The Role of Molecular Genetic Studies in Current Oncology

Cover Page


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Genetic information, both inherited and tumor-specific, is becoming an increasingly important factor in the implementation of therapeutic strategies in oncology, providing an individual approach to each patient. Every year, an increasing number of achievements in medical genetics are introduced into oncological practice in the form of laboratory tests, diagnostic panels and practical recommendations. The article provides a brief overview of the results of genetic studies performed at the Federal National Medical Research Centre for Oncology of the Ministry of Health of the Russian Federation from the beginning of their implementation in 2013 to the present day. We have demonstrated not only testing data within the framework of clinical recommendations, but also an analysis of the search for new genetic, epigenetic and proteomic markers, which seem promising for the development of new target drugs, diagnostic and prognostic test systems. We believe that the model of interaction between a researcher and an oncologist used in our center allows us to shorten the path from a scientific hypothesis to the creation and implementation of innovative technologies.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Oleg I. Kit

National Medical Research Centre for Oncology

Email: onko-secretar@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3061-6108
SPIN-code: 1728-0329
Scopus Author ID: 55994103100
ResearcherId: U-2241-2017

MD, PhD, Professor, Corresponding Member of the RAS

Russian Federation, Rostov-on-Don

Alexey Yu. Maksimov

National Medical Research Centre for Oncology

Email: onko-secretar@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1397-837X
SPIN-code: 7322-5589

MD, PhD, Professor

Russian Federation, Rostov-on-Don

Elena A. Jenkova

National Medical Research Centre for Oncology

Author for correspondence.
Email: rnioi@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-3561-098X
SPIN-code: 6206-6222

PhD in Biology, Professor

Russian Federation, Rostov-on-Don

Natalya N. Timoshkina

National Medical Research Centre for Oncology

Email: n_timoshkina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6358-7361
SPIN-code: 9483-4330
Scopus Author ID: 24077206000
ResearcherId: D-3876-2018

