Almanac of Clinical MedicineAlmanac of Clinical MedicineАльманах клинической медицины2072-05052587-9294Moscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI)161210.18786/2072-0505-2022-50-001ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleClinical features of the microRNA genes methylation in borderline ovarian tumors and depending on the histological structure in ovarian malignanciesКлинические особенности метилирования генов микроРНК в пограничных опухолях яичников и в зависимости от гистологического строения злокачественных опухолей яичниковhttps://orcid.org/0000-0001-6246-2444LukinaSvetlana S.ЛукинаСветлана Сергеевна
Russian Federation

Research Fellow, Laboratory of Pathogenomics and Transcriptomics

науч. сотр. лаборатории патогеномики и транскриптомики

sveta_sergeevna349@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9398-8075BurdennyyAlexey M.БурденныйАлексей Михайлович
Russian Federation

PhD (in Biol.), Leading Research Fellow, Laboratory of Pathogenomics and Transcriptomics

канд. биол. наук, вед. науч. сотр. лаборатории патогеномики и транскриптомики

burdennyy@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7172-0433FilippovaElena A.ФилипповаЕлена Александровна
Russian Federation

MD, PhD, Research Fellow, Laboratory of Pathogenomics and Transcriptomics

канд. мед. наук, науч. сотр. лаборатории патогеномики и транскриптомики

p.lenyxa@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0423-7801ProninaIrina V.ПронинаИрина Валерьевна
Russian Federation

PhD (in Biol.), Senior Research Fellow, Laboratory of Pathogenomics and Transcriptomics

канд. биол. наук, ст. науч. сотр. лаборатории патогеномики и транскриптомики

zolly_sten@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5856-0017KazubskayaTatiana P.КазубскаяТатьяна Павловна
Russian Federation

MD, PhD, Oncogeneticist, Senior Research Fellow, Laboratory of Clinical Oncogenetics

д-р мед. наук, врач-онкогенетик высшей категории, ст. науч. сотр. лаборатории клинической онкогенетики

oncogen5@ronc.ruKushlinskyDmitry N.КушлинскийДмитрий Николаевич
Russian Federation

Oncologist, Laboratory of Clinical Biochemistry and Laboratorial Diagnostics

врач-онколог, лаборатория клинической биохимии и лабораторной диагностики

biochimia@yandex.ruUtkinDmitriy O.УткинДмитрий Олегович
Russian Federation

Surgeon, Department of Gynaecological Oncology

врач-хирург первой квалификационной категории, отделение онкогинекологии

burdennyy@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-5188-4094BragaEleonora A.БрагаЭлеонора Александровна
Russian Federation

Doctor of Biol. Sci., Professor, Chief Research Fellow, Head of Laboratory of Pathogenomics and Transcriptomics

д-р биол. наук, профессор, гл. науч. сотр., заведующая лабораторией патогеномики и транскриптомики

eleonora10_45@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2668-8096LoginovVitaly I.ЛогиновВиталий Игоревич
Russian Federation

PhD (in Biol.), Leading Research Fellow, Laboratory of Pathogenomics and Transcriptomics

канд. биол. наук, вед. науч. сотр. лаборатории патогеномики и транскриптомики

loginov7w@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-3898-4127KushlinskiiNikolay E.КушлинскийНиколай Евгеньевич
Russian Federation

MD, PhD, Professor, Member of Russ. Acad. Sci., Head of Laboratory of Clinical Biochemistry and Laboratorial Diagnostics

д-р мед. наук, профессор, академик РАН, заведующий лабораторией клинической биохимии и лабораторной диагностики

