Mnogo se dogodilo u genetici od 1950-ih, kada su poznati naučnici Watson i Crick otkrili strukturu DNK. Tokom šezdesetih godina, naučnici su otkrili da je velika količina ljudske DNK postojala između bona fide "gena" i sastojala se od ponovljenih sekvenci tzv. Junk DNA-junk-a, u smislu da istraživači u to vrijeme nisu mogli razumjeti šta kod je bio namenjen.
Istraživanja u 1970-im pokazala su da su mnoge ne-kodirane sekvence pronađene i unutar gena, prekidajući regione kodiranja proteina. Da li je ovaj genetski materijal zaista bio nestanak? Naravno da ne! Jednostavno je to smatralo umovima koji nisu znali šta da rade s tim u to vreme.
Šta je stvarno u našoj DNK?
Ispostavilo se da samo oko pet procenata ljudske DNK zapravo kodira protein, prema procjenama. Prema tome, naučnicima iz proteklih decenija, 95 odsto DNK bi se smatralo neželjenim.
Šta kažeš na 2016, 2017 i šire? Kada je u pitanju ljudska DNK, i dalje postoji neizbježena, neprepoznata teritorija. Ipak, mikroRNA je bilo važno otkriće i onaj koji je relevantan za pacijente sa kancerom na različite načine.
Šta je MicroRNA (miRNA)?
Možda ste čuli za RNA messenger u biologiji srednje škole. To je taj molekul koji vaše telo koristi za stvaranje novih proteina i formira se koristeći DNK kao šablon.
Takođe, čita se od ribosoma u delu sinteze proteina ili prevoda, kako bi se napravio novi protein.
Mikro-RNA je drugačija. MicroRNA, ili miRNA, je vrsta RNK koja nije namenjena dekodiranju u protein. Zapravo je to manji - mnogo kraći niz kodova - od elaborativnih sekvenci koji govore tijelu kako na primjer graditi protein, poput insulina.
Dakle, ako ne koda za protein, koja je njegova funkcija? Pa, MiRNA deluje da reguliše gene kroz procese poznate kao "RNA siliranje" i "post-transkripciona regulacija ekspresije gena". Ovi termini su objašnjeni malo dalje u nastavku.
Uloga MiRNE u raku
Otkrivanje miRNAs i drugih nekodirajućih RNK ima mnogo važnih implikacija - a neke od njih mogu biti naročito relevantne za pacijente sa karcinomom, kao što su oni sa hematološkim malignitetima.
MiRNAs svoj uticaj regulišu kako vaše tijelo ide od DNK do RNK do proteina. Kada se pokazalo da je protein iz interesa protein koji je povezan sa rakom ili jedinjenje koje se nalazi u ključnim biološkim stazama raka, tada ta regulacija miRNA može potencijalno imati značajnu ulogu.
Izveštava se da su mnoge različite miRNAs nepismene, ili naučno gledano, disregulisane kod pacijenata sa različitim vrstama raka. U kanceroznim ćelijama, ove miRNAs nisu pod odgovarajućom regulacijom koja se vidi u zdravim ćelijama, pa stoga mogu rezultirati abnormalni nivoi miRNA i abnormalni ćelijski odgovori. Ova opservacija o miRNA-ima mora dovesti do hipoteze da su miRNA-i uključeni u razvoj raka i progresiju raka, kada je započeo.
MiRNA se u početku razumela u smislu nekoliko modela karcinoma ili maligniteta prototipa, uključujući hroničnu limfocitnu leukemiju (CLL ), multiple mieloma (MM), kožni T-ćelijski limfom i limfom mantelnih ćelija. U stvari, polje miRNA kod raka zaista je počelo kada je istraživačka grupa pokazala da su dve miRNAs-miR-15 i miR-16-bile locirane u delu hromozoma koji se često gubi ili briše u hroničnoj limfocitnoj leukemiji.
MiRNA potpisi
Od tada, istraživači rade na "miRNA potpisima" - to su različiti profili povišenih ili smanjenih nivoa miRNA koji mogu biti karakteristični za neki atribut datog raka.
Na primjer, određeni miRNA potpis može biti povezan sa agresivnijeg kancerogenog ponašanja. Kada se koriste na ovaj način, miRNA potpisi se ponekad nazivaju i biomarkeri.
MiRNA u lečenju raka
Uloga miRNE u lečenju karcinoma je trenutno predviđena kao komplementarna, u smislu da novi i bolji tretmani mogu biti bolje usmereni na odgovarajuće pacijente koji koriste miRNA potpis. Jedna vizija za budućnost je da će vaš doktor možda reći nešto slično: "Vaš rak ima miRNA potpis koji je povezan sa poboljšanim ishodima sa ovim novim režimom liječenja, tako da bi možda želeli da ozbiljnije razmotrimo ovu opciju liječenja."
Istraživači takođe razmatraju mogućnost korišćenja mikro-RNK kao "supresora tumora" tako što će ih ići direktno u ćelije karcinoma. MiRNAs i druge nekodirajuće RNK su vrlo kratke sekvence, što ih čini savršenim za proces zvanog transfekcije, koji koristi viruse za šutiranje sekvenci u igri.
