Was bedeuten MicroRNAs bei Krebs?

Seit den 50er Jahren ist viel in der Genetik passiert, als die berühmten Wissenschaftler Watson und Crick die Struktur der DNA entdeckten. In den 1960er Jahren entdeckten die Wissenschaftler, dass eine große Menge menschlicher DNA zwischen gutgläubigen 'Genen' existierte und aus wiederholten Sequenzen von sogenannter Junk-DNA - Junk - bestand, in dem Sinne, dass die damaligen Forscher das nicht verstanden haben Der Code war für gedacht.

Untersuchungen in den 70er Jahren haben gezeigt, dass auch viele nicht kodierende Sequenzen gefunden wurden innerhalb Gene, die die Protein-kodierenden Regionen unterbrechen. War das ganze genetische Material wirklich Müll? Natürlich nicht! Es wurde einfach als solches von Geistern wahrgenommen, die damals nicht wussten, was sie damit anfangen sollten.

Was ist wirklich in unserer DNA?

Es zeigt sich, dass nach Schätzungen nur etwa fünf Prozent der menschlichen DNA tatsächlich ein Protein kodieren. Für Wissenschaftler aus den vergangenen Jahrzehnten galten 95 Prozent der DNA als Müll.

Wie wäre es mit 2016, 2017 und darüber hinaus? Wenn es um menschliche DNA geht, gibt es noch einiges unbekanntes, unbekanntes Territorium. Trotzdem war microRNA eine wichtige Entdeckung, die auf vielfältige Weise für Krebspatienten relevant ist.

Was ist MicroRNA (miRNA)?

Sie haben vielleicht in der Biologie der High School von Messenger-RNA gehört. Es ist das Molekül, das Ihr Körper verwendet, um neue Proteine ​​herzustellen, und wird unter Verwendung von DNA als Vorlage gebildet. Es wird auch von Ribosomen bei der Proteinsynthese oder der Translation gelesen, um ein neues Protein herzustellen.

Mikro-RNA ist viel anders. MicroRNA oder MiRNA ist eine Art RNA, die nicht in ein Protein decodiert werden soll. Es ist tatsächlich viel kleiner - eine viel kürzere Sequenz von Code - als die durchdachten Sequenzen, die dem Körper sagen, wie man ein Protein baut, wie etwa Insulin.

Wenn es also nicht für ein Protein kodiert, welche Funktion hat es? Nun, MiRNA reguliert Gene durch Prozesse, die als "RNA-Silencing" und "Posttranskriptionelle Regulation der Genexpression" bekannt sind. Diese Begriffe werden weiter unten erläutert.

Die Rolle der MiRNA bei Krebs

Die Entdeckung von miRNAs und anderen nicht-kodierenden RNAs hat viele wichtige Auswirkungen - und einige von ihnen können besonders für Krebspatienten relevant sein, z. B. für Patienten mit hämatologischen Malignomen.

MiRNAs haben Einfluss auf die Art und Weise, wie Ihr Körper von DNA zu RNA zu Protein übergeht. Wenn sich herausstellt, dass das Protein von Interesse ein krebsverwandtes Protein oder eine Verbindung ist, die in biologischen Schlüsselwegen des Krebses gefunden wird, kann diese Regulation durch miRNA möglicherweise eine bedeutende Rolle spielen.

Es wurde berichtet, dass viele verschiedene miRNAs bei Patienten mit verschiedenen Krebsarten aus dem Gleichgewicht geraten sind oder, wissenschaftlich gesehen, dysreguliert sind. In den Krebszellen unterliegen diese miRNAs nicht der korrekten Regulation, die in gesunden Zellen zu sehen ist, und daher können abnorme miRNAs und abnorme zelluläre Reaktionen die Folge sein. Diese Beobachtung über miRNAs muss zu der Hypothese führen, dass miRNAs an der Entstehung von Krebs und am Fortschreiten des Krebses beteiligt sind, sobald er begonnen hat.

MiRNA wurde zunächst in Bezug auf mehrere Modellkrebsarten oder Malignome von Prototypen verstanden, einschließlich chronischer lymphatischer Leukämie (CLL), multiplem Myelom (MM), kutanem T-Zell-Lymphom und Mantelzell-Lymphom. Tatsächlich begann das Feld der miRNA bei Krebs wirklich, als eine Forschungsgruppe zeigte, dass sich zwei miRNAs - miR-15 und miR-16 - in einem Teil eines Chromosoms befanden, das bei chronischer lymphatischer Leukämie häufig verloren oder deletiert wird.

MiRNA-Signaturen

Seitdem haben Forscher an "miRNA-Signaturen" gearbeitet, d. H. Verschiedenen Profilen von erhöhten oder verringerten miRNA-Spiegeln, die für bestimmte Eigenschaften eines bestimmten Krebses charakteristisch sein können. Beispielsweise könnte eine bestimmte miRNA-Signatur mit einem aggressiveren krebsartigen Verhalten einhergehen. MiRNA-Signaturen werden bei dieser Verwendung manchmal auch als Biomarker bezeichnet.

MiRNA in der Krebsbehandlung

Die Rolle von miRNA bei der Krebsbehandlung wird derzeit als komplementär betrachtet, in dem Sinne, dass neue und bessere Therapien besser auf geeignete Patienten mit miRNA-Signaturen ausgerichtet werden können. Eine Zukunftsvision ist, dass Ihr Arzt in der Lage sein könnte, etwa Folgendes zu sagen: "Ihr Krebs hat eine miRNA-Signatur, die mit diesem neuen Behandlungsschema mit verbesserten Ergebnissen einhergeht, daher möchten wir diese Behandlungsoption ernsthafter überlegen."

Die Forscher prüfen auch die Möglichkeit, Mikro-RNAs als "Tumorsuppressoren" einzusetzen, indem sie direkt in die Krebszellen gelangen. MiRNAs und andere nichtkodierende RNAs sind sehr kurze Sequenzen, wodurch sie sich perfekt für einen Vorgang eignen, der als Transfektion bezeichnet wird und Viren verwendet, um die Sequenzen ins Spiel zu bringen.

Ein weiteres interessantes Gebiet in Bezug auf die Verwendung von miRNAs besteht darin, Krebszellen anzugreifen, die gegen Chemotherapie oder Strahlung resistent sind. Selbst wenn bei einer konventionellen Therapie mehr als 98 Prozent der Krebszellen ausgeschieden werden, können so genannte Krebsstammzellen - versteckte Krebszellen - zu einem erneuten Auftreten führen. Wenn die lauernden Krebszellen alleine oder in Kombination mit anderen Therapien mit miRNAs oder anderen nicht kodierenden RNAs anvisiert werden können, wäre dies ein therapeutischer Fortschritt. Klinische Studien, in denen miRNA therapeutisch für Leberkrebs und Lungenkrebs eingesetzt wird, wurden bereits veröffentlicht, obwohl weitere Studien erforderlich sind.

MiRNA in CLL

Im Westen ist CLL die häufigste Leukämie bei Erwachsenen. Eine häufige chromosomale Veränderung in Verbindung mit CLL ist die Deletion eines Teils von Chromosom 13. Welche genetischen Informationen könnten möglicherweise so wichtig sein, dass ihre Deletion zu Krebs führt? Nun, es wurde festgestellt, dass diese fehlende DNA für miRNAs kodiert.Diese Beobachtung führt zu der Hypothese, dass insbesondere die beiden miRNAs - miR-15a und miR-16-1 - als frühes Ereignis an der Entwicklung von CLL beteiligt sein könnten.

