Метилирование гена LTB4R как маркёра потенциальной чувствительности трижды негативного рака молочной железы к ингибиторам лейкотриеновых рецепторов

Введение

Эйкозаноиды, а в особенности лейкотриены, вовлечены в опухолевое развитие и прогрессию. Показано, что гены лейкотриеновых рецепторов B4(LTB4R и LTB4R2) регулируют прогрессию опухоли с помощью стимулирования клеточной пролиферации, выживаемости, миграции и метастазирования [1]. Чрезмерная экспрессия LTB4R2 повышает инвазивность клеток рака молочной железы (РМЖ) через сигнальный путь IL-8 [2]. Ингибиторы лейкотриеновых рецепторов активно тестируются в качестве противоопухолевых препаратов. В частности, антагонисты лейкотриеновых рецепторов снижают пролиферацию опухолевых клеток в клеточной культуре MCF7/DOX [3].

Цель

Анализ профиля метилирования ДНК в промоторной области гена лейкотриенового рецептора (LTB4R).

Материалы и методы

В основу исследования лёг способ бисульфитного секвенирования ограниченных выборок геномных локусов Xmal-RRBS [4] на 170 образцах РМЖ и 10 образцах нормальной молочной железы. Статус метилирования СpG-динуклеотидов был определён с помощью пакета программ Bismark [5]. Идентификация эпигенетических молекулярных подтипов РМЖ была выполнена с помощью иерархического кластерного анализа. Для подтверждения статуса аномального деметилирования использовался метод секвенирования по Сэнгеру

Результаты

При широкогеномном анализе метилирования ДНК был выделен кластер с трижды негативными образцами РМЖ, в которых гены LTB4R и LTB4R2 обладают неметилированным состоянием CpG-динуклеотидом в промоторной области, что может приводить к эктопической экспрессии данных генов. С помощью бисульфитного секвенирования по Сэнгеру аномальное деметилирование было подтверждено в участках c.118, с.122, c.149, c.185 и c.187 относительно сайта начала транскрипции LTB4R.

Заключение

На настоящий момент не существует диагностических панелей для подтверждения статуса метилирования генов лейкотриеновых рецепторов B4. Тонкое картирование аномального деметилирования в промоторном регионе генов LTB4R и LTB4R2 позволяет создать эффективную тест-систему на основе МЧ-ПЦР для выявления таких трижды негативных опухолей молочной железы, в которых наблюдается эктопическая экспрессия данных генов, что в перспективе будет являться целью для ингибиторов лейкотриеновых рецепторов. Такой упрощённый способ диагностики позволит проводить клинические испытания, направленные на индивидуализацию лечения трижды негативных опухолей молочной железы путём введения ингибиторов лейкотриеновых рецепторов в качестве противоопухолевых агентов.

Финансирование

Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ, проект № 18-15-00430.

Литература

1.           Moore GY, Pidgeon GP. Cross-Talk between Cancer Cells and the Tumour Microenvironment: The Role of the 5-Lipoxygenase Pathway. International journal of molecular sciences. 2017;18(2). DOI: 10.3390/ijms18020236

2.           Kim H, Choi JA, Park GS, Kim JH. BLT2 up-regulates interleukin-8 production and promotes the invasiveness of breast cancer cells. PLoS One.2012;7:e49186. DOI: 10.1371/journal.pone.0049186

3.           Kim H, Park GS, Lee JE, Kim JH. A leukotriene B4 receptor-2 is associated with paclitaxel resistance in MCF-7/DOX breast cancer cells. Br J Cancer. 2013;109:351–359. DOI: 10.1038/bjc.2013.333

4.           Alexander S Tanas, Marina E Borisova, Ekaterina B Kuznetsova, et al. Rapid and affordable genome-wide bisulfite DNA sequencing by XmaI-reduced representation bisulfite sequencing. Epigenomics. 2017;9(6):833–847.

5.           Krueger F, Andrews SR. Bismark: a flexible aligner and methylation caller for Bisulfite-Seq applications. Bioinformatics. 2011;27:1571–1572.