biochimia@yandex.ruInstitute of General Pathology and PathophysiologyФГБНУ «Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии»N.N. Blokhin National Medical Research Center of OncologyФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина» Минздрава РоссииMoscow Municipal Oncological Hospital No. 62ГБУЗ г. Москвы «Московская городская онкологическая больница № 62 ДЗМ»230220222804202250121301312202123022022Copyright ©; 2022, Lukina S.S., Burdennyy A.M., Filippova E.A., Pronina I.V., Kazubskaya T.P., Kushlinsky D.N., Utkin D.O., Braga E.A., Loginov V.I., Kushlinskii N.E.Copyright ©; 2022, Лукина С.С., Бурденный А.М., Филиппова Е.А., Пронина И.В., Казубская Т.П., Кушлинский Д.Н., Уткин Д.О., Брага Э.А., Логинов В.И., Кушлинский Н.Е.2022Lukina S.S., Burdennyy A.M., Filippova E.A., Pronina I.V., Kazubskaya T.P., Kushlinsky D.N., Utkin D.O., Braga E.A., Loginov V.I., Kushlinskii N.E.Лукина С.С., Бурденный А.М., Филиппова Е.А., Пронина И.В., Казубская Т.П., Кушлинский Д.Н., Уткин Д.О., Брага Э.А., Логинов В.И., Кушлинский Н.Е.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://almclinmed.ru/jour/article/view/1612

Background: Borderline ovarian tumors (BOT) belong to the intermediate type between benign and malignant ovarian neoplasms. Serous borderline tumors share common molecular and genetic characteristics with serous carcinomas. An increase in the methylation level of microRNA (miRNA) genes group has been previously shown during the development and progression of ovarian cancer. However, the study results are contradictory, and their number is not sufficient for a consensus. Current study is the first to search for aberrant methylated genes of the BOT-specific microRNA and for some histological subtypes of ovarian cancer.

Materials and methods: The study was based on a set of 99 paired (tumor/healthy) ovarian tumor samples. Methylation analysis was carried out with quantitative methyl-specific polymerase chain reaction (PCR). Screening for BOT biomarkers was performed in 21 genes of miRNA.

Results: We have found that some miRNA genes (MIR124-1, MIR125B-1, MIR129-2, MIR132, MIR148A, MIR193A, MIR203A, MIR107, MIR1258, MIR339) were characterized by a high methylation level in the patients with BOT, compared to that in the tissues of healthy women. At the same time, the methylation level in the patients with malignant ovarian tumors (MOT) either differed slightly or was even lower. For the MIR129-2, MIR132, MIR148A, MIR203, MIR107 and MIR1258 genes, a higher level of methylation was detected in the BOT patients, compared to the MOT patients. The methylation level of the MIR148A gene in the BOT patients was 4-fold higher than that in the MOT (31.3% vs 7.9%, p = 0.047, multiple two-sided Kruskal-Wallis test). The methylation levels of the miRNA genes MIR148A and MIR191 were significantly reduced in serous cystadenocarcinoma and increased in serous and endometrioid adenocarcinomas.

Conclusion: Methylation of the miRNA MIR148A and MIR191 genes is significantly associated with various histological variants of ovarian cancer. We have shown an increased methylation level of a number of miRNA genes in BOT, compared to MOT. In general, epigenetic factors play a role in the clinical differences between histological forms of ovarian cancer and borderline tumors.

Обоснование. Пограничные опухоли яичников (ПОЯ) представляют собой промежуточный тип между доброкачественными и злокачественными новообразованиями яичников. Серозные пограничные опухоли имеют общие молекулярные и генетические особенности с серозными карциномами. Ранее было показано повышение уровня метилирования группы генов микроРНК (миРНК) при развитии и прогрессии рака яичников. Однако результаты исследований противоречивы, а их количество недостаточно для формирования единого мнения. В данной работе впервые проведен поиск аберрантно метилированных генов миРНК, специфичных для ПОЯ и некоторых гистологических подтипов рака яичников.

Материал и методы. В исследовании использовали выборку из 99 парных (опухоль/норма) образцов опухолей яичников. Анализ метилирования проводился с применением метода количественной метилспецифичной полимеразной цепной реакции. Скрининг биомаркеров ПОЯ выполнен среди 21 гена миРНК.

