Almanac of Clinical MedicineAlmanac of Clinical MedicineАльманах клинической медицины2072-05052587-9294Moscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI)1722010.18786/2072-0505-2024-52-006ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleThe LGALS1 gene polymorphism is not associated with galectin-1 levels in tumor tissue and blood of colon cancer patientsПолиморфизм гена LGALS1 не связан с cодержанием галектина-1 в опухолевой ткани и крови у больных раком толстой кишкиhttps://orcid.org/0000-0002-9457-8879UrazovaOlga I.УразоваОльга Ивановна
Russian Federation

MD, PhD, Professor, Corr. Member of Russ. Acad. Sci., Head of Chair of Pathophysiology, Faculty of General Medicine

д-р мед. наук, профессор, чл.-корр. РАН, заведующая кафедрой патофизиологии лечебного факультета

urazova.oi@ssmu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3148-0900ReyngardtGleb V.РейнгардтГлеб Вадимович
Russian Federation

Assistant Professor, Chair of Pathophysiology, Faculty of General Medicine; Oncologist

ассистент кафедры патофизиологии лечебного факультета, врач-онколог

glebreyngardt@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7156-2471KolobovnikovaYulia V.КолобовниковаЮлия Владимировна
Russian Federation

MD, PhD, Professor, Chair of Pathophysiology, Faculty of General Medicine; Head of Chair of Hominal Physiology, Medical Biological Faculty

д-р мед. наук, профессор кафедры патофизиологии лечебного факультета, заведующая кафедрой нормальной физиологии медико-биологического факультета

kolobovnikova.julia@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3210-0298KurnosenkoAnna V.КурносенкоАнна Васильевна
Russian Federation

Postgraduate Student, Chair of Pathophysiology, Faculty of General Medicine; Oncologist

аспирант кафедры патофизиологии лечебного факультета, врач-онколог

a.v.kurnosenko@tomonco.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2005-305XPoletikaVadim S.ПолетикаВадим Сергеевич
Russian Federation

MD, PhD, Associate Professor, Chair of Pathophysiology, Faculty of General Medicine

канд. мед. наук, доцент кафедры патофизиологии лечебного факультета

vpoletika@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2882-4533Vasil'yevaOlga A.ВасильеваОльгa Александровна
Russian Federation

MD, PhD, Associate Professor, Chair of Pathophysiology, Faculty of General Medicine

канд. мед. наук, доцент кафедры патофизиологии лечебного факультета

vasiljeva-24@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7301-7581AvgustinovichAleksandra V.АвгустиновичАлександра Владимировна
Russian Federation

MD, PhD, Senior Research Fellow, Department of Abdominal Oncology

канд. мед. наук, ст. науч. сотр. отделения абдоминальной онкологии

aov862@yandex.ruSiberian State Medical UniversityФГБОУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава РоссииTomsk Regional Oncology CenterОГАУЗ «Томский областной онкологический диспансер»Cancer Research Institute, branch of the Tomsk National Research Medical Center of the Russian Academy of SciencesНаучно-исследовательский институт онкологии – филиал ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук»10042024100920245231701770902202404042024Copyright ©; 2024, Urazova O.I., Reyngardt G.V., Kolobovnikova Y.V., Kurnosenko A.V., Poletika V.S., Vasil'yeva O.A., Avgustinovich A.V.Copyright ©; 2024, Уразова О.И., Рейнгардт Г.В., Колобовникова Ю.В., Курносенко А.В., Полетика В.С., Васильева О.А., Августинович А.В.2024Urazova O.I., Reyngardt G.V., Kolobovnikova Y.V., Kurnosenko A.V., Poletika V.S., Vasil'yeva O.A., Avgustinovich A.V.Уразова О.И., Рейнгардт Г.В., Колобовникова Ю.В., Курносенко А.В., Полетика В.С., Васильева О.А., Августинович А.В.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://almclinmed.ru/jour/article/view/17220

Background: Galectin-1 plays an important role in the pathogenesis of colorectal cancer (CRC). The blood and tumoral levels of galectin-1 could be dependent on the polymorphism of the promotor region of LGALS1 gene.

