ВОЗМОЖНОСТИ ДИАГНОСТИКИ КОЛОРЕКТАЛЬНОГО РАКА С ПОМОЩЬЮ ДЕТЕКЦИИ ТКАНЕ-СПЕЦИФИЧНЫХ ВНЕКЛЕТОЧНЫХ НАНО-ВАЗИКУЛ

Разработка методов эффективной диагностики и мониторинга терапии колоректального рака (КРР) является актуальной научной задачей. В состав циркулирующей плазмы входят внеклеточные нано-везикулы (ВНВ), секретируемые преимущественно клетками крови и эндотелия. Минорная фракция ВНВ плазмы продуцируется клетками различных тканей, включая клетки кишечного эпителия. Биохимический состав таких везикул должен иметь ткане-специфические особенности. Целью представленной работы являлся поиск поверхностных маркеров везикул, секретируемых клетками кишечного эпителия, и оценка возможности выделения и количественного анализа таких везикул с целью диагностики КРР. В исследовании были использованы клеточные линии (HCT-116, HT-29, COLO-320, HuТu-80, SW837), плазма пациентов с КРР и здоровых доноров. Методы анализа траекторий нано-частиц, атомно-силовой микроскопии, дот-блотинга и проточной цитометрии применялись для исследования ВНВ. С помощью оригинальной технологии иммуно-сорбции было показано, что концентрация ВНВ, на поверхности которых экспрессируются белки CLRN3, GAL4 и Meprin A, в плазме пациентов с КРР выше, чем в плазме здоровых доноров. На основе количественного анализа таких ВНВ могут быть разработаны новые методы диагностики и мониторинга терапии КРР.

1. Пузанов Д.П., Половинкин В.В., Пузанова И.А. Скрининг колоректального рака. Обзор существующих меодов и рекомендаций. Инновационная медицина Кубани. 2018; №1, с.58–64.

2. Bénard F, Barkun AN, Martel F, von Renteln D. Systematic review of colorectal cancer screening guidelines for average-risk adults: Summarizing the current global recommendations. World J Gastroenterol. 2018; 7:124–138.

3. Stanciu J, Tariman J. Liquid Biopsy: A Tool for the Diagnostic and Prognostic Evaluation of Cancers. Clin J Oncol Nurs. 2020; 24:19-21.

4. Brahmer A. et al. Platelets, endothelial cells and leukocytes contribute to the exercise-triggered release of extracellular vesicles into the circulation. J Extracell Vesicles. 2019 May 28; 8(1):1615820. DOI: 10.1080/20013078.2019.1615820

5. Larssen P. et al. Tracing Cellular Origin of Human Exosomes Using Multiplex Proximity Extension Assays. Mol Cell Proteomics. 2017; 16:1547–1547.

6. Kobayashi M. et al. A Pilot Trial to Quantify Plasma Exosomes in Colorectal Cancer Screening from the International Collaborative Study between Chile and Japan. Digestion. 2018; 98:270–274.

7. Wang L, Duan W, Yan S, Xie Y. et al. Circulating long non-coding RNA colon cancer-associated transcript 2 protected by exosome as a potential biomarker for colorectal cancer. Biomed Pharmac other. 2019 May 14; 113:108758. DOI: 10.1016/j.biopha.2019.108758

8. Ogata-Kawata H. et al. Circulating Exosomal microRNAs as Biomarkers of Colon Cancer. PLoS One. 9, 2014; e92921.

9. Замбалова Е.А. et al. Экзосомальные протеиназы при колоректальном раке. Успехи молекулярной онкологии. 2018; №5, с.117–126.

10. Lewis JM. et al. Integrated Analysis of Exosomal Protein Biomarkers on Alternating Current Electrokinetic Chips Enables Rapid Detection of Pancreatic Cancer in Patient Blood. ACS Nano. 2018; 12:3311–3320.

11. Zhang Y, Mi X, Tan X. et al. Recent Progress on Liquid Biopsy Analysis using Surface-Enhanced Raman Spectroscopy. Theranostics. 2019; 9:491–525.

12. Santasusagna S. et al. Proteomic Analysis of Liquid Biopsy from Tumor-Draining Vein Indicates that High Expression of Exosomal ECM1 Is Associated with Relapse in Stage I-III Colon Cancer. Transl. Oncol. 2018; 11:715–721.

13. Theodoraki M-N, Matsumoto A, Beccard I, et al. CD44v3 protein-carrying tumor-derived exosomes in HNSCC patients’ plasma as potential noninvasive biomarkers of disease activity. Oncoimmunology. 2020; 9:1747732.

14. Ferrone S, Whiteside TL. Targeting CSPG4 for isolation of melanoma cell-derived exosomes from body fluids. HNO. 2020; 68:100-105.

15. Théry C, Amigorena S, Raposo G. et al. Isolation and Characterization of Exosomes from Cell Culture Supernatants and Biological Fluids. Curr Protoc Cell Biol. 2006; 30, 3.22.1-3.22.29.

16. www.proteinatlas.org. The Human Protein Athlas.

17. www.uniprot.org. UniProt Consortium.

18. www.exocarta.org. ExoCarta.

19. Linnekamp JF. et al. Consensus molecular subtypes of colorectal cancer are recapitulated in in vitro and in vivo models. Cell Death Differ. 2018; 25:616–633.

20. Théry C. et al. Minimal information for studies of extracellular vesicles 2018 (MISEV2018): a position statement of the International Society for Extracellular Vesicles and update of the MISEV2014 guidelines. J Extracell Vesicles. 2018; 23(7):1535750. DOI:10.1080/20013078.2018.1535750

21. Mannavola F. et al. Revisiting the Role of Exosomes in Colorectal Cancer: Where Are We Now? Front Oncol. 2019 Jun 19; 9:521. DOI: 10.3389/fonc.2019.00521. eCollection 2019.

22. Takano Y. et al. Circulating exosomal microRNA-203 is associated with metastasis possibly via inducing tumor-associated macrophages in colorectal cancer. Oncotarget. 2017; 8:78598–78613.

23. WANG X. et al. Investigation of the roles of exosomes in colorectal cancer liver metastasis. Oncol Rep. 2015; 33:2445–2453.

24. Самсонов Р.Б. et al. Диагностическое значение экзосомальных МикроРНК при колоректальном раке. Колопроктология. 2018; №2 (64), с.25-31.

25. Lee C-H, Im E-J, Moon P-G еt al. Discovery of a diagnostic biomarker for colon cancer through proteomic profiling of small extracellular vesicles. BMC Cancer. 2018; 18:1058.