РІВЕНЬ ЦИНКУ, АКТИВНІСТЬ ЛАКТАТДЕГІДРОГЕНАЗИ ТА ЗВ’ЯЗУВАННЯ ІНСУЛІНУ ТКАНИНАМИ ХВОРИХ НА ПЛОСКОКЛІТИННИЙ РАК ГОРТАНІ
DOI:
https://doi.org/10.37219/z790ah21Ключові слова:
плоскоклітинний рак гортані, цинк, лактатдегідрогненаза, інсулінАнотація
Актуальність: Плоскоклітинний рак гортані (ПКРГ) та гіпофарингеальної області є складною діагностичною та терапевтичною проблемою. Рання діагностика ПКРГ та виявлення механізмів його розвитку є важливими факторами для успішного лікування захворювання. Нещодавня COVID-19 (SARS-CoV-2) пандемія призвела до глобальної кризи охорони здоров’я та має довгострокові наслідки. Потенційно вразливими категоріями громадян були пацієнти з різними захворюваннями, в тому числі онкологічними.
Мета: Визначити зміни маркерів розвитку ПКРГ: активність лактатдегідрогенази, кількість інсулінових рецепторів та зміни рівнів цинку залежно від перенесеної COVID-19 інфекції та морфологічних підтипів ПКРГ.
Матеріали та методи: Досліджено зразки тканини гортані 52 пацієнтів з діагнозом плоскоклітинний рак гортані. Тканини відібрано відразу після хірургічної резекції пухлини. Готували гістологічні зрізи (товщиною 10 мкм) на мікротомі-кріостаті та фарбували N-(6-метокси-8-хінолініл)-4-метиленбензолсульфонамідом для визначення рівнів цинку, FITC-інсулін для оцінки зв’язування інсуліну та проводили каталітичну ідентифікацію лактатдегідрогеназної (ЛДГ) активності у середовищі лактату, НАД+ та нітротетразолію синього для контрастування ензиматичної реакції. Контролем слугували 25 зразків гортані пацієнтів, прооперованих прооперованих з приводу інших захворювань.
Результати та обговорення: Узагальнені дані рівнів цинку у злоякісному епітелії ПКРГ та стромі пухлини не відрізняються від незлоякісного епітелію гортані та здорової сполучної тканини. Виявлено збільшення вмісту цинку та активності ЛДГ у пухлинах незроговілого ПКРГ відносно незлоякісного епітелію гортані та сполучної тканини під ним. Виявлено збільшення активності ЛДГ у стромі пухлини ПКРГ відносно здорової сполучної тканини. Виявлено зниження відношення активності ЛДГ злоякісний епітелій/строма у пацієнтів зі зроговілим та незроговілим ПКРГ. Зв’язування інсуліну тканинами злоякісного епітелію ПКРГ не відрізнялося від показників незлоякісного епітелію. Статистично достовірної різниці у зв’язуванні інсуліну тканинами строми пухлин та здоровою сполучною тканиною не виявлено. Сполучна тканина, яка оточує пухлину, мала велику кількість клітин із значною присутністю рецепторів зв’язування інсуліну. Вплив перенесеного COVID-19 та вакцинації на рівень цинку, активність ЛДГ та кількість інсулінових рецепторів у пухлинах ПКРГ не виявлено.
Висновки: Показники вмісту цинку у злоякісному епітелії ПКРГ статистично не відрізняються від незлоякісного епітелію, але у сполучній тканині незроговілого ПКРГ мають тенденцію до зниження. У стромі ПКРГ активність ЛДГ значно вища порівняно з здоровою сполучною тканиною. Рівень зв’язування інсуліну незлоякісним та злоякісним епітелієм не відрізняється, а отже метаболічні шляхи, пов’язані з цим лігандом, працюють на однаковому рівні. У стромі та в тканинах навколо пухлини виявлено поодинокі або скупчення клітин, які мають значну присутність на своїй поверхні інсулін-зв’язуючих рецепторів. Захворювання та вакцинація COVID-19 не впливали на показники рівнів цинку, активності ЛДГ та зв’язування інсуліну тканинами ПКРГ.
Посилання
1. Dirix P, Abbeel S, Vanstraelen B, Hermans R, Nuyts S. Dysphagia after chemoradiotherapy for head-and-neck squamous cell carcinoma: dose-effect relationships for the swallowing structures. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2009;75(2):385-392. doi: 10.1016/j.ijrobp.2008.11.041.