Aim: To analyze an association between galectin-1 levels in tumor tissue and plasma and the genotype of the rs4820293 and rs4820294 polymorphisms of the LGALS1 gene in CRC patients.

Materials and methods: The study included a total of 70 inpatients with pathologically verified CRC (International Classification of Diseases 10th Revision codes C18-C20, 39 men and 31 women, mean age 65.4 ± 5.7 years), who were receiving treatment in the Tomsk Regional Oncology Center and Cancer Research Institute of the Tomsk National Research Medical Center from 2020 to 2022. The control group consisted of 70 healthy volunteers (34 men and 36 women, mean age 62.3 ± 7.2 years). Venous blood samples were taken from all study participants and tumor tissue samples were obtained from the CRC patients. Galectin-1 expression in the tumor tissue was assessed by immunohistochemistry and plasma galectin-1 levels by enzyme-linked immunosorbent assay. The LGALS1 gene polymorphisms rs4820293 and rs4820294 were identified by restriction fragment length polymorphism analysis.

Results: The distributions of genotype and allele frequencies of polymorphic variants rs4820293 and rs4820294 of the LGALS1 gene in the CRC patients and in the healthy donors were comparable (p > 0.05). Calculation of odds ratios did not confirm any association between LGALS1 gene polymorphisms and CRC. However, the rs4820294 polymorphism had a strong association with regional metastasis and tumor differentiation grade (Cramer's V above 0.4, p < 0.001). The plasma galectin-1 levels in the CRC patients with the AA genotype of the rs4820294 polymorphism were higher than in the healthy carriers (17.42 versus 12.92 ng/ml, p = 0.040). However, there were no significant differences in the content of galectin-1+ cells in the tumor and galectin-1 in plasma of the CRC patients depending on the genotype of the LGALS1 gene polymorphisms (p > 0.05).

Conclusion: The LGALS1 gene polymorphism is not associated with CRC, but in the carriers of the rs4820294 variant is related to clinical and morphological parameters of the tumor process. The intratumoral expression and blood levels of galectin-1 in CRC patients are not dependent on the genotype of rs4820293 and rs4820294 polymorphisms of the LGALS1 gene.

Актуальность. Важную роль в патогенезе рака толстой кишки (РТК) играет галектин-1, содержание которого в крови и опухоли может зависеть от полиморфизма промоторной области гена LGALS1.

Цель – проанализировать зависимость содержания галектина-1 в ткани опухоли и плазме крови от генотипа полиморфных вариантов rs4820293 и rs4820294 гена LGALS1 у больных РТК.

Материал и методы. Обследованы 70 пациентов с морфологически верифицированным диагнозом РТК (код по Международной классификации болезней 10-го пересмотра С18–С20) – 39 мужчин и 31 женщина (средний возраст 65,4 ± 5,7 года), находившиеся на стационарном лечении в ОГАУЗ «ТООД» (г. Томск) и НИИ онкологии Томского НИМЦ в период с 2020 по 2022 г. Контрольную группу составили 70 здоровых добровольцев – 34 мужчины и 36 женщин (средний возраст 62,3 ± 7,2 года). Материалом исследования была венозная кровь и (у больных РТК) образцы опухолевой ткани. Экспрессию галектина-1 в опухоли определяли иммуногистохимическим методом, концентрацию галектина-1 в плазме крови – иммуноферментным методом. Полиморфные варианты rs4820293 и rs4820294 гена LGALS1 определяли с помощью анализа полиморфизма длин рестрикционных фрагментов.

