Cancer UrologyCancer UrologyОнкоурология1726-97761996-1812Publishing House ABV Press164410.17650/1726-9776-2023-19-2-47-55DIAGNOSIS AND TREATMENT OF URINARY SYSTEM TUMORS. PROSTATE CANCERДИАГНОСТИКА И ЛЕЧЕНИЕ ОПУХОЛЕЙ МОЧЕПОЛОВОЙ СИСТЕМЫ. Рак предстательной железыTissue expression of LC3B autophagy marker as a potential biomarker of prostate cancer recurrence after treatment with high-intensity focused ultrasound (pilot study)Тканевая экспрессия аутофагиального маркера LC3B как потенциальный биомаркер рецидива рака предстательной железы после лечения высокоинтенсивным сфокусированным ультразвуком (пилотное исследование)https://orcid.org/0000-0002-4954-4784VoroninaE. S.ВоронинаЕ. С.
Russian Federation

112 Bolshaya Kazachia St., Saratov, 410012 Russia 

 Россия, 410012 Саратов, ул. Большая Казачья, 112 

https://orcid.org/0000-0001-6895-6445FomkinR. N.ФомкинР. Н.
Russian Federation

Roman Nikolaevich Fomkin 

112 Bolshaya Kazachia St., Saratov, 410012 Russia 

Роман Николаевич Фомкин - кафедра урологии, доцент, старший научный сотрудник

Россия, 410012 Саратов, ул. Большая Казачья, 112 

rnfomkin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0503-6486BucharskayaA. B.БучарскаяА. Б.
Russian Federation

112 Bolshaya Kazachia St., Saratov, 410012 Russia 

 Россия, 410012 Саратов, ул. Большая Казачья, 112 

https://orcid.org/0000-0002-3889-5052PalatovaT. V.ПалатоваТ. В.
Russian Federation

112 Bolshaya Kazachia St., Saratov, 410012 Russia 

 Россия, 410012 Саратов, ул. Большая Казачья, 112 

https://orcid.org/0000-0001-8834-1536MaslyakovaG. N.МасляковаГ. Н.
Russian Federation

112 Bolshaya Kazachia St., Saratov, 410012 Russia 

 Россия, 410012 Саратов, ул. Большая Казачья, 112 

https://orcid.org/0000-0002-1516-0504FomkinaO. A.ФомкинаО. А.
Russian Federation

112 Bolshaya Kazachia St., Saratov, 410012 Russia 

 Россия, 410012 Саратов, ул. Большая Казачья, 112 

Saratov State Medical University named after V.I. Razumovsky, Ministry of Health of RussiaФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздрава России1408202319247550812202208062023https://oncourology.abvpress.ru/oncur/article/view/1644

Background. The role of autophagy markers in prostate tumor recurrence has not been sufficiently investigated. We hypothesized that autophagy activation may be one mechanism by which prostate cancer cells survive exposure to high-intensity focused ultrasound (HIFU).Aim. To compare tissue expression of autophagic LC3B marker in prostate biopsies before and after treatment of localized prostate cancer by HIFU ablation.Materials and methods. 45 patients with localized morphologically confirmed prostate cancer were examined: group 1 – 25 patients of 65.6 ± 8.4 years without signs of recurrence or progression of the disease; group 2 – 20 patients of 67.5 ± 7.9 years with tumor recurrence proven during morphological examination. Immunohistochemical examination was performed by streptavidin-biotin method. In all cases, Anti-LC3B antibody ab48394 was used. The reaction results were quantified using the Histochemical score (Hs) system.Results. Prior to treatment, all patients of group 1 showed moderate cytoplasmic expression (Hs = 111 [111; 115]) of antibodies against LC3B in prostate adenocarcinoma cells, 5 % of patients – weak cytoplasmic expression in muscle connective stromal cells (Hs = 47 [43; 50]), 10 % of patients – weak positive LC3B reaction in the vessel wall (Hs = 28 [20; 35]). After treatment, the expression of LC3B in adenocarcinoma cells became negative, in the cytoplasm of muscle connective stromal cells weak (Hs = 75 [67.5; 80.0]), in the endothelium of the vascular wall even weaker (Hs = 55 [45.5; 60.0]) (p <0.001). Prior to treatment in group 2, LC3B expression in tumor tissue was moderate in 89 % of patients (Hs = 151.5 [137.5; 160.0]), weak in muscle connective stromal cells in 12 % of patients (Hs = 44 [35; 51.5]), and weak in the vascular wall in 5 % of patients (Hs = 30 [25; 35]). After treatment, LC3B expression in adenocarcinoma cells became pronounced (Hs = 260 [250; 285]), in muscle connective stromal cells – moderate (Hs = 118 [100; 130]), in the vascular wall – weak (Hs = 45 [30; 55]) (p <0.001). There was a significant correlation between tumor recurrence and LC3B overexpression (r = 0.51; p <0.001).Conclusion. The development of prostate cancer recurrence is associated with increased expression of autophagic LC3B protein. Increased LC3B expression, which is interpreted as evidence of autophagy activation and correlates with the risk of disease progression, is used by the tumor as an oncogenic advantage.