PhD in Biology

Russian Federation, Rostov-on-Don

References

  1. Macconaill LE, Garraway LA. Clinical implications of the cancer genome. J Clin Oncol. 2010;28(35):5219–5228. doi: https://doi.org/10.1200/JCO.2009.27.4944
  2. Konstantinopoulos PA, Norquist B, Lacchetti C, et al. Germline and Somatic Tumor Testing in Epithelial Ovarian Cancer: ASCO Guideline. J Clin Oncol. 2020;38(11):1222–1245. doi: https://doi.org/10.1200/JCO.19.02960
  3. Гвалдин Д.Ю., Омельчук Е.П., Тимошкина Н.Н., и др. Современные представления о молекулярных механизмах в онкогенезе гастроинтестинальных стромальных опухолей // Вопросы онкологии. — 2020. — Т. 66. — № 1. — С. 13–22. [Gvaldin DYu, Omel’chuk EP, Timoshkina NN, et al. Sovremennye predstavleniya o molekulyarnyh mekhanizmah v onkogeneze gastrointestinal’nyh stromal’nyh opuholej. Voprosy onkologii. 2020;66(1):13–22. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.37469/0507-3758-2020-66-1-13-22
  4. Кит О.И., Геворкян Ю.А., Солдаткина Н.В., и др. Современные прогностические факторы при колоректальном раке // Колопроктология. — 2021. — Т. 20. — № 2 (76). — С. 42–49. [Kit OI, Gevorkyan YuA, Soldatkina NV, i dr. Sovremennye prognosticheskie faktory pri kolorektal’nom rake. Koloproktologiya. 2021;20(76):42–49. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.33878/2073-7556-2021-20-2-42-49
  5. Лобанова Н.В., Шишкина Л.В., Рыжова М.В., и др. Клинические, иммуногистохимические и молекулярно-генетические факторы прогноза у больных c глиобластомой // Архив патологии. — 2016. — Т. 78. — № 4. — С. 10–19. [Lobanova NV, Shishkina LV, Ryzhova MV, i dr. Klinicheskie, immunogistohimicheskie i molekulyarno-geneticheskie faktory prognoza u bol’nyh c glioblastomoj. Arhiv patologii. 2016;78(4):10–19. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.17116/patol201678410-19
  6. Tung N, Desai N. Germline Genetic Testing for Women with Breast Cancer: Shifting the Paradigm from Whom to Test to Whom NOT to Test. J Clin Oncol. 2021;39(31):3415–3418. doi: https://doi.org/10.1200/JCO.21.01761
  7. Петрусенко Н.А., Вереникина Е.В., Якубова Д.Ю., и др. Мутации в генах BRCA1/2 у пациенток юга России со злокачественными новообразованиями яичников // Якутский медицинский журнал. — 2020. — Т. 4. — № 72. — С. 87–89. [Petrusenko NA, Verenikina EV, Yakubova DYu, i dr. Mutacii v genah BRCA1/2 u pacientok yuga Rossii so zlokachestvennymi novoobrazovaniyami yaichnikov. Yakutskij medicinskij zhurnal. 2020;4(72):87–89. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.25789/YMJ.2020.72.21
  8. Тимошкина Н.Н., Богомолова О.А., Жужеленко И.А., и др. Исследование полиморфизмов генов UGT1A1 и DPYD у пациентов с колоректальным раком // Сибирский онкологический журнал. — 2018. — Т. 17. — № 6. — С. 49–56. [Timoshkina NN, Bogomolova OA, Zhuzhelenko IA, i dr. Issledovanie polimorfizmov genov UGT1A1 i DPYD u pacientov s kolorektal’nym rakom. Sibirskij onkologicheskij zhurnal. 2018;17(6):49–56. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.21294/1814-4861-2018-17-6-49-56
  9. Kit OI, Vodolazhsky DI, Timoshkina NN, et al. EGFR mutations and tumor metastases in patients with non-small cell lung caccer in the South of Russia. J of BUON. 2017;22(6):1410–1415.
  10. Кутилин Д.С., Айрапетова Т.Г., Анистратов П.А., и др. Изменение копийности генов в опухолевых клетках и внеклеточной ДНК у больных аденокарциномой легкого // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 2019. — Т. 167. — № 6. — С. 731‒738. [Kutilin DS, Ajrapetova TG, Anistratov PA, i dr. Izmenenie kopijnosti genov v opuholevyh kletkah i vnekletochnoj DNK u bol’nyh adenokarcinomoj legkogo. Byulleten’ eksperimental’noj biologii i mediciny. 2019;167(6):731‒738. (In Russ.)]
  11. Кит О.И., Кутилин Д.С., Лазутин Ю.Н., и др. Малоинвазивный способ диагностики рака легкого на основании изменения копийности локуса мтДНК HV2. Патент № 2018107176. Дата гос. регистрации 26.02.2018. [Kit OI, Kutilin DS, Lazutin YuN, i dr. Maloinvazivnyj sposob diagnostiki raka legkogo na osnovanii izmeneniya kopijnosti lokusa mtDNK HV2. Patent № 2018107176. Data gos. registracii 26.02.2018. (In Russ.)]
  12. Kit OI, Trifanov VS, Petrusenko NA, et al. Identification of new candidate gene sand signaling pathways associated with the development of neuroendocrine pancreatic tumours based on next generation sequencing data. Mol Biol Rep. 2020;47(6):4233–4243. doi: https://doi.org/10.1007/s11033-020-05534-z
  13. Трифанов В.С., Кит О.И., Колесников Е.Н., и др. Гетерогенность метастатической нейроэндокринной опухоли желудка // Якутский медицинский журнал. — 2019. — № 4 (68). — С. 124–125. [Trifanov VS, Kit OI, Kolesnikov EN, i dr. Geterogennost’ metastaticheskoj nejroendokrinnoj opuholi zheludka. Yakutskij medicinskij zhurnal. 2019;4(68):124–125. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.25789/YMJ.2019.68.35