Результаты. Распределение частоты генотипов и аллелей полиморфных вариантов rs4820293 и rs4820294 гена LGALS1 у больных РТК и здоровых доноров было сопоставимым (р > 0,05). Анализ величины отношения шансов не подтвердил связь между полиморфными вариантами гена LGALS1 и развитием РТК. При этом у носителей полиморфизма rs4820294 имелась сильная связь с регионарным метастазированием и степенью дифференцировки опухоли (значение критерия V Крамера более 0,4 при р < 0,001). Плазменная концентрация галектина-1 у больных РТК с генотипом АА полиморфизма rs4820294 оказалась выше, чем у здоровых носителей (17,42 против 12,92 нг/мл, р = 0,040). Однако статистически значимых различий по содержанию галектин-1-положительных клеток в опухоли и галектина-1 в плазме крови у пациентов с РТК в зависимости от генотипа полиморфных вариантов гена LGALS1 не выявлено (р > 0,05).

Заключение. Полиморфизм гена LGALS1 не связан с развитием РТК, однако у носителей варианта rs4820294 имеется связь с клинико-морфологическими параметрами опухолевого процесса. Внутриопухолевая экспрессия галектина-1 и содержание галектина-1 в крови у пациентов с РТК не зависят от генотипа полиморфных вариантов rs4820293 и rs4820294 гена LGALS1.