Введение. Роль маркеров аутофагии при рецидиве опухоли предстательной железы недостаточно исследована. Мы предположили, что активация аутофагии может являться одним из механизмов, с помощью которого клетки рака предстательной железы выживают после воздействия высокоинтенсивным сфокусированным ультразвуком (HIFU).Цель исследования – сравнить тканевую экспрессию аутофагиального маркера LC3B в биоптатах предстательной железы до и после лечения локализованного рака предстательной железы методом HIFU-аблации.Материалы и методы. Обследованы 45 пациентов с локализованным раком предстательной железы, подтвержденным морфологически: 1-я группа – 25 пациентов (средний возраст 65,6 ± 8,4 года) без признаков рецидива или прогрессирования заболевания; 2-я группа – 20 пациентов (средний возраст 67,5 ± 7,9 года) с доказанным при морфологическом исследовании рецидивом опухоли. Иммуногистохимическое исследование проводили стрептавидин-биотиновым методом. Во всех случаях использовали антитело Anti-LC3B antibody ab48394. Результаты реакции подсчитывали по системе Histochemical score (Hs).Результаты. До лечения у всех пациентов 1-й группы зафиксирована умеренная цитоплазматическая экспрессия (Hs = 111 [111; 115]) антител к LC3B в клетках аденокарциномы предстательной железы, у 5 % – слабая цитоплазматическая экспрессия в клетках мышечно-соединительнотканной стромы (Hs = 47 [43; 50]), у 10 % – слабая положительная реакция LC3B в стенке сосудов (Hs = 28 [20; 35]). После лечения экспрессия LC3B в клетках аденокарциномы стала отрицательной, в цитоплазме клеток мышечно-соединительнотканной стромы – слабой (Hs = 75 [67,5; 80,0]), в эндотелии сосудистой стенки – еще слабее (Hs = 55 [45,5; 60,0]) (р <0,001). До лечения во 2-й группе у 89 % пациентов выявлена умеренная экспрессия LC3B в опухолевой ткани(Hs = 151,5 [137,5; 160,0]), у 12 % – слабая экспрессия в клетках мышечно-соединительнотканной стромы (Hs = 44 [35; 51,5]), у 5 % – слабая экспрессия в стенке сосудов (Hs = 30 [25; 35]). После лечения экспрессия LC3B в клетках аденокарциномы стала выраженной (Hs = 260 [250; 285]), в клетках мышечно-соединительнотканной стромы – умеренной (Hs = 118 [100; 130]), в сосудистой стенке – слабой (Hs = 45 [30; 55]) (р <0,001). Зафиксирована значимая ассоциация между рецидивом опухоли и гиперэкспрессией LC3B (r = 0,51; p <0,001).Заключение. Развитие рецидива рака предстательной железы связано с увеличением экспрессии аутофагиального белка LC3B. Повышенная экспрессия LC3B, которая интерпретируется как свидетельство активации аутофагии и коррелирует с риском прогрессирования заболевания, используется опухолью как онкогенное преимущество.

