Тераностика трижды негативного рака молочной железы: обзор

ВВЕДЕНИЕ: Трижды негативный рак является одним из наиболее агрессивных вариантов опухоли молочной железы. В настоящее время не предложено эффективных методов лечения, которые позволяли бы существенно повлиять на отдаленные результаты лечения.

ЦЕЛЬ: Обобщить возможности тераностики и нанотераностики в визуализации и элиминации злокачественных клеток и иммуносупрессивных компонентов микроокружения трижды негативного рака молочной железы.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: Проведен поиск научных публикаций в информационно-аналитической системе PubMed за 2015–2022 гг. по ключевым словам: «triple negative breast cancer» («трижды негативный рак молочной железы), «signaling pathways» («сигнальные пути»), «tumor microenvironment» («микроокружение опухоли»), «cancer stem cells» («стволовые опухолевые клетки»), «theranostics» («тераностика»), «nanomaterials» («наноматериалы»), «nanotheranostics» («нанотераностика»). После исключения статей, посвященных техническим аспектам молекулярно-биологических исследований, были проанализированы 57 публикаций, связанных с тераностикой трижды негативного рака молочной железы.

РЕЗУЛЬТАТЫ: Мишени для тераностики трижды негативного рака ассоциированы с опухолевыми клетками и компонентами микроокружения. В статье представлены данные о составе и взаимодействии различных клеточных субпопуляций в микроокружении опухоли, а также о роли стволовых опухолевых клеток в его формировании. Приведены современные классификации трижды негативного рака молочной железы и данные о молекулярных дефектах, связанных с различными подтипами. Описаны мишени для тераностики, ассоциированные со стволовыми, дифференцированными опухолевыми клетками и компонентами микроокружения опухоли. Приведены собственные данные о характере распределения различных субпопуляций микроокружения, которые должны учитываться при выборе характера воздействия на опухоль. Проанализированы возможности и области применения разработанных к настоящему времени радиофармпрепаратов и препаратов на основе наночастиц.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Трижды негативный рак молочной железы характеризуется наличием большого числа биомаркеров, которые могут быть мишенями для диагностических и терапевтических препаратов. Для их селекции целесообразно использовать технологии искусственного интеллекта. Использование наночастиц позволяет снизить токсичность и обеспечить реализацию одновременно нескольких методов лечения.

1. Hwang S.Y., Park S., Kwon Y. Recent therapeutic trends and promising targets in triple negative breast cancer // Pharmacology & Therapeutics. 2019. Vol. 199. Р. 30–57. doi: 10.1016/j.pharmthera.2019.02.006.

2. Sung H., Ferlay J., Siegel R.L. et al. Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries // CA: A Cancer Journal for Clinicians. 2021. Vol. 71, No. 3. Р. 209–249. doi: 10.3322/caac.21660.

3. Состояние онкологической помощи населению России в 2019 году / под ред. А.Д.Каприна, В.В.Старинского, А.О.Шахзадовой. Москва: МНИОИ им. П.А.Герцена — филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2020. 239 с.

4. Perou C.M., Sorlie T., Eisen M.B. et al. Molecular portraits of human breast tumors // Nature. 2000. Vol. 406, No. 6797. Р. 747–752. doi: 10.1038/35021093.

5. Prat A., Perou C.M. Deconstruction the molecular portraits of breast cancer // Molecular Oncology. 2010. Vol. 5, No. 1. Р. 5–23. doi: 10.1016/j.molonc.2010.11.003.

6. Perou C.M. Molecular stratification of triple-negative breast cancer // The Oncologist. 2011. Vol. 16 (suppl 1). Р. 61–70. doi: 10.1634/theoncologist.2011-S1-61.

7. Yao H., He G., Yan S. et al. Triple-negative breast cancer: is there a treatment on the horizon? // Oncotarget. 2016. Vol. 8, No. 1. Р. 1913–1924. doi: 10.18632/oncotarget.12284.

8. Fragomeni S.M., Sciallis A., Jeruss J.S. Molecular subtypes and local-regional control of breast cancer // Surgical Oncology Clinics of North America. 2018. Vol. 27, No. 1. Р. 95–120. doi: 10.1016/j.soc.2017.08.005.

9. Sharma P. Biology and management of patients with triple-negative breast cancer // The Oncologist. 2016. Vol. 21, No. 9. Р. 1050–1062. doi: 10.1634/theoncologist.2016–0067.

10. Bhushan A., Gonsalves A., Menon J.U. Current state of breast cancer diagnosis, treatment, and theranostics // Pharmaceutics. 2021. Vol. 13, No. 5. Р. 723. doi: 10.3390/pharmaceutics13050723.

