1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Прикладная биохимия и микробиология
  4. T. 59, № 4, 2023

Прикладная биохимия и микробиология, 2023, T. 59, № 4, стр. 323-336

Белки теплового шока в онкодиагностике

О. И. Гулий 1, *, С. А. Староверов 1, 2, Л. А. Дыкман 1

1 Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов, ФИЦ “Саратовский научный центр РАН”
410049 Саратов, Россия

2 Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н.И. Вавилова
410012 Саратов, Россия

* E-mail: guliy_olga@mail.ru

Поступила в редакцию 08.02.2023
После доработки 27.02.2023
Принята к публикации 01.03.2023

Аннотация

В связи с растущим числом онкологических заболеваний требуются новые вспомогательные инструменты для получения обширных молекулярных профилей пациентов, которые помогут выявить заболевание. Ранняя диагностика онкологических заболеваний основывается на анализе соответствующих биомаркеров, с помощью которых можно проводить мониторинг населения для выявления заболевания, когда оно не может быть определено с помощью стандартных методов и не проявляется клинически. Одним из потенциальных маркеров онкологического заболевания являются белки теплового шока, выполняющие функцию молекулярных шаперонов. Изменение экспрессии белков теплового шока может служить важным диагностическим маркером реакции клетки на повреждения. В работе представлен краткий обзор о распространенности онкологических заболеваний в мире, необходимости развития ранней онкодиагностики, а также перспективах использования белков теплового шока при постановке онкологического диагноза.

Ключевые слова: белки теплового шока, диагностика рака, шапероны, сверхэкспрессия, онкомаркеры

Список литературы

  1. Thenrajan T., Wilson J. // Biosens. Bioelectron: X. 2022. V. 12. 100232. https://doi.org/10.1016/j.biosx.2022.100232

  2. Шевцов М.А., Хачатрян В.А., Маргулис Б.А. // Современная онкология. 2012. Т. 14. № 1. С. 63–68.

  3. Ferlay J., Colombet M., Soerjomataram I., Mathers C., Parkin D.M., Piñeros M., Znaor A., Bray F. // Int. J Cancer. 2019. V. 144. № 8. P. 1941–1953.

  4. Cui F., Zhou Z., Zhou H.S. // J. Electrochem. Soc. 2020. V. 167. № 3. 037525. doi.org/.https://doi.org/10.1149/2.0252003JES

  5. Crosby D., Bhatia S., Brindle K.M., Coussens L.M., Dive C., Emberton M. et al. // Science. 2022. V. 375. eaay9040. https://doi.org/10.1126/science.aay9040

  6. Malecka K., Mikuła E., Ferapontova E.E. // Sensors. 2021. V. 21. № 3. P. 736. https://doi.org/10.3390/s21030736

  7. Anzar N., Hasan M.R., Akram M., Yadav N., Narang J. // Process Biochem. 2020. V. 94. P. 126–135.

  8. Kuswandi B., Hidayat M.A., Noviana E. // Biosens. Bioelectron. X. 2022. V. 12. 100246. https://doi.org/10.1016/j.biosx.2022.100246

  9. Hawkes N. // BMJ. 2019. V. 364. l408. https://doi.org/10.1136/bmj.l408

  10. Brenner H., Schrotz-King P., Holleczek B., Katalinic A., Hoffmeister M. // Dtsch. Arztebl. Int. 2016. V. 113. № 7. P. 101–116. https://doi.org/10.3238/arztebl.2016.0101

  11. Kraywinkel K., Buttmann-Schweiger N., Benjamin B. // Gesundheitswesen. 2017. V. 79. № 8–9. P. 184.

  12. Goyal L., Hingmire S., Parikh P.M. // Med. J. Armed Forces India. 2006. V. 62. № 2. P. 162–168.

  13. Pulumati A., Pulumati A., Dwarakanath B.S., Verma A., Papineni R.V.L. // Cancer Rep. 2023. V. 6. e1764. https://doi.org/10.1002/cnr2.1764

  14. Franier B., Thompson M. // Biosens. Bioelectron. 2019. V. 135. P. 71–81.

  15. Первый В.С., Сухой В.Ф. Онкомаркеры. Клинико-диагностический справочник. Ростов-на-Дону: Феникс, 2012. 128 с.

  16. Абелев Г.И. // Иммунология. 1994. № 3. С. 4–9.

  17. Predictive Biomarkers in Oncology. / Eds. S. Badve, G.L. Kumar. Cham: Springer Nature, 2019. 642 p.

  18. Cao D.-L., Yao X.-D. // Chin. J. Cancer. 2010. V. 29. № 2. P. 229–233.

  19. Dykman L.A., Staroverov S.A., Fomin A.S., Panfilova E.V., Shirokov A.A., Bucharskaya A.B., Maslyakova G.N., Khlebtsov N.G. // Gold Bull. 2016. V. 49. № 3–4. P. 87–94.

  20. Madu C.O., Lu Y. // J. Cancer. 2010. V. 1. P. 150–177.

  21. Kimm M.A., Shevtsov M., Werner C., Sievert W., Zhiyuan W., Schoppe O. et al. // Cancers. 2020. V. 12. P. 1331. https://doi.org/10.3390/cancers12051331

  22. Werner C., Stangl S., Salvermoser L., Schwab M., Shevtsov M., Xanthopoulos A. et al. // Cancers. 2021. V. 13. 3706. https://doi.org/10.3390/cancers13153706

  23. Cavallaro S., Horak J., Hååg P., Gupta D., Stiller C., Sahu S.S. et al. // ACS Sens. 2019. V. 4. № 5. P. 1399–1408.

  24. Baghbaderani S.S., Mokarian P., Moazzam P. // Curr. Anal. Chem. 2022. V. 1. P. 63–78.

  25. Mahato K., Prasad A., Maurya P.K., Chandra P. // J. Anal. Bioanal. Tech. 2016. V. 7. № 2. e125. https://doi.org/10.4172/2155-9872.1000e125

  26. Mahato K., Maurya P.K., Chandra P. // 3 Biotech. 2018. V. 8. P. 149. https://doi.org/10.1007/s13205-018-1148-8

  27. Nanobiosensors for Personalized and Onsite Biomedical Diagnosis. / Ed. P. Chandra. Stevenage: IET, 2016. 640 p.

  28. Purohit B., Vernekar P.R., Shetti N.P., Chandra P. // Sens. Int. 2020. V. 1. 100040. https://doi.org/10.1016/j.sintl.2020.100040

  29. Kaczor-Urbanowicz K.E., Martín Carreras-Presas C., Kaczor T., Tu M., Wei F., Garcia-Godoy F., Wong D.T. // J. Cell Mol. Med. 2017. V. 21. № 4. P. 640‒647.

  30. Nagler R., Bahar G., Shpitzer T., Feinmesser R. // Clin. Cancer Res. 2006. V. 12. № 13. P. 3979–3984.

  31. Lindquist S., Craig E.A. // Annu. Rev. Genet. 1988. V. 22. P. 631–677.

  32. Richter K., Haslbeck M., Buchner J. // Mol. Cell. 2010. V. 40. № 2. P. 253–266.

  33. Guisbert E., Herman C., Lu C.Z., Gross C.A. // Genes Dev. 2004. V. 18. № 22. P. 2812–2821.

  34. Herman C., Gross C.A. In: Encyclopedia of Microbiology. / Ed. J. Lederberg. N.Y.: Acad. Press, 2000. P. 598–606.

  35. Morimoto R.I., Tissieres A., Georgopoulous C. In: The Biology of Heat Shock Proteins and Molecular Chaperones. / Eds. R.I. Morimoto, A. Tissieres, C. Georgopoulous. Cold Spring Harbor: Laboratory Press, 1994. P. 1–30.

  36. Whitley D., Goldberg S.P., Jordan W.D. // J. Vasc. Surg. 1999. V. 29. № 4. P. 748–751.

  37. Ellis J. // Nature. 1987. V. 328. № 6129. P. 378–379.

  38. Shemesh N., Jubran J., Dror S., Simonovsky E., Basha O., Argov C. et al. // Nat. Commun. 2021. V. 12. 2180. https://doi.org/10.1038/s41467-021-22369-9

  39. Craig E., Yan W., James P. In: Molecular Chaperones and Folding. Catalysts, Ed. B. Bukau. Amsterdam: Harwood Academic Publishers, 1999. P. 139–162.

  40. Bascos N.A.D., Landry S.J. // Int. J. Mol. Sci. 2019. V. 20. 6195. https://doi.org/10.3390/ijms20246195

  41. Lindner R.A., Treweek T.M., Carver J.A. // Biochem. J. 2001. V. 354. P. 79–87.

  42. Kampinga H.H., Hageman J., Vos M.J., Kubota H., Tanguay R.M., Bruford Elspeth A. et al. // Cell Stress Chaperones. 2009. V. 14. № 1. P. 105–111.

  43. Максимович Н.Е., Бонь Е.И. // Биомедицина. 2020. Т. 16. № 2. С. 60–67.

  44. Rani S., Srivastava A., Kumar M., Goel M. // FEMS Microbiol. Lett. 2016. V. 363. № 6. fnw030. https://doi.org/10.1093/femsle/fnw030

  45. Azad A.A., Zoubeidi A., Gleave M.E., Chi K.N. // Nat. Rev. Urol. 2015. V. 12. № 1. P. 26–36.

  46. Akerfelt M., Morimoto R.I., Sistonen L. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2010. V. 11. P.545–555.

  47. Schlesinger M.J. // J. Biol. Chem. 1990. V. 265. № 21. P. 12111–12224.

  48. Haslbeck M., Franzmann T., Weinfurtner D., Buchner J. // Nat. Struct. Mol. Biol. 2005. V. 12. № 10. P. 842–846.

  49. Hristozova N., Tompa P., Kovacs D. // PLoS One. 2016. V. 11. № 8. e0161970. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0161970

  50. Muchowski P.J. // Neuron. 2002. V. 35. № 1. P. 9–12.

  51. Barral J.M., Broadley S.A., Schaffar G., Hartl F.U. // Semin. Cell Dev. Biol. 2004. V. 15. № 1. P. 17–29.

  52. Liu Z., Xi D., Kang M., Guo X., Xu B. // Cell Stress Chaperones. 2012. V. 17. P. 539–551.

  53. Tkáčová J., Angelovičová M. // J. Anim. Sci. Biotechnol. 2012. V. 45. P. 349–353.

  54. Mathew A., Morimoto R.I. // Ann. N. Y. Acad. Scie. 1998. V. 851. P. 99–111.

  55. Rappa F., Farina F., Zummo G., David S., Campanella C., Carini F. et al. // Anticancer Res. 2012. V. 32. P. 5139–5150.

  56. Rizzo M., Cappello F., Marfil R., Nibali L., Marino Gammazza A., Rappa F. et al. // Cell Stress Chaperones. 2012. V. 17. P. 399–407.

  57. Liyanagamage D.S.N.K., Martinus R.D. // Mediators Inflamm. 2020. V. 2020. 8073516. https://doi.org/10.1155/2020/8073516

  58. Gunther S., Ostheimer C., Stang S., Specht H.M., Mozes P., Jesinghaus M. et al. // Front. Immunol. 2015. V. 6. P. 556. https://doi.org/10.3389/fimmu.2015.00556

  59. Breuninger S., Erl J., Knape C., Gunther S., Regel I., Rödel F. et al. // J. Clin. Cell Immunol. 2014. V. 5. № 5. P. 264. https://doi.org/10.4172/2155-9899.1000264

  60. Bayer C., Liebhardt M.E., Schmid T.E., Trajkovic-Arsic M., Hube K., Specht H.M., Schilling D. et al. // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2014. V. 88. № 3. P. 694–700.

  61. Hurwitz M.D., Kaur P., Nagaraja G.M., Bausero M.A., Manola J., Asea A. // Radiother. Oncol. 2010. V. 95. № 3. P. 350–358.

  62. Abe M., Manola J.B., Oh W.K., Parslow D.L., George D.J., Austin C.L., Kantoff P.W. // Clin. Prostate Cancer. 2004. V. 3. № 1. P. 49–53.

  63. Takashima M., Kuramitsu Y., Yokoyama Y., Iizuka N., Toda T., Sakaida I. et al. // Proteomics. 2003. V. 3. № 12. P. 2487–2493.

  64. Feng J.T., Liu Y.K., Song H.Y., Dai Z., Qin L.X., Almofti M.R. et al. // Proteomics. 2005. V. 5. № 17. P. 4581–4588.

  65. Fujita Y., Nakanishi T., Miyamoto Y., Hiramatsu M., Mabuchi H., Miyamoto A. et al. // Cancer Lett. 2008. V. 263. № 2. P. 280–290.

  66. Syrigos K.N., Harrington K.J., Karayiannakis A.J., Sekara E., Chatziyianni E., Syrigou E.I., Waxman J. // Urology. 2003. V. 61. № 3. P. 677–680.

  67. Pick E., Kluger Y., Giltnane J.M., Moeder C., Camp R.L., Rimm D.L., Kluger H.M. // Cancer Res. 2007. V. 67. № 7. P. 2932–2937.

  68. Santiago-O’Farrill J.M., Kleinerman E.S., Hollomon M.G., Livingston A., Wang W.L., Tsai J.W., Gordon N.B. // Oncotarget. 2017. V. 9. № 2. P. 1602–1616.

  69. Zhu Y., Tian Q., Qiao N., Cheng Y., Li H. // Eur. J. Gynaecol. Oncol. 2014. V. 36. № 4. P. 394–396.

  70. Ge H., Yan Y., Guo L., Tian F., Wu D. // Onco Targets Ther. 2018. V. 11. P. 351–359.

  71. Rappa F., Pitruzzella A., Marino Gammazza A., Barone R., Mocciaro E., Tomasello G. et al. // Cell Stress Chaperones. 2016. V. 21. № 5. P. 927–933.

  72. Jolly C., Morimoto R.I. // J. Natl. Cancer Inst. 2000. V. 92. № 19. P. 1564–1572.

  73. Hoang A.T., Huang J., Rudra-Ganguly N., Zheng J., Powell W.C., Rabindran S.K. et al. // Am. J. Pathol. 2000. V. 156. № 3. P. 857–864.

  74. Cornford P.A., Dodson A.R., Parsons K.F., Desmond A.D., Woolfenden A., Fordham M. et al. // Cancer Res. 2000. V. 60. № 24. P. 7099–7105.

  75. van’t Veer L.J., Dai H., van de Vijver M.J., He Y.D., Hart A.A., Mao M. et al. // Nature. 2002. V. 415. № 6871. P. 530–536.

  76. Ciocca D.R., Calderwood S.K. // Cell Stress Chaperones. 2005. V. 10. P. 86–103.

  77. Shi L., Chevolot Y., Souteyrand E., Laurenceau E. // Cancer Biomark. 2017. V. 18. № 2. P. 105–116.

  78. Zaher E.R., Hemida M.A., El-Hashash M.M., El-Sheridy H.G. // J. Cancer Res. Treat. 2018. V. 6. № 2. P. 47–53.

  79. Yang S., Xiao H., Cao L. // Biomed. Pharmacother. 2021. V. 142. 112074. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2021.112074

  80. Qokoyi N.K., Masamba P., Munsamy G., Kappo A.P. // Lett. Drug Des. Discov. 2021. V. 18. P. 650–665.

  81. Ischia J., So A.I. // Nat. Rev. Urol. 2013. V. 10. P. 386–395.

  82. Di Tommaso L., Franchi G., Park Y.N., Fiamengo B., Destro A., Morenghi E. et al. // Hepatology. 2007. V. 45. P. 725–734.

  83. Witkin S.S. // Eur. J. Gynaecol. Oncol. 2001. V. 22. P. 249–256.

  84. Albakova Z., Norinho D.D., Mangasarova Y., Sapozhnikov A. // Front. Med. 2021. V. 88. 743476. https://doi.org/10.3389/fmed.2021.743476

  85. Chen R., Chen S., Liao J., Chen X., Xu X. // Am. J. Transl. Res. 2016. V. 8. P. 1763–1768.

  86. Arrigo A.P., Paul C., Ducasse C., Manero F., Kretz-Remy C., Virot S. et al. // Prog. Mol. Subcel. Biol. 2002. V. 28. P. 185–204.

  87. Ciocca D.R., Rozados V.R., Cuello-Carrio F.D., Gervasoni, S.I., Matar, P., Scharovsky O.G. // Cell Stress Chaperones. 2003. V. 8. № 1. P. 26–36.

  88. Shevtsov M., Multhoff G. // Front. Immunol. 2016. V. 7. 171. https://doi.org/10.3389/fimmu.2016.00171

  89. Murshid A., Gong J., Stevenson M.A., Calderwood S.K. // Expert Rev Vaccines. 2011. V. 10. № 11. P. 1553–1568.

  90. Троицкая О.С., Новак Д.Д., Рихтер В.А., Коваль О.А. // Acta Naturae. 2022. Т. 14. № 1. С. 40–53.

