Идентификация новых молекулярно-биологических маркеров чувствительности к цисплатину среди эволюционно консервативных генов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.04, кандидат наук Гапонова Анна Владиславовна

• Гапонова Анна Владиславовна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Гапонова Анна Владиславовна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. История открытия и молекулярная структура цисплатина

1.2. Метаболизм цисплатина в клетке. Биохимические основы цитостатического действия цисплатина

1.2.1. Внутриклеточный транспорт и метаболизм цисплатина

1.2.2. Механизмы внутриклеточного ответа на повреждение ДНК, вызванное цисплатином

1.2.3. Репарация повреждений ДНК, вызванных цисплатином

1.2.4. Нарушения клеточного цикла и индукция апоптоза

1.3. Применение цисплатина в химиотерапии онкологических заболеваний и проблема резистентности

1.3.1. Биохимические и молекулярно-биологические механизмы развития устойчивости к цисплатину и пути ее преодоления

1.4. Биоинформатические подходы к идентификации генов человека, связанных с определенными биологические функциями в клетке

1.4.1. Эволюционная и сравнительная геномика, понятия ортолог и паралог

1.4.2. Биоинформатические подходы к идентификации ортологов и оценке эволюционных взаимодействий между генами

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Биоинформатические методы

2.1.1. Биоинформатический анализ баз данных модельных организмов

2.1.2. Методы идентификации ортологов эволюционно консервативных генов-кандидатов

2.1.3. Кластеризация и визуализация данных скриннинговых исследований

2.1.4. Функциональная аннотация генов

2.1.5. Анализ мутационного профиля использованных клеточных линий

2.2. Объекты исследования in vitro. Методы работы с эукариотическими клеткам

2.2.1. Клеточные линии и культивирование эукариотических клеток

2.2.2. Метод химической трансфекции эукариотических клеток миРНК

2.3. Оптические методы анализа

2.3.1. Анализ выживаемости клеток методом количественной флуориметрии

2.3.2. Анализ количества фокусов репарации методом иммунофлуоресцентной микроск

2.4. Анализ экспрессии мРНК методом ПЦР в реальном времени

2.5. Анализ экспрессии белка методом иммуноблотинга

2.5.1. Получение клеточных лизатов

2.5.2. Электрофорез белков в полиакриламидном геле

2.5.3. Белковый перенос на PVDF мембрану, детекция и анализ

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Поиск эволюционно консервативных генов кандидатов, вовлеченных в клеточный ответ на повреждение ДНК, с помощью модельных организмов

3.1.1. Идентификация генов-кандидатов в S.cerevisiae

3.1.2. Кластеризация генов S.cerevisiae со схожим профилем чувствительности к лекарственным веществам

3.1.3. Идентификация генов-кандидатов в D.melanogaster и C.elegans

3.2. Идентификация человеческих ортологов найденных генов-кандидатов

3.3 Влияние снижения экспрессии обнаруженных генов-кандидатов на чувствительность к цисплатину и другим химиотерапевтическим препаратам в клетках опухоли головы и шеи и рака яичника

3.4. Характеристика молекулярных механизмов сенситизации к цисплатину: оценка индукции фокусов репарации и уровня фосфорилирования киназы ATR

3.4.1.Влияние снижения экспрессии генов-кандидатов на количества фокусов репарации повреждений ДНК, вызванных цисплатином

3.4.2. Влияние снижения экспрессии генов-кандидатов на уровень фосфорилирования киназы ATR - активатора фосфорилирования H2AX

3.5. Оценка роли потенциальных маркеров RAD50 и SMARCA5 в регуляции чувствительности к цисплатину и другим химиотерапевтическим препаратам в клетках опухоли головы и шеи и рака яичника

3.6. Влияние нокдауна генов ЯЛ050 и 8ЫАЯСЛ5 на фосфорилирование гистонового белка Н2АХ в клетках опухоли головы и шеи и рака

яичника

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Идентификация новых молекулярно-биологических маркеров чувствительности к цисплатину среди эволюционно консервативных генов»

Актуальность

Применение соединений платины, таких как цисплатин, оксалиплатин и карбоплатин лежит в основе противоопухолевой химиотерапии многих видов рака, включая рак яичника (РЯ), легкого, желудка, шейки матки, а также колоректальный рак и злокачественные опухоли головы и шеи. Цитотоксическое действие препаратов платины реализуется преимущественно за счет повреждения структуры ДНК, вследствие формирования поперечных ковалентных сшивок, что ведет к блокированию клеточного цикла при переходе из S фазы в G2, а также запуску клеточной программы репарации повреждений ДНК. В случае большого количества не репарируемых повреждений, а также избыточного оксидативного стресса, активируются специализированные сигнальные пути, ответственные за программированную гибель клетки.

Первичная и приобретенная устойчивость опухолей к цитотоксическому действию цисплатина является одной из важнейших и проблем современной онкологии и главным фактором, ограничивающим эффективность его применения в терапии. Например, более 70% пациенток с РЯ исходно демонстрируют положительный ответ на терапию цисплатином, однако данный эффект непродолжителен, а пятилетняя выживаемость составляет лишь 15-20% из-за приобретения опухолью устойчивости к действию цисплатина (Ozols et а1. 1991). Для опухолей головы и шеи приобретенная в ходе циклов химиотерапии резистентность к цисплатину является главным фактором рецидива заболевания и осложнения дальнейшей терапии, поскольку требует увеличения дозы цисплатина, что сопряжено с повышением токсичности терапии и нежелательными побочными эффектами (Уок^ et а!. 1996, КеПапё 2007).

Более того, развитие устойчивости к цисплатину ассоциировано с развитием у клеток опухоли множественной резистентности и к другим противоопухолевым препаратам, что сильно ограничивает терапевтические подходы и значительно осложняет лечение таких пациентов в случае рецидива.

Mолекулярные механизмы устойчивости к цисплатину не до конца изучены, однако известна их связь с сигнальными путями, активирующимися в ответ на повреждение ДНК (DDR - DNA Damage Response). Несмотря на то, что уже описаны некоторые молекулярные механизмы, обуславливающие развитие устойчивости к действию цисплатина, и найден ряд маркеров, ассоциированных с резистентностью, проблема ее преодоления остается нерешенной. Дальнейшее изучение механизмов развития резистентности и обнаружение новых генов, регулирующих чувствительность опухолей к цисплатину необходимо для разработки новых терапевтических подходов к лечению онкологических заболеваний, увеличения эффективности применения уже существующих химиотерапевтических препаратов, а также поиска новых предиктивных маркеров ответа на противоопухолевую терапию.

Таким образом, актуальность проблемы состоит в высокой частоте случаев первичной и приобретенной устойчивости к цисплатину для многих видов рака, сопряженной с негативным прогнозом развития заболевания и низкой выживаемостью, а также в отсутствие эффективных терапевтических подходов к ее преодолению. Понимание молекулярных механизмов ответа на действие химиопрепаратов, вызывающих повреждение ДНК, в контексте действия цисплатина, поможет понять причины возникновения и развития устойчивости, а также в поиске новых маркеров чувствительности к цисплатину и новых мишеней для комбинационной химиотерапии.

Цель работы - идентифицировать новые молекулярно-биологические маркеры, регулирующие чувствительность опухолевых клеток человека к действию цисплатина, и выявить возможные молекулярные механизмы этой регуляции.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие научные задачи:

1. Выявить гены дрожжей, регулирующие ответ клетки на повреждения ДНК и чувствительность к цисплатину и определить среди них человеческие ортологи, которые ранее не были охарактеризованы в качестве регуляторов чувствительности к цисплатину

2. Оценить роль идентифицированных генов в регуляции чувствительности к цисплатину и другим химиотерапевтическим препаратам в клеточных линиях плоскоклеточной карциномы головы и шеи и рака яичника.