  14. Нейроэндокринные опухоли. Общие принципы диагностики и лечения: практическое руководство / под ред. В.А. Горбуновой. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2021. — 600 с. [Nejroendokrinnye opuholi. Obshchie principy diagnostiki i lecheniya: prakticheskoe rukovodstvo / pod red. VA Gorbunovoj. M.: GEOTAR-Media; 2021. 600 s. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10/33029/9704-5997-3-NEU-2021-1-600
  15. Трифанов В.С., Колесников Е.Н., Гвалдин Д.Ю., и др. Изучение прогностической роли метилирования генов-онкосупрессоров в спорадических высокодифференцированных нейроэндокринных опухолях поджелудочной железы // Современные проблемы науки и образования. — 2021. — № 3. [Trifanov VS, Kolesnikov EN, Gvaldin DYu, i dr. Izuchenie prognosticheskoj roli metilirovaniya genov-onkosupressorov v sporadicheskih vysokodifferencirovannyh nejroendokrinnyh opuholyah podzheludochnoj zhelezy. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2021;3. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.17513/spno.30892. Available from: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=30892 (accessed: 24.06.2021).
  16. Кит О.И., Гвалдин Д.Ю., Трифанов В.С., и др. Молекулярно-генетические особенности нейроэндокринных опухолей поджелудочной железы // Генетика. — 2020. — Т. 56. — № 2. — С. 142–160. [Kit OI, Gvaldin DYu, Trifanov VS, i dr. Molekulyarno-geneticheskie osobennosti nejroendokrinnyh opuholej podzheludochnoj zhelezy. Russian Journal of Genetics. 2020;56(2):142–160. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.31857/S001667582002006X
  17. Водолажский Д.И., Кутилин Д.С., Могушкова Х.А., и др. Особенности транскрипционной активности раково-тестикулярных антигенов у больных метастатическим и неметастатическим раком молочной железы // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 2018. — Т. 165. — № 3. — С. 360–364. [Vodolazhskij DI, Kutilin DS, Mogushkova HA, i dr. Osobennosti transkripcionnoj aktivnosti rakovo-testikulyarnyh antigenov u bol’nyh metastaticheskim i nemetastaticheskim rakom molochnoj zhelezy. Byulleten’ eksperimental’noj biologii i mediciny. 2018;165(3):360–364. (In Russ.)]
  18. Водолажский Д.И., Кит О.И., Могушкова Х.А., и др. Раковые тестикулярные антигены в иммунотерапии злокачественных опухолей // Сибирский онкологический журнал. — 2017. — Т. 16. — № 2. — С. 71–81. [Vodolazhskij DI, Kit OI, Mogushkova HA, i dr. Rakovye testikulyarnye antigeny v immunoterapii zlokachestvennyh opuholej. Sibirskij onkologicheskij zhurnal. 2017;16(2):71–81. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.21294/1814-4861-2017-16-2-71-81
  19. Вереникина Е.В., Гвалдин Д.Ю., Петрусенко Н.А., и др. Новая микро-РНК-сигнатура в прогнозировании общей выживаемости и риска рецидивов у больных серозным раком яичников // Современные проблемы науки и образования. — 2021. — № 3. — С. 137. [Verenikina EV, Gvaldin DYu, Petrusenko NA, i dr. Novaya mikroRNK-signatura v prognozirovanii obshchej vyzhivaemosti i riska recidivov u bol’nyh seroznym rakom yaichnikov. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2021;3:137. (In Russ.)]
  20. Iyengar M, O’Hayer P, Cole A, et al. CDK4/6 inhibition as maintenance and combination therapy for high grade serous ovarian cancer. Oncotarget. 2018;9(21):15658–15672. doi: https://doi.org/10.18632/oncotarget.24585
  21. Rambau PF, Vierkant RA, Intermaggio MP, et al. Association of p16 expression with prognosis varies across ovarian carcinoma histotypes: an Ovarian Tumor Tissue Analysis consortium study. J Pathol Clin Res. 2018;4(4):250–261. doi: https://doi.org/10.1002/cjp2.109
  22. Chen SN, Chang R, Lin LT, et al. MicroRNA in Ovarian Cancer: Biology, Pathogenesis, and Therapeutic Opportunities. Int J Environ Res Public Health. 2019;16(9):1510. doi: https://doi.org/10.3390/ijerph16091510
  23. Zhang H, Zuo Z, Lu X, et al. MiR-25 regulates apoptosis by targeting Bim in human ovarian cancer. Oncol Rep. 2012;27(2):594–598. doi: https://doi.org/10.3892/or.2011.1530
  24. Kuang Y, Cai J, Li D, et al. Repression of Dicer is associated with invasive phenotype and chemoresistance in ovarian cancer. Oncol Lett. 2013;5(4):1149–1154. doi: https://doi.org/ 10.3892/ol.2013.1158
  25. Rupaimoole R, Ivan C, Yang D, et al. Hypoxia-upregulated microRNA-630 targets Dicer, leading to increased tumor progression. Oncogene. 2016;35(33):4312–4320. doi: https://doi.org/10.1038/onc.2015.492
  26. Жукова Г.В., Вереникина Е.В., Протасова Т.П., и др. Экспериментальные модели в изучении патогенеза и разработке методов лечения рака яичников (систематический обзор) // Вопросы онкологии. — 2021. — Т. 67. — № 4. — С. 463–473. [Zhukova GV, Verenikina EV, Protasova TP, i dr. Eksperimental’nye modeli v izuchenii patogeneza i razrabotke metodov lecheniya raka yaichnikov (sistematicheskij obzor). Voprosy onkologii. 2021;67(4):463–473. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.37469/0507-3758-2021-67-4-463-473