  91. Multhoff G., Pfister K., Gehrmann M., Hantschel M., Gross C., Hafner M., Hiddemann W. // Cell Stress Chaperones. 2001. V. 6. P. 337–344.

  92. Basu S., Srivastava P.K. // Cell Stress Chaperones. 2000. V. 5. P. 443–451.

  93. Tsan M.F., Gao B. // Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2004. V. 286. P. C739–C744.

  94. Mazzaferro V., Coppa J., Carrabba M.G., Rivoltini L., Schiavo M., Regalia E. et al. // Clin. Cancer Res. 2003. V. 9. P. 3235–3245.

  95. Pilla L., Patuzzo R., Rivoltini L., Maio M., Pennacchioli E., Lamaj E. et al. // Cancer Immunol. Immunother. 2006. V. 55. P. 958–968.

  96. Maki R.G., Livingston P.O., Lewis J.J., Janetzki S., Klimstra D., Desantis D., Srivastava P.K., Brennan M.F. // Dig. Dis. Sci. 2007. V. 52. P. 1964–1972.

  97. Bolhassani A., Rafati S. // Expert Rev. Vaccines. 2008. V. 7. № 8. P. 1185–1199.

  98. Shevtsov M.A., Nikolaev B.P., Yakovleva L.Y., Parr M.A., Marchenko Y.Y., Eliseev I. et al. // J. Control. Release. 2016. V. 220. P. 329–340.

  99. Testori A., Richards J., Whitman E., Mann G.B., Lutzky J., Camacho L. et al. // J. Clin. Oncol. 2008. V. 26. P. 955–962.

  100. Ampie L., Choy W., Lamano J.B., Fakurnejad S., Bloch O., Parsa A.T. // J. Neurooncol. 2015. V. 123. P. 441–448.

  101. Dykman L.A., Staroverov S.A., Kozlov S.V., Fomin A.S., Chumakov D.S., Gabalov K.P. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. № 22. 14313. https://doi.org/10.3390/ijms232214313

  102. Das J.K., Xiong X., Ren X., Yang J.-M., Song J. // J. Oncol. 2019. V. 2019. 3267207. https://doi.org/10.1155/2019/3267207

  103. Hu C., Yang J., Qi Z., Wu H., Wang B., Zou F., Mei H., Liu J., Wang W., Liu Q. // MedComm. 2022. V. 3. № 3. e161. https://doi.org/10.1002/mco2.161

  104. Деев С.М., Лебеденко Е.Н. // Биоорганическая химия. 2015. Т. 41. № 5. С. 539–552.

  105. Dykman L.A., Khlebtsov N.G. // Biomaterials. 2016. V. 108. P. 13–34.

  106. Odion R.A., Liu Y., Vo-Dinh T. // Cancers. 2022. V. 14. 5737. https://doi.org/10.3390/cancers14235737

  107. Albakova Z., Siam M.K.S., Sacitharan P.K., Ziganshin R.H., Ryazantsev D.Y., Sapozhnikov A.M. // Transl. Oncol. 2021. V. 14. 100995. https://doi.org/10.1016/j.tranon.2020.100995

  108. Regimbeau M., Abrey J., Vautrot V., Causse S., Gobbo J., Garrido C. // Semin. Cancer Biol. 2022. V. 86. P. 46–57.

  109. Wang L., Xu W., Wang B., Si X., Li S. // Processes. 2023. V. 11. 403. https://doi.org/10.3390/pr11020403

  110. Khalil A.A., Kabapy N.F., Deraz S.F., Smith C. // Biochim. Biophys. Acta – Rev. Cancer. 2011. V. 1816. P. 89–104.

  111. Staroverov S.A., Kozlov S.V., Brovko F.A., Fursova K.K., Shardin V.V., Fomin A.S. et al. // Biosens Bioelectron: X. 2022. V. 11. 100211. .https://doi.org/10.1016/j.biosx.2022.100211

  112. Guliy O.I., Evstigneeva S.S., Dykman L.A. // Biosens Bioelectron. 2023. V. 222. 114909. https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114909

  113. Дон Е.С., Тарасов А.В., Эпштейн О.И., Тарасов С.А. // Клиническая лабораторная диагностика. 2017. Т. 62. С. 52–59.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Прикладная биохимия и микробиология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал