ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2020-1-50-58ssmu-2681Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSРазличные популяции опухолевых клеток в асцитической жидкости больных раком яичниковDissimilar tumor cell populations in ascitic fluid of ovarian cancer patientshttps://orcid.org/0000-0003-4378-6915КайгородоваЕ. В.KaigorodovaE. V.

д-р мед. наук, вед. науч. сотрудник, отделение общей и молекулярной патологии; профессор, кафедра биохимии и молекулярной биологии с курсом клинической лабораторной диагностикиРоссия, 634009, г. Томск, пер. Кооперативный, 5

Россия, 634050, г. Томск, Московский тракт, 2

5, Kooperativny Str., Tomsk, 634009, Russian Federation

2, Moscow Trakt, Tomsk, 634050, Russian Federation

zlobinae@mail.ruФедуловаН. В.FedulovaN. V.

2, Moscow Trakt, Tomsk, 634050, Russian Federation

https://orcid.org/0000-0001-6628-2918ОчировМ. О.OchirovM. O.

5, Kooperativny Str., Tomsk, 634009, Russian Federation

ДьяковД. А.DyakovD. A.

2, Moscow Trakt, Tomsk, 634050, Russian Federation

https://orcid.org/0000-0002-0522-1772МолчановС. В.MolchanovS. V.

5, Kooperativny Str., Tomsk, 634009, Russian Federation

https://orcid.org/0000-0001-6077-0347ЧасовскихН. Ю.ChasovskikhN. Yu.

2, Moscow Trakt, Tomsk, 634050, Russian Federation

Научно-исследовательский институт (НИИ) онкологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр (НИМЦ) Российской академии наук; Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)РоссияCancer Research Institute, Tomsk National Research Medical Center (NRMC) of the Russian Academy of Sciences; Siberian State Medical University (SSMU)Russian FederationСибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)РоссияSiberian State Medical University (SSMU)Russian FederationНаучно-исследовательский институт (НИИ) онкологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр (НИМЦ) Российской академии наукРоссияCancer Research Institute, Tomsk National Research Medical Center (NRMC) of the Russian Academy of SciencesRussian Federation2020160420201915058Copyright © Кайгородова Е.В., Федулова Н.В., Очиров М.О., Дьяков Д.А., Молчанов С.В., Часовских Н.Ю., 20202020Кайгородова Е.В., Федулова Н.В., Очиров М.О., Дьяков Д.А., Молчанов С.В., Часовских Н.Ю.Kaigorodova E.V., Fedulova N.V., Ochirov M.O., Dyakov D.A., Molchanov S.V., Chasovskikh N.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/2681

Введение. Рак яичников (РЯ) является одним из самых агрессивных и тяжело поддающихся лечению онкологических заболеваний. Около 75% случаев РЯ выявляется на поздних стадиях заболевания. Асцитическая жидкость является перспективным биологическим материалом для получения информации о характере опухолевого процесса при РЯ. Перитонеальная диссеминация считается одним из наиболее неблагоприятных факторов прогрессирования злокачественных опухолей. Однако прогностические факторы, связанные со злокачественным асцитом, изучены недостаточно.

Целью данного исследования явилась оценка различных популяций опухолевых клеток в асцитической жидкости больных РЯ методом многоцветной проточной лазерной цитометрии на основе молекулярной панели маркеров EpCam, СD45, CD44, CD24, CD133 и N-cadherin. В проспективное исследование включены 16 больных с впервые диагностированным РЯ, стадии Ic–IV по системе FIGO, возраст 36–76 лет, поступившие на лечение в НИИ онкологии Томского НИМЦ.

Материалом для исследования служила асцитическая жидкость, стабилизированная ЭДТА, взятая во время лапароскопии. Различные популяции асцитических опухолевых клеток (с признаками стволовости, с признаком ЕМТ (epithelial-mesenchymal transition), без признаков стволовости и ЕМТ, с сочетанием этих признаков, а также атипичные / гибридные популяции клеток определяли методом многоцветной проточной лазерной цитометрии на аппарате BDFACSCanto (США) с помощью меченных различными флуорохромами моноклональных антител к EpCam, СD45, CD44, CD24, CD133 и N-cadherin и программного обеспечения BD FACSDiva.