11. Thakur V., Kutty R.V. Recent advances nanotheranostics for triple negative breast cancer treatment // Journal of Experimental & Clinical Cancer Research. 2019. Vol. 38, No. 1. Р. 430. doi: 10.1186/s13046-019-1443-1.

12. Curtis C., Shah S.P., Chin S.F. et al. The genomic and transcriptomic architecture of 2,000 breast tumors reveals novel subgroups // Nature. 2012. Vol. 486, No. 7403. Р. 346–352. doi: 10.1038/nature10983.

13. Lehmann B.D., Pietenpol J.A. Identification and use of biomarkers in treatment strategies for triple-negative breast cancer subtypes // The Journal of Pathology. 2013. Vol. 232, No. 2. Р. 142–150. doi: 10.1002/path.4280.

14. Burstein M.D., Tsimelzon A., Poage G.M. et al. Comprehensive genomic analysis identifies novel subtypes and targets of triple-negative breast cancer // Clinical Cancer Research. 2015. Vol. 21, No. 7. Р. 1688–1698. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-14-0432.

15. Liu Y.R., Jiang Y.Z., Xu X.E. et al. Comprehensive transcriptome analysis identifies novel molecular subtypes and subtype-specific RNAs of triple-negative breast cancer // Breast Cancer Res. 2016. Vol. 18, No. 1. doi: 10.1186/s13058-016-0690-8.

16. Walcher L., Kistenmacher A.K., Suo H. et al. Cancer stem cells — origins and biomarkers: perspectives for targeted personalized therapies // Frontiers in Immunology. 2020. Vol. 11. doi: 10.3389/fimmu.2020.01280.

17. Sivaganesh V., Promi N., Maher S., Peethambaran B. Emerging immunotherapies against novel molecular targets in breast cancer // International Journal of Molecular Sciences. 2021. Vol. 22, No. 5. Р. 2433. doi: 10.3390/ijms22052433.

18. Pawar A., Prabhu P. Nanosodliers: a promising strategy to combat triple negative breast cancer // Biomedicine & Pharmacotherapy. 2019. Vol. 110. Р. 319–341. doi: 10.1016/j.biopha.2018.11.122.

19. Fang H., Cavaliere A., Li Z. et al. Preclinical advances in theranostics for the different molecular subtypes of breast cancer // Frontiers in Pharmacology. 2021. Vol. 9, No. 12. P. 627693. doi: 10.3389/fphar.2021.627693.

20. Molchanov O.E., Maistrenko D.N., Granov D.A. et al. Biomarkers and potential targets for immune and cellular therapy in triple negative breast cancer // Cellular Therapy and Transplantation. 2022. Vol. 11, No. 2. Р. 16–30. doi: 10.18620/ctt-1866-8836-2022-11-2-16-30.

21. Schaefer N., Prior J.O., Schottelius M. From theranostics to immunotheranostics: the concept // Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2020. Vol. 54, No. 2. Р. 81–85. doi: 10.1007/s13139-020-00639-6.

22. Sgouros G., Bodei L., McDevit M.R., Nedrow J.R. Radiopharmaceutical therapy in cancer: clinical advances and challenges // Nature Reviews Drug Discovery. 2020. Vol. 19, No. 9. Р. 589–608. doi: 10.1038/s41573-020-0073-9.

23. Freise A.S., Wu A.M. In vivo imaging with antibodies and engineered fragments // Molecular Immunology. 2015. Vol. 67, No. 2. Р. 142–152. doi: 10.1016/j.molimm.2015.04.001.

24. Gosmann D., Russelli L., Weber W.A. et al. Promise and challenges of clinical non-invasive T-cell tracking in the era of cancer immunotherapy // EJNMMI Research. 2022. Vol. 12, No. 5. doi: 10.1186/s13550-022-00877-z.

25. Zhang C., Yu X., Gao L. et al. Noninvasive imaging of CD206-positive M2 macrophages as an early biomarker for post-chemotherapy tumor relapse and lymph node metastasis // Theranostics. 2017. Vol. 7, No. 17. Р. 4276–4288. doi: 10.7150/thno.20999.

26. Giesel F.L., Kratochwil C., Lindner T. et al. 68Ga-FAPI PET/CT: biodistribution and preliminary dosimetry estimate of 2 DOTA-containing FAP-targeting agents in patients with various cancers // Journal of Nuclear Medicine. 2018. Vol. 60, No. 3. Р. 386–392. doi: 10.2967/jnumed.118.215913.

27. Wolska-Washer A., Robak T. Safety and tolerability of antibody-drug conjugates in cancer // Drug Safety. 2019. Vol. 42, No. 2. Р. 295–314. doi: 10.1007/s40264018-0775-7.

