Markery biologiczne

Wzrost liczby diagnozowanych przypadków licznych nowotworów w Polsce i na świecie, sprawił, iż problem ten zyskał rangę problemu społecznego i ekonomicznego. Co roku na świecie prowadzi się wiele badań mających na celu opracowywanie nowych markerów diagnostycznych, które pomogłyby szybko i specyficznie wykryć daną chorobę (KALINOWSKI I IN., 2013)

Idealny marker biologiczny powinien być wysoce czuły, swoisty oraz specyficzny (RECHCIŃSKI, 2013). Niezbędne jest, aby był w stanie zmierzyć daną cechę w sposób obiektywny, co daje możliwość rzetelnej oceny stanu organizmu (między innymi toczących się stanów patologicznych). Kolejną zaletą powinien być stosunkowo długi okres półtrwania oraz łatwa i tania metoda jego oznaczania (BUJAK I IN., 2017). Największą wartość mają biomarkery, które pozwoliłyby wykryć dany stan chorobowy, wzrastałyby proporcjonalnie w momentach toczącego się procesu patologicznego oraz posiadały charakter predykcyjny (SOBORCZYK I IN., 2007).

Ciągłe poszukiwania nowych markerów diagnostycznych pozwalają twierdzić, iż jednymi z bardziej obiecujących kandydatów służących do detekcji chorób nowotworowych mogą okazać się microRNA (miRNA) (MY- TYCH, 2012).

microRNA

Pierwsze wzmianki o microRNA (miRNA) pochodzą z lat 90, kiedy to przeprowadzano badania dotyczące cyklu rozwojowego Caenorhabditis elegans. Dowiedziono, iż za prawidłową progresję do kolejnych sta- diów larwalnych odpowiadają cząsteczki lin- 4 oraz let-7 (uznane w kolejnych latach za miRNA) (MYTYCH, 2012). Liczne badania dotyczące miRNA pozwoliły na odkrycie ponad trzech tysięcy tych cząsteczek, które występują u kręgowców, grzybów, wirusów, roślin, jak również jednokomórkowych organizmów. U człowieka opisanych zostało około

470 microRNA, jednak przypuszcza się, iż w rzeczywistości jest ich znacznie więcej (LI I IN., 2007). MicroRNA to stosunkowo krótkie, jednoniciowe cząsteczki RNA, które wywodzą się z prekursorów dwuniciowych, najczęściej ich długość mieści się pomiędzy 21 a 23 nukleotydami (SZELĄG I IN., 2016). Zbadano, iż są one w stanie regulować ekspresję około 30% genów w organizmie, w tym jeden miRNA może oddziaływać na nawet 200 genów.

Wielofunkcyjność i wielokierunkowość działania microRNA podkreśla ich niezbędną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu organizmu. Cząsteczki te działają jako regulatory różnicowania komórek szkieletowych, układu krwiotwórczego oraz adipocytów, sprawują kontrolę nad podziałami komórkowymi, programowaną śmiercią komórek (GREN- DA I IN., 2012). Ponadto uczestniczą w procesach zapalnych, odpornościowych, także regulują gospodarkę insulinową organizmu (HUKOWSKA-SZEMATOWICZ I IN., 2010). Wiele badaczy podkreśla, iż miRNA odpowiadają nie tylko za regulację procesów fizjologicznych organizmu, mogą również inicjować i przyspieszać procesy patologiczne, w tym transformację nowotworową, rozwój choroby Alzheimera (BEKRIS LM. I IN., 2015) oraz cukrzycy (TIWARI I IN., 2017).

Geny kodujące microRNA umiejscowione są w intronach, eksonach oraz regionach nieczynnych translacyjnie (ISIK I IN., 2010). Początkowym produktem transkrypcji jest przyjmujący kształt spinki do włosów pri-miRNA, a proces jego powstawania zachodzi dzięki obecności polimerazy RNA II. Następnie pod wpływem działania rybonukleazy Drosha oraz białka DGCR8 dochodzi do obróbki pri-miRNA w jądrze komórkowym, gdzie w konsekwencji formowany jest pre-miRNA. Kolejno pre-miRNA dzięki eksportynie 5 jest przenoszony do cytoplazmy. Enzym Dicer umożliwia formowanie dupleksu miRNA (około 22 nukleotydy), następuje rozdzielenie na dwie nici,

jedna dołączana jest do kompleksu RISC hybrydyzując do mRNA docelowego. W efekcie może dojść do rozcięcia mRNA albo zahamowania translacji (MYTYCH,2012). Potranskrypcyjna regulacja ekspresji genów miRNA zachodzi przy pomocy komplementarności par zasad z informacyjnym RNA (WIENHOLDS I IN., 2005). Wyciszanie ekspresji genów może odbywać się dwojako: poprzez degradację danego mRNA lub w efekcie zahamowania translacji (GRENDA I IN., 2013).

microRNA idealnym kandydatem na marker nowotworowy?

OncomiRy, to grupa miRNA, która wykazuje ścisłą korelację z karcynogenezą. Mogą pełnić one zarówno rolę supresora nowotworowego, jak i onkogenu. Do znanych oncomiRów można zaliczyć między innymi: miR-155, miR-569, miR-15, miR-16 oraz miR-21 (BUJAK I IN., 2017).

Wiele badań potwierdza, iż miRNA mogą pretendować do bycia doskonałymi markerami wielu chorób, w tym chorób nowotworowych. Przemawiają za tym fakty, iż wiele ze znanych microRNA wykazują specyficzność tkankową, a zmiana ich stężenia znacznie różni się w tkankach zdrowych i zmienionych chorobowo (LUJAMBO I IN., 2008). Można twierdzić, iż w przyszłości określanie panelu stężeń microRNA, następnie analiza zależności między stanem zdrowia pacjenta a ilością miR- NA, może mieć wysoką wartość diagnostyczną i predykcyjną dotyczącą przeżycia, a także określenia rokowania i ustalenia terapii. Takie podejście byłoby ściśle spersonalizowane dla danego pacjenta, co znacznie zwiększałoby zwiększać prawdopodobieństwo remisji choroby (BUDZYŃSKI I IN., 2014). Od- kryto, iż rodzina miR-183 jest zaangażowana w patogenezę niedrobnokomórkowego nowotworu płuca, obserwuje się podwyższone stężenie tych cząsteczek zarówno w surowicy krwi pacjentów, jak i tkance guza (ZHU I IN., 2011).

W przypadku raka jelita grubego pomocne może okazać się oznaczanie stężenia mir-92 oraz mir-17-3p w osoczu pacjentów. Udowodniono, iż u osób z rozpoznanym nowotworem jelita grubego widoczna jest podwyższona ilość tych cząsteczek. Ponadto, resekcja chirurgiczna guza skutkuje znacznym obniżeniem stężeń badanych microRNA (NG I IN., 2009).