Protein kodlayan genler, genomun yalnızca yaklaşık % 1,5’ini oluşturur. Aynı zamanda, % 90’dan fazlasının transkripsiyonel olarak aktif olduğu gösterilmiştir. Bu sözde atık DNA’nın transkripsiyonu, proteinleri kodlayamayan binlerce RNA molekülünün yaratılmasına yol açar. Şaşırtıcı bir şekilde, organizma ne kadar karmaşıksa, içerdiği kodlamayan RNA (ncRNA) moleküllerinin o kadar fazla olduğu gösterilmiştir.
Bu moleküller, farklılaşma, proliferasyon, apoptoz ve diğerleri gibi en önemli hücre süreçlerinde birçok farklı işleve sahiptir ve ayrıca tümörijenezde de rol oynarlar. Uzunluklarına göre ncRNA kısa (sncRNA) ve uzun (lncRNA) olmak üzere iki gruba ayrılır. SncRNA, 200 nükleotidden (nt) küçüktür, lncRNA ise 200 nt’den daha uzundur. 50 yıldan daha uzun bir süre önce tanımlanan ilk ncRNA molekülleri ribozomal RNA (rRNA) ve transfer RNA’dır (tRNA). Pek çok ncRNA sınıfı varken, en çok çalışılan ve en iyi bilinen mikroRNA (miRNA) ve uzun kodlamayan RNA’dır (lncRNA).
MicroRNA’nın Tanımı ve Biyogenezi
MiRNA, yaklaşık 21-23 nt uzunluğunda kısa, kodlayıcı olmayan, tek sarmallı RNA molekülleridir. Gen ekspresyonunun düzenlenmesinde rol alırlar ve proliferasyon, farklılaşma, apoptoz ve tümörijenez gibi çeşitli hücre süreçlerini etkilerler. MiRNA genleri insan genomunun % 1-2’sini oluşturur ve olgun miRNA, protein kodlayan genlerin yaklaşık % 50’sini düzenler. MiRNA biyogenezinin kanonik modeline dayalı olarak, miRNA genleri RNA polimeraz II veya III tarafından birincil öncüllere, 5 uç kapağı ve 3 ucunda poliA içeren kök-döngü yapılarına (pri-miRNA) kopyalanır. Pri-miRNA, çekirdekte RNAse II enzimi Drosha ve Pasha tarafından bölünerek pre-miRNA’ya yol açar.
Pre-miRNA, taşıma proteini nakli 5 tarafından sitoplazmaya aktarılır. Sitoplazmada, pre-miRNA molekülü, RNAse III Dicer ve protein Argonaute 2 (Ago2) içeren RISC kompleksi tarafından işlenir. RISC kompleksi, molekülü 20-23 nt uzunluğunda, çift sarmallı miRNA dupleksine, 3 uçlarda 2 nt çıkıntıyla keser. İpliklerden biri sözde kılavuz ipliktir ve mRNA dizisine tamamlayıcıdır. Bu iplikçiklerden hangisinin bozulmuş olduğu, miRNA dupleksinin 5 ucundaki eşleşmenin stabilitesine dayanır. MiRNA/mRNA tamamlayıcılık düzeyine bağlı olarak, hedef mRNA, tam olmayan tamamlayıcılık durumunda translasyonel olarak susturulur veya % 100 tamamlayıcılık durumunda bozulur. MiRNA, onkogenez dâhil geniş bir fizyolojik ve patolojik süreç yelpazesini düzenler ve onkojen veya tümör baskılayıcı olarak hareket edebilirler. Tümörijenezde miRNA rolünün çeşitli mekanizmaları tanımlanmıştır ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• Tümör baskılayıcı genin ekspresyonunu düzenleyen artmış ekspresyon seviyeleri,
• Amplifikasyon,
• Epigenetik susturma veya miRNA geni kaybı,
Öte yandan, onkojen ekspresyonunu susturan miRNA gen ekspresyonunun delesyonu ve epigenetik susturulması da tanımlanmıştır. Dahası, mRNA’nın hedef dizilerindeki mutasyonlar, başarısız translasyonel bastırmaya veya hedef mRNA’nın degradasyonuna yol açar. PC’nin malign transformasyonunda miRNA ekspresyonunun pilot bir çalışmasında, MGUS ve MM hastalarında miR-181a/b, küme miR-106b-25 (miR-93, miR-106b, miR 25) ve miR-21 ekspresyonunun artması sağlıklı donörlerle (HD) ilişkili olduğu bulunmuştur. İlginç bir şekilde, MM hastalarında miR-17-92a küme ekspresyonunun artması bu kümenin hastalığın ilerlemesinde olası bir rolü olduğunu düşündürmüştür.