  27. Gvaldin DY, Pushkin AA, Timoshkina NN, et al. Integrative analysis of mRNA and miRNA sequencing data for gliomas of various grades. Egyptian Journal of Medical Human Genetics. 2020;21:73. doi: https://doi.org/10.1186/s43042-020-00119-8
  28. Кит О.И., Тимошкина Н.Н., Пушкин А.А., и др. Способ дифференциальной диагностики глиом на основании анализа экспрессии генов и микро-РНК. Патент на изобретение RU 2709651 C1, 19.12.2019. [Kit OI, Timoshkina NN, Pushkin AA, i dr. Sposob differencial’noj diagnostiki gliom na osnovanii analiza ekspressii genov i mikro-RNK. Patent na izobretenie RU 2709651 C1, 19.12.2019. (In Russ.)]
  29. Ogunwobi OO, Mahmood F, Akingboye A. Biomarkers in Colorectal Cancer: Current Research and Future Prospects. Int J Mol Sci. 2020;21(15):5311. doi: https://doi.org/10.3390/ijms21155311
  30. Kit OI, Vodolazhsky DI, Kutillin DS, et al. A proteomics analysis reveals 9Up-regulated proteins associated with altered cell signaling in colon cancer patients. Protein J. 2017;36(6):513–522. doi: https://doi.org/10.1007/s10930-017-9746-6
  31. Кит О.И., Солдатова К.И., Кутилин Д.С., и др. Раково-тестикулярные антигены в диагностике опухолей толстой кишки // Современные проблемы науки и образования. — 2018. — № 2. [Kit OI, Soldatova KI, Kutilin DS, Vodolazhskij DI. Rakovo-testikulyarnye antigeny v diagnostike opuholej tolstoj kishki. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2018;2. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.17513/spno.27449. Available from: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=27449
  32. Кит О.И., Солдатова К.И., Колесников Е.Н., и др. Способ прогнозирования развития метастазов в печени у больных раком толстой кишки. Патент № 2686687 от 30.04.2019. Бюл. № 13. [Kit OI, Soldatova KI, Kolesnikov EN, Kutilin DS. Sposob prognozirovaniya razvitiya metastazov v pecheni u bol’nyh rakom tolstoj kishki. Patent № 2686687 ot 30.04.2019, Byul. № 13. (In Russ.)]
  33. Kit OI, Vodolazhsky DI, Kolesnikov EN, et al. Epigenetic markers of esophageal cancer: DNA Methylation. Biomed Khim. 2016;62(5):520–526. doi: https://doi.org/10.18097/PBMC20166205520
  34. Кит О.И., Водолажский Д.И., Двадненко К.В, и др. Аберрантное метилирование промоторных участков генов APC, CDH13 и MGMT у больных колоректальным раком // Сибирский онкологический журнал. — 2016. — Т. 15. — № 2. — С. 48–55. [Kit OI, Vodolazhskij DI, Dvadnenko KV, i dr. Aberrantnoe metilirovanie promotornyh uchastkov genov APC, CDH13 i MGMT u bol’nyh kolorektal’nym rakom. Sibirskij onkologicheskij zhurnal. 2016;15(2):48–55. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.21294/1814-4861-2016-15-2-48-55
  35. Тарасов В.А., Матишов Д.Г., Шин Е.Ф., и др. Аберрантная экспрессия микро РНК при развитии злокачественных опухолей толстой кишки // Генетика. — 2014. — Т. 50. — № 10. — С. 1232. [Tarasov VA, Matishov DG, Shin EF, i dr. Coordinated abrrant expression of miRNAs in colon cancer. Russian Journal of Genetics. 2014;50(10):1090–1101. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.7868/S0016675814080104
  36. Новикова И.А., Тимошкина Н.Н., Кутилин Д.С. Дифференциальная экспрессия микро-РНК в опухолевых и нормальных тканях толстой кишки // Якутский медицинский журнал. — 2020. — Т. 4. — № 72. — С. 74–81. [Novikova IA, Timoshkina NN, Kutilin DS. Differencial’naya ekspressiya mikroRNK v opuholevyh i normal’nyh tkanyah tolstoj kishki. Yakutskij medicinskij zhurnal. 2020;4(72):74–81. (In Russ.)]
  37. Reizine N, Vokes EE, Liu P, et al. Implementation of pharmacogenomic testing in oncology care (PhOCus): study protocol of a pragmatic, randomized clinical trial. Ther Adv Med Oncol. 2020;12:1758835920974118. doi: https://doi.org/ 10.1177/1758835920974118
  38. Кит О.И., Гвалдин Д.Ю., Омельчук Е.П., и др. Современные представления о предикторах и биомаркерах ранней диагностики, антрациклин-опосредованной кардиотоксичности (обзор литературы) // Клиническая лабораторная диагностика. — 2020. — Т. 65. — № 3. — С. 141–148. [Kit OI, Gvaldin DYu, Omel'chuk EP, i dr. Sovremennye predstavleniya o prediktorah i biomarkerah rannej diagnostiki, antraciklin-oposredovannoj kardiotoksichnosti (obzor literatury) // Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika. 2020;65(3):141–148. (In Russ.)]
  39. Gvaldin DY, Timoshkina NN, Vladimirova LY, et al. Polymophisms rs4673 and rs28714259 in predicting anthracycline-mediated cardiotoxicity in patients with breast cancer. Klin Onkol. 2021;34(6):1–4. doi: https://doi.org/10.48095/ccko2021463