colorectal cancergalectin-1genetic polymorphismLGALS1 geneрак толстой кишкигалектин-1генетический полиморфизмген LGALSСовет по грантам Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученыхGrant Council of the President of the Russian Federation for the state assistance to young Russian researchersМД-2788.2019.7Siegel RL, Miller KD, Jemal A. Cancer statistics, 2020. CA Cancer J Clin. 2020;70(1):7–30. doi: 10.3322/caac.21590.Kaprin AD, Starinskiy VV, Shakhzadova AO. The state of oncological care for the population of Russia in 2021. Moscow: The P.A. Herzen Moscow Scientific Research Oncological Institute – a branch of the NMRC of Radiology; 2022. 239 p. Russian.Каприн АД, Старинский ВВ, Шахзадова АО, ред. Состояние онкологической помощи населению России в 2021 году. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России; 2022. 239 с.Roselló S, Simón S, Cervantes A. Programmed colorectal cancer screening decreases incidence and mortality. Transl Gastroenterol Hepatol. 2019;4:84. doi: 10.21037/tgh.2019.12.13.Chen Y, Zheng X, Wu C. The Role of the Tumor Microenvironment and Treatment Strategies in Colorectal Cancer. Front Immunol. 2021;12:792691. doi: 10.3389/fimmu.2021.792691.Al-Zoughbi W, Hoefler G. Tumor Macroenvironment: An Update. Pathobiology. 2020;87(2):58–60. doi: 10.1159/000502097.Thijssen VL, Heusschen R, Caers J, Griffioen AW. Galectin expression in cancer diagnosis and prognosis: A systematic review. Biochim Biophys Acta. 2015;1855(2):235–247. doi: 10.1016/j.bbcan.2015.03.003.Li CH, Chang YC, Chan MH, Yang YF, Liang SM, Hsiao M. Galectins in Cancer and the Microenvironment: Functional Roles, Therapeutic Developments, and Perspectives. Biomedicines. 2021;9(9):1159. doi: 10.3390/biomedicines9091159.Varki A, Cummings RD, Esko JD, Stanley P, Hart GW, Aebi M, Darvill AG, Kinoshita T, Packer NH, Prestegard JH, Schnaar RL, Seeberger PH, editors. Essentials of Glycobiology [Internet]. 3rd ed. Cold Spring Harbor (NY): Cold Spring Harbor Laboratory Press; 2015–2017. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK310274/.Vladoiu MC, Labrie M, St-Pierre Y. Intracellular galectins in cancer cells: potential new targets for therapy (Review). Int J Oncol. 2014;44(4):1001–1014. doi: 10.3892/ijo.2014.2267.Astorgues-Xerri L, Riveiro ME, Tijeras-Raballand A, Serova M, Neuzillet C, Albert S, Raymond E, Faivre S. Unraveling galectin-1 as a novel therapeutic target for cancer. Cancer Treat Rev. 2014;40(2):307–319. doi: 10.1016/j.ctrv.2013.07.007.Girotti MR, Salatino M, Dalotto-Moreno T, Rabinovich GA. Sweetening the hallmarks of cancer: Galectins as multifunctional mediators of tumor progression. J Exp Med. 2020;217(2):e20182041. doi: 10.1084/jem.20182041.Wang J, Liu Y, Yang Y, Xu Z, Zhang G, Liu Z, Fu H, Wang Z, Liu H, Xu J. High expression of galectin-7 associates with poor overall survival in patients with non-metastatic clear-cell renal cell carcinoma. Oncotarget. 2016;7(27):41986–41995. doi: 10.18632/oncotarget.9749.Tao L, Jin L, Dechun L, Hongqiang Y, Changhua K, Guijun L. Galectin-3 Expression in Colorectal Cancer and its Correlation with Clinical Pathological Characteristics and Prognosis. Open Med (Wars). 2017;12:226–230. doi: 10.1515/med-2017-0032.Wu R, Wu T, Wang K, Luo S, Chen Z, Fan M, Xue D, Lu H, Zhuang Q, Xu X. Prognostic significance of galectin-1 expression in patients with cancer: a meta-analysis. Cancer Cell Int. 2018;18:108. doi: 10.1186/s12935-018-0607-y.Bacigalupo ML, Carabias P, Troncoso MF. Contribution of galectin-1, a glycan-binding protein, to gastrointestinal tumor progression. World J Gastroenterol. 2017;23(29):5266–5281. doi: 10.3748/wjg.v23.i29.5266.Pál Z, Antal P, Millinghoffer A, Hullám G, Pálóczi K, Tóth S, Gabius HJ, Molnár MJ, Falus A, Buzás EI. A novel galectin-1 and interleukin 2 receptor β haplotype is associated with autoimmune myasthenia gravis. J Neuroimmunol. 