Druga oblast interesa koja se odnosi na upotrebu miRNA-a je usmeravanje na ćelije kancera otporne na hemoterapiju ili zračenje. Čak i kada konvencionalna terapija eliminiše više od 98 procenata ćelija karcinoma, sve takozvane matične ćelije raka - ćelije raka u skrivanju - koje ostanu mogu izazvati ponovnu pojavu. Ako se ćelije rakete raka mogu usmjeriti na miRNA ili druge nekodirajuće RNK, same ili u kombinaciji sa drugim terapijama, to bi predstavljalo terapeutski napredak. Klinički testovi koji koriste miRNA terapeutski za karcinom jetre i karcinom pluća već su objavljeni, iako je potrebno više studija.
MiRNA u CLL
Na Zapadu, CLL je najčešća leukemija kod odraslih. Česta hromozomska promena povezana sa CLL je uklanjanje dela hromozoma 13. Šta genetske informacije mogu biti toliko važne da njegovo brisanje dovodi do raka? Pa, pronađena je ova nestala DNK koja se kodira na miRNAs. Ova opservacija dovodi do hipoteze da bi dvije miRNA, posebno miR-15a i miR-16-1 mogli biti uključeni kao rani događaj u razvoju CLL-a.
Takođe u CLL - pored moguće uloge u razvoju karcinoma - miRNAs mogu imati ulogu u otpornosti na hemoterapiju. Otpornost na fludarabin, hemoterapiju, povezana je sa promenama nivoa dva mikro RNK-a nazvana miR-18, miR-22 i miR-21.
MiRNA u više mieloma
U posljednjih nekoliko godina, istraživači su utvrdili da miRNAs su različito izraženi kod ljudi sa višestrukim mielomom ili MM.
Zapravo, grupa istraživača - Pichiorri i kolega - koriste ono što je poznato o miRNA potpisima radi profiliranja različitih manifestacija mieloma . Plazma ćelija je bela krvna ćelija koja može da pravi antitela, a ova porodica ćelija - član porodice B-limfocita-postaje kancerozna u MM. Višestruki mielomi mogu se razviti iz benignog stanja zvano monoklonska gamopatija neodređenog značaja (MGUS), a ova istraživačka grupa je pronašla razlike dok izlazite iz zdravih plazma ćelija u benigni, ali precancerozni MGUS, u MM, punu malignitet.
2008. godine, Pichiorri i njegovi kolege su prijavili sveobuhvatni miRNA ekspresioni profil za normalne plazma ćelije, MGUS i MM. Uzgajanje dokaza ukazuje na to da miRNA funkcionišu baš kao regulatori razvoja ćelija, dok telo pravi zdrave krvne ćelije ili tokom normalne, zdrave hematopoeze; ali te promene miRNA mogu biti uključene ili mogu pratiti druge promene na putu do maligniteta. Oštećena obrada miRNA-ova takođe je povezana sa višekritalnim multiplim mielomom.
Ultravioletno svjetlo i MiRNA u Melanomi
MiRNAs se takođe mogu koristiti da bi se rasvetljala osetljivost osobe na rak. Nedavna studija istražila je veze između izlaganja ultraljubičastom zračenju i razvoja melanoma kod mladih ženskih dobrovoljaca. Osam zdravih , korektnih ženki od 31 do 38 godina upoređivano je sa devet ženskih žena u dobi od 35 do 46 godina koje su razvile melanom .
Melanociti su one ćelije koje prave melanin, naš ljudski pigment, koji je odgovoran za stvari poput kose, boje kože i očiju. Melanociti su takođe ćelije koje postaju kancerozne u melanomu. U studijama, izloženost kože UV zračenju uznemirila je ravnotežu miRNA ekspresije u normalnim humanim melanocitnim ćelijama kože - ali ove promene miRNA izazvane UV-om dramatično su se razlikovale između zdravih žena i onih sa istorijom melanoma u prošlosti, što ukazuje na to da melanociti u određenim ljudi, iako naizgled normalni, već različito reaguju na UV zrake, što može objasniti njihov rizik za budući razvoj kancera.
Zanimljivo je da melanociti zdravih osoba, nakon izlaganja istom UV zračenju, nisu odražavali ove promene. Ovi nalazi koji značajno zavise od ekspresije mikro-RNK mogu pomoći naučnicima da bolje razumeju kako počinje melanom i kako se to može sprečiti, kao i da podstakne nove istraživačke ideje i terapeutske strategije.
Izvori
Portin P. Rođenje i razvoj teorije DNK nasleđivanja: šezdeset godina od otkrića strukture DNK. J Genet. 2014; 93 (1): 293-302.
Moussay E, Palissot V, Vallar L, et al. Određivanje gena i mikroRNA uključenih u otpornost na fludarabin in vivo kod hronične limfocitne leukemije. Molekularni rak. 2010; 9: 115.
Pichiorri F, De Luca L., Aqeilan RI. MicroRNAs: Novi igrači u više mieloma. Granice u genetici . 2011; 2: 22.
Sha J, Gastman BR, Morris N, et al. Odziv mikroRNA na solarnu UVR kod kožnih rezidua melanociti se razlikuje između pacijenata sa melanomom i zdravih osoba. PLoS ONE 2016; 11 (5): e0154915. doi: 10.1371 / journal.pone.0154915.
Segura MF, Greenwald HS, Hanniford D, et al. MicroRNA i kožni melanom: od otkrića do prognoze i terapije. Karcinogeneza . 2012; 33: 1823-1832.