28. Bardia A., Mayer I.A., Vahdat L.T. et al. Sacituzumab Govitecan-hziy in refractory metastatic triple-negative breast cancer // New England Journal of Medicine. 2019. Vol. 380, No. 8. Р. 741–751. doi: 10.1056/nejmc1903943.

29. Nejadmoghaddam M.R., Minai-Tehrani A., Ghahremanzadeh R. et al. Antibody-drug conjugates: possibilities and challenges // Avicenna journal of medical biotechnology. 2019. Vol. 11, No. 1. Р. 3–23.

30. Gomez-Roca C.A., Boni V., Moreno V. et al. A phase I study of SAR566658, an anti- CA6-antibody drug conjugate (ADC) in patients with CA6-positive advanced solid tumors (NCT01156870) // Journal of Clinical Oncology. 2016. Vol. 34 (Suppl. 15). Р. 2511. doi: 10.1200/jco.2016.34.15_suppl.2511.

31. Li W., Yang H., Li X. et al. Signaling pathway inhibitors target breast cancer stem cells in triple-negative breast cancer // Oncology Reports. 2018. Vol. 41, No. 1. P. 437–446. doi: 10.3892/or.2018.6805.

32. Hung C.H., Chen F.M., Lin Y.C. et al. Altered monocyte differentiation and macrophage polarization patterns in patients with breast cancer // BMC Cancer. 2018. Vol. 18, No. 1. doi: 10.1186/s12885-018-4284-y.

33. Millrud C.R., Bergenfelz C., Leandersson K. On the origin of myeloid-derived suppressor cells // Oncotarget. 2016. Vol. 8, No. 2. Р. 3649–3665. doi: 10.18632/oncotarget.12278.

34. Wculek S.K., Cueto F.J., Mujal A.M. et al. Dendritic cells in cancer immunology and immunotherapy // Nature Reviews Immunology. 2019. Vol. 20, No. 1. Р. 7– 24. doi: 10.1038/s41577-019-0210-z.

35. Lorenzo-Sanz L., Muñoz P. Tumor-infiltrating immunosuppressive cells in cancer-cell plasticity, tumor progression and therapy response // Cancer Microenvironment. 2019. Vol. 12, No. 2–3. Р. 119–132. doi: 10.1007/s12307-019-00232-2.

36. Chiossone L., Dumas P.Y., Vienne M., Vivier E. Natural killer cells and other innate lymphoid cells in cancer // Nature Reviews Immunology. 2018. Vol. 18, No. 11. Р. 671–688. doi: 10.1038/s41577-018-0061-z.

37. Lin L., Hu X., Zhang H., Hu H. Tertiary lymphoid organs in cancer immunology: mechanisms and the new strategies for immunotherapy // Frontiers in Immunology. 2019. Vol. 10. doi: 10.3389/fimmu.2019.01398.

38. Galon J., Bruni D. Approaches to treat immune hot, altered and cold tumors with combination immunotherapies // Nature Reviews Drug Discovery. 2019. Vol. 18, No. 3. Р. 197–218. doi: 10.1038/s41573-018-0007-y.

39. Chan C., Fonge H., Lam K., Reilly R.M. Effectiveness and normal tissue toxicity of auger electron (AE) radioimmunotherapy (RIT) with [111In]In-Bn-DTPA-nimotuzumab in mice with triple-negative or trastuzumab-resistant human breast cancer xenografts that overexpress EGFR // Nuclear Medicine and Biology. 2019. Vol. 80–81. Р. 37–44. doi: 10.1016/j.nucmedbio.2019.10.001.

40. Erdmann S., Niederstadt L., Koziolek E.J. et al. CMKLR1-targeting peptide tracers for PET/MR imaging of breast cancer // Theranostics. 2019. Vol. 9, No. 22. Р. 6719–6733. doi: 10.7150/thno.34857.

41. Meng Q., Li F., Jiang S., Li Z. Novel 64Cu-labeled CUDC-101 for in Vivo PET imaging of histone deacetylases // ACS Medicinal Chemistry Letters. 2013. Vol. 4, No. 9. Р. 858–862. doi: 10.1021/ml400191z.

42. Henry K.E., Dilling T.R., Abdel-Atti D. et al. Noninvasive 89Zr-transferrin PET shows improved tumor targeting compared with 18F-FDG PET in MYC-overexpressing human triple-negative breast cancer // Journal of Nuclear Medicine. 2017. Vol. 59, No. 1. Р. 51–57. doi: 10.2967/jnumed.117.192286.

43. Shi S., Hong H., Orbay H. et al. ImmunoPET of tissue factor expression in triple-negative breast cancer with a radiolabeled antibody Fab fragment // European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2015. Vol. 42, No. 8. Р. 1295–1303. doi: 10.1007/s00259-015-3038-1.

