Г.А. СМАГУЛОВА ¹, М.А. АЙТМАГАМБЕТОВА ¹, Г.В. ВЕКЛЕНКО ¹, Н.М. КЕРЕЕВА ¹, А.Н. ЖЕКСЕНОВА ¹, А. АМАНЖОЛКЫЗЫ ¹, А.Б. ТУЛЯЕВА ¹, Г.Б. БАКЫТЖАНОВ ¹

1. НАО «Западно-Казахстанский медицинский университет им. Марата Оспанова», Актобе, Республика Казахстан

DOI: https://www.doi.org/10.52532/2521-6414-2023-2-68-28-35

УДК: 618.19-006:577.21

Год: 2023 выпуск: 68 номер: 2 страницы: 28-35

Скачать PDF:

АННОТАЦИЯ

Актуальность: Наиболее опасным типом повреждений ДНК являются двуцепочечные разрывы ДНК. Анализ очагов фосфорилированного гистонового белка H2AX (γH2AX) в настоящее время является наиболее чувствительным методом обнаружения двуцепочечных разрывов ДНК (ДЦР). Эта модификация белка может стать индивидуальным биомаркером клеточного стресса, особенно при диагностике и мониторинге неопластических заболеваний. В этом исследовании нами были использованы новые алгоритмы распознавания образов на платформе AKLIDES® для автоматического анализа иммунофлуоресцентных изображений фокусов γH2AX и сравнения результатов с визуальными оценками. Изучено формирование очагов γH2AX на мононуклеарных клетках периферической крови женщин с раком молочной железы (РМЖ) и доброкачественными образованиями молочных желез.
Цель исследования – провести количественную оценку двуцепочечных разрывов ДНК в лимфоцитах периферической крови у женщин с раком молочной железы и доброкачественными образованиями молочных желез для определения возможного биомаркера.
Методы: Проведение анализа очагов γ-H2AX в лимфоцитах на автоматизированной системе AKLIDES у женщин с РМЖ (n=29) и доброкачественными образованиями молочных желез (n=24).
Результаты: При сравнении показателей основной и контрольной групп в канале разрывов «FITC» обнаружена статистически значимая разница показателей «Средний диаметр ядра» (р=0,0382), «Среднее значение интенсивности для всех очагов» (р=0,0166), «Количество перекрывающихся очагов в двух каналах» (р=0,0486). В канале репарации «АРС» выявлены достоверные различия показателей «Ядра с повышенной интенсивностью свечения» (р=0,0166) и «Среднее значение интенсивности для всех очагов» (р=0,0118).
Заключение: Выявленные изменения показателей двуцепочечных разрывов ДНК по каналам разрывов FITC и репарации APC между основной и контрольной группами, возможно, могут служить биомаркером для выявления РМЖ.
Ключевые слова: двуцепочечные разрывы ДНК, гистоновый белок H2AX, рак молочной железы (РМЖ).

Список использованных источников:

