Nowe mechanizmy genetyczne mogą zapewnić cele terapeutyczne w walce z glejakiem

Badania przeprowadzone w laboratorium dr Shi-Yuan Cheng, profesora w Ken and Ruth Davey Division of Neuro-Oncology w Katedrze Neurologii, pozwoliły zidentyfikować nowe mechanizmy leżące u podstaw alternatywnych zdarzeń splicingu RNA w komórkach guza glejaka, które mogą służyć jako nowe cele terapeutyczne. Wyniki badania opublikowano w Journal of Clinical Investigation.

„Znaleźliśmy inny sposób leczenia glejaka przez pryzmat alternatywnego splicingu i odkryliśmy nowe cele, które nie zostały wcześniej zidentyfikowane, ale są ważne dla złośliwości glejaka” — powiedział Xiao Song, dr n. Med., dr n. Med., adiunkt neurologii i główny autor badania.

Glejaki są najczęstszym typem pierwotnego guza mózgu u dorosłych i pochodzą z komórek glejowych, które znajdują się w ośrodkowym układzie nerwowym i wspierają pobliskie neurony. Glejaki są wysoce oporne na standardowe metody leczenia, w tym radioterapię i chemioterapię, ze względu na genetyczną i epigenetyczną heterogeniczność guza, co podkreśla potrzebę znalezienia nowych celów terapeutycznych.

Poprzednie badania przeprowadzone przez laboratorium Cheng, opublikowane w Cancer Research, wykazały, że ważny czynnik splicingu SRSF3 jest znacznie podwyższony w glejakach w porównaniu do normalnych mózgów, a splicing RNA regulowany przez SRSF3 promuje wzrost i progresję glejaka, wpływając na wiele procesów komórkowych w komórkach nowotworowych.

Splicing RNA to proces obejmujący usuwanie intronów (niekodujących regionów RNA) i łączenie eksonów (regionów kodujących) w celu utworzenia dojrzałej cząsteczki mRNA, która wspiera ekspresję genów w komórce.

W niniejszym badaniu Naukowcy postanowili zidentyfikować zmiany w alternatywnym splicingu w komórkach glejaka, mechanizmy leżące u podstaw tych zmian i określić ich potencjał jako celów terapeutycznych.

Wykorzystując metody obliczeniowe i technologie sekwencjonowania RNA, naukowcy zbadali zmiany w splicingu w komórkach glejaka z próbek pacjentów. Aby potwierdzić te zmiany, zastosowali technologie edycji genów CRISPR, aby wprowadzić różne mutacje napędowe glejaka do modeli glejaka pochodzącego z ludzkich indukowanych pluripotentnych komórek macierzystych (iPSC).

Odkryli, że te zmiany splicingu są wzmacniane przez wariant receptora naskórkowego czynnika wzrostu III (EGFRIII), który jest znany z nadmiernej ekspresji w wielu nowotworach, w tym glejakach, i hamowany przez mutację w genie IDH1.

Naukowcy potwierdzili funkcję dwóch zdarzeń splicingu RNA, które tworzą różne izoformy białek o różnych sekwencjach aminokwasów.

„Tylko jedna z tych izoform może promować wzrost nowotworu, w przeciwieństwie do drugiej izoformy, która jest normalnie ekspresjonowana w normalnym mózgu. Nowotwory wykorzystują ten mechanizm do selektywnej ekspresji izoformy promującej nowotwory w porównaniu z izoformą normalnego mózgu” — powiedział Song.

Następnie zespół przeanalizował białka wiążące RNA w górnym biegu i odkrył, że Gen PTBP1 reguluje promujący guz splicing RNA w komórkach glejaka. Wykorzystując ortotopowy, immunodeficytowy model myszy glejaka, naukowcy skierowali PTBP1 za pomocą terapii antysensowym oligonukleotydem (ASO), co ostatecznie zahamowało wzrost guza.

„Nasze dane podkreślają rolę alternatywnego splicingu RNA w wpływaniu na złośliwość i heterogeniczność glejaka oraz jego potencjał jako podatności terapeutycznej w leczeniu glejaków dorosłych” – napisali autorzy badania.

Naukowcy planują następnie zbadać potencjał celowania w PTBP1 w celu wywołania przeciwnowotworowej odpowiedzi immunologicznej, powiedział Song.

„Korzystając z analizy seq RNA o długim odczycie, odkryliśmy, że celowanie w PTBP1 w komórkach glejaka skutkuje produkcją wielu transkryptów podlegających alternatywnie splicingowi, których nie ma w normalnych tkankach. Dlatego naszym kolejnym projektem będzie sprawdzenie, czy ta izoforma może wytworzyć pewne antygeny.” aby układ odpornościowy mógł lepiej rozpoznać guz” – powiedział Song.

Song dodała również, że jej zespół jest zainteresowany analizą zmian splicingu w komórkach nienowotworowych pochodzących od pacjentów z glejakiem, takich jak komórki odpornościowe.

„Wiemy już, że splicing jest bardzo ważny dla regulacji funkcji komórki, dlatego powinien nie tylko regulować złośliwość nowotworu, ale może także regulować funkcję komórek odpornościowych, aby określić, czy mogą one skutecznie zabić raka. Dlatego też jesteśmy przeprowadzanie analiz bioinformatycznych w komórkach odpornościowych naciekających nowotwór, aby dowiedzieć się, czy następuje zmiana w splicingu po infiltracji guza przez komórkę odpornościową.

„Naszym celem jest określenie roli alternatywnego splicingu w kształtowaniu immunosupresyjnego mikrośrodowiska nowotworu i identyfikacja potencjalnych celów w celu poprawy skuteczności immunoterapii w glejaku” – powiedział Song.