Co oznaczają mikroRNA w raku

Wiele wydarzyło się w genetyce od lat 50. XX wieku, gdy słynni naukowcy Watson i Crick odkryli strukturę DNA. W latach 60. XX wieku naukowcy odkryli, że duża ilość ludzkiego DNA istniała pomiędzy bona fide "genami" i składała się z powtarzających się sekwencji tzw. Śmieciowego śmiecia DNA w tym sensie, że badacze w tamtym czasie nie mogli zrozumieć, co Kod był przeznaczony dla.

Badania w latach 70. wykazały, że znaleziono również wiele niekodujących sekwencji w ciągu geny, przerywając regiony kodujące białka. Czy cały ten materiał genetyczny naprawdę był złomowany? Oczywiście nie! Był po prostu postrzegany jako taki przez umysły, które nie wiedziały, co z nim zrobić w tym czasie.

Co naprawdę jest w naszym DNA?

Okazuje się, że tylko około pięciu procent ludzkiego DNA koduje białko, według szacunków. Tak więc dla naukowców sprzed kilkudziesięciu lat 95 procent DNA byłoby uważane za śmieci.

Co powiesz na rok 2016, 2017 i kolejne lata? Jeśli chodzi o ludzkie DNA, wciąż istnieje niezbadane, nierozpoznane terytorium. Mimo to mikroRNA stanowiło ważne odkrycie i jest istotne dla pacjentów z rakiem na różne sposoby.

Co to jest MicroRNA (miRNA)?

Być może słyszeliście o informacyjnym RNA w biologii szkoły średniej. Jest to cząsteczka, którą twoje ciało wykorzystuje do tworzenia nowych białek i jest tworzona przy użyciu DNA jako szablonu. Ponadto, jest on odczytywany przez rybosomy podczas aktu syntezy białka lub translacji, aby wytworzyć nowe białko.

Mikro-RNA jest zupełnie inny. MicroRNA lub miRNA jest rodzajem RNA, który nie jest przeznaczony do rozkodowania w białko. W rzeczywistości jest to znacznie mniejszy - o wiele krótsza sekwencja kodu - niż skomplikowane sekwencje, które mówią ciału, jak zbudować białko, na przykład insulinę.

Więc jeśli nie koduje białka, jaka jest jego funkcja? Cóż, MiRNA działa regulująco na geny poprzez procesy znane jako "wyciszanie RNA" i "post-transkrypcyjna regulacja ekspresji genów". Warunki te wyjaśniono nieco dalej poniżej.

Rola miRNA w raku

Odkrycie miRNA i innych niekodujących RNA ma wiele ważnych implikacji - a niektóre z nich mogą być szczególnie istotne dla pacjentów z rakiem, takich jak chorzy na nowotwory hematologiczne.

MiRNA mają swój wpływ poprzez regulację, jak twoje ciało przechodzi od DNA do RNA do białka. Gdy białkiem będącym przedmiotem zainteresowania okazuje się białko związane z rakiem lub związek znajdujący się w kluczowych szlakach biologicznych raka, wtedy ta regulacja przez miRNA może potencjalnie odgrywać znaczącą rolę.

Wiele różnych miRNA zostało uznanych za niedoszacowane lub z naukowego punktu widzenia rozregulowane, u pacjentów z różnymi typami raka. W komórkach nowotworowych te miRNA nie znajdują się pod prawidłową regulacją obserwowaną w zdrowych komórkach, a zatem mogą wystąpić nieprawidłowe poziomy miRNA i nieprawidłowe odpowiedzi komórkowe. Ta obserwacja dotycząca miRNA musi prowadzić do hipotezy, że miRNA są zaangażowane w rozwój nowotworu i progresję raka, gdy tylko się pojawią.

MiRNA było początkowo rozumiane pod kątem kilku modeli nowotworów lub prototypowych nowotworów złośliwych, w tym przewlekłej białaczki limfatycznej (CLL), szpiczaka mnogiego (MM), skórnego chłoniaka z limfocytów T i chłoniaka z komórek płaszcza. Faktycznie, pole miRNA w raku naprawdę zaczęło się, gdy grupa badawcza wykazała, że ​​dwa miRNA-miR-15 i miR-16 były zlokalizowane w części chromosomu, który często jest tracony lub usuwany w przewlekłej białaczce limfatycznej.

Sygnatury MiRNA

Od tego czasu naukowcy pracowali nad "sygnaturami miRNA" - czyli różnymi profilami podwyższonych lub obniżonych poziomów miRNA, które mogą być charakterystyczne dla niektórych cech danego raka. Na przykład, szczególny podpis miRNA może być powiązany z bardziej agresywnym zachowaniem rakowym. Gdy są stosowane w ten sposób, sygnatury miRNA są czasami określane jako biomarkery.

MiRNA w leczeniu raka

Rola miRNA w leczeniu raka jest obecnie postrzegana jako komplementarna, w tym sensie, że nowe i lepsze leczenie może być lepiej ukierunkowane na odpowiednich pacjentów z wykorzystaniem sygnatur miRNA. Jedną z wizji na przyszłość jest to, że twój lekarz może powiedzieć coś w rodzaju: "Twój rak ma sygnaturę miRNA, która jest powiązana z lepszymi wynikami z tym nowym schematem leczenia, więc być może zechcemy rozważyć tę opcję leczenia".

Naukowcy badają również możliwość wykorzystania mikro-RNA jako "supresorów nowotworów", przenosząc je bezpośrednio do komórek nowotworowych. MiRNA i inne niekodujące RNA są bardzo krótkimi sekwencjami, co sprawia, że ​​są idealne do procesu zwanego transfekcją, który wykorzystuje wirusy do przenoszenia sekwencji do gry.

Innym obszarem zainteresowania w odniesieniu do stosowania miRNA jest ukierunkowanie na te komórki rakowe oporne na chemioterapię lub promieniowanie. Nawet gdy konwencjonalna terapia eliminuje ponad 98 procent komórek nowotworowych, wszelkie tak zwane rakowe komórki macierzyste - komórki rakowe w ukryciu - które pozostają, mogą powodować nawrót. Jeśli czające się komórki rakowe mogą być celowane przez miRNA lub inne niekodujące RNA, samodzielnie lub w połączeniu z innymi terapiami, będzie to postęp terapeutyczny. Badania kliniczne z wykorzystaniem miRNA leczniczo na raka wątroby i raka płuc zostały już opublikowane, choć potrzeba więcej badań.

MiRNA w CLL

Na Zachodzie CLL jest najczęstszą białaczką u dorosłych. Powszechną zmianą chromosomów związaną z CLL jest usunięcie części chromosomu 13. Co może być tak ważna informacja genetyczna, że ​​jej delecja prowadzi do raka? Odkryto, że ten brakujący DNA koduje miRNA.Ta obserwacja prowadzi do hipotezy, że dwa miRNA w szczególności - nazwane miR-15a i miR-16-1 mogą być zaangażowane jako wczesne wydarzenie w rozwoju CLL.

Również w CLL - oprócz możliwej roli w rozwoju raka - miRNA mogą odgrywać rolę w oporności na chemioterapię. Oporność na fludarabinę, lek chemiczny, wiąże się ze zmianami poziomu dwóch mikro-RNA o nazwie miR-18, miR-22 i miR-21.

MiRNA w szpiczaku mnogim

W ostatnich latach naukowcy ustalili, że miRNA są różnie wyrażane u osób ze szpiczakiem mnogim lub MM.

W rzeczywistości grupa badaczy - Pichiorri i jego współpracownicy - wykorzystała to, co wiadomo na temat sygnatur miRNA, aby profilować różne objawy szpiczaka. Komórka plazmatyczna jest białą krwinką, która może wytwarzać przeciwciała, a ta rodzina komórek - członek rodziny limfocytów B - jest nowotworowa w MM. Szpiczak mnogi może rozwinąć się z łagodnego stanu zwanego gammapatią monoklonalną o nieokreślonym znaczeniu (MGUS), a ta grupa badawcza odkryła różnice w miarę przechodzenia od zdrowych komórek plazmatycznych do łagodnych, ale przedrakowych MGUS, do MM, pełnoprawnej złośliwości.

W 2008 r. Pichiorri i wsp. Opisali profilowanie ekspresji miRNA prawidłowych komórek plazmatycznych, MGUS i MM. Coraz więcej dowodów wskazuje, że miRNA działają dobrze jako regulatory rozwoju komórek, podczas gdy organizm wytwarza zdrowe komórki krwi lub podczas normalnej, zdrowej krwiotwórczości; ale zmiany miRNA mogą być związane lub mogą towarzyszyć innym zmianom na ścieżce do złośliwości. Upośledzona obróbka miRNA została również powiązana ze szpiczakiem mnogim wysokiego ryzyka.

Światło ultrafioletowe i MiRNA w czerniaku

MiRNA można również wykorzystać, aby rzucić światło na podatność danej osoby na raka. W niedawnym badaniu zbadano związki między ekspozycją na promieniowanie ultrafioletowe a rozwojem czerniaka u młodych kobiet-ochotniczek. Osiem zdrowy, kobiety o jasnej karnacji w wieku od 31 do 38 lat były porównywane do dziewięciu kobiet o jasnej karnacji w wieku od 35 do 46 lat który rozwinął czerniaka.

Melanocyty to te komórki, które wytwarzają melaninę, nasz ludzki pigment, który jest odpowiedzialny za takie rzeczy jak włosy, skóra i kolor oczu. Melanocyty są również komórkami, które stają się nowotworowe w czerniaku. W badaniach ekspozycja skóry na promienie UV zaburzyła równowagę ekspresji miRNA w normalnych komórkach skóry ludzkiej melanocytów - ale te zmiany miRNA indukowane promieniowaniem UV różniły się dramatycznie pomiędzy zdrowymi kobietami i kobietami z historią czerniaka w przeszłości, co sugeruje, że melanocyty w pewnych ludzie, choć na pozór normalni, reagują już inaczej na promienie UV, co może wyjaśniać ich ryzyko dla przyszłego rozwoju raka.

Co ciekawe, melanocyty zdrowych osobników, po ekspozycji na to samo promieniowanie UV, nie odzwierciedlały tych zmian. Te odkrycia, które w znacznym stopniu zależą od ekspresji mikro-RNA, mogą pomóc naukowcom lepiej zrozumieć, jak zaczyna się czerniak i jak można temu zapobiec, jak również pobudzać nowe pomysły badawcze i strategie terapeutyczne.