Различия в жирнокислотных профилях мембран эритроцитов, связанные с локализацией опухоли при колоректальном раке (пилотное исследование)

Цель работы. Изучить особенности состава жирных кислот (ЖК) мембран эритроцитов у пациентов с различной локализацией опухоли при колоректальном раке (КРР).

Материалы и методы. С помощью хромато-масс-спектрометрической системы (ГХ/МС)  на основе трех квадруполей Agilent 7000B (США) исследован состав ЖК мембран  эритроцитов (Эр) 129 пациентов с КРР: (средний возраст 63,2±9,4 лет, из них — 68 мужчин и 61 женщина; 25 — с проксимальной, 98 — с дистальной локализацией  опухоли) и 35 человек группы сравнения.

Результаты. Установлена большая степень снижения уровней насыщенных, мононенасыщенных ЖК (НЖК, МНЖК), и, напротив, повышения уровня полиненасыщенных ЖК (ПНЖК) у пациентов с дистальной локализацией опухоли по сравнению со здоровыми, чем то же соотношение в паре «проксимальная локализация КРР опухоли — здоровые». Отмечена большая степень повышения уровня омега-3 ПНЖК, чем омега-6, что сказалось на соотношении n-6 / n-3, которое было значимо снижено у больных раком, в большей степени при дистальной локализации опухоли. Наиболее значимыми для различения опухолей, локализующихся в различных частях кишки,  оказались: насыщенные жирные кислоты — миристиновая С14:0 (р<0,001) и  пентадекановая С15:0 (р=0,012), омега-3 α-линоленовая (С18:3; n-3) (р=0,02), уровни которых были достоверно выше и, напротив, большая часть омега-6 ПНЖК (С18:2 n-6, С20:3 n-6, С20:4 n-6) и одна омега-3 ПНЖК — С22:6 n-3 (р<0,05), уровни которых оказались достоверно ниже при проксимальной локализации опухоли, чем при дистальной.

Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о важности учета локализации  опухоли у пациентов с КРР при проведении исследований метаболических профилей.

1. Bufill J. A. Colorectal cancer: evidence for distinct genetic categories based on proximal or distal tumor location. Ann. Intern. Med, 1990, Vol. 113, No. 10, pp. 779–788.

2. Li F., Lai M. Colorectal cancer, one entity or three. J. ZheJiang Univ. Sci. B. 2009, Vol. 10, No. 3, pp. 219–229. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2650032/

3. Glade M. J. Food, nutrition, and the prevention of cancer: a global perspective. American Institute for Cancer Research World Cancer Research Fund, American Institute for Cancer Research, 1997. Nutrition, 1999, Vol. 15, No. 6, pp. 523–526.

4. Sasazuki S., Inoue M., Iwasaki M., Sawada N., Shimazu T., Yamaji T., et al. Intake of n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acids and development of colorectal cancer by sub-site: Japan Public Health Center-based prospective study. Int. J. Cancer, 2011, Vol. 129, no. 7, P. 1718–1729.

5. Hodge A. M., Williamson E. J., Bassett J. K., MacInnis R. J., Giles G. G., English D. R. Dietary and biomarker estimates of fatty acids and risk of colorectal cancer. Int. J. Cancer, 2015, Vol. 137, no. 5, P. 1224–1234.

6. Baro L., Hermoso J. C., Nunez M. C., Jimenez-Rios J. A., et al. Abnormalities in plasma and red blood cell fatty acid profi les of patients with colorectal cancer. Br. J. Cancer. 1998, Vol. 77, pp. 1978–1983.

7. Qiu Y., Cai G., Su M., Chen T., Zheng X., Xu Y., Ni Y., Zhao A., Xu L. X., Cai S., Jia W. Serum metabolite profi ling of human colorectal cancer using GC-TOFMS and UPLC-QTOFMS. J. Proteome Res. 2009, Vol. 8, no. 10, pp. 4844–4850.

8. Kondo Y., Nishiumi S., Shinohara M., Hatano N., Ikeda A., Yoshie T. Serum fatty acid profi ling of colorectal cancer by gas chromatography mass spectrometry. Biomark. Med. 2011, Vol. 5, no. 4, pp. 451–460.

9. Li F., Qin X., Chen H., Qiu L. et al. Lipid profi ling for early diagnosis and progression of colorectal cancer using direct-infusion electrospray ionization Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry. Rapid Commun. Mass Spectrom, 2013, Vol. 27, pp. 24–34.

10. Farshidfaret F., Weljie A. M., Kopciuk K., et al. Serum metabolomic profi le as a means to distinguish stage of colorectal cancer. Genome Medicine. 2012, Vol. 4, pp. 42–49.