Результаты. Мы обнаружили, что некоторые гены миРНК (MIR124-1, MIR125B-1, MIR129-2, MIR132, MIR148A, MIR193A, MIR203A, MIR107, MIR1258, MIR339) характеризовались высоким уровнем метилирования в группе больных ПОЯ в сравнении с тканями здоровых женщин. При этом в группе больных злокачественными опухолями яичников (ЗОЯ) уровень их метилирования либо отличался незначительно, либо даже снижался. Для генов MIR129-2, MIR132, MIR148A, MIR203, MIR107 и MIR1258 выявлен более высокий уровень метилирования в образцах больных ПОЯ в сравнении с образцами больных ЗОЯ. Уровень метилирования гена MIR148A в ПОЯ был в 4 раза выше, чем в ЗОЯ (31,3% против 7,9%, р = 0,047, множественный двусторонний тест Краскела – Уоллиса). Уровни метилирования генов миРНК MIR148A и MIR191 статистически значимо снижены в серозной цистаденокарциноме и повышены в серозной и эндометриоидной аденокарциномах.

Заключение. Метилирование генов миРНК MIR148A и MIR191 связано с различными гистологическими вариантами рака яичников. Показан повышенный уровень метилирования ряда генов миРНК в ПОЯ в сравнении с ЗОЯ. В целом отмечено влияние эпигенетических факторов на клинические различия гистологических форм рака яичников и пограничной формы.

