Glioma cell cultures are used in basic researches of tumor processes, personalized medicine for selecting treatment regimens depending on individual characteristics of patients and pharmacology for assessing the effectiveness of chemotherapy. Suppression of glioma culture growth without reduction of malignancy grade is common. Drug cancellation may be followed by substitution of precursor cells by more malignant clones. Therefore, analysis of culture cell malignancy grade is important. In the future, intraoperative analysis of glioma cell malignancy grade can be used to select individual therapy.
We analyzed the relationship between expression of marker genes TUBB3, CD133, CDK4, CDK6, CIRBP, DR4,
DR5, EGFR, FGFR, FSHR, GDNF, GFAP, L1CAM, LEF1, MAP2, MDM2, MELK, NANOG, NOTCH2, OCT4, OLIG2, PDGFRA, PDGFA, PDGFB and SOX2 and glioma cell malignancy grade, as well as created appropriate prognostic model.
We analyzed expression of 25 marker genes in 22 samples of human glioma cultures using quantitative real-time PCR. Statistical analysis was performed using the IBM SPSS Statistics 26.0 software. We used the Kolmogorov-Smirnov and Shapiro-Wilk tests to assess distribution normality. Nonparametric Jonckheere-Terpstra and Spearman tests were applied.
We obtained a prognostic model for assessing the grade III and IV glioma cell malignancy based on expression of marker genes MDM2, MELK, SOX2, CDK4,
DR5 and OCT4. Predictive accuracy was 83% (Akaike information criterion -55.125).
Культуры глиом имеют широкий спектр применения: в фундаментальных исследованиях опухолевых процессов, персонализированной медицине для подбора схем лечения, учитывающих индивидуальные особенности пациента, а также в фармакологии для оценки эффективности действия лекарственных средств на опухоль. При этом часто отмечается подавление роста культуры глиомы в целом без снижения степени злокачественности. При отмене препаратов может происходить вытеснение пула предшествующих клеток более злокачественными клонами, поэтому важное значение имеет определение степени злокачественности клеток в культуре. В дальнейшем изучение степени злокачественности клеток культуры глиомы, полученной от пациента во время операции, может быть использовано для подбора персонализированной терапии, наилучшим образом подходящей данному пациенту.
Изучение связи между экспрессией маркерных генов TUBB3, CD133, CDK4, CDK6, CIRBP, DR4,
DR5, EGFR, FGFR, FSHR, GDNF, GFAP, L1CAM, LEF1, MAP2, MDM2, MELK, NANOG, NOTCH2, OCT4, OLIG2, PDGFRA, PDGFA, PDGFB и SOX2 и степенью злокачественности клеток в культурах глиом и создание прогностической модели в виде уравнения на основе регрессионного анализа.
С помощью количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени была проанализирована экспрессия 25 маркерных генов в 22 образцах культур глиом человека, полученных от пациентов, проходивших лечение в ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» Минздрава России. При статистической обработке полученных данных, проведенной с помощью программного обеспечения IBM SPSS Statistics 26.0 (StatSoft Inc., США), для оценки нормальности распределения анализировали критерии Колмогорова—Смирнова и Шапиро—Уилка, при сравнительной статистике использовали непараметрические критерии Джонкхиера—Терпстры и Спирмена.
Была получена прогностическая модель для определения степени злокачественности клеток в культурах глиом III и IV Grade с помощью оценки экспрессии маркерных генов MDM2, MELK, SOX2, CDK4,
DR5 и OCT4 с прогностической точностью 83% (информационный критерий Акаике равен —55,125).