3. Изучить влияние генов, регулирующих чувствительность к цисплатину, на фосфорилирование гистонового белка H2AX (H2A Histone Family Member X) и активацию киназы ATR (Ataxia Telangiectasia and Rad3-related protein)

4. Выявить уровень экспрессии и наличие амплификаций в обнаруженных генах, регулирующих чувствительность к цисплатину, в опухолевых образцах пациентов с раком яичника и плоскоклеточной карциномой головы и шеи.

5. Оценить роль потенциальных предиктивных маркеров RAD50 и SMARCA5 в регуляции чувствительности к цисплатину и их влияние на фосфорилирование гистонового белка H2AX в клеточных линиях плоскоклеточной карциномы головы и шеи и рака яичника.

Научная новизна

В данной работе был впервые применен биоинформатический подход к поиску новых генов, регулирующих чувствительность к цисплатину в клетках человека. Для этого был проведен масштабный биоинформатический анализ опубликованных данных о генах S.cerevisiae, участвующих в регуляции чувствительности клеток к цисплатину и радиации, который позволил определить список ортологов человека, потенциально вовлеченных в ответ на повреждение ДНК и регуляцию чувствительности к цисплатину в клетках человека.

В ходе экспериментов было идентифицировано 6 генов (WDHD1, RAD54L, CSNK2B, UBE2V2, POLR2I и DSCC1), для которых впервые показано, что они регулируют чувствительность опухолевых клеток к цисплатину и другим ДНК-повреждающим химиотерапевтическим средствам (5-фторурацил и олапариб), применяемым в терапии онкологических заболеваний. Кроме того, впервые было показано, что нокдаун генов POLR2I, RЛD54L и WDHD1 сам по себе значительно снижает жизнеспособность клеток рака головы и шеи и РЯ.

Впервые показан молекулярный механизм увеличения

чувствительности клеток опухолевых клеточных линий к цисплатину с участием генов WDHD1, RЛD54L, CSNK2B, UBE2V2, POLR2I и DSCC1. Было обнаружено, что нокдаун генов WDHD1, RЛD54L, CSNK2B, UBE2V2, POLR2I и DSCC1 связан с дефектом ответа на повреждение ДНК, которое заключается в снижении фосфорилирования гистонового белка Н2АХ. Данный эффект, в свою очередь, связан со снижением экспрессии активной фосфорилированной формы киназы ATR, что ведет к снижению количества фокусов репарации ДНК и повышению чувствительности клеток к повреждающему действию цисплатина.

Для генов РОЬЯ21 и СБЫК2В (ортологи 8.сегеУ181ае ЯРВ9 и СКВ2 соответственно) связь с системой репарации ДНК в клетках человека ранее нигде не аннотирована.

Анализ данных экспрессии генов в опухолевых образцах пациентов с плоскоклеточной карциномой головы и шеи и РЯ показал наличие амплификации и\или повышенной экспрессии идентифицированных генов в значительной части образцов, что подтверждает их важность в патогенезе данных типов рака.

Впервые была показана роль генов ЯЛ050 и БМЛЯСЛ5, играющих важную роль в процессах репарации, и уже охарактеризованных в качестве потенциальных предиктивных маркеров, в регуляции жизнеспособности клеток опухолей головы и шеи и рака яичника. Была обнаружена роль данных генов в регуляции чувствительности опухолевых клеток к цисплатину и другим химиотерапевтическим ДНК повреждающим препаратам, применяемым в лечении опухолей головы и шеи и рака яичника. Показано, что нокдаун генов ЯЛ050 и БМЛЯСЛ5 значительно увеличивал чувствительность клеток данных опухолей к цисплатину, 5-ФУ и олапарибу. Также была продемонстрирована роль гена БМЛЯСЛ5 в регуляции базового уровня фосфорилирования Н2АХ.

Научно-практическая значимость работы

Цисплатин является одним распространенных

химиотерапевтических препаратов, применяемых в терапии различных типов рака. Понимание молекулярно-клеточных механизмов, лежащих в основе развития устойчивости к цисплатину, является очень важным для разработки новых подходов к ее преодолению.

Обнаруженные в ходе данного исследования гены Ж0И01, ЯЛ054Ь, СБЫК2В, иВБ2У2, РОЬЯ21 и ББСС1 являются новыми потенциальными терапевтическими мишенями в лечении и предиктивными маркерами

ответа на терапию цисплатином у пациентов с опухолями головы и шеи и РЯ. Кроме того, описанные механизмы влияния данных генов на сигнальные пути процессов репарации, связанных с повреждением ДНК, расширяют понимание фундаментальных основ внутриклеточного сигнального ответа, связанного с повреждением ДНК.

Показанная нами роль генов RЛD50 и SMЛRCЛ5 в контексте жизнеспособности и чувствительности опухолевых клеток рака головы и шеи и РЯ к химиотерапии также характеризует их в качестве потенциальных предиктивных маркеров ответа на терапию в данных типах рака.

Таким образом, полученные данные представляют практический интерес для клинической онкологии и фармакологи, а также для фундаментальной молекулярной биологии и биохимии.

Положения, выносимые на защиту:

1. Биоинформатический анализ данных модельных организмов и методы сравнительной геномики являются эффективным средством обнаружения новых предиктивных маркеров ответа на химиотерапию среди эволюционно консервативных генов.

2. Гены WDHD1, RЛD54L, CSNK2B, UBE2V2, POLR2I, DSCC1, RЛD50 и SMЛRCЛ5 регулируют чувствительность клеток рака яичника и опухолей головы и шеи к ДНК-повреждающим химиотерапевтическим препаратам: цисплатину, 5-фторурацилу и олапарибу.

3. Молекулярный механизм регуляции чувствительности к ДНК-повреждающим химиотерапевтическим препаратам при снижении экспрессии генов WDHD1, RЛD54L, CSNK2B, UBE2V2, POLR2I, DSCC1, RЛD50 и SMЛRCЛ5, связан с дефектом ответа клетки на повреждение ДНК,

который заключается в снижении фосфорилирования киназы ATR и гистонового белка H2AX.

Апробация работы

Результаты исследования были представлены на международных научно-практических конференциях Американского общества клеточной биологии (American Society of Cell Biology, ASCB) (Филадельфия, США, 2014), Европейского онкологического общества (European Society for Medical Oncology, ESMO) (Дания, Копенгаген, 2016), на 20-ой международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология наука XXI века» (Россия, Пущино, 2016) и 7-ой международной научной конференции "Актуальные проблемы науки в XXI веке" (Россия, Москва,2016).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, среди которых 2 публикации в рецензируемых журналах, включенных в перечень ВАК, для защиты кандидатских и докторских диссертаций, и 4 тезиса докладов на Международных конференциях.

Структура и объем диссертации

Данная диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов, обсуждения результатов, выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 100 страницах машинописного текста, включает 18 рисунков, 6 таблиц и 131 источник.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. История открытия и молекулярная структура цисплатина

Цисплатин — неорганическое вещество, комплексный хлорид-аммиакат двухвалентной платины, цис-\?Х Cl2 (NH3)2], (цис-диамминдихлороплатина(П)) или соль Пейроне. Другие названия, используемые в научной и медицинской литературе: хлорид Пейроне, хлорид Пейрона, цис- диамминдихлорплатина(П), цис-

диамминдихлорплатина, цис-ДДП, цис-платина(П), CDDP, CPDD, CACP, CPDC, DDP, DDPt, cispt(II), неоплатин, платинол, dCDP, цисплатил, платибластил, PT01, NSC-119875.

Цисплатин впервые был синтезирован M. Peyrone в 1844 году, а его химическая структура была определена A.Werner в 1893 году (Siddik 2003) (Рисунок 1).

Рисунок 1 - Химическая структура цисплатина.

