al. Shorter telomere length of T-cells in peripheral blood of patients with lung cancer. Onco Targets Ther. 2016;4(9):2675-2682. doi: 10.2147/OTT.S98488.Дружинин В.Г., Баранова Е.Д., Волобаев В.П., и др. Длина теломер и базовый уровень цитогенетических повреждений в лейкоцитах больных раком легкого. Генетика. 2022;58(1):86-98. doi:10.31857/S0016675822010027.Druzhinin V.G., Baranova E.D., Volobaev V.P., et al. The length of telomeres and the baseline level of cytogenetic damage in leukocytes of lung cancer patients. Russian Journal of Genetics. 2022; 58(1): 73-84. doi: 10.31857/S0016675822010027.Aviv A., Anderson J.J., Shay J.W. Mutations, Cancer and the Telomere Length Paradox. Trends Cancer. 2017;3(4):253-258. doi: 10.1016/j.trecan.2017.02.005.Aviv A., Anderson J.J., Shay J.W. Mutations, Cancer and the Telomere Length Paradox. Trends Cancer. 2017;3(4):253-258. doi: 10.1016/j.trecan.2017.02.005.Counter C.M., Gupta J., Harley C.B., et al. Telomerase activity in normal leukocytes and in hematologic malignancies. Blood. 1995;85(9):2315-2320Counter C.M., Gupta J., Harley C.B., et al. Telomerase activity in normal leukocytes and in hematologic malignancies. Blood. 1995;85(9):2315-2320The Genotype-Tissue Expression (GTEx) project. Доступ по ссылке: https://gtexportal.orgThe Genotype-Tissue Expression (GTEx) project. Доступ по ссылке: https://gtexportal.orgPark G.M., Lee J.H., Lee S.W., et al. Comparison of coronary computed tomographic angiographic findings in asymptomatic subjects with versus without diabetes mellitus. Am J Cardiol. 2015;116(3):372-378. doi: 10.1016/j.amjcard.2015.04.046.Park G.M., Lee J.H., Lee S.W., et al. Comparison of coronary computed tomographic angiographic findings in asymptomatic subjects with versus without diabetes mellitus. Am J Cardiol. 2015;116(3):372-378. doi: 10.1016/j.amjcard.2015.04.046.Andreassi M.G., Barale R., Iozzo P., et al. The association of micro-nucleus frequency with obesity, diabetes and cardiovascular disease. Mutagenesis. 2011;26(1):77-83. doi: 10.1093/mutage/geq077.Andreassi M.G., Barale R., Iozzo P., et al. The association of micro-nucleus frequency with obesity, diabetes and cardiovascular disease. Mutagenesis. 2011;26(1):77-83. doi: 10.1093/mutage/geq077.Deavall D.G., Martin E.A., Horner J.M., et al. Drug-induced oxidative stress and toxicity. J Toxicol. 2012;2012:645460. doi: 10.1155/2012/645460.Deavall D.G., Martin E.A., Horner J.M., et al. Drug-induced oxidative stress and toxicity. J Toxicol. 2012;2012:645460. doi: 10.1155/2012/645460.

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