Kolorektálny karcinóm (CRC) je veľmi časté a závažné onkologické ochorenie, ktoré je však pri skorej detekcii dobre liečiteľné. V posledných rokoch sa venuje intenzívny výskum venuje štúdiu malých nekódujúcich molekúl RNA - microRNA (miRNA), ktorých deregulácia bola popísaná v prípade mnohých onkologických ochorení. Biologickou funkciou miRNA je ovplyvňovanie génovej expresie cez translačnú represiu alebo degradáciou cieľovej mRNA na základe čiastočnej komplementarity [1,2]. Cirkadiánny systém sa podieľa na regulácii mnohých fyziologických funkcií vrátane kontroly bunkového cyklu [3,4]. V našej práci sme sa preto zamerali na interakcie miRNA a cirkadiánneho systému v regulácii progresie ľudského kolorektálneho karcinómu. Konkrétnym cieľom našej práce bolo analyzovať expresiu cry 1 a cry2 a miRNA- miR-31-5p, miR-142-3p a miR-21-3p* vo vzorkách ľudského tkaniva odobratého z kolorektálneho karcinómu a priľahlých proximálnych a distálnych tkanivách.
Potvrdili sme zvýšenú expresiu miR-21* a miR-31 v nádorových vzorkách v porovnaní so zdravými tkanivami. Naše výsledky implikujú zvýšenú expresiu miR-142 v kolorektálnom tkanive oproti priľahlému tkanivu. Expresia cry1 a cry2 vykazuje v kolorektálnom karcinóme trendy k znižovaniu expresie pri postihnutí uzlín, zvýšenom gradingu, rozdielnej lokalizácii a v vzťahu k pohlaviu pacientov. Pozorovali sme negatívnu koreláciu expresie cry1 so zvyšujúcim sa vekom v distálnej časti resekovaného tkaniva a podobne výrazný trend sme zaznamenali aj v tkanive nádoru. Nazdávame sa, že analýza interakcií miRNA a hodinových génov môže významne prispieť k odhaleniu mnohých, zatiaľ kauzálne nejasných avšak epidemiologicky potvrdených vzťahov medzi charakteristikami pacientov a progresiou nádoru.
Táto práca bola podporená grantmi: VEGA 1/0499/15, APVV-0291-12, APVV-14-0318, UK/114/2016.
[1] Kim a kol. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2005, 6, 376-385.
[2] Schetter a kol. Cancer J. 2012, 18, 244-252.
[3] Sahar a Sassone-Corsi, Nat. Rev. Cancer. 2009, 9, 886-896.
[4] Sarkar a kol. FEBS Letters. 2010, 584, 2618-2625.
časové gény
Dobrý deň, práca je veľmi zaujímavá. Chcela by som sa opýtať na asociáciu medzi časovými génmi a kolorektálnym karcinómom. Existujú nejaké terapie alebo štúdie zamerané práve na tento aspekt?
Re: časové gény
Dobrý deň, ďakujem za otázku. Asociácia cirkadiánnych rytmov s kolorektálnym karcinómom alebo všeobecne s nádorovými ochoreniami je využívaná pri optimalizovaní podávania chemoterapie t.j. v čase najlepšej tolerancie a efektívnosti konkrétneho liečiva. Existujú viaceré klinické štúdie, ktorých výsledky naznačujú, že chronomodulovaná terapia liečivami ako sú napr. 5-Fluorouracil aleba oxaliplatina a ich deriváty je účinejšia a menej toxická pre pacientov oproti konvenčnému podávaniu liečiv. Mechanizmy zodpovedné za tento efekt sú pravdepodobne cirkadiánne zmeny v enzymatickej aktivite / expresii génov zodpovedných za farmakodynamiku liečiva.
Podobne sa chronoterapia dá využíť aj napr. v prípade liečiv na znižovanie cholesterolu - statínov, ktoré sú najúčinejšie pri podávaní večer
Re: Re: časové gény
ďakujem za odpoveď. čo sa týka cirkadiánnosti pri podávaní rôznych liečiv, tak je taktiež možné (a zrejme aj reálne), že v celom tom procese ešte napomáha imunitný systém, nielen enzymatický, pretože aj imunita má cirkadiánny charakter... skvelá práca....
cas
Zavisi expresia cry genov aj od casu, kedy bolo tkanivo pacientovi odobrane? Alebo ide predovsetkym o den/noc zavislost? Daju sa tieto javy sledovat aj in vitro na bunkovych kulturach??? (ospravedlnujem sa za hlupu otazku, ale o hodinovych genoch takmer nic neviem) Ako by ste chceli prepojit cry a miRNA?
Re: cas
Dobrý deň, ďakujem za otázku, máte pravdu, expresia cry génov má rytmický denný profil vo väčšine periférnych tkanív. Avšak väčšinou sa jedná trend k vyšším hodnotám počas tmavej fázy. Operácie našich pacientov prebiehali všetky v doobedňajších hodinách od 10:00 do 13:00, preto nepredpokladáme, že rytmické zmeny expresie cry v danom časovom úseku mohli byť natoľko výrazné, že by zásadne ovplyvnili naše meranie. Navyše boli všetci pacienti vystavení nemocničnej rutine, čiže mali rovnaký svetelný režim. Okrem toho v nádorovom tkanive je expresia hodinových génov výrazne deregulovaná a všeobecne sa rytmický profil často vytráca. Je však dôležité brať tento faktor do úvahy pri štúdiu hodinových génov.
Cry gény sa dajú študovať aj na bunkových líniách. Napr. štúdia Yu kol. 2013, potvrdila zvýšenú expresiu cry1 na viacerých typoch ľudských línií kolorektálneho karcinómu. My konkrétne na bunkových kultúrach zatiaľ nepracujeme, naše výsledky pochádzajú len z analýz ľudského tkaniva, je to aj kvôli komunikácii s lekármi, ktorí majú väčšiu dôveru k výsledkom urobeným týmto spôsobom, aj keď samozrejme pre potreby odhaľovania molekulárnych mechanizmov sú bunkové kultúry nenahraditeľné.
Čo sa týka miRNA, tie dokážu ovplyvňovať viaceré cieľové sekvencie na základe čiastočnej komplementarity. S použitím elektronických databáz (TargetScan, microRNA.org) si vieme pozrieť, ktoré miRNA by teoreticky mohli ovplyvňovať cry gény a potom korelovať ich vzájomnú expresiu. Napr. miR-142 bola popísaná, ako priamy regulátor expresie iného hodinového génu bmal1 (Tan a kol. 2012). Naše merania miR-21 a miR-31 sú konzistentné s výsledkami, ktoré sú už o expresii miRNA v nádorových ochoreniach známe.
Yu H, Meng X, Wu J, Pan C, Ying X, et al. (2013) Cryptochrome 1 Overexpression Correlates with Tumor Progression and Poor Prognosis in Patients with Colorectal Cancer. PLoS ONE 8(4): e61679. doi:10.1371/journal.pone.0061679
Tan X, Zhang P, Zhou L, Yin B, Pan H, Peng X. (2012) Clock-controlled mir-142-3p can target its activator, Bmal1. BMC Mol Biol. 7, 13:27. doi: 10.1186/1471-2199-13-27.