Russian Journal of BiotherapyRussian Journal of BiotherapyРоссийский биотерапевтический журнал1726-97841726-9792Publishing House ABV Press151810.17650/1726-9784-2025-24-1-57-64ORIGINAL REPORTSОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИCorrelation of CD71 transferrin receptor expression with ICAM-1 adhesion molecule expression by breast cancer cellsКорреляция экспрессии рецепторов трансферрина CD71 с экспрессией молекул адгезии ICAM-1 клетками рака молочной железыhttps://orcid.org/0000-0003-4412-5019ChulkovaS. V.ЧулковаС. В.
Russian Federation

Svetlana Vasilievna Chulkova

24 Kashirskoye Shosse, Moscow115522; 1a Ostrovityanova St., Moscow 117997

Светлана Васильевна Чулкова

115522 Москва, Каширское шоссе, 24; 117997 Москва, ул. Островитянова, 1а

chulkova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1456-1904SholokhovaE. N.ШолоховаЕ. Н.
Russian Federation

Elena N. Sholokhova

24 Kashirskoye Shosse, Moscow115522

115522 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0002-0995-1801PoddubnayaI. V.ПоддубнаяИ. В.
Russian Federation

Irina V. Poddubnaya

Bld. 1, 2/1 Barrikadnaya St., 125993 Moscow

125993 Москва, ул. Баррикадная, 2 / 1, стр. 1

https://orcid.org/0000-0002-0493-1166StylidiI. S.СтилидиИ. С.
Russian Federation

Ivan S. Stylidi

24 Kashirskoye Shosse, Moscow115522; 1a Ostrovityanova St., Moscow 117997

115522 Москва, Каширское шоссе, 24; 117997 Москва, ул. Островитянова, 1а

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, Ministry of Health of RussiaФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава РоссииPirogov Russian National Research Medical University, Ministry of Health of RussiaФГAOУ ВО «Российский национальный медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава РоссииRussian Medical Academy of Continuous Professional Education, Ministry of Health of RussiaФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава России1604202524157641604202516042025https://bioterapevt.abvpress.ru/jour/article/view/1518

Background. Transferrin receptor 1 (CD71) plays a vital role in regulating cellular iron import. Cancer cells aberrantly express transferrin receptor 1 (CD71). Expression of CD71 receptors influences many aspects of tumorigenesis. Studying the expression of CD71 in breast cancer cells may reveal the peculiarities of tumor biology in order to select a priority type of drug treatment.

Aim. Study the CD71 phenotype of breast cancer cells and evaluate its relationship with adhesion molecules.

Materials and methods. We studied tumor samples obtained from breast cancer patients who were treated at the N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology. On cryostat sections of the tumor, the CD71 phenotype (transfecrrin receptors), CD54 phenotype (intercellular adhesion molecule ICAM-1), and CD29 phenotype (common β-subunit of VLA antigens) were assessed using immunofluorescence. A ZEISS luminescent microscope (AXIOSKOP, Germany) was used. The assessment was performed using a semi-quantitative method: two types of positive reaction were identified according to Hammerling (mosaic and monomomorphic). Using contingency tables (Fisher’s exact test or Pearson’s χ2 test), the correlation between the expression of transferrin receptor molecules and adhesion molecules was studied.

Results. The phenotype of breast cancer corresponded to CD71 monomorphic, which was noted in 64.4 % of samples (n = 61). Adhesion molecules were expressed in the majority of samples. β-1 CD29 integrins are presented monomorphically in 51.6 %. Expressing tumor adhesion molecules ICAM-1 in 37 cases showed a monomorphic type of receptor expression, and in 17 cases – mosaic. The expression of CD71 molecules was significantly associated with the expression of CD54 adhesion receptors. This was that CD71 positive tumors more often demonstrated expression of the CD54 receptor and this was expressed in a monomorphic type of reaction, which was 33 % versus 10.5 % (0.293, p = 0.008). With the mosaic CD71 phenotype, the proportion of tumors mosaically expressing CD29 β1-integrin molecules was 80.0 %, while with the CD71 monomorphic phenotype it was 33.3 %, in most cases (52.4 %) tumors with monomorphic expression of CD29 were observed (versus 20.0 % for mosaic phenotype).

Conclusion. Breast cancer cells are characterized by an overexpression phenotype of CD71, which is correlated with the expression of CD54 adhesion molecule (ICAM-1). The monomorphic expression of β1-integrin molecules, which occurs in CD71 positive tumors (with a monomorphic type of reaction), indicates that these cells have a higher metastatic potential.

Введение. Рецептор трансферрина 1 (CD71) играет жизненно важную роль в регулировании импорта клеточного железа. Клетки рака абберантно экспрессируют рецепторы трансферрина 1 (CD71). Экспрессия рецепторов CD71 влияет на многие аспекты онкогенеза. Изучение экспрессии CD71 клетками рака молочной железы (РМЖ) может помочь раскрыть особенности биологии опухоли с целью выбора приоритетного вида лекарственного лечения.

Цель исследования – изучить CD71-фенотип клеток РМЖ и оценить его взаимосвязь с молекулами адгезии. Материалы и методы. Изучены образцы опухоли, полученные от больных РМЖ, которые получили лечение в ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина». На криостатных срезах опухоли методом иммунофлюоресценции оценивали CD71-фенотип (рецепторы трансферрина), CD54-фенотип (молекула межклеточной адгезии ICAM-1), CD29-фенотип (общая β-субъединица антигенов VLA). Использовали люминесцентный микроскоп ZEISS (AXIOSKOP, Германия). Оценка выполнена полуколичественным методом: выделяли 2 типа позитивной реакции по Hammerling (мозаичную и мономоморфную). С помощью таблиц сопряженности признаков (точный критерий Фишера или тест χ2 по Пирсону) изучена корреляция экспрессии молекул трансферриновых рецепторов и молекул адгезии.

Результаты. Фенотип РМЖ соответствовал CD71 мономорфному, что отмечено в 64,4 % образцов (n = 61). Молекулы адгезии экспрессированы в большинстве образцов. β1-интегрины СD29 представлены мономорфно в 51,6 %. Экспрессирующие молекулы адгезии опухоли ICAM-1 в 37 случаях демонстрировали мономорфный тип экспрессии рецептора, а в 17 случаях – мозаичный. Экспрессия молекул CD71 была достоверно связана с экспрессией рецепторов адгезии CD54. Это заключалось в том, что CD71-позитивные опухоли чаще демонстрировали экспрессию рецептора CD54, и это выражалось в мономорфном типе реакции, что составляло 33 % против 10,5 % (0,293, р = 0,008). При мозаичном CD71-фенотипе доля опухолей, мозаично экспрессирующих молекулы β1-интегринов CD29, составила 80,0 %, тогда как при мономорфном CD71-фенотипе – 33,3 %, в большинстве случаев (52,4 %) наблюдались опухоли с мономорфной экспрессией CD29 (против 20,0 % при мозаичном фенотипе).

Заключение. Клетки РМЖ характеризуются гиперэкспрессирующим фенотипом CD71, который находится во взаимосвязи с экспрессией молекул адгезии CD54 (ICAM-1). Мономорфная экспрессия молекул β1-интегринов, которая имеется в CD71-позитивных опухолях (с мономорфным типом реакции), указывает на то, что эти клетки обладают более высоким метастатическим потенциалом.