1. Shah R., Rosso K., Nathanson S.D. Pathogenesis, prevention, diagnosis and treatment of breast cancer //  World J. Clin. Oncol. –  2014. – Vol. 5(3). – P. 283-298. https://doi.org/10.5306/wjco.v5.i3.283
2. Varvara P.V., Karaolanis G., Valavanis C., Stanc G., Tzaida O., Trihia H., Patapis P., Dimitroulis D., Perrea D. gamma-H2AX: A potential biomarker in breast cancer // Tumor Biology. – 2019. – Vol. 41(9). https://doi.org/10.1177/1010428319878536
3. Vítor A.C., Huertas P., Legube G., de Almeida S.F. Studying DNA Double-Strand Break Repair: An Ever-Growing Toolbox // Front. Mol. Biosci. – 2020. – Vol. 21(7). – Art. no. 24. https://doi.org/10.3389/fmolb.2020.00024
4. Palla V.V., Karaolanis G., Katafigiotis I., Anastasiou I., Patapis P., Dimitroulis D., Perrea D. gamma-H2AX: Can it be established as a classical cancer prognostic factor? // Tumor Biol. – 2017. – Vol. 39(3). https://doi.org/10.1177/1010428317695931
5. Ma A., Dai X. The relationship between DNA single-stranded damage response and double-stranded damage response // Cell Cycle. – 2018. – Vol. 17(1). – P. 73-79. https://doi.org/10.1080/15384101.2017.1403681
6. Sekiguchi M., Matsushita N. DNA Damage Response Regulation by Histone Ubiquitination // Int. J. Mol. Sci. – 2022. – Vol. 23(15). – Art. no. 8187. https://doi.org/10.3390/ijms23158187
7. Aquila L., Atanassov B.S. Regulation of Histone Ubiquitination in Response to DNA Double Strand Breaks // Cells. – 2020. – Vol. 9(7). – Art. no. 1699. https://doi.org/10.3390/cells9071699
8. Hopp N., Hagen J., Aggeler B., Kalyuzhny A.E. Express γ-H2AX Immunocytochemical Detection of DNA Damage // Methods Mol. Biol. – 2017. – Vol. 1644. – P. 123-128. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7187-9_10
9. Shah K., Boghozian R.A., Kartsonaki C., Shah K.A., Vallis K.A. γH2AX expression in cytological specimens as a biomarker of response to radiotherapy in solid malignancies // Diagn. Cytopathol. – 2016. – Vol. 44(2). – P. 141-146. https://doi.org/10.1002/dc.23396
10. Solarczyk K., Kordon-Kiszala M. Let’s not take DNA breaks for granted. The importance of direct detection of DNA breaks for the successful development of DDR inhibitors // Front. Cell. Dev. Biol. – 2023. – Vol. 9(11). – P. 1118716. https://doi.org/10.3389/fcell.2023.1118716
11. Van Oorschot B., Hovingh S., Dekker A., Stalpers L.J., Franken N.A. Predicting Radiosensitivity with Gamma-H2AX Foci Assay after Single High-Dose-Rate and Pulsed Dose-Rate Ionizing Irradiation // Radiat. Res. – 2016. – Vol. 185(2). – P. 190-198. https://doi.org/10.1667/RR14098.1
12. Zhao H., Qu M., Li Y., Wen K., Xu H., Song M., Xie D., Ao X., Gong Y., Sui L., Guan H., Zhou P., Xie J. An estimate assay for low-level exposure to ionizing radiation based on mass spectrometry quantification of γ-H2AX in human peripheral blood lymphocytes // Front. Public Health. – 2022. – Vol. 28(10). – P. 1031743. https://doi.org/10.3389/fpubh.2022.1031743
13. Bizzaro N., Antico A., Platzgummer S., Tonutti E., Bassetti D., Pesente F., Tozzoli R., Tampoia M., Villalta D. Automated antinuclear immunofluorescence antibody screening: a comparative study of six computer-aided diagnostic systems // Autoimmun. Rev. – 2014. – Vol. 13. – P. 292-298. https://doi.org/10.1016/j.autrev.2013.10.015
14. Köcher S., Volquardsen J., Perugachi Heinsohn A., Petersen C., Roggenbuck D., Rothkamm K., Mansour W.Y. Fully automated counting of DNA damage foci in tumor cell culture: A matter of cell separation // DNA Repair (Amst). – 2021. – Vol. 102. – Art. no. 103100. https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2021.103100
15. Kudabayeva K., Kosmuratova R., Bazargaliyev Y., Sartayeva A., Kereyeva N. Effects of metformin on lymphocyte DNA damage in obese individuals among Kazakh population // Diabetes Metab. Syndr. – 2022. – Vol. 16(8). – Art. no. 102569. https://doi.org/10.1016/j.dsx.2022.102569
16. Hohmann T., Kessler J., Grabiec U., Bache M., Vordermark D., Dehghani F. Automatic detection of DNA double strand breaks after irradiation using an γH2AX assay // Histol. Histopathol. – 2018. – Vol. 33(5). – P. 475-485. https://doi.org/10.14670/HH-11-945
17. Cinquanta L., Bizzaro N., Pesce G. Standardization and Quality Assessment Under the Perspective of Automated Computer-Assisted HEp-2 Immunofluorescence Assay Systems // Front. Immunol. – 2021. – Vol. 25(12). – P. 638863. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.638863
18. Memmel S., Sisario D., Zimmermann H., Sauer M., Sukhorukov V.L., Djuzenova C.S., Flentje M. FocAn: automated 3D analysis of DNA repair foci in image stacks acquired by confocal fluorescence microscopy // BMC Bioinformatics. – 2020. – Vol. 21(1). – P. 27. https://doi.org/10.1186/s12859-020-3370-8
19. Oberdoerffer P., Miller K.M. Histone H2A variants: Diversifying chromatin to ensure genome integrity // Semin. Cell Dev. Biol. – 2023. – Vol. 15(135). – P. 59-72. https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2022.03.011
20. Wang B., Zhang Z., Xia S., Jiang M., Wang Y. Expression of γ-H2AX and patient prognosis in breast cancer cohort // J. Cell Biochem. – 2019. – Vol. 120. – P. 12958-12965. https://doi.org/10.1002/jcb.28567
21. Danese E., Lippi G., Buonocore R., Benati M., Bovo C.., Bonaguri C., Salvagno G.L., Brocco G., Roggenbuck D., Montagnana M. Mobile phone radiofrequency exposure has no effect on DNA double strand breaks (DSB) in human lymphocytes // Ann. Transl. Med. – 2017. –Vol. 5(13). – P. 272. https://doi.org/10.21037/atm.2017.04.35
22. Kozioł K., Zebrowski J., Betlej G., Bator E., Czarny W., Bajorek W., Czarnota B., Czaja R., Król P., Kwiatkowska A. Reliability of a Fully Automated Interpretation of γ -H2AX Foci in Lymphocytes of Moderately Trained Subjects under Resting Conditions // J. Nutr. Metab. – 2014. – Vol. 2014. – Art. no. 478324. https://doi.org/10.1155/2014/478324
23. Нурахова А.Д., Маймакова А.М., Абдилова Г.Б. Опыт применения аппарата «Аклидес» в Казахстане для диагностики системных аутоиммунных заболеваний // Вестник хирургии Казахстана. – 2019. – №3. – С. 10-17 [Nuraxova A.D., Majmakova A.M., Abdilova G.B. Opyt primeneniya apparata «Aklides» v Kazaxstane dlya diagnostiki sistemnyx autoimmunnyx zabolevanij // Vestnik xirurgii Kazaxstana. – 2019. – №3. – S. 10-17 (in Russ.)]. https://vhk.kz/wp-content/uploads/2021/04/vestnik3201920.pdf
24. Fraser C.G. Biological variation: a rapidly evolving aspect of laboratory medicine // J. Lab. Precis. Med. – 2017. – Vol. 2. – P. 35 https://doi.org/10.21037/jlpm.2017.06.09
25. Wiwanitkit V. Errors in medical laboratory but still forgotten // J. Lab. Precis. Med. – 2017. – Vol. 2. – P. 65. https://doi.org/10.21037/jlpm.2017.08.01
26. Zhang Z. The role of big-data in clinical studies in laboratory medicine // J. Lab. Precis. Med. – 2017. – Vol. 2. – P. 34. https://doi.org/10.21037/jlpm.2017.06.07