Heterogeneity of premetastatic niches gene expression in breast cancer cells

Abstract

Aim. To investigate the expression of the genes TGFB1, TNF, CSF1, CSF2, VEGFA and HIF1A in the patients with invasive breast carcinoma of no special type considering the intratumoral morphological heterogeneity. Methods. The technology of laser capture microdissection PALM was used to isolate five types of morphological tumor structures from three patients with invasive carcinoma of no special type (IC NST), luminal A subtype, T1-2NxMx. The level of expression of the cytokine (TNF), growth factor genes (TGFB1, CSF1, CSF2, VEGFA) and the HIF1A gene was assessed in the samples obtained using real-time PCR, TaqMan-probes and specific oligonucleotides. Results. The study demonstrated the absence of the expression of the growth factor gene CSF2 in tumor cells of IC NST, and the expression of the gene CSF1, independent from the metastasis status and tumor structure type. The prevalence of the expression of the genes VEGFA and TGFB1 was revealed in the alveolar and solid structures along with the rare expression of the gene TNF. Conclusions. The expression of pre-metastatic niche genes in the tumors of patients with IC NST is heterogeneous. The hypoxia-mediated change in the cytokine gene expression may be expected in the alveolar and solid structures, which ultimately results in the formation of microenvironment, facilitating tumor growth and the formation of tumor metastatic potential.

Мета. Вивчення експресії генів TGFB1, TNF, CSF1, CSF2, VEGFA і HIF1A у хворих з інвазивною карциномою молочної залози неспецифічного типу з урахуванням внутрішньопухлинної морфологічної гетерогенності. Методи. Із застосуванням технології лазерної мікродисекції PALM проводилося виділення п’яти типів морфологічних структур пухлини від трьох хворих інвазивною карциномою молочної залози неспецифічного типу (IC NST), люмінальний А підтип, T1-2NxMx. В отриманих зразках методом ПЛР в режимі «реального часу» з використанням TaqMan-зондів і специфічних олігонуклеотидів було проведено оцінку рівня експресії генів цитокінів (TGFB1 і TNF), генів факторів росту (CSF1, CSF2, VEGFA) і гена HIF1A. Результати. Проведене дослідження показало відсутність експресії гена ростового фактора CSF2 в пухлинних клітинах IC NST, а також незалежну від статусу метастазування і типу структури експресію гена CSF1. Було виявлено переважання експресії генів VEGFA і TGFB1 в альвеолярних і солідних структурах, а також рідкісна експресія гена TNF. Висновки. Експресія генів преметастатичних ніш в пухлинах хворих з IC NST гетерогенна. В альвеолярних і солідних структурах можна очікувати опосередковану гіпоксією зміну експресії генів хемоаттрактантів, що, в кінцевому рахунку, веде до формування мікрооточення, що сприяє зростанню пухлини і формуванню метастатичного потенціалу пухлини.

Цель. Изучение экспрессии генов TGFB1, TNF, CSF1, CSF2, VEGFA и HIF1A у больных инвазивной карциномой молочной железы неспецифического типа с учетом внутриопухолевой морфологической гетерогенности. Методы. С применением технологии лазерной микродиссекции PALM проводилось выделение пяти типов морфологических структур опухоли от 3 больных инвазивной карциномой молочной железы неспецифического типа (IC NST), люминальный А подтип, T1-2NxMx. В полученных образцах методом ПЦР в режиме «реального времени» с использованием TaqMan-зондов и специфических олигонуклеотидов была проведена оценка уровня экспрессии генов цитокинов (TNF), генов факторов роста (TGFB1, CSF1, CSF2, VEGFA) и гена HIF1A. Результаты. Проведенное исследование показало отсутствие экспрессии гена ростового фактора CSF2 в опухолевых клетках IC NST, а также независимую от статуса метастазирования и типа структуры экспрессию гена CSF1. Было выявлено преобладание экспрессии генов VEGFA и TGFB1 в альвеолярных и солидных структурах, а также редкая экспрессия гена TNF. Выводы. Экспрессия генов преметастатических ниш в опухоли у больных IC NST гетерогенна. В альвеолярных и солидных структурах можно ожидать опосредованное гипоксией изменение экспрессии генов цитокинов, в конечном счете, ведущее к формированию микроокружения, способствующего росту опухоли и формированию метастатического потенциала опухоли.