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Figure 1. Dynamics of the number of molecular genetic studies performed on the basis of the National Medical Research Center of Oncology of the Ministry of Health of Russia in 2013–2021

Download (86KB)
Indexing metadata
2. Figure 2. Genes involved in the regulation of the SMAD2/3 signaling pathway and chromatin remodeling (A), histone methylation/demethylation, and the mTOR signaling pathway (B)

Download (188KB)
Indexing metadata
3. Figure 3. Participation of DE-miRNA in the regulation of the cell cycle

Download (378KB)
Indexing metadata
4. Figure 4. Participation of DE-miRNA in the regulation of the G1/S transition

Download (509KB)
Indexing metadata
5. Figure 5. The odds ratio of the development of a lethal outcome in patients with ovarian cancer in the presence of independent predictors

Download (113KB)
Indexing metadata
6. Figure 6. Changes in the relative expression of 15 genes in the tumor tissue of gliomasNote. * - statistically significant changes in gene expression of tumor tissue relative to unchanged.

Download (134KB)
Indexing metadata
7. Figure 7. Expression of miRNA in tumor tissues of the colon in patients with colorectal cancer without metastases, with metastases to the lymph nodes and metastases to the liver (validation of NGS results)Note. * — statistically significant (p < 0.0005) difference from normal tissue; ** - statistically significant (p < 0.005) difference from the group without metastases.

Download (174KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 "Paediatrician" Publishers LLC



This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies