STUDIU. Noi biomarkeri de tip ARN necodant ar putea facilita detecția precoce a cancerelor cu mutații KRAS, cum ar fi cancerul pulmonar
Conform unui studiu realizat la UC Santa Cruz, mutațiile genei KRAS determină eliberarea în sânge a unor tipuri de ARN necodant în primele faze ale dezvoltării cancerului. Prin biopsie lichidă, aceste molecule pot fi detectate precoce, ceea ce ar facilita screeningul bazat pe biomarkeri pentru multiple tipuri de neoplasme, inclusiv cancerul pulmonar și cancerul pancreatic.
Junk „DNA”: Descifrarea rolului regiunilor necodante din genom – Cele mai multe studii asupra cancerului s-au concentrat până acum asupra genelor care codifică proteine, însă aproximativ 98% din genomul uman e alcătuit din secvențe necodante și a fost considerat mult timp „junk DNA”, adică regiuni din ADN fără importanță funcțională. Proiectele care au urmat după descifrarea genomului uman arată că toate aceste regiuni conțin, însă, alte elemente, în mare parte molecule de ARN, care îndeplinesc numeroase funcții biologice.
În ultimii 20 de ani, dezvoltarea tehnologiilor de secvențiere a demonstrat o rată înaltă de transcripție a regiunilor necodante din genom. Tipurile de ARN derivate din aceste regiuni s-au dovedit esențiale pentru multe procese celulare.
Multe dintre tipurile de ARN necodant implicate în carcinogeneză derivă din elemente transpozabile. Două treimi din genomul uman cuprinde secvențe repetitive, dintre care majoritatea sunt elementele transpozabile, adică fragmente de ADN care își pot schimba poziție în genom, având un rol important în evoluția umană și în mecanismele implicate în diferite patologii, inclusiv cancer (stabilitatea genomului, reglarea transcripției, etc). În 1983 a fost acordat Premiul Nobel pentru Medicina și Fiziologie Barbarei McClintock pentru descoperirea „elementelor genetice mobile”.
Detectarea precoce a cancerului cu ajutorul biomarkerilor din sânge
Pentru înțelegerea mecanismelor care apar în primele faze ale dezvoltării cancerului, autorii studiului și-au propus studierea modificărilor transcriptomice care apar ca o consecință a mutațiilor KRAS. Primul pas a fost inducerea mutaților KRAS in vitro, la nivelul celulelor derivate din țesuturile pulmonare. Odată ce s-a format tumora, s-au realizat analize transcriptomice la debutul carcinogenezei, atunci când doar mutațiile KRAS erau prezente. S-a observat, astfel, că moleculele de ARN necodant erau secretate preferențial din celulele cu mutații KRAS.
KRAS este gena care suferă cele mai multe mutații în diferite tipuri de cancere (ex. cancer pancreatic, cancer pulmonar, cancer colorectal). Principala observație din studiu a fost că celulele cu mutații KRAS eliberează elemente transpozabile, mai mult decât orice alt tip de ARN necodant.
Mutațiile KRAS inactivează o anumită clasă de gene numită KRAB zinc fingers, prin mecanisme care până acum nu s-au mai întâlnit în contextul cancerului. Atunci când această clasă de gene este inactivată mai multe tipuri de ARN necodant devin activate haotic. Aceste tipuri de ARN necodant nu sunt doar activate de mutațiile KRAS dar pot fi și transportate în afara celulei, ajungând în fluxul sangvin. Astfel, pot fi detectate prin secvențiere ARN, din sânge. Conform autorilor, testarea ARN-ului necodant din sânge ar putea permite diagnosticul precoce al cancerului prin biopsie lichidă.
În continuare, rezultatele vor fi validate prin testarea probelor de sânge de la pacienții cu cancer pulmonar. Scopul este dezvoltarea unui test care să detecteze biomarkeri de tip ARN pentru diagnosticul precoce al mai multor tipuri de cancere.
Citește și
- #DecodămCancerul. Sute de boli sunt reunite astăzi sub denumirea de cancer. Cum a evoluat înțelegerea asupra cancerului și care este rolul științelor „omice”?
- Secvențierea întregului exom crește acuratețea selectării pacienților care răspund la imunoterapie
- Genome-to-treatment: Diagnosticarea bolilor genetice este posibilă în doar 13 ore cu ajutorul unui nou sistem de secvențiere și interpretare rapidă a datelor pe baza AI