До 1960-x годов цисплатин не вызывал сильного научного интереса. В 1965 году Rosenberg и соавторы обнаружили, что при электролизе платиновых электродов образуется водорастворимый комплекс платины, угнетающий деление клеток Escherichia coli (E.coli) (Rosenberg et al. 1965). Цис-комплекс октаэдрической четырехвалетной платины Pt(IV) (cis-[Pt(NH3)2Cl4]) в отличие от транс-изомера эффективно подавлял деление клеток E.coli cells. Цис-комплекс двувалентной платины Pt(II) (cis-

[PtCl2(NH3)2]) , молекула которого имеет форму плоского квадрата, угнетал деление бактериальных клеток наиболее эффекraвно(Rosenberg et al. 1967). Позднее было показано, что цисплатин оказывает цитотоксическое влияние также и на клетки эукариот (Rosenberg et al. 1969).

1.2. Метаболизм цисплатина в клетке. Биохимические основы цитостатического действия цисплатина

1.2.1. Внутриклеточный транспорт и метаболизм цисплатина

Описаны основные мембранные транспортеры цисплатина: транспортеры меди Ctr1 (copper transporter 1), Ctr2 (copper transporter 2) , ATP7A и ATP7B (P-type copper-transporting ATPases), OCT2 (organic cation transporter 2) и MATE1 (multidrug extrusion transporter 1)

Мембранный транспортер меди Ctrl представлен во все тканях организма, с наиболее выраженной экспрессией в сосудистом сплетении головного мозга, эпителии канальцев почки, соединительной ткани глаза, яичниках и семенниках. Ctr1 является транспортером канального типа и осуществляет внутриклеточный захват цисплатина (Ishida et al. 2002, Lin et al. 2002, Holzer et al. 2004). Мембранный транспортер меди Ctr2 структурно гомологичен Ctrl, однако локализован не только на плазматической мембране, но и на мембране поздних эндосом и лизосом, обеспечивая выкачивание цисплатина из данных компартментов клетки в цитоплазму и вызывает усиление накопления цисплатина и повышение цитотоксического эффекта (Pabla et al. 2009). Также была показана роль другого класса транспортеров меди - переносящих медь АТФаз P-типа (P-type copper-transporting ATPases) ATP7A и ATP7B. Данные белки осуществляют экспорт цисплатина из клетки в субклеточные компартменты (Katano et al. 2002, Samimi et al. 2004). Транспортеры органических катионов 1 и 2 (Organic cation transporter 1,2 (OCT 1,2)) осуществляют внутриклеточный захват цисплатина. OCT2

экспрессируется специфично в почках и играет важную роль в развитии нефротоксичности под действием цисплатина. Показано, что ОсШОС:2-дефицитные мыши толерантны к нефротоксическому действию цисплатина. Транспортеры органических катионов являются потенциальной мишенью для протективной терапии пациентов, снижающей токсические побочные эффекты цисплатина (БШрвИ е1 а1. 2009). Транспортер MATE1 (SLC47A1) играет важную роль в билиарной (через мембрану гепатоцита в просвет желчного капилляра) и почечной экскреции эндогенных и экзогенных катионов, в числе которых множество лекарственных препаратов.

После транспорта в клетку цисплатин подвергается гидратации с образованием [Р1(КН3)2С1(ОН2)]+ [Р1(МН3)2(ОН2)2]2+ гидратированных ионов, с одной или двумя молекулами воды соответственно. Низкая внутриклеточная концентрация ионов хлора способствует этому процессу. Гидратированная форма является более реакционно активной по отношению к клеточным мишеням. Несмотря на то, что множество компонентов клетки взаимодействует с цисплатином, ДНК является первичной биологической мишенью этого соединения. Атом платины в молекуле цисплатина образует ковалентную связь в позиции, где располагаются ионы хлора с азотом в N7 позиции пуринового основания нуклеотида, что приводит к образованию в основном внутренних и внешних 1,2- или 1,3-поперечных сшивок ДНК. Внутрицепочечная сшивка ДНК, обусловленная образованием аддуктов платины на одной из цепей, является наиболее распространенным типом повреждения ДНК (около 96% от всех повреждений), вызванным цисплатином. Межцепочечные сшивки ДНК, вызванные формированием аддуктов на противоположных цепях ДНК, являются менее распространенным типом повреждение (около 1%). Формирование моноаддуктов составляет около 2% от всех типов повреждений ДНК, вызванных цисплатином в клетке. Кроме того,

возможно образование ковалентных сшивок ДНК-белок, которые составляют менее 1% от всех типов повреждений ДНК, вызванных цисплатином в клетке (Рисунок 2).

(96%) (1%) (~2%( (<1%)

Внутрицепочечная Межцепочечная Моноаддукт Сшивка ДНК-белок сшивка сшивка

Рисунок 2 - Типы повреждений ДНК, вызываемых цисплатином, и их распространённость. (А) - внутрицепочечная сшивка ДНК. (Б) -межцепочечная сшивка ДНК. (В) - Моноаддукт цисплатина. (Г) -повреждение типа сшивка ДНК-белок

1.2.2. Механизмы внутриклеточного ответа на повреждение ДНК, вызванное цисплатином

Образовавшиеся под действием цисплатина поперечные сшивки искажают структуру ДНК, нарушая процессы матричного синтеза во время репликации и транскрипции. Ковалентные сшивки сгибают молекулу ДНК в значительной степени в сторону большой бороздки, обнажая широкую и неглубокую малую бороздку ДНК, которую распознают и связывают белки, участвующие в репарации ДНК (ВаБи е1 а1. 2010).

1.2.3. Репарация повреждений ДНК, вызванных цисплатином

Основным способом репарации внутрицепочечных сшивок ДНК, которые являются наиболее распространенным повреждением, вызванным цисплатином является так называемая репарация, путем вырезания

поврежденного нуклеотида (NER - Nucleotide Excision Repair), суть которой заключается в изъятии поврежденного нуклеотида из последовательности ДНК с последующей репарацией разрыва (Scharer 2013).

Выделяют 2 подтипа репарации NER в зависимости от механизма инициации процесса - глобальная геномная (global genome NER (GG-NER)) и ассоциированная с транскрипцией (transcription-coupled NER (TC-NER) (Hanawalt et al. 2008). GG-NER - канонический способ репарации повреждений, возникающий в любом поврежденном месте генома, в то время как активация TC-NER связана с нарушениям в структуре транскрипционной вилки и продвижения аппарата транскрипции в месте повреждения ДНК. Инициация процессов GG-NER связана с работой специфических белковых факторов XPC и RAD23B. Активация TC-NER запускается процессом остановки РНК-полимеразы в месте повреждения при участии таких вспомогательных факторов как CSA, CSB и XAB2. В процессах удаления нуклеотида участвуют сходные факторы, такие как белки RPA, XP, ERCC1, TFIIH, XRCC1 и LIGIII.

Наиболее важными компонентами системы NER являются белки семейства XP: XPA, XPB, XPC, XPD и XPG. Заболевание пигментная ксеродерма (Xeroderma Pigmentosum (XP)) связано с дефектами белков данного семейства и выражается в повышенной чувствительности клеток к повреждающему ДНК действию. Опухолевые клетки пациентов с данным заболеванием обладают исключительной чувствительностью к действию цисплатина (McKay et al. 2001). Показано, что положительный ответ на терапию цисплатином у пациентов с раком яичка ассоциирован с низким уровнем экспрессии XPA и связывающего его белка ERCCI (Koberle et al. 1999, Welsh et al. 2004), необходимых для репарации повреждений, вызванных цисплатином (Orelli et al. 2010). Кроме того, обнаружено, что

нокдаун экспрессии XPF/ERCC1 эффективно усиливает чувствительность клеток рака легкого к воздействию цисплатина (Arora et al. 2010).

Одноцепочечные и двухцепочечные разрывы ДНК не образуются в результате непосредственного действия цисплатина, а являются следствием нарушения процессов транскрипции и репликации ДНК в месте ковалентной сшивки (Damsma et al. 2007, Borst et al. 2008). Репарация повреждений такого типа обеспечивается так называемой репарацией одноцепочечных разрывов (ssDNA repair - single strand DNA repair), а также репарацией путем гомологичной рекомбинации (homology recombination repair (HR)) и репарацией путем соединения негомологичных концов (Non-homologous end joining (NHEJ)) в случае двухцепочечных разрывов ДНК.

