Genetické zmeny v mitochondriách: potenciálny marker chemorezistencie testikulárnych nádorov?

Genetické zmeny v mitochondriách: potenciálny marker chemorezistencie testikulárnych nádorov?

Section reference: 
Year:
2023

Overall rating

Scientific work
60%
Design
70%
Discussion interaction
60%
UserScientific workDesignDiscussion interaction
Ing. Zuzana Brnoliaková PhD.80%80%80%
Bc. Jana Bugajová-100%-

Genetické zmeny v mitochondriách: potenciálny marker chemorezistencie testikulárnych nádorov?

Pavlína Kabelíková1 , Danica Ivovič , Eveline Órásova , Miroslav Chovanec , Dana Jurkovičová
1 Biomedicínske centrum Slovenskej Akadémie Vied, Ústav experimentálnej onkológie, Dúbravská cesta 9, 845 05 Bratislava, Slovenská republika
pavlina.kabelikova@savba.sk

Genetické zmeny v nádorových bunkách hrajú dôležitú úlohu počas neoplastickej progresie, ako aj v odpovedi na liečbu ľudských malignít [1]. Genetické zmeny, zárodočné alebo somatické mutácie, menia funkciu génu, čo môže prispieť k rozvoju alebo progresii danej malignity [2]. Akumulácia genetických zmien nielen v jadrových, ale aj mitochondriálnych genómoch sa môže podieľať na patogenéze rakoviny [3]. Metabolická dysfunkcia patrí medzi hlavné znaky malígnych buniek a je zrejmé, že mutácie mitochondriálneho genómu vedú k metabolickému deficitu [4]. Pri rakovine boli zistené početné mutácie v mitochondriálnej DNA (mtDNA), ktoré neinaktivujú mitochondriálne funkcie, ale práve naopak, menia energetický metabolizmus na podporu rastu rakovinových buniek. Zmenené profily mtDNA, vrátane počtu kópií a mutácií, vedú k modifikovanej mitochondriálnej bioenergetike a k patologickej signalizácii z mitochondrií k jadru, ktorá urýchľuje tumorigenézu [5]. Akumulácia mitochondriálnych mutácií súvisí nielen s progresiou ochorenia, ale aj s rezistenciou na liečbu [6]. Mitochondrie predstavujú energetickú zásobáreň bunky, zabezpečujú produkciu ATP prostredníctvom oxidačnej fosforylácie (OXPHOS). Enzýmy zahrnuté v OXPHOS sú multipodjednotkové komplexy kódované jadrovou aj mtDNA. Regulácia dýchania je teda vysoko koordinovaný proces, ktorý musí zabezpečiť produkciu, zostavovanie a funkciu mitochondrií, aby uspokojil energetické potreby bunky [7]. Pre odhalenie príčin chemorezistencie je preto dôležité identifikovať genetické zmeny v jadre i mitochondriách a pochopiť princípy ich vzájomnej komunikácie. Pri testikulárnych nádoroch zo zárodočných buniek (TGCT) doposiaľ nebol charakterizovaný významný počet somatických mutácií, avšak vývoj pokročilých technológií sekvenovania novej generácie (NGS) umožnil identifikovanie nových mutácií, variantov a markerov v jadrovej i mitochondriálnej DNA aj pri tejto malignite. V TGCT bolo identifikovaných niekoľko rizikových lokusov, ale zmeny prispievajúce k rozvoju fenotypu chemorezistencie vyžadujú ďalšiu charakterizáciu. V našej práci sme sa zamerali na genetické zmeny v mitochondriálnom genóme na cisplatinu (CDDP) senzitívnych a rezistentných bunkových línií TGCT. Sekvenačné porovnanie mitochondriálneho genómu rezistentných a senzitívnych TGCT bunkových línií ukázalo značné rozdiely v identifikovaných mutáciách. Niektoré mutácie (polymorfizmy, SNP) už boli opísané, ale počiatočná analýza identifikovala aj nové, zatiaľ nepopísané mutácie v týchto bunkových líniách. Výsledky z analýzy funkcie dýchacieho reťazca taktiež poukázali na rozdiely v respirácií medzi rezistentnými a senzitívnymi TGCT bunkovými líniami, ale taktiež aj medzi rezistentnými líniami navzájom. Našou snahou je zamerať sa na odhalenie genetickej variability a zmien v jadrových aj mitochondriálnych genómoch TGCT, ktoré môžu súvisieť s chemorezistenciou, a tým prispieť k identifikácií nových genetických biomarkerov na lepšiu stratifikáciu TGCT pacientov, včasné odhalenie chemorezistencie a následné personalizované nastavenie efektívneho liečebného režimu pre TGCT pacientov.

Sources: 

[1] Romano F. J., Rossetti S., Conteduca V., et al. (2016) Oncotarget. 7(51), p. 85641.

[2] Zhang Ch. J., Li Z. T., Shen K. J., et al. (2021) Asian. J. Androl. 23(3), p. 259.

[3] Tabebi M., Lysiak M., Dutta R. K., et al.  (2022) Cancers. 14(2), p. 269.

[4] Gammage P. A., Frezza Ch. (2019) BMC. Biol. 17(1), p. 53.

[5] Wagner A., Kosnacova H., Chovanec M., et al. (2022) Int. J. Mol. Sci. 23(14), p. 7897.

[6] Gogvadye V., Orrenius S., Zhivotovsky B. (2008) Trends. Cell. Biol. 18(4), p. 165.

[7] Das J. (2006) Bioessays. 28(9), p. 890.

Discussion

Dobrý deň, zaujímalo by ma či sú podobné Vami pozorované genetické zmeny v nádorových bunkách všeobecne prítomné aj v iných druhoch rakoviny, alebo je toto (metabolická dysfunckia, metabolický deficit, mutácie genómu) platné len špecificky pre mitochondrie pri TGCT? Vopred ďakujem za odpoveď, ZB 

Dobrý deň,

Ďakujem za otázku. Bohužiaľ neviem s určitosťou povedať, či sa naše konkrétne identifikované mt mutácie nachádzajú aj v prípade iných nádorových ochorení, nakoľko my sme sekvenovali naše dostupné TGCT línie. Avšak niektoré SNPs boli už popísané s určitým zastúpením v populácií a boli identifikované napríklad v rakovine prsníka, pečene, plúc a taktiež z mt podmienených ochoreniach.

Ok, ďakujem za odpoveď. Všetko dobré želá ZB

Prajeme pekný deň, Vážená pani Kabelíkova, dovoľte mi v mene celého organizačného tímu Preveda pogratulovať Vám k skvelému úspechu. 

V aktuálnom ročníku konferencie sme vašu štúdiu vybrali medzi ocenené práce. Prajeme Vám a celému autorskému kolektívu veľa úspechov v napredovaní vášho výskumu. Držíme Vám palce a veríme, že sa s nami vy, prípadne vaši kolegovia podelíte so skvelými výsledkami aj v ďalších ročníkoch Interaktívnej Konferencie Mladých Vedcov.

Ešte raz gratulujeme! V priebehu najbližších týždňov Vám zašleme výhru v podobe malého darčeka. Tím OZ Preveda!

Klinkutím na odkaz si môžete stiahnuť diplom.