Was MicroRNAs bei Krebs bedeuten

In der Genetik hat sich seit den 1950er Jahren viel getan, als die berühmten Wissenschaftler Watson und Crick die Struktur der DNA entdeckten. In den 1960er Jahren entdeckten Wissenschaftler, dass eine große Menge menschlicher DNA zwischen echten "Genen" vorhanden war und aus wiederholten Sequenzen von sogenanntem Junk-DNA-Junk bestand, in dem Sinne, dass die damaligen Forscher nicht verstehen konnten, was der code war bestimmt für.
Untersuchungen in den 1970er Jahren zeigten, dass auch viele nicht-kodierende Sequenzen gefunden wurden innerhalb Gene, die die Protein-kodierenden Regionen unterbrechen. War all dieses genetische Material wirklich Müll? Natürlich nicht! Es wurde einfach von den Köpfen als solches wahrgenommen, die damals nicht wussten, was sie damit anfangen sollten.

Was ist wirklich in unserer DNA?

Schätzungen zufolge kodieren nur etwa fünf Prozent der menschlichen DNA tatsächlich ein Protein. Für Wissenschaftler aus den vergangenen Jahrzehnten würden 95 Prozent der DNA als Müll betrachtet.
Wie wäre es mit 2016, 2017 und darüber hinaus? Wenn es um menschliche DNA geht, gibt es immer noch einiges an unbekanntem Terrain. Dennoch war microRNA eine wichtige Entdeckung, die für Krebspatienten auf vielfältige Weise relevant ist.

Was ist MicroRNA (miRNA)?

Möglicherweise haben Sie in der High-School-Biologie von Boten-RNA gehört. Es ist das Molekül, aus dem Ihr Körper neue Proteine ​​herstellt und das mithilfe von DNA als Vorlage gebildet wird. Es wird auch von Ribosomen bei der Proteinsynthese oder -translation gelesen, um ein neues Protein herzustellen.
Mikro-RNA ist ganz anders. MicroRNA oder miRNA ist eine Art von RNA, die nicht als Protein dekodiert werden soll. Tatsächlich ist es viel kleiner - eine viel kürzere Sequenz von Code - als die aufwendigen Sequenzen, die dem Körper sagen, wie man ein Protein wie beispielsweise Insulin aufbaut. 
Wenn es also kein Protein codiert, 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 von MiRNA bei Krebs

Die Entdeckung von miRNAs und anderen nicht-kodierenden RNAs hat viele wichtige Implikationen - und einige von ihnen können besonders für Krebspatienten relevant sein, beispielsweise für Patienten mit hämatologischen Malignitäten.
MiRNAs haben ihren Einfluss, indem sie regulieren, wie Ihr Körper von DNA über RNA zu Protein wandelt. Wenn sich herausstellt, dass das interessierende Protein ein krebsrelevantes Protein oder eine Verbindung ist, die in wichtigen biologischen Krebsarten vorkommt, kann diese Regulation durch miRNA möglicherweise eine bedeutende Rolle spielen.
Es wurde berichtet, dass viele verschiedene miRNAs bei Patienten mit verschiedenen Krebsarten aus dem Ruder laufen oder wissenschaftlich gesehen fehlreguliert sind. In den Krebszellen sind diese miRNAs nicht unter der richtigen Regulation, die in gesunden Zellen zu sehen ist, und daher können abnormale Spiegel von miRNAs und abnormale Zellreaktionen resultieren. Diese Beobachtung über miRNAs muss zu der Hypothese führen, dass miRNAs an der Entstehung von Krebs und am Fortschreiten von Krebs beteiligt sind, sobald sie begonnen haben.
MiRNA wurde zunächst in Bezug auf mehrere Modellkrebsarten oder Prototyp-Malignome einschließlich chronischer lymphatischer Leukämie (CLL), multiplem Myelom (MM), kutanem T-Zell-Lymphom und Mantelzell-Lymphom verstanden. Tatsächlich hat das Gebiet der miRNA bei Krebs seinen Anfang genommen, als eine Forschungsgruppe zeigte, dass sich zwei miRNAs - miR-15 und miR-16 - in einem Teil eines Chromosoms befinden, das bei chronischer lymphatischer Leukämie häufig verloren geht oder gelöscht wird.

MiRNA-Signaturen

Seitdem haben die Forscher an "miRNA-Signaturen" gearbeitet, dh an unterschiedlichen Profilen erhöhter oder erniedrigter miRNA-Spiegel, die für bestimmte Merkmale eines bestimmten Krebses charakteristisch sein können. Beispielsweise kann eine bestimmte miRNA-Signatur mit einem aggressiveren Krebsverhalten in Verbindung gebracht werden. Auf diese Weise werden miRNA-Signaturen manchmal auch als Biomarker bezeichnet.

