Mechanizmy epigenetyczne i rola niekodujących RNA w patogenezie CTCL

Epigenetyka odgrywa centralną rolę w patogenezie różnych nowotworów, w tym chłoniaka skórnego T-komórkowego1. Znaczące dowody potwierdzają obecnie wpływ epigenomu na każdy składnik regulacji genów, w tym metylację DNA, potranslacyjne modyfikacje histonów, strukturę chromatyny i mikroRNA (miRNA)1. W ciągu ostatnich dwóch dekad badania nad zmianami epigenetycznymi zidentyfikowały brakujące ogniwo między specyficznymi dla chłoniaka wzorcami ekspresji genów a brakiem zmian genetycznych w CTCL1.

Rola niekodujących RNA w CTCL

Niekodujące RNA (ncRNA) zostały niedawno odkryte jako główne regulatory ekspresji genów CTCL2. Mogą one wpływać na wzrost komórek nowotworowych, migrację, programowaną śmierć komórek (PCD) i immunoregulację poprzez interakcje z mikrośrodowiskiem nowotworowym (TME), co z kolei wpływa na progresję CTCL2. NcRNA są skorelowane z tumorigenezą, proliferacją, przerzutami i PCD CTCL2.

NcRNA mogą być pobierane nielosowo zarówno przez komórki heterologiczne, jak i homologiczne, wpływając na potranslacyjną regulację genetyczną i powodując zmiany behawioralne, takie jak tumorigeneza, proliferacja, przerzuty, PCD i regulacja immunologiczna2. NcRNA mogą być wykorzystywane do różnicowej diagnostyki CTCL, klasyfikacji podtypów, a nawet przewidywania odpowiedzi pacjenta na spersonalizowane leczenie2.

Mechanizmy działania ncRNA: Niekodujące RNA wpływają na patogenezę CTCL poprzez różnorodne mechanizmy, w tym regulację transkrypcji, modyfikację chromatyny, kontrolę stabilności mRNA oraz modulację szlaków sygnałowych. Ich dysregulacja może zarówno promować, jak i hamować rozwój nowotworu, w zależności od specyficznej funkcji danego ncRNA.

MikroRNA jako regulatory patogenezy

Pojawiające się dowody wskazują, że miRNA są zaangażowane w patogenezę CTCL3. Rola miR-155 jest dobrze ugruntowana w onkologii, a konsekwencje aberracyjnej ekspresji miR-155 zostały również omówione w odniesieniu do CTCL3. Onkogenna rola miR-155 w CTCL jest dodatkowo wspierana przez odkrycia w modelu myszy ksenoprzeszczepowej CTCL, gdzie leczenie inhibitorem miR-155 wywołało zwiększoną apoptozę w złośliwych komórkach T3.

W komórkach CTCL zidentyfikowano, że miR-155 jest regulowany w górę, przyczyniając się do złośliwego fenotypu4. Regulacja w górę onkogennego miR-155 może prowadzić do utraty ekspresji STAT4 i związanego z tym przejścia do fenotypu Th2 podczas rozwoju grzybiaka grzybiastego4. MiR-155 jest zaangażowane w rozwój choroby od wczesnego bezobjawowego do agresywnego stadium guzowatego4.

Szlak JAK3/STAT5/miR-155 przyczyniał się do rozwoju CTCL5. Regulacja w dół miR-21-3p, miR-130b-3p i miR-155-5p poprzez szlak sygnalizacyjny IL6/JAK/STAT w liniach komórkowych CTCL skutkowała zmniejszoną proliferacją komórek CTCL i zwiększoną cytotoksyczną aktywnością komórek T CD8 (+)5.

Specyficzne mikroRNA w CTCL

MiR-21 wykazuje szczególnie istotną rolę w patogenezie CTCL. Ekspresja miR-21 była wyższa w komórkach zespołu Sézary’ego niż w komórkach CD4 (+) T od zdrowych osób, co było regulowane przez STAT34. Hamowanie miR-21 skutkowało apoptozą komórek zespołu Sézary’ego4. Niektóre ncRNA mogą przyspieszyć apoptozę komórek CTCL i służyć jako nowe biomarkery terapeutyczne4.

MiR-106b może regulować w górę wraz z postępującym stadium grzybiaka grzybiastego i hamować inhibitory nowotworów TXNIP i zależny od cykliny inhibitor kinazy p21, promując wzrost komórek nowotworowych grzybiaka grzybiastego4. Zgodnie z niedawnym badaniem, miR-106b promował proliferację komórek nowotworowych grzybiaka grzybiastego poprzez hamowanie supresorów nowotworów p21 i TXNIP5.

Ekspresja miR-16 zmniejszyła się w pierwotnym CTCL w miarę jego progresji od wczesnych do zaawansowanych stadiów6. MiR-122 okazał się podwyższony w zaawansowanych stadiach grzybiaka grzybiastego, a jego nadekspresja obniżyła podatność na apoptozę indukowaną chemioterapią poprzez obwód sygnalizacyjny obejmujący aktywację Akt i supresję p53 w komórkach CTCL6.

Długie niekodujące RNA

TMEM244, długie niekodujące RNA (lncRNA), zostało zidentyfikowane jako marker diagnostyczny dla zespołu Sézary’ego, rzadkiego CTCL5. Jest ono niezbędne dla wzrostu komórek CTCL5. MALAT1 okazał się podwyższony u pacjentów z CTCL w porównaniu ze zdrowymi osobami5. Ta regulacja w górę indukowała przejście nabłonkowo-mezenchymalne (EMT) i fenotyp komórek macierzystych raka, co było wzmocnione przez MALAT1 pochłaniający miR-1245.