В результате исследования в асцитической жидкости больных РЯ было выявлено 12 популяций Ерcam-положительных клеток. Клеточный состав асцитической жидкости больных РЯ представляет собой гетерогенную популяцию. Большую концентрацию асцитических опухолевых клеток представляют собой атипичные / гибридные формы опухолевых клеток с признаком стволовости, а также стволовые опухолевые клетки Epcam+CD45-CD44+CD24+CD133+/- как с признаком ЕМТ, так и без него. 

Ovarian cancer is one of the most aggressive and hard-to-treat cancers. About 75% of ovarian cancer cases are detected at later stages of the disease. Ascitic fluid is promising biological material to get information about the tumor nature in ovarian cancer. Peritoneal dissemination is one of the most unfavorable factors of malignant tumor progression. However, prognostic factors associated with malignant ascites are not well understood.

The aim of the study was to evaluate various tumor cell populations in ascitic fluid of ovarian cancer patients by laser multicolor flow cytometry using a molecular panel of EpCam, CD45, CD44, CD24, CD133, and N-cadherin markers. The prospective study included 16 patients aged 36 to 76 years with newly diagnosed FIGO stage Ic–IV ovarian cancer, who were admitted for treatment to the CancerResearch Institute of Tomsk National Research Medical Center.

The study material included EDTAstabilized ascitic fluid sampled during laparoscopy. Various populations of ascitic tumor cells (with stemness features, with epithelial mesenchymal transition (EMT) features, without stemness and EMT features, with a combination of these features, as well as atypical / hybrid cell populations) were identified by multicolor flow cytometry on a BDFACSCanto apparatus (USA) using fluorochrome-labeled EpCam, CD45, CD44, CD24, CD133, and N-cadherin monoclonal antibodies and the BD FACSDiva software. The study revealed twelve populations of Epcam-positive cells in ascitic fluid of ovarian cancer patients. The cell composition of ascitic fluid in ovarian cancer patients is represented by a heterogeneous population. A large fraction of ascitic tumor cells are atypical / hybrid tumor cells with stemness features as well as Epcam+CD45–CD44+CD24+CD133+/-cancer stem cells, both with and without EMT features.