2010;229(1–2):107–111. doi: 10.1016/j.jneuroim.2010.07.015.Chen Y, Zhou J, Cheng Z, Yang S, Chu H, Fan Y, Li C, Wong BH, Zheng S, Zhu Y, Yu F, Wang Y, Liu X, Gao H, Yu L, Tang L, Cui D, Hao K, Bossé Y, Obeidat M, Brandsma CA, Song YQ, To KK, Sham PC, Yuen KY, Li L. Functional variants regulating LGALS1 (Galectin 1) expression affect human susceptibility to influenza A(H7N9). Sci Rep. 2015;5:8517. doi: 10.1038/srep08517.Corrado A, Aceto R, Silvestri R, Dell'Anno I, Ricci B, Miglietta S, Romei C, Giovannoni R, Poliseno L, Evangelista M, Vitiello M, Cipollini M, Garritano S, Giusti L, Zallocco L, Elisei R, Landi S, Gemignani F. Pro64His (rs4644) Polymorphism Within Galectin-3 Is a Risk Factor of Differentiated Thyroid Carcinoma and Affects the Transcriptome of Thyrocytes Engineered via CRISPR/Cas9 System. Thyroid. 2021;31(7):1056–1066. doi: 10.1089/thy.2020.0366.Shi Y, Lin X, Chen G, Yan J, Ying M, Zheng X. Galectin-3 rs4652 A>C polymorphism is associated with the risk of gastric carcinoma and P-glycoprotein expression level. Oncol Lett. 2017;14(6):8144–8149. doi: 10.3892/ol.2017.7258.Triguero-Martínez A, Roy-Vallejo E, Montes N, de la Fuente H, Ortiz AM, Castañeda S, González-Álvaro I, Lamana A. Genetic LGALS1 Variants Are Associated with Heterogeneity in Galectin-1 Serum Levels in Patients with Early Arthritis. Int J Mol Sci. 2022;23(13):7181. doi: 10.3390/ijms23137181.Chawla S, Warren TA, Wockner LF, Lambie DL, Brown IS, Martin TP, Khanna R, Leggatt GR, Panizza BJ. Galectin-1 is associated with poor prognosis in patients with cutaneous head and neck cancer with perineural spread. Cancer Immunol Immunother. 2016;65(2):213–222. doi: 10.1007/s00262-015-1788-z.Chen K, Cai Y, Zhang M, Wu Z, Wu Y. Both serum and tissue Galectin-1 levels are associated with adverse clinical features in neuroblastoma. Pediatr Blood Cancer. 2018;65(9):e27229. doi: 10.1002/pbc.27229.Gajiwala S, Torgeson A, Garrido-Laguna I, Kinsey C, Lloyd S. Combination immunotherapy and radiation therapy strategies for pancreatic cancer – targeting multiple steps in the cancer immunity cycle. J Gastrointest Oncol. 2018;9(6):1014–1026. doi: 10.21037/jgo.2018.05.16.Ebrahim AH, Alalawi Z, Mirandola L, Rakhshanda R, Dahlbeck S, Nguyen D, Jenkins M, Grizzi F, Cobos E, Figueroa JA, Chiriva-Internati M. Galectins in cancer: carcinogenesis, diagnosis and therapy. Ann Transl Med. 2014;2(9):88. doi: 10.3978/j.issn.2305-5839.2014.09.12.Tang D, Gao J, Wang S, Ye N, Chong Y, Huang Y, Wang J, Li B, Yin W, Wang D. Cancer-associated fibroblasts promote angiogenesis in gastric cancer through galectin-1 expression. Tumour Biol. 2016;37(2):1889–1899. doi: 10.1007/s13277-015-3942-9.Kolobovnikova YuV, Urazova OI, Poletika VS, Reyngardt GV, Romanova EV, Kurnosenko AV, Dmitrieva AI, Yankovich KI, Grishchenko MYu. Galectin-1 and Galectin-3 expression in colon cancer and its correlation with tumor invasion, differentiation, and metastatic spread. Fundamental and Clinical Medicine. 2021;6(4):45–53. Russian. doi: 10.23946/2500-0764-2021-6-4-45-53.Колобовникова ЮВ, Уразова ОИ, Полетика ВС, Рейнгардт ГВ, Романова ЕВ, Курносенко АВ, Дмитриева АИ, Янкович КИ, Грищенко МЮ. Особенности экспрессии галектинов 1 и 3 при раке толстого кишечника во взаимосвязи с клинико-морфологическими параметрами опухоли. Фундаментальная и клиническая медицина. 2021;6(4):45–53. doi: 10.23946/2500-0764-2021-6-4-45-53.Labrie M, De Araujo LOF, Communal L, Mes-Masson AM, St-Pierre Y. Tissue and plasma levels of galectins in patients with high grade serous ovarian carcinoma as new predictive biomarkers. Sci Rep. 2017;7(1):13244. doi: 10.1038/s41598-017-13802-5.Poletika VS, Kolobovnikova YuV, Urazova OI, Vasileva OA, Dmitrieva AI, Yankovich KI, Novitsky VV, Ryabova LM, Grishchenko MYu. The role of galectin-1 and galectin-3 in the mechanisms of T-cell immune response dysregulation in colon cancer. Bulletin of Siberian Medicine. 2020;19(3):76–82. doi: 10.20538/1682-0363-2020-3-76-82.Полетика ВС, Колобовникова ЮВ, Уразова ОИ, Васильева ОА, Дмитриева АИ, Янкович КИ, Новицкий ВВ, Рябова ЛМ, Грищенко МЮ. Роль галектина-1, -3 в механизмах дисрегуляции Т-клеточного звена иммунного ответа при раке толстого кишечника. Бюллетень сибирской медицины. 2020;19(3):76–82. doi: 10.20538/1682-0363-2020-3-76-82.