2. Perisanidis C, Kornek G, Pöschl PW, Holzinger D, Pirklbauer K, Schopper C, Ewers R. High neutrophil-to-lymphocyte ratio is an independent marker of poor disease-specific survival in patients with oral cancer. Med Oncol. 2013;30(1):334. doi: 10.1007/s12032-012-0334-5.
3. Marioni G, Ottaviano G, Lovato A, Franz L, Bandolin L, Contro G, Giacomelli L, Alessandrini L, Stramare R, de Filippis C, Blandamura S. Expression of maspin tumor suppressor and mTOR in laryngeal carcinoma. Am J Otolaryngol. 2020;41(1):102322. doi: 10.1016/j.amjoto.2019.102322.
4. Scholkmann F, May CA. COVID-19, post-acute COVID-19 syndrome (PACS, "long COVID") and post-COVID-19 vaccination syndrome (PCVS, "post-COVIDvac-syndrome"): Similarities and differences. Pathol Res Pract. 2023;246:154497. doi: 10.1016/j.prp.2023.154497.
5. Blanco-Melo D, Nilsson-Payant BE, Liu WC, Uhl S, Hoagland D, Møller R, Jordan TX, Oishi K, Panis M, Sachs D, Wang TT, Schwartz RE, Lim JK, Albrecht RA, tenOever BR. Imbalanced Host Response to SARS-CoV-2 Drives Development of COVID-19. Cell. 2020;181(5):1036-1045.e9. doi: 10.1016/j.cell.2020.04.026.
6. Phetsouphanh C, Jacka B, Ballouz S, et al. Improvement of immune dysregulation in individuals with long COVID at 24-months following SARS-CoV-2 infection. Nat Commun. 2024;15(1):3315. Published 2024 Apr 17. doi: 10.1038/s41467-024-47720-8.
7. Tyagi S, Tyagi N, Singh A, Gautam A, Singh A, Jindal S, Singh RP, Chaturvedi R, Kushwaha HR. Linking COVID-19 and cancer: Underlying mechanism. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2025;1871(1):167563. doi: 10.1016/j.bbadis.2024.167563.
8. Meyer F, Samson E, Douville P, Duchesne T, Liu G, Bairati I. Serum prognostic markers in head and neck cancer. Clin Cancer Res. 2010;16(3):1008-1015. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-09-2014.
9. Mountzios G, Kostopoulos I, Kotoula V, Sfakianaki I, Fountzilas E, Markou K, Karasmanis I, Leva S, Angouridakis N, Vlachtsis K, Nikolaou A, Konstantinidis I, Fountzilas G. Insulin-like growth factor 1 receptor (IGF1R) expression and survival in operable squamous-cell laryngeal cancer. PLoS One. 2013;8(1):e54048. doi: 10.1371/journal.pone.0054048.
10. Khalil A, Jameson MJ. Downregulation of IGF1R Expression Inhibits Growth and Enhances Cisplatin Sensitivity of Head and Neck Squamous Cell Carcinoma Cells In Vitro. Horm Cancer. 2019;10(1):11-23. doi: 10.1007/s12672-018-0352-7.
11. Vigneri R, Goldfine ID, Frittitta L. Insulin, insulin receptors, and cancer. J Endocrinol Invest. 2016;39(12):1365-1376. doi: 10.1007/s40618-016-0508-7.
12. Zhou D, Duan Z, Li Z, Ge F, Wei R, Kong L. The significance of glycolysis in tumor progression and its relationship with the tumor microenvironment. Front Pharmacol. 2022;13:1091779. Published 2022 Dec 14. doi: 10.3389/fphar.2022.1091779.
13. Abedi N, Maleki L, Tarrahi MJ, Khalesi S. Evaluation of changes in Salivary Lactate Dehydrogenase Level for detection of Head and Neck Squamous Cell Carcinoma: A Systematic Review and Meta-Analysis Study. Int J Prev Med. 2023;14:50. Published 2023 Apr 26. doi: 10.4103/ijpvm.ijpvm_452_21.
14. Chen B, Yu P, Chan WN, Xie F, Zhang Y, Liang L, Leung KT, Lo KW, Yu J, Tse GMK, Kang W, To KF. Cellular zinc metabolism and zinc signaling: from biological functions to diseases and therapeutic targets. Signal Transduct Target Ther. 2024;9(1):6. Published 2024 Jan 3. doi: 10.1038/s41392-023-01679-y.
