Glycoarrays for diagnosis and therapy of the disorders of the female reproductive system

封面

如何引用文章

全文:

详细

The development of effective methods for prediction, diagnostics and treatment of female reproductive disorders is an urgent task. Natural antiglycan antibodies (AGAT) are of great interest in both diagnostic and therapeutic aspects, since AGATs are very diverse, and their specificities were selected in the course of natural evolution. In this work, we investigated the possibility of using glycoarray technique, as well as the signature approach to predict effectiveness of therapy in breast cancer (BC), as well as a targeted search for natural antibodies with therapeutic potential.
We studied blood serum samples of apparently healthy female donors (n = 27), and patients with established diagnosis of metastatic breast cancer prior to starting therapy (n = 29). The median age of the patients was 48 years, 41% had “ER/PR+”-status, 59% – “ER/PR-“-status. The median age of healthy subjects was 50 years. The patients received combined therapy with doxorubicin and herceptin with different outcomes: 11 patients did not respond to treatment and 18 patients showed clinical response (the tumor was not revealed). For the study with AGAT, glycoarray was used, on which more than 200 different glycans were printed. The antibodies bound to the ligands were detected using biotinylated goat antibodies against human Ig (G+M+A). To search for a combination of diagnostically significant AGATs (signatures), the previously developed calculation tool “Immunoruler” was used.
An opportunity of using glycoarray to predict efficiency of therapy was studied in breast cancer patients. The study included patients receiving combination therapy with doxirubicin and herceptin, with clinical response monitored at 18-24 weeks. A signature consisting of 10 AGATs with high sensitivity and specificity (90 and 91%, respectively) proved to predict efficiency of the administered therapy.
The possibility of breast cancer diagnosis using AGAT has been further confirmed. The specified signature included five antibodies: the level of two AGATs was significantly higher in patients than in donors, which could be adaptive antibodies developed in response to emerging malignancy. For three other antibodies, the registered signals in patients were lower than in healthy controls, thus, probably, indicating depletion of humoral immunity during the development of breast cancer. Hence, such AGATs may have some therapeutic potential, and, by usage of glycoarray screening technology, they could be searched in purposeful manner.

作者简介

N. Shilova

V. Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology; Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: pumatnv@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6003-071X

Shilova Nadezhda V. - PhD (Chemistry), Senior Research Associate, Laboratory of Clinical Immunology; Senior Research Associate, Laboratory of Carbohydrate Chemistry

117997, Moscow, Miklukho-Maklay str., 16/10

俄罗斯联邦

N. Bovin

Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: professorbovin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8669-4477

PhD, MD (Chemistry), Professor, Head, Laboratory of Carbohydrate Chemistry

Moscow

A. Nokel

V. Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology; Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: anokel@gmx.com
ORCID iD: 0000-0003-2903-2279

PhD (Chemistry), Research Associate; Research Associate

Moscow

M. Ziganshina

V. Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: mmz@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1578-8403

PhD (Biology), Leading Research Associate

Moscow

N. Khasbiullina

V. Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: crosbreed@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-7504-6650

PhD (Biology), Research Associate

Moscow

M. Vuskovic

San Diego State University

Email: fake@neicon.ru

Vuskovic Marko, Professor, Leading Research Associate, Department of Computer Science

San Diego

 

美国

M. Huflejt

Collegium Medicum, University of Warmia and Mazury

Email: fake@neicon.ru

Huflejt Margaret Elisabeth, PhD (Biology), Research Associate, Department of Public Health, Faculty of Health Sciences

