Влияние полиморфизма в генах антиоксидантов на риск развития злокачественных новообразований у облученных людей

На фоне дополнительного радиационного воздействия однонуклеотидные полиморфизмы в генах, кодирующих ферменты антиоксидантной системы, могут способствовать усилению окислительного стресса, возникновению повреждений ДНК и, как следствие, приводить к повышению риска развития злокачественных новообразований (ЗНО). Целью работы было установить связи полиморфных локусов СYBA (rs4673), GPX1 (rs1050450), MPO (rs2333227), CAT (rs7943316), SOD2 (rs4880) с риском развития ЗНО у лиц, подвергшихся хроническому низкоинтенсивному радиационному воздействию, с учетом межгенных взаимодействий и дозы радиационного облучения. В исследование были включены две группы людей: облученные лица без ЗНО — 384 человека со средней накопленной дозой облучения красного костного мозга (ККМ) 796,95 ± 35,97 мГр; облученные лица с ЗНО в анамнезе — 227 человек со средней накопленной дозой облучения ККМ 520,06 ± 38,72 мГр. Амплификацию полиморфных локусов rs4880, rs2333227, rs7943316, rs4673, rs1050450 проводили методом ПЦР в реальном времени. Для всех полиморфных участков генов выявлено соответствие равновесию Харди–Вайнберга. Обнаружено, что аллели rs4880*С (SOD2) и rs1050450*Т (GPX1) ассоциированы с повышенным риском развития ЗНО согласно доминантной (ОШ = 1,49 (1,02–2,18), р = 0,04) и рецессивной (ОШ = 2,00 (1,11–3,62), р = 0,02) моделям наследования соответственно. Получена модель межфакторных взаимодействий со 100%-й воспроизводимостью и точностью 66% (р = 0,001), включающая в себя полиморфизмы SOD2 (rs4880), СYBA (rs4673) и фактор накопленной дозы облучения ККМ. Таким образом, полиморфные локусы генов, регулирующих оксидантный статус клеток, связаны с повышенным риском развития ЗНО у лиц, подвергшихся хроническому радиационному воздействию с преимущественным облучением ККМ.

1. Buonanno M, de Toledo SM, Pain D, Azzam EI. Long-term consequences of radiation-induced bystander effects depend on radiation quality and dose and correlate with oxidative stress. Radiat Res. 2011; 175 (4): 405–15. DOI: 10.1667/RR2461.1.

2. Sage E, Shikazono N. Radiation-induced clustered DNA lesions: repair and mutagenesis. Free Radic Biol Med. 2017; (107): 125–35. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2016.12.008.

3. Abd El Azeem RA, Zedan MM, Saad EA, Mutawi TM, Attia ZR. Single-nucleotide polymorphisms (SNPs) of antioxidant enzymes SOD2 and GSTP1 genes and SLE risk and severity in an Egyptian pediatric population. Clin Biochem. 2021; (88): 37–42. DOI: 10.1016/j.clinbiochem.2020.11.010.

4. Nikic P, Dragicevic D, Jerotic D, Savic S, Djukic T, Stankovic B, et al. Polymorphisms of antioxidant enzymes SOD2 (rs4880) and GPX1 (rs1050450) are associated with bladder cancer risk or its aggressiveness. Medicina (Kaunas). 2023; 59 (1): 131. DOI: 10.3390/medicina59010131.

5. Nawab SN, Zehra S, Fawwad A, Azhar A. A study on catalase gene promoter polymorphism-21 A/T (rs7943316) in healthy Pakistani population. Pak J Med Sci. 2017; 33 (6): 1521–4. DOI: 10.12669/pjms.336.13188.

6. Taioli E, Benhamou S, Bouchardy C, Cascorbi I, Cajas-Salazar N, Dally H, et al. Myeloperoxidase G-463A polymorphism and lung cancer: a HuGE genetic susceptibility to environmental carcinogens pooled analysis. Genet Med. 2007; 9 (2): 67–73. DOI: 10.1097/gim.0b013e31803068b1.