11. Amézaga J., Arranz S., Urruticoechea A., et al. Altered Red Blood Cell Membrane Fatty Acid Profi le in Cancer Patients. Nutrients. 2018, Vol. 10, no. 12, pp. E1853(6).

12. Okuno M., Hamazaki K., Ogura T., Kitade H. et al. Abnormalities in Fatty Acids in Plasma, Erythrocytes and Adipose Tissue in Japanese Patients with Colorectal Cancer. In Vivo. 2013. Vol. 27, pp. 203–210.

13. Zhang P., Wen X., Gu F., Zhang X. et al. Role of serum polyunsaturated fatty acids in the development of colorectal cancer. Int. J. Clin. Exp. Med. 2015. Vol. 8, no. 9, pp. 15900–15909.

14. Arab L., Akbar J. Biomarkers and the measurement of fatty acids. Public Health Nutr. 2002, Vol. 5, pp. 865–871.

15. Кручинина М. В., Кручинин В. Н., Прудникова Я. И., Громов А. А., Шашков М. В., Соколова А. С. Исследование уровня жирных кислот мембран эритроцитов и сыворотки крови у пациентов с колоректальным раком г. Новосибирска. Успехи молекулярной онкологии. – 2018. – Т. 5, № 2. – С. 50–61.

16. Katan M. B., van Birgelen A., Deslypere J. P., Penders M., van Staveren W. A. Biological markers of dietary intake, with emphasis on fatty acids. Ann. Nutr. Metab. 1991, Vol. 35, pp. 249–252.

17. Подкаменев А. В., Козлов Ю. А., Павлов А. В. Непроходимость желудочно-кишечного тракта у детей – M: ГЭОТАР-Медиа, 2017 г. – 752 с.

18. Liang X., Bittinger K., Li X., Abernethy D. R., Bushman F. D., FitzGerald G. A. Bidirectional interactions between indomethacin and the murine intestinal microbiota. eLife. 2015, Vol. 4, pp. e08973(7).

19. Jia H. J., Zhang P. J., Liu Y. L., Jiang C. G., Zhu X., Tian Y. P. Relationship of serum polyunsaturated fatty acids with cytokines in colorectal cancer. World Journal of Gastroenterology. 2016, Vol. 22, no. 8, pp. 2524–2532.

20. Bultman S. J. Interplay between diet, gut microbiota, epigenetic events, and colorectal cancer. Mol. Nutr. Food Res. 2017, Vol. 61, pp. 1–12.

21. Yachida S., Mizutani S., Shiroma H., et al. Metagenomic and metabolomic analyses reveal distinct stage-specific phenotypes of the gut microbiota in colorectal cancer. Nat. Med. 2019, Vol. 25, no. 6, pp. 968–976.

22. Alhinai E. A., Walton G. E., Commane D. M. The Role of the Gut Microbiota in Colorectal Cancer Causation. Int. J. Mol. Sci. 2019, Vol. 20, pp. 21–29.

23. Bae J. M., Kim J. H., Cho N. Y., Kim T., Kang G. H. Prognostic implication of the CpG island methylator phenotype in colorectal cancers depends on tumour location. British Journal of Cancer. 2019, V. 109, no. 4, pp.1004–1012.

24. Yan G., Li L., Zhu B., Li Y. Lipidome in colorectal cancer. Oncotarget. 2016, Vol. 7, pp. 33429–33439.

25. Bugajska J., Berska J., Hodorowicz-Zaniewska D., Sztefko K. Composition and concentration of serum fatty acids of phospholipids depend on tumor location and disease progression colorectal patients. J. Med. Biochem, 2018, Vol. 37, pp. 1–9.

26. Fernandez-Banares F., Esteve M, et al. Changes of the mucosal n3 andn6 fatty acid status occur early in the colorectal adenoma-carcinoma sequence. Gut. 1996, Vol. 38, no. 2, pp. 254–259.

27. Jones R., Adel-Alvarez L.-A., Alvarez O. R., Broaddus R., Das S. Arachidonic acid and colorectal carcinogenesis. Mol. Cell Biochem. 2003, Vol. 253, N1–2, pp. 141–149.

28. Chapkin R. S., Davidson L. A., Ly L., Weeks B. R., Lupton J. R., Mc Murray D. N. Immunomodulatory effects of (n-3) fatty acids: putative link to infl ammation and colon cancer. J. Nutr. 2007, Vol. 137, no. 1, pp. 200S-204S.

29. Yuksel M., Ates I., Kaplan M., Fettah A. M., et al. Is oxidative stress associated with activation and pathogenesis of inflammatory bowel disease?. J. Med. Biochem. 2017, Vol. 36, pp. 45–49.