prostate cancercancer recurrenceLC3B autophagy marker expressionhigh-intensity focused ultrasoundрак предстательной железырецидивэкспрессия маркера аутофагии LC3Bвысокоинтенсивный сфокусированный ультразвукKaprin A.D., Alekseev B.Ya., Matveev V.B. et al. Prostate cancer. Clinical recommendations. Sovremennaya onkologiya = Journal of Modern Oncology 2021;23(2):211–47. (In Russ.). DOI: 10.26442/18151434.2021.2.200959Каприн А.Д., Алексеев Б.Я., Матвеев В.Б. и др. Рак предстательной железы. Клинические рекомендации. Современная онкология 2021;23(2):211–47. DOI: 10.26442/18151434.2021.2.200959Avraamova S.T. Preoperative and intraoperative diagnosis of prostate cancer using Raman luminescence spectroscopy. Dis. … candidate of medical sciences. Moscow, 2021. 24 p. (In Russ.).Авраамова С.Т. Дооперационная и интраоперационная диагностика рака предстательной железы с использованием раманлюминесцентной спектроскопии. Автореф. дис. … канд. мед. наук. М., 2021. 24 с.Popkov V.M., Fomkin R.N., Blyumberg B.I. Possibilities of predicting prostate cancer recurrence after HIFU ablation using mathematical modeling. Saratovskiy nauchno-meditsinskiy zhurnal = Saratov Journal of Medical Scientific Research 2013;9(2):314–20. (In Russ.).Попков В.М., Фомкин Р.Н., Блюмберг Б.И. Возможности прогнозирования рецидива рака предстательной железы после HIFU-аблации с помощью математического моделирования. Саратовский научно-медицинский журнал 2013;9(2):314–20.Lepor G. Is there a place for minimally invasive prostate cancer treatment technologies? Eksperimental’naya i klinicheskaya urologiya = Experimental and Clinical Urology 2011;(2–3):12–4. (In Russ.).Лепор Г. Есть ли место для минимально инвазивных технологий лечения рака предстательной железы? Экспериментальная и клиническая урология 2011;(2–3):12–4.Lyovin V.P. Clinical, morphological and immunohistochemical characteristics of prostate adenocarcinoma under HIFU therapy. Dis. … candidate of medical sciences. Moscow, 2019. 23 p. (In Russ.).Лёвин В.П. Клинико-морфологическая и иммуногистохимическая характеристика аденокарциномы предстательной железы в условиях HIFU-терапии. Автореф. дис. … канд. мед. наук. М., 2019. 23 с.Fomkin R.N., Glybochko P.V., Popkov V.M. et al. Treatment of prostate cancer in elderly and senile patients with high-intensity focused ultrasound. Klinicheskaya gerontologiya = Clinical Gerontology 2011;17(9–10):27–33. (In Russ.).Фомкин Р.Н., Глыбочко П.В., Попков В.М. и др. Лечение рака предстательной железы у больных пожилого и старческого возраста высокоинтенсивным сфокусированным ультразвуком. Клиническая геронтология 2011;17(9–10):27–33.Pozdnyakov K.V., Bazaev V.V., Dutov V.V. Optimization of HIFU monotherapy for prostate cancer. Vestnik urologii = Bulletin of Urology 2022;10(1):42–51. (In Russ.). DOI: 10.21886/2308-6424-2022-10-1-42-51Поздняков К.В., Базаев В.В., Дутов В.В. Оптимизация HIFU-монотерапии рака предстательной железы. Вестник урологии 2022;10(1):42–51. DOI: 10.21886/2308-6424-2022-10-1-42-51Popkov V.M., Fomkin R.N., Blyumberg B.I. Prognostic factors in evaluating the effectiveness of treatment outcomes in patients with localized prostate cancer using HIFU ablation. Saratovskiy nauchno¬meditsinskiy zhurnal = Saratov Journal of Medical Scientific Research 2013;9(1):116–21. (In Russ.).Попков В.М., Фомкин Р.Н., Блюмберг Б.И. Прогностические факторы в оценке эффективности результатов лечения больных локализованным раком предстательной железы с помощью HIFU-аблации. Саратовский научно-медицинский журнал 2013;9(1):116–21.Fomkin R.N., Krupinov G.E., Churakov A.A. et al. Correlation of PSAnadir level and biochemical recurrence after total HIFU ablation in patients with localized prostate cancer. Urologiya = Urology 2020;(4):79–83. (In Russ.). DOI: 10.18565/UROLOGY.2020.4.79-83Фомкин Р.Н., Крупинов Г.Е., Чураков А.А. и др. Корреляция уровня ПСА-надир и биохимического рецидива после тотальной HIFU-аблации у пациентов с локализованным раком предстательной железы. Урология 2020;(4):79–83. DOI: 10.18565/UROLOGY.2020.4.79-83Popkov V.M., Fomkin R.N., Blyumberg B.I. Postoperative prostate specific antigen (PSA) monitoring following high intensity focused ultrasound (HIFU) treatment. Saratovskiy nauchno-meditsinskiy zhurnal = Saratov Journal of Medical Scientific Research 2012;8(4):1001–7. (In Russ.).