44. Pascual L., Cerqueira-Coutinho C., García-Fernández A. et al. MUC1 aptamer-capped mesoporous silica nanoparticles for controlled drug delivery and radio-imaging applications // Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. 2017. Vol. 13, No. 8. Р. 2495–2505. doi: 10.1016/j.nano.2017.08.006.

45. Fu P., Shen B., Zhao C., Tian G. Molecular imaging of MDM2 messenger RNA with 99mTc-labeled antisense oligonucleotides in experimental human breast cancer xenografts // Journal of Nuclear Medicine. 2010. Vol. 51, No. 11. Р. 1805–1812. doi: 10.2967/jnumed.110.077982.

46. Aranda-Lara L., Ferro-Flores G., Azorín-Vega E. et al. Synthesis and evaluation of Lys 1 (a,g-Folate)Lys 3 (177Lu-DOTA)-Bombesin(1–14) as a potential theranostic radiopharmaceutical for breast cancer // Applied Radiation and Isotopes. 2016. Vol. 107. Р. 214–219. doi: 10.1016/j.apradiso.2015.10.030.

47. Cavaliere A., Sun S., Lee S. et al. Development of [89Zr]ZrDFO-amivantamab bispecific to EGFR and c-MET for PET imaging of triple-negative breast cancer // European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2020. Vol. 48, No. 2. Р. 383–394. doi: 10.1007/s00259-020-04978-6.

48. Waaijer S.J.H., Warnders F.J., Stienen S. et al. Molecular imaging of radiolabeled bispecific T-cell engager 89Zr-AMG211 targeting CEA-positive tumors // Clinical Cancer Research. 2018. Vol. 24, No. 20. Р. 4988–4996. doi: 10.1158/1078-0432.Ccr-18-0786.

49. Gai Y., Jiang Y., Long Y. et al. Evaluation of an integrin avb3 and aminopeptidase N dual-receptor targeting tracer for breast cancer imaging // Molecular Pharmaceutics. 2020. Vol. 17, No. 1. Р. 349–358. doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.9b01134.

50. Morgenroth A., Tinkir E., Vogg A. T. et al. Targeting of prostate-specific membrane antigen for radio-ligand therapy of triple-negative breast cancer // Breast Cancer Research. 2019. Vol. 21, No. 1. doi: 10.1186/s13058-019-1205-1.

51. Dai W., Yang F., Ma L. et al. Combined mTOR inhibitor rapamycin and doxorubicin-loaded cyclic octapeptide modified liposomes for targeting integrin a3 in triplenegative breast cancer // Biomaterials. 2014. Vol. 35, No. 20. Р. 5347–5358. doi: 10.1016/j.biomaterials.2014.03.036.

52. Kutty R.V., Feng S-S. Cetuximab conjugated vitamin E TPGS micelles for targeted delivery of docetaxel for treatment of triple negative breast cancers // Biomaterials. 2013. Vol. 34, No. 38. Р. 10160–10171. doi: 10.1016/j.biomaterials.2013.09.043.

53. Finlay J., Roberts C.M., Lowe G. et al. RNA-based TWIST1 inhibition via dendrimer complex to reduce breast cancer cell metastasis // BioMed Research International. 2015. Vol. 2015. Р. 1–12. doi: 10.1155/2015/382745.

54. Zhang L., Varma N.R., Gang Z.Z. et al. Targeting triple negative breast cancer with a small-sized paramagnetic nanoparticle // Journal of Nanomedicine & Nanotechnology. 2016. Vol. 7, No. 5. doi: 10.4172/2157-7439.1000404.

55. Andey T., Sudhakar G., Marepally S. et al. Lipid nanocarriers of a lipid-conjugated estrogenic derivative inhibit tumor growth and enhance cisplatin activity against triple-negative breast cancer: pharmacokinetic and efficacy evaluation // Molecular Pharmaceutics. 2015. Vol. 12, No. 4. Р. 1105–1120. doi: 10.1021/mp5008629.

56. Wu Y., Wang H., Gao F. et al. An injectable supramolecular polymer nanocomposite hydrogel for prevention of breast cancer recurrence with theranostic and mammoplastic functions // Advanced Functional Materials. 2018. Vol. 28, No. 12. P. 1801000. doi: 10.1002/adfm.201801000.

57. Bouaud J., Pelayo S., Lamy J.B. et al. Implementation of an ontological reasoning to support the guideline-based management of primary breast cancer patients in the desire project // Artificial Intelligence in Medicine. 2020. Vol. 108. Р. 101922. doi: 10.1016/j.artmed.2020.101922.