breast cancertransferrin receptor 1 (CD71)adhesion moleculesimmunofluorescenceрак молочной железытрансферриновый рецептор 1 (СD71)молекулы адгезиииммунофлюоресценцияThe study was performed without external fundingИсследование проведено без спонсорской поддержкиBray F., Ferlay J., Soerjomataram I. et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin 2018;68:394–424. DOI: 10.3322/caac.21492Sung H., Ferlay J., Siegel RL. et al. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin 2021;71:209–49. DOI: 10.3322/caac.21660Esteva F.J., Hubbard-Lucey V.M., Tang J. et al. Immunotherapy and targeted therapy combinations in metastatic breast cancer. Lancet Oncol 2019;20:e175–86. DOI: 10.1016/S1470-2045(19)30026-9Liu B., Fan Y., Song Z. et al. Identification of DRP1 as a prognostic factor correlated with immune infiltration in breast cancer. Int Immunopharmacol 2020;89:107078. DOI: 10.1016/j.intimp.2020.107078Ryabchikov D.A., Abdullaeva E.I., Dudina I.A. et al. The role of microRNA in carcinogenesis and prognosis of malignant neoplasms of the mammary gland. Vestnik Rossiiskogo nauchnogo tsentra rentgenoradiologii = Bulletin of the Russian Scientific Center of Roentgenology and Radiology 2018;18(2):5. (In Russ.).Рябчиков Д.А., Абдуллаева Э.И., Дудина И.А. и др. Роль микро-РНК в канцерогенезе и прогнозе злокачественных новообразований молочной железы. Вестник Российского научного центра рентгенорадиологии 2018;18(2):5.Sinn B.V., Weber K.E., Schmitt W.D. et al. Human leucocyte antigen class I in hormone receptor-positive, HER2-negative breast cancer: association with response and survival after neoadjuvant chemotherapy. Breast Cancer Res 2019;21:142. DOI: 10.1186/s13058-019-1231-zRyabchikov D.A., Beznos O.A., Dudina I.A. et al. Disseminated tumor cells in patients with luminal breast cancer. Rossijskij bioterapevticeskij zurnal = Russian Journal of Biotherapy 2018;17(1):53–7. (In Russ.). DOI:10.17650/1726-9784-2018-17-1-53-57Рябчиков Д.А., Безнос О.А., Дудина И.А. и др. Диссеминированные опухолевые клетки у пациентов с люминальным раком молочной железы. Российский биотерапевтический журнал 2018;17(1):53–7. DOI:10.17650/1726-9784-2018-17-1-53-57Titov K.S., Kazakov A.M., Baryshnikova M.A. et al. Some molecular and immunological prognostic factors in triplenegative breast cancer. Onkoginekologiya = Oncogynecology 2019;32(4):26–34. (In Russ.). DOI:10.52313/22278710_2019_4_26Титов К.С., Казаков А.М., Барышникова М.А. и др. Некоторые молекулярные и иммунологические факторы прогноза трижды негативного рака молочной железы. Онкогинекология 2019;32(4):26–34. DOI: 10.52313/22278710_2019_4_26Talipov O.A., Ryabchikov D.A., Chulkova S.V. et al. Methylation of suppressor microRNA genes in breast cancer. Onkoginekologiya = Oncogynecology 2020;34(2):14–22. (In Russ.). DOI:10.52313/22278710_2020_2_14Талипов О.А., Рябчиков Д.А., Чулкова С.В. и др. Метилирование генов супрессорных микроРНК при раке молочной железы. Онкогинекология 2020;34(2):14–22. DOI:10.52313/22278710_2020_2_14Hentze M.W., Muckenthaler M.U., Galy B. et al. Two to tango: regulation of Mammalian iron metabolism. Cell 2010;142:24–38. DOI: 10.1016/j.cell.2010.06.028Wang Y., Yu L., Ding J., Chen Y. Iron metabolism in cancer. Int J Mol Sci 2018;20(1):95. DOI: 10.3390/ijms20010095Marques O., Porto G., Rêma A. et al. Local iron homeostasis in the breast ductal carcinoma microenvironment. BMC Cancer 2016;16:187. DOI: 10.1186/s12885-016-2228-yDaniels T.R., Delgado T., Rodriguez J.A. et al. The transferrin receptor part I: biology and targeting with cytotoxic antibodies for the treatment of cancer. Clin Immunol 2006;121(2):144–58. DOI: 10.1016/j.clim.2006.06.010Kawabata H. Transferrin and transferrin receptors update. Free Radic Biol Med 2019;133:46–54. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2018.06.037Shen Y., Li X., Dong D. et al. Transferrin receptor 1 in cancer: a new sight for cancer therapy. Am J Cancer Res 2018;8(6):916. PMID: 30034931Stevens A.J., Harris A.R., Gerdts J. Programming multicellular assembly with synthetic cell adhesion molecules. Nature 2023;614(7946):144–152. DOI: 10.1038/s41586-022-05622-zHanker A.B., Estrada M.V., Bianchini G. et al. Extracellular matrix/integrin signaling promotes resistance to combined inhibition of Her2 and Pi3k in Her2(+) breast cancer. Cancer Res 2017;77(12):3280–92. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-16-2808Huang C., Park C.C., Hilsenbeck S.G. et al. Beta1 integrin mediates an alternative survival pathway in breast cancer cells resistant to lapatinib. Breast Cancer Res 2011;13(4):R844. DOI: 10.1186/bcr2936Dötzer K., Schlüter F., Koch F. et al. Integrin a2b1 represents a prognostic and predictive biomarker in primary ovarian cancer. Biomedicines 2021;9(3):289. DOI: 10.3390/biomedicines9030289Yang L., Froio R.M., Sciuto T.E. et al. ICAM-1 regulates neutrophil adhesion and transcellular migration of TNF-alpha-activated vascular endothelium under flow. Blood 2005;106(2):584–92. DOI: 10.1182/blood-2004-12-4942Hemmerlein B., Scherbening J., Kugler J.S.A., Radzun H.J. Expression of VCAM-1, ICAM-1, Eand P-selectin and tumour-associated macrophages in renal cell carcinoma. Histopathology 2000;37(1):78–83. DOI:10.1046/j.1365-2559.2000.00933.xTempia-Caliera A.A., Horvath L.Z., Zimmermann A. et al. Adhesion molecules in human pancreatic cancer. J Surg Oncol 2002;79(2):93–100. DOI:10.1002/jso.10053Lin Y.C., Shun C.T., Wu M.S., Chen C.C. A novel anticancer effect of thalidomide: inhibition of intercellular adhesion molecule-1-mediated cell invasion and metastasis through suppression of nuclear factor-kappaB. Clin Cancer Res 2006;12(23):7165–73. DOI: 10.1158/1078-0432.ccr-06-1393Huang C., Li N., Li Z. et al. Tumour-derived Interleukin 35 promotes pancreatic ductal adenocarcinoma cell extravasation and metastasis by inducing ICAM1 expression. Nat Commun 2017;8:14035. DOI: 10.1038/ncomms14035