MiRNA bei der Behandlung von Krebs

Die Rolle von miRNA bei der Krebsbehandlung wird derzeit als komplementär angesehen, da neue und bessere Behandlungen mit miRNA-Signaturen besser auf geeignete Patienten abzielen können. Eine Vision für die Zukunft ist, dass Ihr Arzt in der Lage sein könnte, Folgendes zu sagen: "Ihr Krebs hat eine miRNA-Signatur, die mit verbesserten Ergebnissen bei diesem neuen Behandlungsschema einhergeht. Daher möchten wir diese Behandlungsoption möglicherweise ernsthafter in Betracht ziehen."
Die Forscher untersuchen auch die Möglichkeit, Mikro-RNAs als "Tumorsuppressoren" einzusetzen, indem sie dazu gebracht werden, direkt in die Krebszellen einzudringen. MiRNAs und andere nicht-kodierende RNAs sind sehr kurze Sequenzen, was sie perfekt für einen Prozess namens Transfektion macht, bei dem Viren verwendet werden, um die Sequenzen ins Spiel zu bringen.
Ein weiterer Bereich von Interesse in Bezug auf die Verwendung von miRNAs ist das Targeting von Krebszellen, die gegen Chemotherapie oder Bestrahlung resistent sind. Selbst wenn bei der konventionellen Therapie mehr als 98 Prozent der Krebszellen eliminiert werden, können so genannte Krebsstammzellen - Krebszellen, die sich im Verborgenen befinden - erneut auftreten. Wenn die lauernden Krebszellen allein oder in Kombination mit anderen Therapien mit miRNAs oder anderen nicht-kodierenden RNAs angegriffen werden können, wäre dies ein therapeutischer Fortschritt. Klinische Studien, in denen miRNA therapeutisch gegen Leberkrebs und Lungenkrebs eingesetzt wird, wurden bereits veröffentlicht, es sind jedoch weitere Studien erforderlich.

MiRNA in CLL

Im Westen ist CLL die häufigste Leukämie bei Erwachsenen. Eine häufige chromosomale Veränderung im Zusammenhang mit CLL ist die Deletion eines Teils von Chromosom 13. Welche genetische Information könnte 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 bei der CLL können - zusätzlich zu einer möglichen Rolle bei der Krebsentstehung - miRNAs eine Rolle bei der Chemotherapieresistenz spielen. Die Resistenz gegen Fludarabin, ein Chemopharmakon, wurde mit Veränderungen der Spiegel von zwei Mikro-RNAs namens miR-18, miR-22 und miR-21 in Verbindung gebracht.

MiRNA im multiplen Myelom

In den letzten Jahren haben Forscher festgestellt, dass miRNAs bei Menschen mit multiplem Myelom oder MM unterschiedlich exprimiert werden.
Tatsächlich haben eine Gruppe von Forschern - Pichiorri und Kollegen - das, was über miRNA-Signaturen bekannt ist, verwendet, um die verschiedenen Manifestationen des Myeloms zu analysieren. Die Plasmazelle ist eine weiße Blutzelle, die Antikörper bilden kann, und diese Zellfamilie - ein Mitglied der B-Lymphozyten-Familie - wird bei MM krebsartig. Multiple Myelome können sich aus einem gutartigen Zustand entwickeln, der als monoklonale Gammopathie von unbestimmter Bedeutung (MGUS) bezeichnet wird. Diese Forschungsgruppe hat Unterschiede festgestellt, wenn Sie von einer gesunden Plasmazelle zu einem gutartigen, aber vorkanzerösen MGUS übergehen, zu MM, der vollwertigen bösartigen Erkrankung.
Im Jahr 2008 berichteten Pichiorri und Kollegen über ein umfassendes miRNA-Expressionsprofil von normalen Plasmazellen, MGUS und MM. Wachsende Erkenntnisse deuten darauf hin, dass miRNAs als Regulatoren der Zellentwicklung gut funktionieren, während der Körper gesunde Blutzellen bildet oder während einer normalen, gesunden Hämatopoese. Diese miRNA-Veränderungen können jedoch beteiligt sein oder andere Veränderungen auf dem Weg zur Malignität begleiten. Eine beeinträchtigte Verarbeitung von miRNAs wurde auch mit einem hochriskanten multiplen Myelom in Verbindung gebracht.

Ultraviolettes Licht und MiRNA im Melanom

MiRNAs können auch verwendet werden, um Aufschluss über die Anfälligkeit einer Person für Krebs zu geben. Eine kürzlich durchgeführte Studie untersuchte Zusammenhänge zwischen der Exposition gegenüber ultravioletter Strahlung und der Melanomentwicklung bei jungen Freiwilligen. Acht gesund, hellhäutige Frauen im Alter zwischen 31 und 38 Jahren wurden mit neun hellhäutigen Frauen im Alter von 35 bis 46 Jahren verglichen wer hatte Melanom entwickelt.
Melanozyten sind jene Zellen, die Melanin, unser menschliches Pigment, bilden, das für Dinge wie Haare, Haut und Augenfarbe verantwortlich ist. Melanozyten sind auch die Zellen, die beim Melanom krebsartig werden. In Studien hat die Exposition der Haut gegenüber UV-Strahlen das Gleichgewicht der miRNA-Expression in normalen menschlichen Melanozyten-Hautzellen gestört. Diese UV-induzierten miRNA-Veränderungen unterschieden sich jedoch dramatisch zwischen gesunden Frauen und Frauen mit Melanom in der Vergangenheit, was darauf hindeutet, dass Melanozyten in bestimmten Fällen vorhanden sind Menschen, obwohl scheinbar normal, reagieren bereits unterschiedlich auf UV-Strahlen, was ihr Risiko für die zukünftige Krebsentstehung erklären kann.
Interessanterweise reflektierten Melanozyten von gesunden Personen, wenn sie derselben UV-Strahlung ausgesetzt wurden, diese Veränderungen nicht. Diese Erkenntnisse, die wesentlich von der Expression von Mikro-RNA abhängen, können Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, wie das Melanom beginnt und wie es verhindert werden kann, und neue Forschungsideen und Therapiestrategien vorantreiben.