Попков В.М., Фомкин Р.Н., Блюмберг Б.И. Постоперационный мониторинг простато-специфического антигена (PSA) после лечения высокоинтенсивным сфокусированным ультразвуком (HIFU). Саратовский научно-медицинский журнал 2012;8(4):1001–7.Kobelyatskaya A.A., Pudova E.A., Snezhkina A.V. et al. Impact TMPRSS2–ERG molecular subtype on prostate cancer recurrence. Life 2021;11(6):588. DOI: 10.3390/life11060588Kobelyatskaya A., Pudova E., Krasnov G. et al. Differentially methylated CPG sites as potential prognostic markers in prostate cancer. J Integrat Bioinform 2020;17(4):20200031. DOI: 10.1515/jib-2020-0031Kharitonov S., Kudryavtseva A., Nyushko K. et al. Potential prognostic markers for localized prostate cancer. FEBS Open Bio 2018;8(S1):341.Kudryavtseva A.V., Zhikrivetskaya S.O., Nushko K.M. et al. New epigenetic markers of prostate cancer progression and aggressiveness. Mir sovremennoy nauki = World of Modern Science 2017;3(43):94–100. (In Russ.).Кудрявцева А.В., Жикривецкая С.О., Нюшко К.М. и др. Новые эпигенетические маркеры прогрессии и агрессивности рака предстательной железы. Мир современной науки 2017;3(43):94–100.Lv C., Zhang Z., Zhao T. et al. The anti-tumour effect of Mel and its role in autophagy in human hepatocellular carcinoma cells. Am J Transl Res 2019;11(2):931–41.Mizushima N., Komatsu M. Autophagy: renovation of cells and tissues. Cell 2011;147(4):728–41. DOI: 10.1016/j.cell.2011.10.026Levine B., Klionsky D.J. Development by self-digestion: molecular mechanisms and biological functions of autophagy. Dev Cell 2004;6(4):463–77. DOI: 10.1016/s1534-5807(04)00099-1Schläfli A.M., Berezowska S., Adams O. et al. Reliable LC3 and p62 autophagy marker detection in formalin fixed paraffin embedded human tissue by immunohistochemistry. Eur J Histochem 2015;59(2):2481. DOI: 10.4081/ejh.2015.2481Yang Z., Klionsky D.J. Eaten alive: a history of macroautophagy. Nat Cell Biol 2010;12(9):814–22. DOI: 10.1038/ncb0910-814Miracco C., Cevenini G., Franchi A. et al. Beclin 1 and LC3 autophagic gene expression in cutaneous melanocytic lesions. Hum Pathol 2010;41(4):503–12. DOI: 10.1016/j.humpath.2009.09.004White E., Mehnert J.M., Chan C.S. Autophagy, metabolism, and cancer. Cancer Res 2015;21(22):5037–46. DOI: 10.1158/1078-0432Niklaus M., Adams O., Berezowska S. et al. Tschan and Rupert Langer Expression analysis of LC3B and p62 indicates intact activated autophagy is associated with an unfavorable prognosis in colon cancer. Oncotarget 2017;8(33):54604–15. DOI: 10.18632/oncotarget.17554Zhang S., Li J., Zhou G. et al. Aurora-A regulates autophagy through the Akt pathway in human prostate cancer. Cancer Biomark 2017;19(1):27–34. DOI: 10.3233/CBM-160238Hashimoto D., Bläuer M., Hirota M. et al. Autophagy is needed for the growth of pancreatic adenocarcinoma and has a cytoprotective effect against anticancer drugs. Eur J Cancer 2014;50(7):1382–90. DOI: 10.1016/j.ejca.2014.01.011Ziparo E., Petrungaro S., Marini E.S. et al. Autophagy in prostate cancer and androgen suppression therapy. Int J Mol Sci 2013;14(6):12090–106. DOI: 10.3390/ijms140612090Farrow J.M., Yang J.C., Evans C.P. Autophagy as a modulator and target in prostate cancer. Nat Rev Urol 2014;11(9):508–16. DOI: 10.1038/nrurol.2014.196Koukourakis M.I., Kalamida D., Mitrakas A. et al. Intensified autophagy compromises the efficacy of radiotherapy against prostate cancer. Biochem Biophys Res Commun 2015;461(2):268–74. DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.04.014Popkov V.M., Chesnokova N.P., Barsukov V.Yu. et al. Carcinogenesis, cytokines and immunity: pathogenetic relationship in the dynamics of neoplasia development. Saratov, 2014. 328 p. (In Russ.).Попков В.М., Чеснокова Н.П., Барсуков В.Ю. и др. Канцерогенез, цитокины и иммунитет: патогенетическая взаимосвязь в динамике развития неоплазий. Саратов, 2014. 328 с.