Репарация одноцепочечных разрывов активируется путем связывания с ДНК белка PARP ( Poly (ADP-ribose) polymerase) в месте разрыва, с последующим привлечением белков репарации сходных с белками, участвующими в NER, такими как XRCCI, DNApol8, PCNA, а также нуклеазой FEN1 и ДНК лигазой III.

Репарация двухцепочечных разрывов путем соединения негомологичных концов - NHEJ использует участки микрогомологии для соединения одиночных цепей двухцепочечного разрыва с последующими лигированием напрямую. Белки Ku70 и Ku80 формируют гетеродимер и образуют комплекс с ДНК зависимыми протеинкиназами и другими белками участвующими в NHEJ, включая белок XLF и комплекс ДНК лигазы IV и ее кофактора XRCC4 (Ahnesorg et al. 2006, Yano et al. 2008). В ходе NHEJ не происходит восстановления последовательности утраченных нуклеотидов, что вносит мутации и крупные делеции в структуру репарированной таким образом ДНК.

Процессы репарации по типу HR запускаются после фосфорилирования гистонового белка H2AX (yH2AX) в месте разрыва ДНК и в прилежащей к месту разрыва области. yH2AX служит сигналом для привлечения белков, участвующих в HR репарации, и обеспечивает сборку белкового комплекса MRN (состоящего из белков Mre11, Rad50 и NBS1). Одноцепочечные нити поврежденной ДНК также связаны с молекулами репликативного белка А Replication protein A, RPA), который обеспечивает стабилизацию цепи, а также ее миграцию при участии белков RAD51 и BRCA2. При HR репарации протяженные участки гомологии неповрежденного аллеля, используются в качестве матрицы для восстановления последовательности поврежденной цепи, что позволяет избежать ошибок в структуре репарированной ДНК (Peng et al. 2011).

Выбор способа репарации двухцепочечных разрывов в большой степени зависит от фазы клеточного цикла, в которой находится клетка: репарация типа NHEJ чаще всего происходит в фазах клеточного цикла G0 и G1, в то время как репарация по типу HR преобладает в фазах S и G2, для сохранения максимальной точности передающейся в ходе деления клетки генетической информации (Helleday 2003).

1.2.4. Нарушения клеточного цикла и индукция апоптоза

Действие цисплатина ведет к аресту клеточного цикла преимущественно во время перехода клеточного цикла G1-S. Остановка клеточного цикла необходима, чтобы получить достаточно времени для репарации повреждений, прежде чем клетка вступит в процессы деления. Киназа CHK1 является главным активатором ареста клеточного цикла в G1-S фазах клеточного цикла. Киназа CHK1 передает сигнал о повреждении ДНК с помощью сигнальных киназ ATM/ATR, и регулируя экспрессию специфических белков, участвующих в контроле клеточного цикла (Cimprich et al. 2008)

Внутрицепочечные поперечные сшивки ДНК могут игнорироваться репликативным комплексом, что является одним из важных механизмов адаптации клетки и процессинга вызванных цисплатином повреждений.

В таком случае, остановка репликативной вилки запускает моноубиквитинилирование белка PCNA, служащего для позиционирования ДНК полимеразы на ДНК и обеспечивает ее процессивность. Убиквитинилированный PCNA обеспечивает присоединение специфических TLS ДНК полимераз (translesion synthesis (TLS) polymerases) с высокой активностью, но низкой точностью, которые обеспечивают прохождение репликативного комплекса через повреждение, создавая ошибки в последовательности дочерней цепи ДНК (Lehmann 2006).

Как упоминалось ранее, действие цисплатина вызывает активацию белка p53. Активация транскрипции и стабилизация онкосупрессора p53 и регулируемая им активация белка PUMA (p53 upregulated modulator of apoptosis) c связыванием антиапоптотических факторов Bax и Bac ведет к индукции митохондриального пути апоптоза и экспрессии каспазы Casp-9. Другим сигнальным путем индукции апоптоза является активация MAPK киназ в ответ на токсическое действие цисплатина, таких как ERK (также активирует p53 (Persons et al. (2000)), JNK и p38. Активация JNK и p38 ведет к фософрилированию транскрипционного фактора c-Jun и (ATF)-2, который связывает AP-1 и индуцирует апоптоз через экспрессию рецептора клеточной смерти FasL. Белок p73 - еще один ядерный проапоптотический белок, экспрессия которого усиливается под влиянием белка c-Abl после воздействия цисплатина. Белок p73 также индуцирует митохондриальный путь апоптоза(Tanida et al. 2012).

1.3. Применение цисплатина в химиотерапии онкологических заболеваний и проблема резистентности

Противоопухолевая активность цисплатина впервые была показана Rosenberg и соавторами в 1965 году (Rosenberg et al. 1965). В исследованиях на крысах было показано, что применение цисплатина (cis-[PtCl2(NH3)2]) вызывает значительных регресс сарком (Rosenberg et al. 1969). Цитостатический эффект цисплатина был подтвержден на других опухолевых клеточных линиях, и уже в 1978 году он был одобрен для лечения пациентов с раком яичника и яичка в США, а в 1979 году в Великобритании и ряде других Европейских стран. Цисплатин уже в течение многих лет широко используется для лечения различных типов рака, таких как рак яичника, яичка, рак шейки матки, опухоли головы и шеи, рак легкого и мочевого пузыря.

Эффективность терапевтического использования ограничивается тяжелыми побочными эффектами неспецифического цитотоксического действия цисплатина. Наиболее распространенными побочными эффектами являются нефротоксичность, нейротоксичность, тошнота и рвота. Симптомы, связанные с нефротоксичностью, тошнота и рвота в значительной степени элиминируются гидратацией в комбинации с диуретиками, а также антагонистами серотониновых рецепторов. Однако нейротоксичность, выражающаяся в периферической нейропатии, шуме в ушах, потере слуха на высоких частотах, все еще является значительным токсическим эффектом, ограничивающим максимальную толерантную дозу цисплатина. Лечение пациентов цисплатином требует тщательного мониторинга функции почек, электролитного баланса и неврологического статуса(Jelovac et al. 2011).

Несмотря на высокий цитотоксический эффект, связанный с повреждением ДНК, индукций апоптоза, различными цитоплазматическими эффектами и высоким уровнем оксидативного стресса, другим лимитирующим использование цисплатина фактором является исходная или приобретенная устойчивость опухолевых клеток к цитотоксическому воздействию. Чувствительность к терапии цисплатином является существенным фактором эффективности лечения и прогноза течения заболевания (Wang et al. 2005, Koberle et al. 2010, Galluzzi et al. 2012).

1.3.1. Биохимические и молекулярно-биологические механизмы развития устойчивости к цисплатину и пути ее преодоления

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гапонова Анна Владиславовна, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Abuzeid, W. M. Molecular disruption of RAD50 sensitizes human tumor cells to cisplatin-based chemotherapy / W. M. Abuzeid, X. Jiang, G Shi, H. Wang et al. // J Clin Invest. - 2009. - Vol.119(7). - P. 1974-1985.

2. Agrawal, N. Exome sequencing of head and neck squamous cell carcinoma reveals inactivating mutations in NOTCH1 / N. Agrawal, M. J. Frederick, C. R. Pickering et al. // Science. - 2011. - Vol.333(6046). - P. 1154-1157.

3. Ahnesorg, P. XLF interacts with the XRCC4-DNA ligase IV complex to promote DNA nonhomologous end-joining / P. Ahnesorg, P. Smith, S. P. Jackson // Cell. - 2006. - Vol.124(2). - P. 301-313.

4. Aida, A. K. Malignant degeneration of mature benign teratoma of the ovary: a case report / A. K. Aida, B. S. Sana, S. Essia et al. // Tunis Med. - 2005. -Vol.83(11). - P. 710-713.

5. Alkema, N. G., Studying platinum sensitivity and resistance in high-grade serous ovarian cancer: Different models for different questions // N. G Alkema, G. B. Wisman, A. G. van der Zee et. al. // Drug Resist Updat. - 2016. - Vol.24. -P. 55-69.

6. Amberger, J. S. Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM(R)), an online catalog of human genes and genetic disorders / J. S. Amberger, C. A. Bocchini, F. Schiettecatte et. al. // Nucleic Acids Res. - 2015. - Vol.43(Database issue). - P. 789-798.

7. Arora, S. Downregulation of XPF-ERCC1 enhances cisplatin efficacy in cancer cells. DNA Repair / S. Arora, A. Kothandapani, K. Tillison et. al. // Amst. - 2010. - Vol.9(7). - P. 745-753.

8. Attrill, H. FlyBase: establishing a Gene Group resource for Drosophila melanogaster / H. Attrill, K. Falls, J. Goodman et al. // Nucleic Acids Res. -Vol.44(D1). - P. 786-792.

9. Bartkova, J. Aberrations of the MRE11-RAD50-NBS1 DNA damage sensor complex in human breast cancer: MRE11 as a candidate familial cancer-predisposing gene / J. Bartkova, J. Tommiska, L. Oplustilova et al. // Mol Oncol. - 2008. - Vol.2(4). - P. 296-316.

10. Basu, A. Cellular responses to Cisplatin-induced DNA damage / A. Basu, S. Krishnamurthy // J Nucleic Acids. - 2010. - doi: 10.4061/2010/201367

11. Begley, T. J. Damage recovery pathways in Saccharomyces cerevisiae revealed by genomic phenotyping and interactome mapping / T. J. Begley, A. S. Rosenbach, T. Ideker, L. D. Samson // Mol Cancer Res. - 2002. - Vol.1(2). - P. 103-112.

12. Begley, T. J. Hot spots for modulating toxicity identified by genomic phenotyping and localization mapping / T. J. Begley, A. S. Rosenbach, T. Ideker, L. D. Samson // Molecular cell. -2004. - Vol.16(1). - P.117-125.

13. Bennett, C. B. Genes required for ionizing radiation resistance in yeast / C. B. Bennett, L. K. Lewis, G. Karthikeyan et al. // Nat Genet. - 2001. - Vol.29(4). -P. 426-434.

14. Bermudez, V. P. Influence of the human cohesion establishment factor Ctf4/AND-1 on DNA replication / V. P. Bermudez, A. Farina, I. Tappin, J. Hurwitz // J Biol Chem. - 2010. - Vol.285(13). - P. 9493-9505.

15. Birrell, G. W. Transcriptional response of Saccharomyces cerevisiae to DNA-damaging agents does not identify the genes that protect against these agents / G. W. Birrell, J. A. Brown, H. I. Wu et al. // Proc Natl Acad Sci U S A. -2002. - Vol.99(13). - P. 8778-8783.

16. Birrell, G. W. A genome-wide screen in Saccharomyces cerevisiae for genes affecting UV radiation sensitivity / G. W. Birrell, G. Giaever, A. M. Chu et al. // Proc Natl Acad Sci U S A. - 2001. - Vol.98(22). - P. 12608-12613.

17. Bologna, S. Sumoylation regulates EXO1 stability and processing of DNA damage / S. Bologna, V. Altmannova, E. Valtorta, et al. // Cell Cycle. - 2015. -Vol.14(15). - P. 2439-2450.

18. Borst, P. How do real tumors become resistant to cisplatin? / P. Borst, S. Rottenberg, J. Jonkers // Cell Cycle. - 2008. - Vol.7(10). - P. 1353-1359.

19. Brown, J. A. Global analysis of gene function in yeast by quantitative phenotypic profiling / J. A. Brown, G. Sherlock, C. L. Myers et al. // Mol Syst Biol. - 2006. - Vol.2. - P. 2006 0001.

20. Burge, C. Prediction of complete gene structures in human genomic DNA / C. Burge, S. Karlin // J Mol Biol. - 1997. - Vol.268(1). - P. 78-94.

21. Byrski, T. Pathologic complete response to neoadjuvant cisplatin in BRCA1-positive breast cancer patients / T. Byrski, T. Huzarski, R. Dent et al. // Breast Cancer Res Treat. - 2014. - Vol.147(2). - P. 401-405.

22. Cancer Genome Atlas Research Network. Integrated genomic analyses of ovarian carcinoma / Cancer Genome Atlas Research Network // Nature. - 2011. -Vol.474(7353). - P. 609-615.

23. Ceppi, P. Polymerase eta mRNA expression predicts survival of non-small cell lung cancer patients treated with platinum-based chemotherapy / P. Ceppi, S. Novello, A. Cambieri et al. // Clin Cancer Res. - 2009. - Vol.15(3). - P. 10391045.

24. Chae, Y. K. Genomic landscape of DNA repair genes in cancer / Y. K. Chae, J. F. Anker, B. A. Carneiro et al. // Oncotarget. - 2016. - Vol.7(17). - P. 23312-23321.

25. Chen, H. H. Role of glutathione in the regulation of Cisplatin resistance in cancer chemotherapy / H. H. Chen, M. T. Kuo // Met Based Drugs. - 2010. - doi: 10.1155/2010/430939

26. Cherry, J. M. Saccharomyces Genome Database: the genomics resource of budding yeast / J. M. Cherry, E. L. Hong, C. Amundsen et al. // Nucleic Acids Res. - 2012. - Vol.40(Database issue). - P. 700-705.

27. Cheung-Ong, K. Comparative chemogenomics to examine the mechanism of action of dna-targeted platinum-acridine anticancer agents / K. Cheung-Ong, K. T. Song, Z. Ma et al. // ACS Chem Biol. - 2012. - Vol.7(11). - P. 1892-1901.

28. Cimprich, K. A. ATR: an essential regulator of genome integrity / K. A. Cimprich, D. Cortez // Nat Rev Mol Cell Biol. - 2008. - Vol.9(8). - P. 616-627.

29. Damsma, G. E. Mechanism of transcriptional stalling at cisplatin-damaged DNA / G. E. Damsma, A. Alt, , F. Brueckner et al. // Nat Struct Mol Biol. - 2007. - Vol.14(12). - P. 1127-1133.

30. Davar, D. Role of PARP inhibitors in cancer biology and therapy / D. Davar, J. H. Beumer, L. Hamieh, H. Tawbi // Curr Med Chem. - 2012. -Vol.19(23). - P. 3907-3921.

31. Doles, J. Suppression of Rev3, the catalytic subunit of Pol{zeta}, sensitizes drug-resistant lung tumors to chemotherapy / J. Doles, T. G. Oliver, E. R. Cameron et al. // Proc Natl Acad Sci U S A. - 2010. - Vol.107(48). - P. 2078620791.

32. Doolittle, W. F. Lateral genomics / W. F. Doolittle // Trends Cell Biol. -1999. - Vol.9(12). - P. 5-8.

33. Eppig, J. T. Mouse Genome Informatics (MGI): Resources for Mining Mouse Genetic, Genomic, and Biological Data in Support of Primary and Translational Research / J. T. Eppig, C. L. Smith, , J. A Blake // Methods Mol Biol. - 2017. - Vol.1488. - P. 47-73.

34. Filipski, K. K. Contribution of organic cation transporter 2 (OCT2) to cisplatin-induced nephrotoxicity / K. K. Filipski, R. H. Mathijssen, T. S. Mikkelsen, et al. // Clin Pharmacol Ther. - 2009. - Vol.86(4). - P. 396-402.

35. Flores-Perez, A. RAD50 targeting impairs DNA damage response and sensitizes human breast cancer cells to cisplatin therapy / A. Flores-Perez, L. E. Rafaelli, N. Ramirez-Torres et al. // Cancer Biol Ther. - 2014. - Vol.15(6). - P. 777-788.

36. Galluzzi, L. Molecular mechanisms of cisplatin resistance / L. Galluzzi, L. Senovilla, I. Vitale et al. // Oncogene. - 2012. - Vol.31(15). - P. 1869-1883.

37. Game, J. C. Use of a genome-wide approach to identify new genes that control resistance of Saccharomyces cerevisiae to ionizing radiation / J. C Game,

G. W. Birrell, J.A. Brown et al. // Radiation research. - 2003. - Vol. 160(1). P. 1424.

38. Gao, J. Integrative analysis of complex cancer genomics and clinical profiles using the cBioPortal / J. Gao, B. A. Aksoy, U. Dogrusoz et al. // Sci Signal. - 2013. - Vol.6(269). - p. 11.

39. Giaever, G. Chemogenomic profiling: identifying the functional interactions of small molecules in yeast / G. Giaever, P. Flaherty, J. Kumm et al. // Proc Natl Acad Sci U S A. - 2004. - Vol.101(3). - P 793-798.

40. Godwin, A. K. High resistance to cisplatin in human ovarian cancer cell lines is associated with marked increase of glutathione synthesis / A. K. Godwin, A. Meister, P. J. O'Dwyer // Proc Natl Acad Sci U S A. - 1992. - Vol.89(7). - P 3070-3074.

41. Hanawalt, P. C. Transcription-coupled DNA repair: two decades of progress and surprises / P. C. Hanawalt, G. Spivak // Nat Rev Mol Cell Biol. -2008. - Vol.9(12). - P 958-970.

42. Hanway, D. Previously uncharacterized genes in the UV - and MMS-induced DNA damage response in yeast / D. Hanway, J. K. Chin, G. Xia et al. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2002. - Vol.99(16). - P 10605-10610.

43. Heinicke, S. The Princeton Protein Orthology Database (P-POD): a comparative genomics analysis tool for biologists / S. Heinicke, M. S. Livstone, C. Lu et al. // PLoS One. - 2007. - Vol.2(8). - p. 766.

44. Helleday, T. Pathways for mitotic homologous recombination in mammalian cells / T. Helleday // Mutat Res. - 2003. - Vol.532(1-2). - P. 103-115.

45. Hillenmeyer, M. E. Systematic analysis of genome-wide fitness data in yeast reveals novel gene function and drug action / M. E. Hillenmeyer, E. Ericson, R. W. Davis et al. // Genome biology. - 2010. - Vol.11(3). - p. 30.

46. Hoadley, K. A. Multiplatform analysis of 12 cancer types reveals molecular classification within and across tissues of origin / K. A. Hoadley, C. Yau, D. M. Wolf et al. // Cell. - 2014. - Vol.158(4). - P. 929-944.

47. Holzer, A. K. The copper influx transporter human copper transport protein 1 regulates the uptake of cisplatin in human ovarian carcinoma cells / A. K. Holzer, G. Samimi, K. Katano et al. // Mol Pharmacol. - 2004. - Vol.66(4). - P. 817-823.

48. Howe, D. G. ZFIN, the Zebrafish Model Organism Database: increased support for mutants and transgenics / D. G. Howe, Y. M. Bradford, T. Conlin et al. //. Nucleic Acids Res. - 2013. - Vol.41(Database issue). - P. 854-860.

49. Howe, K. L. WormBase 2016: expanding to enable helminth genomic research / K. L. Howe, B. J. Bolt, S. Cain et al. //. Nucleic Acids Res. - 2016. -Vol.44(D1). - P. 774-780.

50. Huang da, W. Systematic and integrative analysis of large gene lists using DAVID bioinformatics resources / W. Huang da, B. T. Sherman, R. A. Lempicki // Nature protocols. - 2009. - Vol.4(1). - P. 44-57.

51. Huang da, W. Extracting biological meaning from large gene lists with DAVID / W. Huang da, B. T. Sherman , X. Zheng et al. // Current protocols in bioinformatics.- 2009.- Chapt.13.- Unit 13.11.

52. Huang, K. K. Exome sequencing reveals recurrent REV3L mutations in cisplatin-resistant squamous cell carcinoma of head and neck / K. K. Huang , K. W. Jang, S. Kim, H. S. Kim, S. M. Kim, et al. // Sci Rep.- 2016.- Vol.(6).-P.19552.

53. Hubbard, T. J. Ensembl 2007 / T. J. Hubbard, B. L. Aken, K. Beal et al // Nucleic Acids Res.- 2007.- Vol.(35).- Dat.iss: D610-617.

54. International Human Genome Sequencing Finishing the euchromatic sequence of the human genome / International Human Genome Sequencing // Nat. -2004.-Vol.431(7011).- P. 931-945.

55. Ishida, S. Uptake of the anticancer drug cisplatin mediated by the copper transporter Ctrl in yeast and mammals / S. Ishida, J. Lee, D. J Thiele, I. Herskowitz // Proc Natl Acad Sci U S A .- 2002.-Vol. 99(22).-P.14298-14302.

56. Jackson, S. P. Sensing and repairing DNA double-strand breaks / S. P. Jackson // Carcinogen.- 2002.-Vol.23(5).- P. 687-696.

57. Jain, H. V. The molecular basis of synergism between carboplatin and ABT-737 therapy targeting ovarian carcinomas / H. V. Jain, M. Meyer-Hermann // Cancer Res.-2011.-Vol. 71(3).- P.705-715.

58. Jelovac, D. Recent progress in the diagnosis and treatment of ovarian cancer / D. Jelovac, D. K. Armstrong // CA Cancer J Clin.-2011.-Vol.61(3).-P.183-203.

59. Jun, H. J. ERCC1 expression as a predictive marker of squamous cell carcinoma of the head and neck treated with cisplatin-based concurrent chemoradiation / H. J. Jun, M. J. Ahn, H. S. Kim et al. // Br J Cancer.-2008.-Vol.99(1).- P.167-172.

60. Karczmarek-Borowska, B. Survivin antiapoptotic gene expression as a prognostic factor in non-small cell lung cancer: in situ hybridization study / B. Karczmarek-Borowska, A. Filip, J. Wojcierowski et al. // Folia Histochem Cytobiol .-2005.-Vol.43(4).- P. 237-242.

61. Katano, K. Acquisition of resistance to cisplatin is accompanied by changes in the cellular pharmacology of copper / K. Katano, A. Kondo, R. Safaei et al. // Cancer Res.-2002.-Vol.62(22).- P.6559-6565.

62. Kelland, L. The resurgence of platinum-based cancer chemotherapy / L. Kelland // Nat Rev Cancer.- 2007.-Vol.7(8).- P.573-584.

63. Kim, M. K. Patients with ERCC1-negative locally advanced esophageal cancers may benefit from preoperative chemoradiotherapy / M. K. Kim, K. J. Cho, G. Y. Kwon et al. //Clin Cancer Res.- 2008.-Vol.14(13).- P.4225-4231.

64. Kiyamova, R. Identification of tumor-associated antigens from medullary breast carcinoma by a modified SEREX approach // R.Kiyamova, O. Kostianets, S. Malyuchik et al. // Mol Biotechnol.- 2010.-Vol.46(2).- P.105-112.

65. Koberle, B. Defective repair of cisplatin-induced DNA damage caused by reduced XPA protein in testicular germ cell tumours / B. Koberle, J.R.W. Masters, J. A. Hartley, R.D. Wood // Current Biology.- 1999.-Vol.9(5).- P.273-276.

66. Koberle, B. Cisplatin resistance: preclinical findings and clinical implications / B. Koberle, M. T. Tomicic, S. Usanova, B. Kaina //Biochim Biophys Acta.- 2010.-Vol.1806(2).- P.172-182.

67. Koonin, E. V. Orthologs, paralogs, and evolutionary genomics / E. V. Koonin // Annu Rev Genet.- 2005.- Vol.39.- P.309-338.

68. Koonin, E. V. Sequence - Evolution - Function: Computational Approaches in Comparative Genomics / E. V. Koonin, M. Y. Galperin // Kluwer Acad.- 2003.-Boston.- ISBN-10: 1-40207-274-0.

69. Kostianets, O. Immunohistochemical analysis of medullary breast carcinoma autoantigens in different histological types of breast carcinomas / O. Kostianets, S. Antoniuk, V. Filonenko, R. Kiyamova // Diagn Pathol.- 2012.-Vol.7.P.161.

70. Kostianets O. Serological analysis of SEREX-defined medullary breast carcinoma-associated antigens / O. Kostianets, M. Shyian, S. Demidov et al. // Cancer Invest. - 2012. - Vol.30(7). - P. 519-527.

71. Lee, W. Genome-wide requirements for resistance to functionally distinct DNA-damaging agents / W. Lee, R. P. St Onge, M. Proctor et al. // PLoS Genet.-2005.-Vol.1(2).- P.24.

72. Lehmann, A. R. Translesion synthesis in mammalian cells / A. R. Lehmann // Exp Cell Res.- 2006.- Vol.312(14).- P.2673-2676.

73. Li, H. Genomic analysis of head and neck squamous cell carcinoma cell lines and human tumors: a rational approach to preclinical model selection / H.

Li, J. S. Wawrose, W. E. Gooding et al. // Mol Cancer Res.- 2014.-Vol.12(4).-P.571-582.

74. Li, Y. The involvement of acidic nucleoplasmic DNA-binding protein (And-1) in the regulation of prereplicative complex (pre-RC) assembly in human cells / Y. Li, H. Xiao, C. de Renty et al. // J Biol Chem.- 2012.-Vol.287(51).-P.42469-42479.

75. Liao, C. Genomic screening in vivo reveals the role played by vacuolar H+ ATPase and cytosolic acidification in sensitivity to DNA-damaging agents such as cisplatin / C. Liao, B. Hu, M. J. Arno et al. // Molecular pharmacol.- 2007.-Vol.71(2).- P.416-425.

76. Lin, X. The copper transporter CTR1 regulates cisplatin uptake in Saccharomyces cerevisiae / X. Lin, T. Okuda, A. Holzer, S. B. Howell // Mol Pharmacol.- 2002.-Vol. 62(5).- P.1154-1159.

77. Lohse, I. BRCA1 and BRCA2 mutations sensitize to chemotherapy in patient-derived pancreatic cancer xenografts / I. Lohse, A. Borgida, P. Cao, et al. // Br J Cancer.- 2015.- Vol. 113(3).- P.425-432.

78. Longley, D. B. 5-fluorouracil: mechanisms of action and clinical strategies / D. B. Longley, D. P. Harkin, P. G. Johnston // Nat Rev Cancer.- 2003.-Vol.3(5).- P.330-338.

79. Lu, R. Human SAD1 kinase is involved in UV-induced DNA damage checkpoint function / R. Lu, H. Niida, M. Nakanishi //J Biol Chem.-2004.Vol.279(30).- P. 31164-31170.

80. Lyne, R. FlyMine: an integrated database for Drosophila and Anopheles genomics / R. Lyne, R. Smith, K. Rutherford, et al // Genome Biol.- 2007.-Vol.8(7). - P.129.

81. Mason, J. M. RAD54 family translocases counter genotoxic effects of RAD51 in human tumor cells / J. M. Mason, K. Dusad, W. D. Wright, et al. // Nucleic Acids Res.-2015.-Vol. 43(6).- P. 3180-3196.

82. McKay, B. C. P53 plays a protective role against UV- and cisplatin-induced apoptosis in transcription-coupled repair proficient fibroblasts / B. C. McKay, C. Becerril, M. Ljungman // 0ncog.-2001.Vol.20(46).P.6805-6808.

83. Merkle, C. J Cloning and characterization of hCTF 18, hCTF8, and hDCC 1. Human homologs of a Saccharomyces cerevisiae complex involved in sister chromatid cohesion establishment / C. J Merkle, L. M. Karnitz, J. T. Henry-Sanchez // J Biol Chem.-2003.-Vol.278(32).- P 30051-30056.

84. Murakami, T. Stable interaction between the human proliferating cell nuclear antigen loader complex Ctf18-replication factor C (RFC) and DNA polymerase {epsilon} is mediated by the cohesion-specific subunits Ctf18, Dcc1, and Ctf8 / T. Murakami, R. Takano, S. Takeo et al.// J Biol Chem.- 2010.-Vol.285(45).- P.34608-34615.

85. Nwizu, T. In squamous cell head and neck cancer: which platinum, how much and how often? / T. Nwizu, D. J. Adelstein // Expert Rev Anticancer Ther.-2014.- Vol.14(9).- P.1033-1039.

86. Olaussen, K. A. A new step ahead for the consideration of ERCC1 as a candidate biomarker to select NSCLC patients for the treatment of cetuximab in combination with cisplatin / K. A. Olaussen // Cancer Biol Ther.-2009.-Vol.8(20).- P.1922-1923.

87. Olson, M. V. When less is more: gene loss as an engine of evolutionary change/ M.V. Olson // Am J Hum Genet.-1999.-Vol.64(1).-P.18-23.

88. Orelli, B The XPA-binding domain of ERCC1 is required for nucleotide excision repair but not other DNA repair pathways / B. Orelli, T. B. McClendon, O. V. Tsodikov et al.// J Biol Chem.- 2010.-Vol.285(6).- P.3705-3712.

89. Ozols, R. F. Chemotherapy of ovarian cancer. Semin / R. F. Ozols, R. C. Young // Oncol.- 1991.-Vol.18(3).- P.222-232.

90. Pabla, N. ATR-Chk2 signaling in p53 activation and DNA damage response during cisplatin-induced apoptosis / N. Pabla, S. Huang, et al. // J Biol Chem.- 2008.-Vol.283(10).- P.6572-6583.

91. Pabla, N. The copper transporter Ctrl contributes to cisplatin uptake by renal tubular cells during cisplatin nephrotoxicity / N. Pabla, R. F. Murphy, K. Liu, Z. Dong // Am J Physiol Renal Physiol.- 2009.-Vol.296(3).- P.505-511.

92. Parsons, A. B. Exploring the mode-of-action of bioactive compounds by chemical-genetic profiling in yeast / A. B. Parsons, A. Lopez, I. E. Givoni et al. // Cell. - 2006. - Vol.126(3). - P. 611-625.

93. Pauling, L. Sickle cell anemia a molecular disease / L. Pauling, H. A. Itano et al. // Science. - 1949. - Vol.110(2865). - P. 543-548.

94. Paull, T. T. A critical role for histone H2AX in recruitment of repair factors to nuclear foci after DNA damage / T. T. Paull, E. P. Rogakou, V. Yamazaki et al. // Curr Biol. - 2000. - Vol.10(15). - P. 886-895.

95. Peng, G. Exploiting the homologous recombination DNA repair network for targeted cancer therapy / G. Peng, S. Y. Lin // World J Clin Oncol. - 2011. -Vol.2(2). - P. 73-79.

96. Persons, D. L. Effect of extracellular signal-regulated kinase on p53 accumulation in response to cisplatin / D. L. Persons, E. M. Yazlovitskaya, J. C. Pelling // J Biol Chem. - 2000. - Vol.275(46). - P. 35778-35785.

97. Pruitt, K. D. NCBI reference sequences (RefSeq): a curated non-redundant sequence database of genomes, transcripts and proteins / K. D. Pruitt, T. Tatusova, D. R. Maglott // Nucleic Acids Res. - 2007. - Vol.35(Database issue). -P. 61-65.

98. Rosenberg, B. The inhibition of growth or cell division in Escherichia coli by different ionic species of platinum(IV) complexes / B. Rosenberg, L. Van Camp, E. B. Grimley, A. J. Thomson // J Biol Chem. - 1967. - Vol.242(6). - P. 1347-1352.

99. Rosenberg, B. Inhibition of Cell Division in Escherichia Coli by Electrolysis Products from a Platinum Electrode / B. Rosenberg, L. Van Camp, T. Krigas // Nature. - 1965. - Vol.205. - P. 698-699.