Auch in der CLL können miRNAs - neben einer möglichen Rolle bei der Krebsentwicklung - eine Rolle bei der Resistenz gegen Chemotherapien spielen. Die Resistenz gegen Fludarabin, ein Chemo-Medikament, wurde mit Änderungen in den Mengen von zwei Mikro-RNAs namens miR-18, miR-22 und miR-21 in Verbindung gebracht.

MiRNA in multiplem Myelom

In den letzten Jahren haben Forscher festgestellt, dass miRNAs bei Menschen mit multiplem Myelom oder MM unterschiedlich exprimiert werden.

Tatsächlich hat eine Gruppe von Forschern - Pichiorri und Kollegen - das, was über miRNA-Signaturen bekannt ist, verwendet, um die verschiedenen Manifestationen des Myeloms zu erfassen. Die Plasmazelle ist eine weiße Blutzelle, die Antikörper bilden kann, und diese Zellfamilie - ein Mitglied der B-Lymphozyten-Familie - wird bei MM krebserregend. Multiple Myelome können sich aus einem gutartigen Zustand entwickeln, der als monoklonale Gammopathie (MGUS) von unbestimmter Bedeutung (MGUS) bezeichnet wird. Diese Arbeitsgruppe stellte Unterschiede fest, wenn Sie von einer gesunden Plasmazelle zu einem gutartigen, aber vorkanzerösen MGUS wechseln, zu MM, der vollen Malignität.

Im Jahr 2008 berichteten Pichiorri und Kollegen über ein umfassendes miRNA-Expressionsprofil von normalen Plasmazellen, MGUS und MM. Zunehmende Beweise deuten darauf hin, dass miRNAs als Regulatoren der Zellentwicklung gut funktionieren, während der Körper gesunde Blutzellen bildet oder während der normalen, gesunden Hämatopoese; Es kann jedoch sein, dass miRNA-Veränderungen involviert sind oder andere Änderungen auf dem Weg zur Malignität begleiten. Die Beeinträchtigung der Verarbeitung von miRNAs wurde auch mit einem Hochrisiko-Myelom in Verbindung gebracht.

Ultraviolettes Licht und MiRNA beim Melanom

MiRNAs können auch verwendet werden, um Aufschluss über die Anfälligkeit einer Person für Krebs zu geben. Eine kürzlich durchgeführte Studie untersuchte Zusammenhänge zwischen ultravioletter Strahlenexposition und Melanomentwicklung bei jungen weiblichen Freiwilligen. Acht gesund, hellhäutige Frauen zwischen 31 und 38 Jahren wurden mit neun hellhäutigen Frauen zwischen 35 und 46 Jahren verglichen Wer hatte Melanom entwickelt.

Melanozyten sind die Zellen, aus denen Melanin, unser menschliches Pigment, besteht, das für Dinge wie Haare, Haut und Augenfarbe verantwortlich ist. Melanozyten sind auch die Zellen, die beim Melanom krebsartig werden. In Studien störte die Exposition der Haut mit UV-Strahlen das Gleichgewicht der miRNA-Expression in normalen menschlichen Melanozyten-Hautzellen - aber diese UV-induzierten miRNA-Veränderungen unterschieden sich dramatisch zwischen gesunden Frauen und Frauen mit einer Vorgeschichte von Melanom in der Vergangenheit, was auf bestimmte Melanozyten schließen lässt Menschen scheinen, obwohl sie normal zu sein scheinen, bereits unterschiedlich auf UV-Strahlen zu reagieren, was ihr Risiko für die künftige Krebsentwicklung erklären könnte.

Interessanterweise spiegelten Melanozyten gesunder Individuen bei Einwirkung derselben UV-Strahlung diese Veränderungen nicht wider. Diese Erkenntnisse, die in erster Linie von der Expression von Mikro-RNA abhängen, können den Wissenschaftlern dabei helfen, den Beginn und die Verhinderung des Melanoms besser zu verstehen sowie neue Forschungsideen und therapeutische Strategien anzuregen.