Экспрессия мРНК кальпаинов и их активность в злокачественном и диспластически измененном эпителии верхних дыхательных путей

Abstract

Актуальность. Кальпаиновая протеолитическая система играет важную роль в развитии злокачественных опухолей. В настоящее время диагностика рака верхних дыхательных путей на ранних стадиях проводится редко, заболевание часто характеризуется запущенностью опухолевого процесса.С целью поиска кандидатных маркеров перехода предопухолевых заболеваний в злокачественные изучали уровни экспрессии мРНК CAPN1, CAPN2 и общей активности кальпаинов в опухолевой ткани пациентов с плоскоклеточным раком головы и шеи (ПРГШ) и в диспластически измененном эпителии верхних дыхательных путей. Материалы и методы. В исследование были включены 32 пациента с ПРГШ (Т1-3N0-1М0), группу больных с предопухолевой патологией составили 12 пациентов с хроническими заболеваниями верхних отделов дыхательной системы, ассоциированными с диспластическими изменениями эпителия различной степени. Уровень экспрессии мРНК CAPN1 и CAPN2 оценивался с помощью полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Активность кальпаинов определяли по гидролизу флуорогенного олигопептида Suc-LLVY-AMC. Результаты. Показано увеличение уровня экспрессии мРНК CAPN1 и CAPN2 (в 3 и 4 раза соответственно) в опухолевой ткани у пациентов с ПРГШ в сравнении с диспластически измененным эпителием верхних дыхательных путей. Также отмечен высокий уровень активности кальпаинов у больных ПРГШ, который в 4,4 раза превышал показатели, полученные для пациентов с диспластическими изменениями эпителия различной степени. Заключение. Вероятно, увеличение уровня мРНК CAPN1 и CAPN2 и общей активности кальпаинов в опухолевых тканях пациентов с ПРГШ в сравнении с пациентами с хроническими заболеваниями, ассоциированными с диспластическими изменениями различной степени, может играть важную роль в процессе перехода предрака в рак. Для полного установления роли кальпаинов в канцерогенезе ПРГШ необходимо дальнейшее проведение подобных исследований в интактной ткани, что возможно только на экспериментальных моделях.

Background. The calpain proteolytic system plays an important role in the development of cancer. Detection of early cancer in the upper respiratory tract is often challenging, as symptoms are largely non-specific, and most cases are diagnosed at an advanced stage. Aim. To identify candidate markers of transition from premalignant lesions to invasive carcinoma, we studied mRNA expression levels of CAPN1 and CAPN2 and the total activity of calpains in the tumor tissues of patients with head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) and in the epithelial dysplasia-affected tissues of patients with chronic diseases of the upper respiratory tract. Materials and methods. The study included 32 patients with HNSCC (T1-3N0-1M0) and 12 patients with chronic diseases of the upper respiratory system associated with epithelial dysplasia. The expression levels of CAPN1 and CAPN2 were assessed using real-time polymerase chain reaction (PCR). The calpain activity was determined by hydrolysis of the fluorogenic Suc-LLVY-AMC oligopeptide. Results. The mRNA expression levels of CAPN1 and CAPN2 were respectively 3 and 4 times higher in the tumor tissue of patients with HNSCC than in the tissue of patients with endothelial dysplasia in the upper respiratory tract. The level of calpain activity was 4.4 times higher in patients with HNSCC than in patients with epithelial dysplasia of different severity. Conclusion. The elevated mRNA expression levels of CAPN1 and CAPN2 and their activity in the tumor tissues of patients with HNSCC compared to patients with chronic respiratory diseases associated with epithelial dysplasia are likely to characterize a high potential for transition from precancerous lesion to cancer. To clarify the role of calpains in the carcinogenesis of HNSCC, further studies of intact tissues using animal models are required.