7. Kumar R, Kohli S, Ali Z, Duhan K, Ram R, Gupta M, et al. CYBA (p22phox) variants associate with blood pressure and oxidative stress markers in hypertension: a replication study in populations of diverse altitudes. Hypertens Res. 2015; 38 (7): 498–506. DOI: 10.1038/hr.2015.31.

8. Аклеев А. В., Киселев М. Ф., редакторы. Медико-биологические и экологические последствия радиоактивного загрязнения реки Теча. М.: Вторая типография ФУ «Медбиоэкстрем», 2001; 531 с.

9. Дегтева М. О., Напье Б. А., Толстых Е. И., Шишкина Е. А., Бугров Н. Г., Крестинина Л. Ю. и др. Распределение индивидуальных доз в когорте людей, облученных в результате радиоактивного загрязнения реки Течи. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2019; 64 (3): 46–53. DOI: 10.12737/article_5cf2364cb49523.98590475.

10. Hahn LW, Ritchie MD, Moore JH. Multifactor dimensionality reduction software for detecting gene-gene and gene-environment interactions. Bioinformatics. 2003; 19 (3): 376–82. DOI: 10.1093/bioinformatics/btf869.

11. Бурмистрова А. Л., редактор. Метаорганизм. Стресс и адаптация. Челябинск: Челябинский государственный университет, 2019; 239 с.

12. Ďuračková Z. Some current insights into oxidative stress. Physiol Res. 2010; 59 (4): 459–69. DOI: 10.33549/physiolres.931844.

13. Reuter S, Gupta SC, Chaturvedi MM, Aggarwal BB. Oxidative stress, inflammation, and cancer: how are they linked? Free Radic Biol Med. 2010; 49 (11): 1603–16. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2010.09.006.

14. Khandrika L, Kumar B, Koul S, Maroni P, Koul HK. Oxidative stress in prostate cancer. Cancer Lett. 2009; 282 (2): 125–36. DOI: 10.1016/j.canlet.2008.12.011.

15. Córdoba EE, Abba MC, Lacunza E, Fernánde E, Güerci AM. Polymorphic variants in oxidative stress genes and acute toxicity in breast cancer patients receiving radiotherapy. Cancer Res Treat. 2016; 48 (3): 948–54. DOI: 10.4143/crt.2015.360.

16. Burri RJ, Stock RG, Cesaretti JA, Atencio DP, Peters S, Peters CA, et al. Association of single nucleotide polymorphisms in SOD2, XRCC1 and XRCC3 with susceptibility for the development of adverse effects resulting from radiotherapy for prostate cancer. Radiat Res. 2008; 170 (1): 49–59. DOI: 10.1667/RR1219.1.

17. Bastaki M, Huen K, Manzanillo P, Chande N, Chen C, Balmes JR, et al. Genotype-activity relationship for Mn-superoxide dismutase, glutathione peroxidase 1 and catalase in humans. Pharmacogenet Genomics. 2006; 16 (4): 279–86. DOI: 10.1097/01.fpc.0000199498.08725.9c.

18. Sutton A, Imbert A, Igoudjil A, Descatoire V, Cazanave S, Pessayre D, et al. The manganese superoxide dismutase Ala16Val dimorphism modulates both mitochondrial import and mRNA stability. Pharmacogenet Genomics. 2005; 15 (5): 311–9. DOI: 10.1097/01213011-200505000-00006.

19. Zhao Y, Wang H, Zhou J, Shao Q. Glutathione peroxidase GPX1 and its dichotomous roles in cancer. Cancers (Basel). 2022; 14 (10): 2560. DOI: 10.3390/cancers14102560.

20. Chen J, Cao Q, Qin C, Shao P, Wu Y, Wang M, et al. GPx-1 polymorphism (rs1050450) contributes to tumor susceptibility: evidence from meta-analysis. J Cancer Res Clin Oncol. 2011; 137 (10): 1553–61. DOI: 10.1007/s00432-011-1033-x.

21. Tupurani MA, Padala C, Puranam K, Galimudi RK, Kupsal K, Shyamala N, et al. Association of CYBA gene (-930 A/G and 242 C/T) polymorphisms with oxidative stress in breast cancer: a casecontrol study. PeerJ. 2018; (6): e5509. DOI: 10.7717/peerj.5509.