15. Lubiński J, Jaworowska E, Derkacz R, Marciniak W, Białkowska K, Baszuk P, Scott RJ, Lubiński JA. Survival of Laryngeal Cancer Patients Depending on Zinc Serum Level and Oxidative Stress Genotypes. Biomolecules. 2021;11(6):865. Published 2021 Jun 10. doi:10.3390/biom11060865
16. Büntzel J, Bruns F, Glatzel M, Garayev A, Mücke R, Kisters K, Schäfer U, Schönekaes K, Micke O. Zinc concentrations in serum during head and neck cancer progression. Anticancer Res. 2007;27(4A):1941-1943.
17. Jelinek D, Flores A, Uebelhoer M, Pasque V, Plath K, Iruela-Arispe ML, Christofk HR, Lowry WE, Coller HA. Mapping Metabolism: Monitoring Lactate Dehydrogenase Activity Directly in Tissue. J Vis Exp. 2018;(136):57760. Published 2018 Jun 21. doi: 10.3791/57760.
18. Hashemian M, Poustchi H, Abnet CC, Boffetta P, Dawsey SM, Brennan PJ, Pharoah P, Etemadi A, Kamangar F, Sharafkhah M, Hekmatdoost A, Malekzadeh R. Dietary intake of minerals and risk of esophageal squamous cell carcinoma: results from the Golestan Cohort Study. Am J Clin Nutr. 2015;102(1):102-108. doi: 10.3945/ajcn.115.107847.
19. Dobrowolski R, Klatka J, Brodnjak-Voncina D, Trojanowska A, Myśliwiec D, Ostrowski J, Remer M. Chemometric methods for studying the relationships between trace elements in laryngeal cancer and healthy tissues. Biol Trace Elem Res. 2014;159(1-3):107-114. doi: 10.1007/s12011-014-0013-9.
20. Yao G, Wang Z, Xie R, Zhanghuang C, Yan B. Trace element zinc metabolism and its relation to tumors. Front Endocrinol (Lausanne). 2024;15:1457943. doi: 10.3389/fendo.2024.1457943.
21. Chernock RD. Morphologic features of conventional squamous cell carcinoma of the oropharynx: 'keratinizing' and 'nonkeratinizing' histologic types as the basis for a consistent classification system. Head Neck Pathol. 2012;6 Suppl 1(Suppl 1):S41-S47. doi: 10.1007/s12105-012-0373-4.
22. Xu X, Pan X, Fan Z, Xia J, Ren X. Lactate dehydrogenase B as a metabolism-related marker for immunotherapy in head and neck squamous cell carcinoma. Cell Signal. 2024;120:111200. doi: 10.1016/j.cellsig.2024.111200.
23. Bagué S, León X, Terra X, Lejeune M, Camacho M, Avilés-Jurado FX. Prognostic capacity of the transcriptional expression of lactate dehydrogenase A in patients with head and neck squamous cell carcinoma. Head Neck. 2022;44(11):2505-2512. doi: 10.1002/hed.27161.
24. López-Pintor RM, González-Serrano J, Vallina C, Ivaylova Serkedzhieva K, Virto L, Nuevo P, Caponio VCA, Iniesta M, Rodríguez Santamarta T, Lequerica Fernández P, Iglesias Velázquez Ó, Hernández G, de Vicente JC. Factors influencing salivary lactate dehydrogenase levels in oral squamous cell carcinoma and oral potentially malignant disorders. Front Oral Health. 2025;5:1525936. Published 2025 Jan 7. doi: 10.3389/froh.2024.1525936.
25. Petersen MC, Shulman GI. Mechanisms of Insulin Action and Insulin Resistance. Physiol Rev. 2018;98(4):2133-2223. doi: 10.1152/physrev.00063.2017.
26. Kiernan K, Alwarawrah Y, Nichols AG, Danzaki K, MacIver NJ. Insulin and IGF-1 have both overlapping and distinct effects on CD4+ T cell mitochondria, metabolism, and function. Sci Rep. 2024;14(1):4331. doi: 10.1038/s41598-024-54836-w.
27. Fanti M, Longo VD. Nutrition, GH/IGF-1 signaling, and cancer. Endocr Relat Cancer. 2024;31(11):e230048. Published 2024 Oct 7. doi: 10.1530/ERC-23-0048.
28. Le TKC, Dao XD, Nguyen DV, Luu DH, Bui TMH, Le TH, Nguyen HT, Le TN, Hosaka T, Nguyen TTT. Insulin signaling and its application. Front Endocrinol (Lausanne). 2023;14:1226655. Published 2023 Aug 17. doi: 10.3389/fendo.2023.1226655.