рак яичниковасцитические опухолевые клеткистволовые опухолевые клеткимногоцветная проточная цитометрияжидкостная биопсияovarian cancerascitic tumor cellscancer stem cellsmulticolor flow cytometryliquid biopsyАвторы выражают благодарность руководителю отделения патологической анатомии и цитологии НИИ онкологии Томского НИМЦ проф. В.М. Перельмутеру и заведующему гинекологическим отделением НИИ онкологии Томского НИМЦ проф. Л.А. Коломиец за консультацию в подборе пациенток для исследования.ReferencesHyler A.R., Baudoin N.C., Brown M.S., Stremler M.A., Cimini D., Davalos R.V., Schmelz E.M. Fluid shear stress impacts ovarian cancer cell viability, subcellular organization, and promotes genomic instability. PLoS One. 2018; 13 (3): e0194170. DOI: 10.1371/journal.pone.0194170.Hyler A.R., Baudoin N.C., Brown M.S., Stremler M.A., Cimini D., Davalos R.V., Schmelz E.M. Fluid shear stress impacts ovarian cancer cell viability, subcellular organization, and promotes genomic instability. PLoS One. 2018; 13 (3): e0194170. DOI: 10.1371/journal.pone.0194170.Tayama S., Motohara T., Narantuya D., Li C., Fujimoto K., Sakaguchi I., Tashiro H., Saya H., Nagano O., Katabuchi H. The impact of EpCAM expression on response to chemotherapy and clinical outcomes in patients with epithelial ovarian cancer. Oncotarget. 2017; 8 (27): 44312–44325. DOI: 10.18632/oncotarget.17871.Tayama S., Motohara T., Narantuya D., Li C., Fujimoto K., Sakaguchi I., Tashiro H., Saya H., Nagano O., Katabuchi H. The impact of EpCAM expression on response to chemotherapy and clinical outcomes in patients with epithelial ovarian cancer. Oncotarget. 2017; 8 (27): 44312–44325. DOI: 10.18632/oncotarget.17871.Zheng J., Zhao S., Yu X., Huang S., Liu H.Y. Simultaneous targeting of CD44 and EpCAM with a bispecific aptamer effectively inhibits intraperitoneal ovarian cancer growth. Theranostics. 2017; 7 (5): 1373–1388. DOI: 10.7150/thno.17826.Zheng J., Zhao S., Yu X., Huang S., Liu H.Y. Simultaneous targeting of CD44 and EpCAM with a bispecific aptamer effectively inhibits intraperitoneal ovarian cancer growth. Theranostics. 2017; 7 (5): 1373–1388. DOI: 10.7150/thno.17826.Nakamura K., Terai Y., Tanabe A., Ono Y.J., Hayashi M., Maeda K., Fujiwara S., Ashihara K., Nakamura M., Tanaka Y., Tanaka T., Tsunetoh S., Sasaki H., Ohmichi M. CD24 expression is a marker for predicting clinical outcome and regulates the epithelial-mesenchymal transition in ovarian cancer via both the Akt and ERK pathways. Oncol. Rep. 2017; 37 (6): 3189–3200. DOI: 10.3892/or.2017.5583.Nakamura K., Terai Y., Tanabe A., Ono Y.J., Hayashi M., Maeda K., Fujiwara S., Ashihara K., Nakamura M., Tanaka Y., Tanaka T., Tsunetoh S., Sasaki H., Ohmichi M. CD24 expression is a marker for predicting clinical outcome and regulates the epithelial-mesenchymal transition in ovarian cancer via both the Akt and ERK pathways. Oncol. Rep. 2017; 37 (6): 3189–3200. DOI: 10.3892/or.2017.5583.Mrozik K.M., Blaschuk O.W., Cheong C.M., Zannettino A.C.W., Vandyke K. N-cadherin in cancer metastasis, its emerging role in haematological malignancies and potential as a therapeutic target in cancer. BMC Cancer. 2018; 18 (1): 939. DOI: 10.1186/s12885-018-4845-0.Mrozik K.M., Blaschuk O.W., Cheong C.M., Zannettino A.C.W., Vandyke K. N-cadherin in cancer metastasis, its emerging role in haematological malignancies and potential as a therapeutic target in cancer. BMC Cancer. 