Puno se dogodilo u genetici od 1950-ih kada su poznati znanstvenici Watson i Crick otkrili strukturu DNA. Šezdesetih godina prošlog stoljeća znanstvenici su otkrili da postoji velika količina ljudske DNK između bona fide "gena" i sastojala se od ponovljenih sekvenci tzv. Junk DNA junk, u smislu da istraživači u to vrijeme nisu mogli razumjeti što kôd je namijenjen.
Istraživanja u 1970-ima pokazala su da su mnoge ne-kodne sekvence pronađene i unutar gena, prekidajući regije kodiranja proteina. Je li ovaj genetski materijal bio posve bezvrijedan? Naravno da ne! To je jednostavno percipiralo kao takvo od umova koji nisu znali što s njim u to vrijeme. Što je stvarno u našoj DNK?
Ispada da samo oko pet posto ljudske DNK zapravo kodira protein, prema procjenama. Znanstvenici iz prošlih desetljeća, 95 posto DNK bi se smatrali smećem.
Kako oko 2016., 2017., i dalje? Kad je u pitanju ljudska DNK, još uvijek postoji malo nepoznatog, nepoznatog teritorija. Ipak, mikroRNA je bilo važno otkriće i onaj koji je relevantan za pacijente s rakom na različite načine.
Što je MicroRNA (miRNA)?
Možda ste čuli za glasovnu RNA u biologiji srednjih škola. To je molekula vaše tijelo koristi za stvaranje novih proteina i oblikuje se koristeći DNK kao predložak.
Također se čitaju ribosomi u činu sinteze proteina ili prijevoda, kako bi se stvorio novi protein.
MikroRNA je drugačije.
MicroRNA, ili miRNA, je vrsta RNA koja nije namijenjena dekodiranju u protein. To je zapravo manji – puno kraći slijed koda – od razrađenih sekvenci koje govore tijelu kako izgraditi protein, na primjer, inzulin.Dakle, ako ne kodira za protein, koja je njegova funkcija? Pa, MiRNA djeluje na regulaciju gena kroz postupke poznate kao "silaniranje RNA" i "post-transkripcijsko reguliranje ekspresije gena". Ovi su pojmovi objašnjeni malo dalje u nastavku.
Uloga miRNA u raku
Otkriće miRNA i drugih nekodirajućih RNA ima mnoge važne implikacije – a neke od njih mogu biti osobito relevantne za pacijente s rakom, poput onih s hematološkim malignima.
MiRNAs imaju svoj utjecaj regulirajući kako vaša organizam odlazi od DNK do RNA do proteina. Kada se proteina od interesa ispostavi da je protein povezan s rakom ili spoj pronađen u ključnim biološkim putevima raka, tada je to propisivanje miRNA potencijalno značajno.
Mnogo različitih miRNA je zabilježeno kao izvanbolje, ili u znanstvenim terminima, disregulirano, u bolesnika s različitim vrstama raka. U kanceroznim stanicama, ove miRNA nisu pod pravilnom regulacijom koja se vidi u zdravih stanica, pa stoga mogu rezultirati abnormalne razine miRNA i abnormalnih staničnih odgovora. Ovo promatranje o miRNS-ima mora dovesti do hipoteze da su miRNA uključene u razvoj raka i u progresiji raka, jednom kada je započeo.
MiRNA je prvo shvaćena u smislu nekoliko modela raka ili prototipa malignih tumora, uključujući kroničnu limfocitnu leukemiju (CLL), multipli mijelom (MM), kožni limfom T-stanica i limfom stanica plašta. Zapravo, polje miRNA u raku zaista je dobilo početak kada je istraživačka skupina pokazala da su dvije miRNA-miR-15 i miR-16 bile smještene u dijelu kromosoma koji se često gubi ili briše u kroničnoj limfocitnoj leukemiji.
MiRNA potpisi
Od tada, istraživači rade na "miRNA potpisu" – to jest, različiti profili povišenih ili smanjenih miRNA razina koji mogu biti karakteristični za neki atribut određenog raka. Na primjer, određeni miRNA potpis mogao bi biti povezan s agresivnijim kanceroznim ponašanjem. Kada se koristi na taj način, miRNA potpisi se ponekad nazivaju i biomarkeri.
MiRNA u liječenju raka
Uloga miRNA u liječenju raka trenutačno je predviđena kao komplementarna, u smislu da novi i bolji tretmani mogu biti bolje usmjereni na odgovarajuće pacijente koji koriste potpise miRNA. Jedna vizija budućnosti je da vaš liječnik može reći nešto slično: "Vaš rak ima miRNA potpis koji je povezan s poboljšanim ishodima s ovim novim režimom liječenja, pa bismo možda htjeli dati takav tretman ozbiljnijom razmatranju."
Istraživači također istražuju mogućnost korištenja mikro-RNA-a kao "tumorski supresori" tako da ih dovedu izravno u stanice raka. MiRNA i druge ne-kodirane RNA su vrlo kratke sekvence, što ih čini savršenim za proces koji se zove transfekcija, koji koristi viruse kako bi prenio sekvence u igru.
Još jedno područje interesa s obzirom na uporabu miRNA je ciljati stanice raka otporne na kemoterapiju ili zračenje. Čak i kad konvencionalna terapija eliminira više od 98 posto stanica raka, sve takozvane matične stanice raka – stanice raka koje se skrivaju – koje mogu ostati i dalje mogu dovesti do ponovnog pojavljivanja. Ako se stanice karcinoma koji se skrivaju mogu ciljati miRNA ili druge nekodirajuće RNA, same ili u kombinaciji s drugim terapijama, to bi predstavljalo terapijski napredak. Klinička ispitivanja pomoću miRNA terapijski za rak jetre i rak pluća već su objavljeni, iako su potrebne više studija.
MiRNA u CLL
Na zapadu CLL je najčešća leukemija u odraslih osoba. Uobičajena kromosomska promjena povezana s CLL je brisanje dijela kromosoma 13. Kakve bi genetske informacije vjerojatno mogle biti tako važne da je njegovo brisanje dovelo do raka? Pa, ova nedostajuća DNK pronađena je kodiranje miRNA. Ovo promatranje dovodi do hipoteze da bi dvije miRNA, posebno miR-15a i miR-16-1, bile uključene kao rani događaj u razvoju CLL.
Također u CLL – uz moguću ulogu u razvoju raka – miRNA može imati ulogu u kemoterapijskoj rezistenciji. Otpornost na fludarabin, kemo droga, povezana je s promjenama razina dviju mikro RNA pod imenom miR-18, miR-22 i miR-21.
MiRNA u višestrukom mijelomu
U posljednjih nekoliko godina istraživači su utvrdili da se miRNAs različito izražavaju u ljudi s multiplim mijelomom ili MM.
U stvari, skupina istraživača – Pichiorri i kolege – koristila su ono što je poznato o potpisu miRNA kako bi profilirao različite manifestacije mijeloma. Plazma stanica je bijela krvna stanica koja može proizvesti protutijela, a ova obitelj stanica – član B-limfocitne obitelji – postaje kancerozna u MM. Mnogobrojni mijelomi mogu se razviti iz benignog stanja zvanog monoklonska gammopatija od neodređenog značaja (MGUS), a ta je istraživačka skupina pronašla razlike dok nastavljate od zdrave plazmatske stanice do benigne ali prekancerozne MGUS-a, do MM-a, punog malignih bolesti.
Tijekom 2008. godine Pichiorri i njegovi kolege izvijestili su o sveobuhvatnoj profiliranju miRNA ekspresije normalnih plazmatskih stanica, MGUS i MM. Uzgojni dokazi pokazuju da miRNA funkcionira sasvim dobro kao regulatori staničnog razvoja, dok tijelo stvara zdrave krvne stanice, ili tijekom normalne, zdrave hematopoeze; ali da promjene miRNA mogu biti uključene ili mogu pratiti druge promjene na putu malignosti. Oštećena obrada miRNA također je povezana s visokorizičnim višestrukim mijelomom.
Ultravioletna svjetlost i MiRNA u melanomu
MiRNA se također može koristiti kako bi se osvijetlilo osjetljivost osobe na rak. Nedavna studija istražuje povezanost između ultraljubičastog zračenja i razvoja melanoma u mladim ženskim volonterima. Osam
zdravih
ženskih muškaraca u dobi između 31. i 38. godine uspoređeno je s devet fer-kožnih ženki u dobi od 35 do 46 godina koji su razvili melanom. Melanociti su one stanice koje čine melanin, naš ljudski pigment, koji je odgovoran za stvari poput kose, kože i očiju. Melanociti su također stanice koje postaju kancerozne kod melanoma. U istraživanjima, izloženost kože na UV zrake uznemirila je ravnotežu ekspresije miRNA u normalnim ljudskim melanocitnim stanicama kože – ali ove promjene miRNA uzrokovane UV zračenjem dramatično su se razlikovale između zdravih žena i onih s poviješću melanoma u prošlosti, što upućuje da melanociti u određenim ljudi, iako naizgled normalni, već reagiraju drugačije na UV zrake, što može objasniti njihov rizik za budući razvoj raka. Zanimljivo, melanociti zdravih pojedinaca, nakon izlaganja istom UV zračenju, nisu odražavali ove promjene. Ovi nalazi koji važnije ovise o ekspresiji mikro-RNA mogu pomoći znanstvenicima da bolje razumiju kako počinje melanoma i kako se on može spriječiti, kao i potaknuti nove istraživačke ideje i terapijske strategije.