100. Rosenberg, B. Platinum compounds: a new class of potent antitumour agents / B. Rosenberg, L. Van Camp, J. E. Trosko, V. H. Mansour // Nature. -1969. - Vol.222(5191). - P. 385-386.

101. Rothenberg, M. L. Efficacy of oxaliplatin in the treatment of colorectal cancer / M. L. Rothenberg // Oncology (Williston Park). - 2000. - Vol.14(12 Suppl 11). - P. 9-14.

102. Saeed, A. I. TM4: a free, open-source system for microarray data management and analysis / A. I. Saeed, V. Sharov, J. White et al. // Biotechniques. - 2003. - Vol.34(2). - P. 374-378.

103. Samimi, G. Modulation of the cellular pharmacology of cisplatin and its analogs by the copper exporters ATP7A and ATP7B / G. Samimi, K. Katano, A. K. Holzer et al. // Molecular Pharmacology. - 2004. - Vol.66(1). - P. 25-32.

104. Samimi, G. Increased expression of the copper efflux transporter ATP7A mediates resistance to cisplatin, carboplatin, and oxaliplatin in ovarian cancer cells / G. Samimi, R. Safaei, K. Katano, et al. // Clin Cancer Res. - 2004. -Vol.10(14). - P. 4661-4669.

105. Santarpia, L. DNA repair gene patterns as prognostic and predictive factors in molecular breast cancer subtypes / L. Santarpia, T. Iwamoto, A. Di Leo et al. // Oncologist. - 2013. - Vol.18(10). - P. 1063-1073.

106. Scharer, O. D. Nucleotide excision repair in eukaryotes / O. D. Scharer, // Cold Spring Harb Perspect Biol. - 2013. -Vol. 5(10). - P. a012609.

107. Shachar, S. Two-polymerase mechanisms dictate error-free and error-prone translesion DNA synthesis in mammals / S. Shachar, O. Ziv, S. Avkin et al. // EMBO J. - 2009. - Vol.28(4). - P. 383-393.

108. Shannon, P. Cytoscape: a software environment for integrated models of biomolecular interaction networks / P. Shannon, A. Markiel, O. Ozier et al. // Genome Res. - 2003. - Vol.13(11). - P. 2498-2504.

109. Sharma, A. Histone H2AX phosphorylation: a marker for DNA damage / A. Sharma, K. Singh, A. Almasan // Methods Mol Biol. - 2012. - Vol.920. - P. 613-626.

110. Siddik, Z. H. Cisplatin: mode of cytotoxic action and molecular basis of resistance / Z. H. Siddik // Oncogene. - 2003. - Vol.22(47). - P. 7265-7279.

111. Smeenk, G. Poly(ADP-ribosyl)ation links the chromatin remodeler SMARCA5/SNF2H to RNF168-dependent DNA damage signaling / G. Smeenk, W. W. Wiegant, J. A. Marteijn et al. // J Cell Sci. - 2013. - Vol.126(Pt 4). - P. 889-903.

112. Stenson, P. D. The Human Gene Mutation Database (HGMD) and its exploitation in the fields of personalized genomics and molecular evolution / P. D. Stenson, E. V. Ball, M. Mort et al. // Curr Protoc Bioinformatics. - 2012. -Chapter 1: Unit1 13.

113. Stransky, N. The mutational landscape of head and neck squamous cell carcinoma / N. Stransky, A. M. Egloff, A. D. Tward et al. //. Science. - 2011. -Vol.333(6046). - P. 1157-1160.

114. Tajeddine, N. Hierarchical involvement of Bak, VDAC1 and Bax in cisplatin-induced cell death / N. Tajeddine, L. Galluzzi, O. Kepp, et al. // Oncogene. - 2008. - Vol.27(30). - P. 4221-4232.

115. Tanida, S. Mechanisms of Cisplatin-Induced Apoptosis and of Cisplatin Sensitivity: Potential of BIN1 to Act as a Potent Predictor of Cisplatin Sensitivity in Gastric Cancer Treatment / S. Tanida, T. Mizoshita, K. Ozeki et al. // Int J Surg Oncol. - 2012. - Vol.2012. - p. 862879.

116. Tommiska, J. Evaluation of RAD50 in familial breast cancer predisposition / J. Tommiska, S. Seal, A. Renwick et al. // Int J Cancer. - 2006. - Vol.118(11). -P. 2911-2916.

117. Turinetto, V. Multiple facets of histone variant H2AX: a DNA double-strand-break marker with several biological functions / V. Turinetto, C. Giachino et al. // Nucleic Acids Res. - 2015. - Vol.43(5). - P. 2489-2498.

118. Vallender, E. J. Bioinformatic approaches to identifying orthologs and assessing evolutionary relationships / E. J. Vallender // Methods. - 2009. -Vol.49(1). - P. 50-55.

119. Vokes, E. E. Chemotherapy of squamous cell carcinoma of head and neck: the future is now / E. E. Vokes, I. Athanasiadis // Ann Oncol. - 1996. - Vol.7(1). -P. 15-29.

120. Vousden, K. H. p53 in health and disease / K. H. Vousden, D. P. Lane // Nat Rev Mol Cell Biol. - 2007. - Vol.8(4). - P. 275-283.

121. Wang, D. Cellular processing of platinum anticancer drugs / D. Wang, S. J. Lippard // Nat Rev Drug Discov. - 2005. - Vol.4(4). - P. 307-320.

122. Warde-Farley, D. The GeneMANIA prediction server: biological network integration for gene prioritization and predicting gene function / D. Warde-Farley, S. L. Donaldson, O. Comes et al. // Nucleic Acids Res. - 2010. - Vol.38(Web Server issue). - P. 214-220.

123. Welsh, C. Reduced levels of XPA, ERCC1 and XPF DNA repair proteins in testis tumor cell lines / C. Welsh, R. Day, C. McGurk, et al. // Int J Cancer. -2004. - Vol. 110(3). - P. 352-361.

124. Wittschieben, J. P. Loss of DNA polymerase zeta causes chromosomal instability in mammalian cells / J. P. Wittschieben, S. C. Reshmi, S. M. Gollin, R. D. Wood // Cancer Res. - 2006. - Vol.66(1). - P. 134-142.

125. Wu, F. DNA polymerase zeta regulates cisplatin cytotoxicity, mutagenicity, and the rate of development of cisplatin resistance / F. Wu, X. Lin, T. Okuda, S. B. Howell //. Cancer Res. - 2004. - Vol.64(21). - P. 8029-8035.

126. Wu, H. I. Genome-wide identification of genes conferring resistance to the anticancer agents cisplatin, oxaliplatin, and mitomycin C / H. I. Wu, J. A. Brown, M. J. Dorie, et al. // Cancer Res. - 2004. - Vol.64(11). - P. 3940-3948.

127. Xia, L. Identification of genes required for protection from doxorubicin by a genome-wide screen in Saccharomyces cerevisiae / L. Xia, L. Jaafar, A. Cashikar, H. Flores-Rozas // Cancer Res. - 2007. - Vol.67(23). - P. 11411-11418.

128. Yamasaki, M. Role of multidrug resistance protein 2 (MRP2) in chemoresistance and clinical outcome in oesophageal squamous cell carcinoma / M. Yamasaki, T. Makino, T. Masuzawa et al. // Br J Cancer. - 2011. - Vol. 104(4). - P. 707-713.

129. Yano, K. Ku recruits XLF to DNA double-strand breaks / K. Yano, K. Morotomi-Yano, S. Y. Wang et al. // EMBO Rep. - 2008. - Vol.9(1). - P. 91-96.

130. Yates, A. Ensembl 2016 / A.Yates, W. Akanni, M. R. Amode et al. // Nucleic Acids Res. - 2016. - Vol.44(D1). - P. 710-716.

131. Young, N. R. Molecular phenotype predicts sensitivity of squamous cell carcinoma of the head and neck to epidermal growth factor receptor inhibition / N. R. Young, J. Liu, C. Pierce et al. // Mol Oncol. - 2013. - Vol.7(3). - P. 359-