Veliko se je zgodilo v genetiki že od petdesetih let, ko so znani znanstveniki Watson in Crick odkrili strukturo DNA. V šestdesetih letih prejšnjega stoletja so znanstveniki odkrili, da je med bona fidnimi "geni" obstajala velika količina človeške DNA in je bila sestavljena iz ponavljajočih se zaporedij tako imenovanih junk DNA-junk, v smislu, da raziskovalci takrat niso mogli razumeti, kaj koda je bila namenjena.
Raziskave v sedemdesetih letih so pokazale, da je bilo tudi veliko ne-kodirnih zaporedij v genih, ki prekinjajo območja, ki kodirajo proteine. Je bil ta genetski material resnično junk? Seveda ne! To je bilo preprosto zaznano s strani um, ki niso vedeli, kaj storiti s tem v tistem času.
Kaj je resnično v naši DNK?
Izkazalo se je, da le približno pet odstotkov človeške DNA dejansko kodira protein, po ocenah. Tudi znanstveniki iz preteklih desetletij bi se 95% DNK štelo za smeti.
Kaj pa leta 2016, 2017 in naprej? Ko gre za človeško DNK, je še vedno precej neznanega, nepriznanega ozemlja. Kljub temu je bila mikroRNA pomembno razkritje in je pomembno za bolnike z rakom na različne načine.
Kaj je mikroRNA (miRNA)?
Morda ste že slišali za messenger RNA v srednji šoli biologije. To je molekula, ki jo vaše telo uporablja za izdelavo novih proteinov in se oblikuje z uporabo DNA kot predloge.
Prav tako beremo z ribosomi v dejanju sinteze beljakovin ali prevoda, da naredijo nov protein.
Mikro-RNA je drugačna. MicroRNA, ali miRNA, je neke vrste RNA, ki ni namenjena za dekodiranje v protein. Pravzaprav je manjši - veliko krajše zaporedje kode - kot izdelana zaporedja, ki telesu pripovedujejo, kako zgraditi beljakovine, na primer, insulin.
Torej, če ne koda za beljakovine, kakšna je njegova funkcija? No, MiRNA deluje, da uravnava gene s postopki, znanimi kot "RNA siliranje" in "post-transkripcijska regulacija izražanja genov". Ti pojmi so pojasnjeni še malo spodaj.
Vloga MiRNA pri raku
Odkritje miRNA in drugih nekodirajočih RNA ima veliko pomembnih posledic, nekatere pa so lahko še posebej pomembne za bolnike z rakom, kot so tiste s hematološkimi malignomi.
MiRNA imajo svoj vpliv tako, da uravnavajo, kako vaše telo prehaja iz DNA v RNA v beljakovine. Ko se izkaže, da so beljakovine z obroki rakotvorne beljakovine ali spojine, ugotovljene v ključnih bioloških poteh raka, lahko ta ureditev z miRNA lahko pomembno vpliva.
Poročali so, da je pri mnogih različnih miRNAh v bolnišnicah z različnimi vrstami raka neučinkovito ali znanstveno neregulirano. V rakavih celicah te miRNA niso pod ustreznimi predpisi, ki jih vidimo v zdravih celicah, zato lahko pride do nenormalnih ravni miRNA in nenormalnih celičnih odzivov. Ta ugotovitev o miRNAs mora voditi do hipoteze, da so miRNA vključene v razvoj raka in v napredovanje raka, ko se je začelo.
MiRNA se je najprej razumela v smislu več vzorcev raka ali malignomov prototipa, vključno s kronično limfocitno levkemijo (CLL ), multiplega mieloma (MM), kožnega limfoma T-celic in limfoma plaščnih celic. Pravzaprav je polje miRNA pri raku zares začelo, ko je raziskovalna skupina pokazala, da sta bila dva miRNAs-miR-15 in miR-16-nahajajo v delu kromosoma, ki se pogosto izgubi ali črta pri kronični limfocitni levkemiji.
MiRNA podpisi
Od takrat raziskovalci delajo na "miRNA podpisih" - to so različni profili zvišanih ali zmanjšanih ravni miRNA, ki so lahko značilni za nekatere lastnosti danega raka.
Na primer, določen miRNA podpis je morda povezan z bolj agresivnim rakavim vedenjem. Ko se na ta način uporabijo, se miRNA podpisi včasih imenujejo tudi biomarkerji.
MiRNA v zdravljenju raka
Vloga miRNA pri zdravljenju raka je trenutno predvidena kot dopolnilna, v smislu, da je mogoče bolje in bolje usmeriti nova in boljša zdravljenja za primerne bolnike, ki uporabljajo miRNA podpise. Ena vizija prihodnosti je, da bi vaš zdravnik lahko rekel nekaj takega: "Vaš rak ima miRNA podpis, ki je povezan z izboljšanimi rezultati s tem novim režimom zdravljenja, zato bi morda želeli, da bi to možnost zdravljenja resneje obravnavali."
Raziskovalci se tudi ukvarjajo z možnostjo uporabe mikro-RNK kot "supresorjev tumorjev", tako da so jih dobili neposredno znotraj rakavih celic. MiRNA in druge nekodirane RNK so zelo kratke sekvence, zaradi česar so kot nalašč za proces, ki se imenuje transfekcija, ki uporablja viruse za pretakanje zaporedij v igro.
Drugo področje, ki se nanaša na uporabo miRNA, je usmerjanje tistih rakavih celic, odpornih na kemoterapijo ali sevanje. Tudi ko konvencionalna terapija odpravi več kot 98 odstotkov rakavih celic, lahko tako imenovane tako imenovane rakaste matične celice - rakave celice v skrivanju - ostanejo lahko ponovile. Če se lahko celice rakete raka usmerijo na miRNA ali druge nekodirane RNA, same ali v kombinaciji z drugimi terapijami, bi to pomenilo terapevtski napredek. Klinična preskušanja z miRNA terapevtsko za jetrni rak in pljučni rak so že objavljena, čeprav so potrebne dodatne študije.
MiRNA v CLL
Na zahodu je CLL najpogostejša levkemija pri odraslih. Pogosta kromosomska sprememba, povezana s CLL, je črtanje dela kromosoma 13. Kaj bi lahko bile genetske informacije tako pomembne, da bi njegovo brisanje vodilo do raka? No, ta manjkajoča DNK je bila kodirana za miRNA. Ta ugotovitev vodi k hipotezi, da sta morda še posebej pomembna miRNA, imenovana miR-15a in miR-16-1, kot zgodnji dogodek pri razvoju CLL.
Tudi v CLL - poleg možne vloge pri razvoju raka - miRNA imajo lahko vlogo pri kemoterapevtski odpornosti. Odpornost proti fludarabinu, kemoterapiji, je bila povezana s spremembami ravni dveh mikro RNA, imenovanih miR-18, miR-22 in miR-21.
MiRNA v večjem mielomu
V zadnjih letih so raziskovalci ugotovili, da so miRNA različno izraženi pri ljudeh z večkratnim mielomom ali MM.
Pravzaprav je skupina raziskovalcev - Pichiorri in sodelavci - uporabila tisto, kar je znano o miRNA podpisih za profil različnih pojavov mieloma . Plazemska celica je bela krvna celica, ki lahko tvori protitelesa, in ta družina celic, ki je član družine B-limfocitov, postane rakotvorna v MM. Različni mielomi se lahko razvijejo iz benigne bolezni, imenovane monoklonalne gamopatije z nedoločenim pomenom (MGUS), in ta raziskovalna skupina je ugotovila razlike, odkar ste iz zdravih plazemskih celic v benigni, vendar predkuzni MGUS, v MM, polnopravni malignosti.
Leta 2008 sta Pichiorri in sodelavci poročali o izčrpnem profiliranju miRNA v normalnih plazemskih celicah, MGUS in MM. Rastoči dokazi kažejo, da miRNA delujejo kot regulatorji razvoja celic, medtem ko telo tvori zdrave krvne celice ali med normalno, zdravo hematopoezo; vendar pa so morda lahko vključene tudi spremembe miRNA ali pa spremljajo druge spremembe na poti do malignosti. Slabo obdelavo miRNA je povezana tudi z visokim tveganjem za večkratni mielom.
Ultravijolična svetloba in MiRNA v melanomi
MiRNAs se lahko uporabijo tudi za osvetlitev občutljivosti osebe za raka. Nedavna študija je raziskala povezave med izpostavljenostjo ultravijoličnemu sevanju in razvojem melanoma pri mladih prostovoljcih. Osem zdravih , pravičnih kož žensk, starih od 31 do 38 let, smo primerjali z devetimi ženskami, ki so bile pravične kože, stare 35 do 46 let, ki so razvile melanoma .
Melanociti so tiste celice, ki tvorijo melanin, naš človeški pigment, ki je odgovoren za stvari, kot so lasje, kože in barve oči. Melanociti so tudi celice, ki postanejo rakotvorne pri melanomu. V študijah je izpostavljenost kože UV žarkom vznemirila ravnovesje miRNA ekspresije v normalnih človeških melanocitnih celicah, vendar so se te spremembe miRNA, ki jih povzroča UV, močno razlikovale med zdravimi ženskami in tistimi z anamnezo melanoma v preteklosti, kar kaže, da so melanociti v nekaterih ljudje, čeprav na videz normalno, se že odzovejo na UV žarke, kar lahko razloži njihovo tveganje za prihodnji razvoj raka.
Zanimivo je, da melanociti zdravih posameznikov ob izpostavitvi istemu UV sevanju teh sprememb niso odražali. Te ugotovitve, ki so pomembne odvisno od izraza mikro-RNA, lahko znanstvenikom pomagajo bolje razumeti, kako se začne melanoma in kako se lahko prepreči, ter spodbujajo nove raziskovalne ideje in terapevtske strategije.
Viri
Portin P. Rojstvo in razvoj teorije dedovanja DNK: šestdeset let od odkritja strukture DNK. J Genet. 2014; 93 (1): 293-302.
Moussay E, Palissot V, Vallar L, et al. Določanje genov in mikroRNA, vključenih v odpornost na fludarabin in vivo pri kronični limfocitni levkemiji. Molekularni rak. 2010; 9: 115.
Pichiorri F, De Luca L., Aqeilan RI. MikroRNA: novi predvajalniki v večjem mielomu. Meje v genetiki . 2011; 2: 22.
Sha J, Gastman BR, Morris N, et al. Odziv mikroRNA na sončni UVR v melanocite, rezidenčne kože, se razlikuje med pacienti melanoma in zdravimi osebami. PLoS ONE 2016; 11 (5): e0154915. doi: 10.1371 / journal.pone.0154915.
Segura MF, Greenwald HS, Hanniford D, et al. MikroRNA in kožni melanom: od odkritja do prognoze in terapije. Kancerogeneza . 2012; 33: 1823-1832.