Noile mecanisme genetice pot oferi ținte terapeutice împotriva gliomului

Cercetările din laboratorul lui Shi-Yuan Cheng, PhD, profesor la Divizia de Neuro-Oncologie Ken și Ruth Davey din Departamentul de Neurologie, au identificat noi mecanisme care stau la baza evenimentelor alternative de splicing ARN în celulele tumorale de gliom care pot servi ca noi ţinte terapeutice. Rezultatele studiului sunt publicate în Journal of Clinical Investigation.

„Am găsit o modalitate diferită de a trata gliomul prin prisma splicing-ului alternativ și am descoperit noi ținte care nu au fost identificate anterior, dar care sunt importante pentru malignitatea gliomului.” a spus Xiao Song, MD, PhD, profesor asociat de neurologie și autorul principal al studiului.

Glioamele sunt cel mai frecvent tip de tumoră cerebrală primară la adulți și provin din celulele gliale, care se găsesc în sistemul nervos central și susțin neuronii din apropiere. Glioamele sunt foarte rezistente la tratamentele standard, inclusiv radiații și chimioterapia, datorită eterogenității genetice și epigenetice a tumorii, evidențiind nevoia de a găsi noi ținte terapeutice.

Studii anterioare ale laboratorului Cheng, publicate în Cancer Research, au arătat că importantul factor de îmbinare SRSF3 este semnificativ crescut în glioame în comparație cu creierul normal și reglat de SRSF3. Îmbinarea ARN promovează creșterea și progresia gliomului prin influențarea proceselor celulare multiple din celulele tumorale.

Splicing-ul ARN este un proces care implică îndepărtarea intronilor (regiuni necodificatoare ale ARN) și unirea exonilor (regiuni codificatoare) pentru a forma o moleculă matură de ARNm care susține expresia genelor în celulă.

În prezentul studiu, oamenii de știință și-au propus să identifice modificări ale splicing-ului alternativ în celulele tumorale de gliom, mecanismele care stau la baza acestor modificări și să determine potențialul lor ca ținte terapeutice.

Folosind metode de calcul și tehnologii de secvențiere a ARN, cercetătorii au examinat modificările de îmbinare în celulele tumorale de gliom din mostre de pacienți. Pentru a confirma aceste schimbări, au folosit tehnologii de editare a genelor CRISPR pentru a introduce diferite mutații ale driverului de gliom în modelele de gliom derivate de celule stem pluripotente induse de om (iPSC).

Ei au descoperit că aceste modificări de îmbinare sunt îmbunătățite de o variantă a receptorului III al factorului de creștere epidermică (EGFRIII), despre care se știe că este supraexprimat în multe tumori, inclusiv glioame, și inhibat de o mutație a genei IDH1. p>

Cercetătorii au confirmat funcția a două evenimente de îmbinare a ARN care creează izoforme diferite de proteine cu secvențe diferite de aminoacizi.

„Numai una dintre aceste izoforme poate promova creșterea tumorii, spre deosebire de cealaltă izoformă, care este exprimată în mod normal în creierul normal. Tumorile folosesc acest mecanism pentru a exprima selectiv izoforma care promovează tumora față de izoforma normală a creierului”, Song. A spus.

Echipa a analizat apoi proteinele care leagă ARN-ul în amonte și a descoperit că gena PTBP1 reglează îmbinarea ARN-ului care promovează tumorile în celulele gliom. Folosind un model de gliom de șoarece imunodeficient ortotopic, cercetătorii au vizat PTBP1 cu o terapie cu oligonucleotide antisens (ASO), care în cele din urmă a suprimat creșterea tumorii.

„Datele noastre evidențiază rolul splicing-ului alternativ de ARN în influențarea malignității și eterogenității gliomului și potențialul său ca vulnerabilitate terapeutică pentru tratamentul gliomului adulți”, au scris autorii studiului.

Cercetătorii intenționează în continuare să exploreze potențialul țintirii PTBP1 pentru a induce un răspuns imun antitumoral, a spus Song.

„Folosind analiza ARN-seq cu citire lungă, am descoperit că țintirea PTBP1 în celulele gliomului are ca rezultat producerea multor transcrieri îmbinate alternativ care sunt absente în țesuturile normale. Prin urmare, următorul nostru proiect este să aflăm dacă această izoformă poate generează niște antigeni.” astfel încât sistemul imunitar să poată recunoaște mai bine tumora”, a spus Song.

Song a adăugat, de asemenea, că echipa ei este interesată să analizeze modificările de îmbinare în celulele non-tumorale de la pacienții cu gliom, cum ar fi celulele imune.

„Știm deja că splicing-ul este foarte important pentru reglarea funcției într-o celulă, așa că nu ar trebui doar să regleze malignitatea tumorii, ci și să regleze funcția celulelor imune pentru a determina dacă acestea pot ucide eficient cancerul. Efectuarea unor analize bioinformatice în celulele imune infiltrate cu tumori pentru a afla dacă există o schimbare în splicing după ce celula imună a infiltrat tumora.

„Obiectivul nostru este de a determina rolul splicing-ului alternativ în modelarea micromediului tumoral imunosupresor și de a identifica potențiale ținte pentru a îmbunătăți eficacitatea imunoterapiilor în gliom”, a spus Song.