Olsztyn

参考

  1. Зиганшина М.М., Шилова Н.В., Хасбиуллина Н.Р., Ракитько А.С., Тютюнник Н.В., Мантрова Д.А., Тютюнник В.Л., Бовин Н.В., Сухих Г.Т. Спектр и диагностическое значение антигликановых антител, выявляемых при развитии больших акушерских синдромов, связанных с дефектами плацентации // Российский аллергологический журнал, 2018. T. 15. № 1. С. 37-39.
  2. Bovin N.V. Natural antibodies to glycans. Biochemistry (Mosc.), 2013, Vol. 78, no. 7, pp. 786-797.
  3. Bovin N.V., Huflejt M.E. Unlimited Glycochip. Trends Glycosci. Glycotechnol., 2008, Vol. 20, no. 115, pp. 245-258.
  4. Butvilovskaya V.I., Popletaeva S.B., Chechetkin V.R., Zubtsova Z.I., Tsybulskaya M.V., Samokhina L.O., Vinnitskii L.I., Ragimov A.A., Pozharitskaya E. I., Grigor´eva G.A., Meshalkina N.Y., Golysheva S.V., Shilova N.V., Bovin N.V., Zasedatelev A.S., Rubina A.Y. Multiplex determination of serological signatures in the sera of colorectal cancer patients using hydrogel biochips. Cancer Med., 2016, Vol. 5, no. 7, pp. 1361-1372.
  5. D’Alessandro M., Mariani P., Lomanto D., Bachetoni A., Speranza V. Alterations in serum anti-α-galactosyl antibodies in patients with Crohn’s disease and ulcerative colitis. Clin. Immunol., 2002, Vol. 103, no. 1, pp. 63-68.
  6. Hensel F., Timmermann W., von Rahden B.H.A., Rosenwald A., Brandlein S., Illert B. Ten-year follow-up of a prospective trial for the targeted therapy of gastric cancer with the human monoclonal antibody PAT-SC1. Oncol. Rep., 2014, Vol. 31, no. 3, pp. 1059-1066.
  7. Huflejt M.E., Vuskovic M., Vasiliu D., Xu H., Obukhova P., Shilova N., Tuzikov A., Galanina O., Arun B., Lu K., Bovin N. Anti-carbohydrate antibodies of normal sera: findings, surprises and challenges. Mol. Immunol., 2009, Vol. 46, no. 15, pp. 3037-3049.
  8. Jacob F., Goldstein D.R., Bovin N.V., Pochechueva T., Spengler M., Caduff R., Fink D., Vuskovic M.I., Huflejt M.E., Heinzelmann-Schwarz V. Serum antiglycan antibody detection of nonmucinous ovarian cancers by using a printed glycan array. Int. J. Cancer, 2012, Vol. 130, no. 1, pp. 138-146.
  9. Kurtenkov O. Profiling of naturally occurring antibodies to the thomsen-friedenreich antigen in health and cancer: the diversity and clinical potential. Biomed Res. Int., 2020, Vol. 2020, pp. 1-12.
  10. Maverakis E., Kim K., Shimoda M., Gershwin M.E., Patel F., Wilken R., Raychaudhuri S., Ruhaak L.R., Lebrilla C.B. Glycans in the immune system and the altered glycan theory of autoimmunity: a critical review. J. Autoimmun., 2015, Vol. 57, pp. 1-13.
  11. Smorodin E.P., Sergeyev B.L., Kurtenkov O.A. The Characterization of IgG Antibodies to GalNAc betaterminated glycans of gastric cancer survivors. Exp. Oncol., 2014, Vol. 36, no. 1, pp. 38-43.
  12. Smorodin E., Sergeyev B., Klaamas K., Chuzmarov V., Kurtenkov O. The relation of the level of serum AntiTF, -Tn and -Alpha-Gal IgG to survival in gastrointestinal cancer patients. Int. J. Med. Sci., 2013, Vol. 10, no. 12, pp. 1674-1682.
  13. Sukhikh G.T., Ziganshina M.M., Nizyaeva N.V., Kulikova G.V., Volkova J.S., Yarotskaya E.L., Kan N.E., Shchyogolev A.I., Tyutyunnik V.L. Differences of glycocalyx composition in the structural elements of placenta in preeclampsia. Placenta, 2016, Vol. 43, pp. 69-76.
  14. Tupitsyn N.N., Udalova Y.A., Galanina O.E., Kadagidze Z.G., Borovkova N.B., Podolsky V.V., Shinkarev S.A., Gadetskaya N.A., Letyagin V.P., Obukhova P.S., Shilova N.V., Subbotina A.A., Bovin N.V. Tumor-associated glycan lewis c in breast cancer. Immunol. Hemopoiesis, 2009, Vol. 2, pp. 45-54.
  15. von Gunten S., Smith D.F., Cummings R.D., Riedel S., Miescher S., Schaub A., Hamilton R.G., Bochner B.S. Intravenous immunoglobulin contains a broad repertoire of anticarbohydrate antibodies that is not restricted to the IgG2 subclass. J. Allergy Clin. Immunol., 2009, Vol. 123, no. 6, pp. 1268-1276.
  16. Vuskovic M.I., Xu H., Bovin N.V., Pass H.I., Huflejt M.E. Processing and analysis of serum antibody binding signals from printed glycan arrays for diagnostic and prognostic applications. Int. J. Bioinform. Res. Appl., 2011, Vol. 7, no. 4, pp. 402-426.
  17. Willison H.J. Glycoconjugates and neuroimmunological diseases. Adv. Neurobiol., 2014, Vol. 9, pp. 543-566.
  18. Ziganshina M.M., Pavlovich S.V., Bovin N.V., Sukhikh G.T. Hyaluronic acid in vascular and immune homeostasis during normal pregnancy and preeclampsia. Acta Naturae, 2016, Vol. 8, no. 3, pp. 59-71.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Shilova N.V., Bovin N.V., Nokel A.Y., Ziganshina M.M., Khasbiullina N.R., Vuskovic M., Huflejt M.E., 2021

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».