Metylacja DNA i modyfikacje histonów

Główny specyficzny dla nowotworu profil metylacji DNA w CTCL charakteryzuje się znaczącą hipermetylacją genów supresorowych nowotworów1. Sterowniki cytogenetyczne u większości pacjentów z CTCL pozostają do wyjaśnienia7. Utrata ekspresji SATB1 została po raz pierwszy zidentyfikowana w złośliwych komórkach zespołu Sézary’ego w porównaniu z normalnymi komórkami CD4+ T7.

Rola remodelatorów chromatyny w CTCL pozostaje niejasna i wymaga dalszych dogłębnych badań7. Te modyfikatory epigenetyczne działają w sposób zorganizowany, aby precyzyjnie dostroić złożoną sieć regulacyjną z ważnymi wzajemnymi oddziaływaniami między nimi7.

Znaczenie kliniczne: Zrozumienie mechanizmów epigenetycznych w CTCL ma bezpośrednie przełożenie na możliwości diagnostyczne i terapeutyczne. Profil ekspresji mikroRNA może służyć jako biomarker prognostyczny, a terapie epigenetyczne, takie jak inhibitory HDAC, są już stosowane w praktyce klinicznej.

Biomarkery prognostyczne

Badanie wykazało również, że miR-200b i miR-155 były znacząco związane z całkowitym przeżyciem (OS) u pacjentów z CTCL, ale w przeciwnych kierunkach6. Kombinacja miR-200b, Ki-67 i miR-155 była bardziej dokładna w przewidywaniu 5-letniego OS CTCL niż sam Ki-676. Wyższa ekspresja miR-155 jest związana z cięższą chorobą4.

Mechanizmy regulacji mikroRNA

Domniemane mechanizmy prowadzące do dysregulacji miRNA w CTCL nie zostały w pełni wyjaśnione i kilka mechanizmów może promować i/lub hamować ekspresję miRNA8. Patogeneza CTCL została powiązana z dysregulacją sygnalizacji STAT4. Ostatnie dowody wskazują, że dysregulacja epigenetyczna odgrywa kluczową rolę w patogenezie CTCL8.

Terapie epigenetyczne

Pojawiające się strategie terapeutyczne, które wykorzystują wzajemne oddziaływania między różnymi mechanizmami epigenetycznymi, zostały opracowane, w tym leki wieloskładnikowe7. Zaawansowany CTCL to choroba oporna na chemioterapię i stanowi znaczący obszar niezaspokojonych potrzeb medycznych6.

Mechanizmy regulacji epigenetycznej

Praca ta reprezentuje jedno z pierwszych udanych zastosowań terapii antagomiRNA w CTCL i dostarcza dalszego wsparcia dla koncepcji stosowania terapii opartych na miRNA w tej chorobie9. Te badania demonstrują szeroki zakres i zróżnicowaną funkcję miRNA w CTCL oraz dostarczają mechanistycznego wglądu w regulację ekspresji miRNA, a także ich efekty działające w dół9.

Hamowanie miRNA może pozwolić na zwiększone wiązanie BRD4 z chromatyną w całym genomie, co skutkuje zwiększoną ekspresją onkogenów w komórkach pacjentów z CTCL10. Ta praca identyfikuje zatem nową pętlę regulacyjną w CTCL i dostarcza wglądu w potencjalne cele terapeutyczne w celu ukierunkowania rozwoju bardziej skutecznych strategii leczenia dla pacjentów z CTCL9.

Pytania i odpowiedzi

Jaką rolę odgrywają mikroRNA w rozwoju CTCL?

MikroRNA, szczególnie miR-155, miR-21 i miR-106b, regulują kluczowe procesy w CTCL, w tym proliferację komórek, apoptozę i przejście do fenotypu Th2. Ich dysregulacja przyczynia się do złośliwej transformacji i progresji choroby.

Jak miR-155 wpływa na patogenezę CTCL?

MiR-155 jest onkogenem w CTCL, którego nadekspresja prowadzi do utraty ekspresji STAT4, przejścia do fenotypu Th2 i progresji od wczesnych do zaawansowanych stadiów choroby. Wyższa ekspresja miR-155 koreluje z cięższym przebiegiem choroby.

Czy metylacja DNA odgrywa rolę w CTCL?

Tak, CTCL charakteryzuje się specyficznym profilem hipermetylacji genów supresorowych nowotworów. Te zmiany epigenetyczne przyczyniają się do zaburzeń w regulacji ekspresji genów i rozwoju choroby.

Jak można wykorzystać mikroRNA w diagnostyce CTCL?

Profil ekspresji mikroRNA może służyć jako biomarker diagnostyczny i prognostyczny. Kombinacja miR-200b, Ki-67 i miR-155 jest bardziej dokładna w przewidywaniu 5-letniego przeżycia niż tradycyjne markery.

Czy istnieją terapie celujące w mechanizmy epigenetyczne?

Tak, opracowywane są terapie antagomiRNA oraz inhibitory HDAC, które są już stosowane klinicznie. Pojawiają się także strategie łączące różne mechanizmy epigenetyczne w terapiach wieloskładnikowych.

Reklama
Reklama