2018; 18 (1): 939. DOI: 10.1186/s12885-018-4845-0.Glumac P.M., LeBeau A.M. The role of CD133 in cancer: a concise review. Clin. Transl. Med. 2018; 7 (1): 18. DOI: 10.1186/s40169-018-0198-1.Glumac P.M., LeBeau A.M. The role of CD133 in cancer: a concise review. Clin. Transl. Med. 2018; 7 (1): 18. DOI: 10.1186/s40169-018-0198-1.Schild T., Low V., Blenis J., Gomes A.P. Unique metabolic adaptations dictate distal organ-specific metastatic colonization. Cancer Cell. 2018; 33: 347–354. DOI: 10.1016/j.ccell.2018.02.001.Schild T., Low V., Blenis J., Gomes A.P. Unique metabolic adaptations dictate distal organ-specific metastatic colonization. Cancer Cell. 2018; 33: 347–354. DOI: 10.1016/j.ccell.2018.02.001.Cuiffo B.G., Karnoub A.E. Mesenchymal stem cells in tumor development: emerging roles and concepts. Cell Adh. Migr. 2012; 6 (3): 220–230. DOI: 10.4161/cam.20875.Cuiffo B.G., Karnoub A.E. Mesenchymal stem cells in tumor development: emerging roles and concepts. Cell Adh. Migr. 2012; 6 (3): 220–230. DOI: 10.4161/cam.20875.Wei X., Dombkowski D., Meirelles K., Pieretti-Vanmarcke R., Szotek P.P., Chang H.L., Preffer F.I., Mueller P.R., Teixeira J., MacLaughlin D.T., Donahoe P.K. Mullerian inhibiting substance preferentially inhibits stem/progenitors in human ovarian cancer cell lines compared with chemotherapeutics. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010; 107 (44): 18874–18879. DOI: 10.1073/pnas.1012667107.Wei X., Dombkowski D., Meirelles K., Pieretti-Vanmarcke R., Szotek P.P., Chang H.L., Preffer F.I., Mueller P.R., Teixeira J., MacLaughlin D.T., Donahoe P.K. Mullerian inhibiting substance preferentially inhibits stem/progenitors in human ovarian cancer cell lines compared with chemotherapeutics. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010; 107 (44): 18874–18879. DOI: 10.1073/pnas.1012667107.Burgos-Ojeda D., Rueda B.R., Buckanovich R.J. Ovarian cancer stem cell markers: prognostic and therapeutic implications. Cancer Lett. 2012; 322 (1): 1–7. DOI: 10.1016/j.canlet.2012.02.002.Burgos-Ojeda D., Rueda B.R., Buckanovich R.J. Ovarian cancer stem cell markers: prognostic and therapeutic implications. Cancer Lett. 2012; 322 (1): 1–7. DOI: 10.1016/j.canlet.2012.02.002.Burgos-Ojeda D., Wu R., McLean K., Chen Y.C., Talpaz M., Yoon E., Cho K.R., Buckanovich R.J. CD24+ ovarian cancer cells are enriched for cancer-initiating cells and dependent on JAK2 signaling for growth and metastasis. Mol. Cancer Ther. 2015; 14 (7): 1717–1727. DOI: 10.1158/1535-7163.MCT-14-0607.Burgos-Ojeda D., Wu R., McLean K., Chen Y.C., Talpaz M., Yoon E., Cho K.R., Buckanovich R.J. CD24+ ovarian cancer cells are enriched for cancer-initiating cells and dependent on JAK2 signaling for growth and metastasis. Mol. Cancer Ther. 2015; 14 (7): 1717–1727. DOI: 10.1158/1535-7163.MCT-14-0607.Meng E., Long B., Sullivan P., McClellan S., Finan M.A., Reed E., Shevde L., Rocconi R.P. CD44+/CD24- ovarian cancer cells demonstrate cancer stem cell properties and correlate to survival. Clin. Exp. Metastasis. 2012; 29 (8): 939–948. DOI: 10.1007/s10585-012-9482-4.Meng E., Long B., Sullivan P., McClellan S., Finan M.A., Reed E., Shevde L., Rocconi R.P. CD44+/CD24- ovarian cancer cells demonstrate cancer stem cell properties and correlate to survival. Clin. Exp. Metastasis. 2012; 29 (8): 939–948. DOI: 10.1007/s10585-012-9482-4.Witt A.E., Lee C.W., Lee T.I., Azzam D.J., Wang B., Caslini C., Petrocca F., Grosso J., Jones M., Cohick E.B., Gropper A.B., Wahlestedt C., Richardson A.L., Shiekhattar R., Young R.A., Ince T.A. Identification of a cancer stem cell-specific function for the histone deacetylases, HDAC1 and HDAC7, in breast and ovarian cancer. Oncogene. 2017; 36 (12): 1707–1720. DOI: 10.1038/onc.2016.337.Witt A.E., Lee C.W., Lee T.I., Azzam D.J., Wang B., Caslini C., Petrocca F., Grosso J., Jones M., Cohick E.B., Gropper A.B., Wahlestedt C., Richardson A.L., Shiekhattar R., Young R.A., Ince T.A. Identification of a cancer stem cell-specific function for the histone deacetylases, HDAC1 and HDAC7, in breast and ovarian cancer. Oncogene. 2017; 36 (12): 1707–1720. DOI: 10.1038/onc.2016.337.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.