borderline ovarian tumorsmalignant ovarian tumorshistological type of ovarian cancermicroRNA gene methylationMIR148A geneпограничные опухоли яичниковзлокачественные опухоли яичниковгистологический тип рака яичниковметилирование генов микроРНКген MIR148AРоссийский научный фонд, грант20-15-00368Российский научный фонд (№ 20-15-00368)Shih IM, Kurman RJ. Ovarian tumorigenesis: a proposed model based on morphological and molecular genetic analysis. Am J Pathol. 2004;164(5):1511–1518. doi: 10.1016/s0002-9440(10)63708-x.Hauptmann S, Friedrich K, Redline R, Avril S. Ovarian borderline tumors in the 2014 WHO classification: evolving concepts and diagnostic criteria. Virchows Arch. 2017;470(2):125–142. doi: 10.1007/s00428-016-2040-8.Acs G. Serous and mucinous borderline (low malignant potential) tumors of the ovary. Pathol Patterns Rev. 2005;123(Suppl 1):S13–S57. doi: 10.1309/J6PXXK1HQJAEBVPM.Sun Y, Xu J, Jia X. The Diagnosis, Treatment, Prognosis and Molecular Pathology of Borderline Ovarian Tumors: Current Status and Perspectives. Cancer Manag Res. 2020;12:3651–3659. doi: 10.2147/CMAR.S250394.Lee H, Park CS, Deftereos G, Morihara J, Stern JE, Hawes SE, Swisher E, Kiviat NB, Feng Q. MicroRNA expression in ovarian carcinoma and its correlation with clinicopathological features. World J Surg Oncol. 2012;10:174. doi: 10.1186/1477-7819-10-174.Ferreira P, Roela RA, Lopez RVM, Del Pilar Estevez-Diz M. The prognostic role of microRNA in epithelial ovarian cancer: a systematic review of literature with an overall survival meta-analysis. Oncotarget. 2020;11(12):1085–1095. doi: 10.18632/oncotarget.27246.Prahm KP, Høgdall CK, Karlsen MA, Christensen IJ, Novotny GW, Høgdall E. MicroRNA characteristics in epithelial ovarian cancer. PLoS One. 2021;16(6):e0252401. doi: 10.1371/journal.pone.0252401.Chen S, Chen X, Xiu YL, Sun KX, Zhao Y. Inhibition of Ovarian Epithelial Carcinoma Tumorigenesis and Progression by microRNA 106b Mediated through the RhoC Pathway. PLoS One. 2015;10(5):e0125714. doi: 10.1371/journal.pone.0125714.Kim S, Choi MC, Jeong JY, Hwang S, Jung SG, Joo WD, Park H, Song SH, Lee C, Kim TH, An HJ. Serum exosomal miRNA-145 and miRNA-200c as promising biomarkers for preoperative diagnosis of ovarian carcinomas. J Cancer. 2019;10(9):1958–1967. doi: 10.7150/jca.30231.Piletič K, Kunej T. MicroRNA epigenetic signatures in human disease. Arch Toxicol. 2016;90(10):2405–2419. doi: 10.1007/s00204-016-1815-7.Braga EA, Loginov VI, Filippova EA, Burdennyi AM, Pronina IV, Kazubskaya TP, Khodyrev DS, Utkin DO, Kushlinskii DN, Adamyan LV, Kushlinskii NE. Diagnostic Value of a Group of MicroRNA Genes Hypermethylated in Ovarian Carcinoma. Bull Exp Biol Med. 2018;166(2):253–256. doi: 10.1007/s10517-018-4326-0.Брага ЭА, Логинов ВИ, Филиппова ЕА, Бурдённый АМ, Пронина ИВ, Казубская ТП, Ходырев ДС, Уткин ДО, Кушлинский ДН, Адамян ЛВ, Кушлинский НЕ. Диагностическое значение группы генов микроРНК, гиперметилированных в карциноме яичников. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2018;166(8):213–217.Loginov VI, Pronina IV, Burdennyy AM, Filippova EA, Kazubskaya TP, Kushlinsky DN, Utkin DO, Khodyrev DS, Kushlinskii NE, Dmitriev AA, Braga EA. Novel miRNA genes deregulated by aberrant methylation in ovarian carcinoma are involved in metastasis. Gene. 2018;662:28–36. doi: 10.1016/j.gene.2018.04.005.Filippova EA, Loginov VI, Burdennyi AM, Braga EA, Pronina IV, Kazubskaya TP, Kushlinskii DN, Utkin DO, Fridman MV, Khodyrev DS, Kushlinskii NE. Hypermethylated Genes of MicroRNA in Ovarian Carcinoma: Metastasis Prediction Marker Systems. Bull Exp Biol Med. 2019;167(1):79–83. doi: 10.1007/s10517-019-04465-5.Филиппова ЕА, Логинов ВИ, Бурденный АМ, Пронина ИВ, Казубская ТП, Кушлинский ДН, Уткин ДО, Фридман МВ, Ходырев ДС, Кушлинский НЕ, Брага ЭА. Гиперметилированные гены микроРНК в карциноме яичников: системы маркеров прогноза метастазирования. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019;167(1):86–90.Brierley JD, Gospodarowicz MK, Wittekind C, editors. TNM Classification of Malignant Tumours. 8th ed. John Wiley & Sons; 2017. 241 p.Filippova EA, Burdennyy AM, Lukina SS, Ivanova NA, Pronina IV, Kazubskaya TP, Braga EA, Loginov VI. Changes in the methylation level of microRNA genes as a factor of breast cancer development and progression. Pathological Physiology and Experimental Therapy. 2021;65(3):4–11. Russian. doi: 10.25557/0031-2991.2021.03.4-11.Филиппова ЕА, Бурденный АМ, Лукина СС, Иванова НА, Пронина ИВ, Казубская ТП, Брага ЭА, Логинов ВИ. Изменение уровня метилирования группы генов микроРНК как фактора развития и прогрессии рака молочной железы. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2021;65(3):4–11. doi: 10.25557/0031-2991.2021.03.4-11.Hattermann K, Mehdorn HM, Mentlein R, Schultka S, Held-Feindt J. A methylation-specific and SYBR-green-based quantitative polymerase chain reaction technique for O6-methylguanine DNA methyltransferase promoter methylation analysis. Anal Biochem. 2008;377(1):62–71. doi: 10.1016/j.ab.2008.03.014.Loginov VI, Dmitriev AA, Senchenko VN, Pronina IV, Khodyrev DS, Kudryavtseva AV, Krasnov GS, Gerashchenko GV, Chashchina LI, Kazubskaya TP, Kondratieva TT, Lerman MI, Angeloni D, Braga EA, Kashuba VI. Tumor Suppressor Function of the SEMA3B Gene in Human Lung and Renal Cancers. PLoS One. 2015;10(5):e0123369. doi: 10.1371/journal.pone.0123369.Panagopoulou M, Karaglani M, Balgkouranidou I, Biziota E, Koukaki T, Karamitrousis E, Nena E, Tsamardinos I, Kolios G, Lianidou E, Kakolyris S, Chatzaki E. Circulating cell-free DNA in breast cancer: size profiling, levels, and methylation patterns lead to prognostic and predictive classifiers. Oncogene. 2019;38(18):3387–3401. doi: 10.1038/s41388-018-0660-y.Loginov VI, Burdennyy AM, Pronina IV, Khokonova VV, Kurevljov SV, Kazubskaya TP, Kushlinskii NE, Braga EA. Novel miRNA genes hypermethylated in breast cancer. Molecular Biology. 2016;50(5):705–709.Логинов ВИ, Бурденный АМ, Пронина ИВ, Хоконова ВВ, Куревлев СВ, Казубская ТП, Кушлинский НЕ, Брага ЭА. Новые гены микроРНК, гиперметилированные при раке молочной железы. Молекулярная биология. 2016;50(5):797–802. doi: 10.7868/S0026898416050104.Tam KF, Liu VWS, Liu SS, Tsang PCK, Cheung ANY, Yip AMW, Ngan HYS. Methylation profile in benign, borderline and malignant ovarian tumors. J Cancer Res Clin Oncol. 2007;133(5):331–341. doi: 10.1007/s00432-006-0178-5.Singh A, Gupta S, Sachan M. Epigenetic Biomarkers in the Management of Ovarian Cancer: Current Prospectives. Front Cell Dev Biol. 2019;7:182. doi: 10.3389/fcell.2019.00182.Koukoura O, Spandidos DA, Daponte A, Sifakis S. DNA methylation profiles in ovarian cancer: implication in diagnosis and therapy (Review). Mol Med Rep. 2014;10(1):3–9. doi: 10.3892/mmr.2014.2221.Loginov VI, Pronina IV, Filippova EA, Burdennyy AM, Lukina SS, Kazubskaya TP, Uroshlev LA, Fridman MV, Brovkina OI, Apanovich NV, Karpukhin AV, Stilidi IS, Kushlinskii NE, Dmitriev AA, Braga EA. Aberrant Methylation of 20 miRNA Genes Specifically Involved in Various Steps of Ovarian Carcinoma Spread: From Primary Tumors to Peritoneal Macroscopic Metastases. Int J Mol Sci. 2022;23(3):1300. doi: 10.3390/ijms23031300.Davidson B, Tropé CG, Reich R. Epithelial-mesenchymal transition in ovarian carcinoma. Front Oncol. 2012;2:33. doi: 10.3389/fonc.2012.00033.Klymenko Y, Kim O, Stack MS. Complex Determinants of Epithelial: Mesenchymal Phenotypic Plasticity in Ovarian Cancer. Cancers. 2017;9(8):104. doi: 10.3390/cancers9080104.Tam WL, Weinberg RA. The epigenetics of epithelial-mesenchymal plasticity in cancer. Nat Med. 2013;19(11):1438–1449. doi: 10.1038/nm.3336.Skrypek N, Goossens S, De Smedt E, Vandamme N, Berx G. Epithelial-to-Mesenchymal Transition: Epigenetic Reprogramming Driving Cellular Plasticity. Trends Genet. 2017;33(12):943–959. doi: 10.1016/j.tig.2017.08.004.Nguyen VHL, Yue C, Du KY, Salem M, O'Brien J, Peng C. The Role of microRNAs in Epithelial Ovarian Cancer Metastasis. Int J Mol Sci. 2020;21(19):7093. doi: 10.3390/ijms21197093.Burdennyy AM, Filippova EA, Ivanova NA, Lukina SS, Pronina IV, Loginov VI, Fridman MV, Kazubskaya TP, Utkin DO, Braga EA, Kushlinskii NE. Hypermethylation of Genes in New Long Noncoding RNA in Ovarian Tumors and Metastases: A Dual Effect. Bull Exp Biol Med. 2021;171(3):370–374. doi: 10.1007/s10517-021-05230-3.Бурдённый АМ, Филиппова ЕА, Иванова НА, Лукина СС, Пронина ИВ, Логинов ВИ, Фридман МВ, Казубская ТП, Уткин ДО, Брага ЭА, Кушлинский НЕ. Гиперметилирование генов новых длинных некодирующих РНК в опухолях яичников и метастазах: двойственный эффект. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2021;171(3):353–358. doi: 10.47056/0365-9615-2021-171-3-353-358.