Molecular genetic signatures of head and neck squamous cell carcinoma and their changes induced by proton irradiation

Head and neck squamous cell cancer (HNSCC) is the seventh most common malignancy in the world. The overall incidence of HNSCC is increasing and is projected to increase by about 30 % annually by 2030. Clinically, HNSCC is characterized by an aggressive course: rapid local spread, resistance to various methods of antitumor treatment, and frequent recurrences. Despite improvements in diagnostic and therapeutic approaches over the last two decades, mainly due to the respective heterogeneity of these tumors, the outcomes of patients with HNSCC have not shown significant improvements, especially for patients with late TNM stage, with an overall five-year survival rate of 50 %. Approximately 75 % of HNSCC patients are treated with radiation therapy either alone or as part of a comprehensive treatment regimen. To date, one of the main ways to improve the efficacy of radiation therapy in HNSCC is considered to be a combination of maximum allowable increase of radiation dose in the target tumor and reduction and minimization of such dose in the surrounding healthy tissues. From this point of view, proton therapy (PT) has a pronounced advantage over various types of photon irradiation. Despite the growing interest of scientists in PT, studies aimed at identifying molecular and genetic changes induced by PT are scarce, while in our opinion they are very important for understanding intracellular mechanisms leading either to tumor cell destruction or to the development of radioresistance. This review summarizes the available knowledge on the changes in the main signaling pathways of HNSCC tumor cells under the influence of PT.

Плоскоклеточный рак головы и шеи (ПРГШ) занимает седьмое место в десятке наиболее распространенных злокачественных новообразований в мире. Отмечается рост общей заболеваемости ПРГШ, и прогнозируется, что к 2030 году она будет увеличиваться примерно на 30 % ежегодно. Клинически ПРГШ характеризуется агрессивным течением: быстрым локальным распространением, резистентностью к различным методам противоопухолевого лечения и частыми рецидивами. Несмотря на усовершенствования диагностических и терапевтических подходов за последние два десятилетия, главным образом из-за соответствующей гетерогенности этих опухолей исходы пациентов с ПРГШ не показали существенных улучшений, особенно в отношении пациентов с поздней стадией TNM, с общей пятилетней выживаемостью составляющей 50 %. Примерно 75 % пациентов ПРГШ назначается лучевая терапия в качестве самостоятельного вида терапии или в составе комплексного лечения. На сегодняшний день одним из основных путей повышения эффективности лучевой терапии при ПРГШ считается сочетание максимально допустимого повышения дозы облучения в опухоли-мишени и снижения при минимизации таковой в окружающих здоровых тканях. С этой точки зрения протонная терапия (ПТ) обладает выраженным преимуществом по сравнению с различными видами фотонного облучения. Несмотря на растущий интерес ученых к ПТ, исследований, направленны на выявление молекулярно-генетических изменений, индуцированных ПТ, недостаточно, тогда как, на наш взгляд, они очень важны для понимания внутриклеточных механизмов, ведущих либо к уничтожению опухолевых клеток, либо к развитию радиорезистентности. В данном обзоре обобщены имеющиеся знания об изменениях основных сигнальных путей опухолевых клеток ПРГШ под действием ПТ.