Changes in the methylation level of microRNA genes as a factor of breast cancer development and progression
Authors: Филиппова Е.А. , Бурденный А.М. , Лукина С.С. , Иванова Н.А. , Пронина И.В. , Казубская Т.П. , Брага Э.А. , Логинов В.И. 
Published: November 2021

Введение. Метилирование как процесс эпигенетической регуляции экспрессии генов является важнейшим в поддержании геномной стабильности. В норме этот процесс определяет подавление активности онкогенов и поддержание работы супрессоров опухолевого роста. Другим важнейшим эпигенетическим регулятором являются микроРНК. Нарушения метилирования CpG-островков в промоторных районах генов, кодирующих микроРНК, являются важнейшим фактором онкогенеза. Цель - расширение спектра генов микроРНК гиперметилируемых при раке молочной железы и изучение их связи с метастазированием и иммуногистохимическим статусом опухоли. Методика. В настоящей работе был проведен отбор ряда генов микроРНК, изменяющих уровень метилирования при раке молочной железы. Методом количественной метилспецифичной ПЦР на представительной выборке из 70 парных образцов рака молочной железы изучен уровень метилирования 8 генов микроРНК, ассоциированных с раком молочной железы: MIR107, MIR124-2, MIR1258, MIR130B, MIR137, MIR191, MIR203А, MIR339. Результаты. Показано статистически значимое увеличение уровня метилирования в опухолевой ткани РМЖ по сравнению с гистологически нормальной тканью молочной железы для генов MIR107, MIR124-2, MIR1258, MIR130В, MIR137, MIR339 и снижение уровня метилирования для гена MIR191. Кроме того, показано статистически значимое увеличение уровня метилирования на III-IV (поздних) стадиях РМЖ для генов MIR107, MIR1258, MIR130В, MIR137, MIR339, в опухолях с большим размером - MIR107, MIR1258, MIR130В, MIR137, MIR339, с низким уровнем дифференцировки - MIR124-2, с наличием метастазов в лимфатические узлы - MIR107, MIR1258, MIR137, MIR339. Опухоли, не экспрессирующие рецептор прогестерона (PR), имеют статистически значимо более высокий уровень метилирования генов MIR137, MIR339. Заключение. Таким образом, определены новые молекулярные показатели прогрессии РМЖ и биомаркеры, которые могут быть использованы при дифференциальной диагностике молекулярного подтипа РМЖ.

Background. Methylation, as an epigenetic mechanism for regulation of gene expression, is crucial for the genome stability. Normally, this process is characterized by the ability to silence the oncogene activity and to support the action of suppressor genes. MicroRNAs (miRNAs) are another key epigenetic regulator of gene expression. Aberrant methylation of CpG islands in promoter regions of the genes that code miRNAs is the most important oncogenic factor. Aim. To expand the spectrum of miRNA genes hypermethylated in breast cancer and to study their relationship with metastasis and immunohistochemical status of the tumor. Methods. MiRNA tumor suppressor genes were selected that changed their methylation level in breast cancer patients. Using the method of quantitative methylation-specific PCR, the methylation level of eight miRNA genes associated with breast cancer was studied on a representative set of 70 paired breast cancer samples: MIR107, MIR124-2, MIR1258, MIR130B, MIR137, MIR191, MIR203A, and MIR339. Results. The methylation level of the genes MIR-107, MIR124-2, MIR1258, MIR130B, MIR137, MIR339 was significantly higher in breast cancer tissue compared to normal breast tissue whereas for the gene MIR191, it was significantly lower. Also, the methylation levels of genes MIR107, MIR1258, MIR130B, MIR137, and MIR339 were significantly increased at stages III-IV (advanced) breast cancer; in large tumors, the methylation levels were increased for MIR107, MIR1258, MIR130B, MIR137, and MIR339; in poorly differentiated tumors, the methylation level was increased for MIR124-2; and in the presence of lymph node metastases, for MIR107, MIR1258, MIR-137, and MIR-339. Tumors not expressing the progesterone receptor (PR) had a higher methylation level of MIR137 and MIR339. Conclusion. The study determined new molecular indicators for breast cancer progression and identified biomarkers that may be used in the differential diagnosis of breast cancer molecular subtype.