MiRNA Dolaşımı
Esasen, tüm insan vücut sıvıları (PB, tükürük, idrar, anne sütü, vb.) dolaşımdaki miRNA’yı içerir. Dolaşımdaki miRNA, protein (Ago2) veya lipoprotein (yüksek yoğunluklu lipoprotein (HDL)) komplekslerinin bir parçası olduklarından veya eksozomlar, küçük taşıma kesecikleri içinde bağlandıklarından RNazlara oldukça kararlı ve dirençlidir. Öyle görünüyor ki, dolaşımdaki miRNA, biyolojik uyaranlara dayalı olarak hücrelerin dışına atıldıklarından, hücreden hücreye iletişimde yer alırlar. Bu moleküller ayrıca iletişim, proliferasyon, farklılaşma gibi hücre süreçlerinde ve tümörler durumunda metastazlarda da yer alabilir. Dolaşımdaki miRNA’nın spesifik profilleri, HD’yi hastalardan ayıran tanısal belirteçlerdir, ancak aynı zamanda tümörün ilerlemesi ve evrelemesi ile de ilişkilidir. Potansiyel biyobelirteçler olarak bu moleküllerin önemli bir avantajı basit yapıları, kolay erişimleri ve standart laboratuar teknikleriyle ölçülebilir olmalarıdır.Monoklonal Gammopatilerde Dolaşan MikroRNA
MM’de, dolaşımdaki miRNA ilk olarak 2012’de tanımlanmıştır. Jones ve arkadaşlarının yaptığı bir çalışmada, MGUS ve MM hastalarının PB serum örnekleri HD ile karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. MiR-720, miR-1246 ve miR-1308’in MG’nin potansiyel belirteçleri olarak hizmet edebileceğini bulmuşlardır. Bu çalışmanın başarısı, özellikle MM konusunda başka çalışmalara yol açmıştır. Ancak, farklı yaklaşımlar değişen sonuçlara yol açar. Ana farklılıklar, örneklerin tipi (PB’nin serumu veya plazması), deneylerin tasarımı (HD’ye karşı hastalar) ve kullanılan yöntemler ve platformlardır.
PB plazmasının, yeni teşhis edilmiş MM hastalarında HD ile karşılaştırıldığında daha düşük miR-92a seviyelerine sahip olduğu bildirilmiştir. Dahası, miR-92a seviyesi hastalığın ilerlemesine ve tedavi yanıtına bağlı olarak dalgalanmıştır. Bu da bu miRNA’nın prediktif biyobelirteç olarak olası bir rolünü düşündürür. Başka bir çalışma, HD ile karşılaştırıldığında MM hastalarının PB plazmasında miR-148a, miR-181a, miR-20a, miR-221 ve miR-88b ekspresyonunun arttığını göstermiştir. MiR-20a ve miR-148a ekspresyon seviyesi, MM’nin nüksetmesine kadar olan daha kısa süreye bağlanmıştır. Bu çalışma, dolaşımdaki plazma miR-20a’nın MM’nin daha kötü prognozunun bir belirteci olabileceği ileri sürülmüştür. Aksine, yapılan başka bir çalışma, MM hastalarında HD’ye kıyasla çoğunlukla azalmış miRNA ekspresyonunu göstermiştir. MiR-483-5p ve miR-20a’nın tanısal ve prognostik potansiyele sahip olduğu gösterilmiştir.
Şimdiye kadar, çoğu çalışma serum miRNA kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yapılan bir pilot çalışma, HD ile karşılaştırıldığında MM hastalarında önemli ölçüde artmış miR-29a, miR-660 ve miR-142-5p seviyeleri bulunmuştur. Dolaşımdaki serum miR-29a’nın MM hastaları için bir biyobelirteç olabileceği gösterilmiştir. Takip çalışmalarında MGUS ve MM hastalarında HD ile karşılaştırıldığında beş serum miRNA, miR-744, miR-130a, let-7d, let-7e ve miR-34a’nın düzensizliğini göstermiştir. Çok değişkenli analiz miR-34a ve let-7e kombinasyonunun hasta kohortlarını iyi duyarlılık ve özgüllükle ayırt ettiği bulunmuştur. Dahası, hastalığın ilerlemesi ile birlikte serum miRNA’nın dinamikleri de elde edilmiştir. Başka bir çalışmada, tekrarlayan MM hastalarında ve MM hücre dizilerinde miR-181a / b, miR-221, miR-222 ve miR-382’nin artmış ekspresyonu bulunmuştur. Aksine, daha düşük miR-15a ve miR-16 ekspresyonu tarif edilmiş ve bu miRNA, kronik lenfositik lösemide tanımlanmıştır ve bu hastalığın patogenezinin bir parçası gibi görünmektedir. Bu miRNA için genler 13q14 lokusunda kodlanmıştır ve bu lokus sıklıkla MM’de de silinir. MiR-15a ve miR-16 apoptozu destekler ve AKT ve MAP kinaz sinyali ile MM hücrelerinin proliferasyonunu azaltır.
Rocci ve arkadaşlarının yaptığı bir çalışmada, MM hastalarında daha yüksek miR-25, miR-16 ve miR-30a seviyeleri, daha uzun genel sağkalım (OS) ile korelasyon göstermiştir. Başka bir çalışma, miR-19a ve miR-4254’ün MM ve HD’yi ayırt ettiğini göstermiştir. Ek olarak, azalmış serum miR-19a seviyesi, uluslararası evreleme sistemi (ISS) aşaması, del varlığı (13q14) ve kazanç 1q21 ve daha kısa progresyonsuz sağkalım (PFS) ve OS ile pozitif korelasyon göstermiştir. Şaşırtıcı bir şekilde, bu hastalar bortezomib’e daha iyi yanıt vermiştir. Serum miRNA ayrıca otolog kök hücre transplantasyonundan (ASCT) sonra CR’de analiz edilmiştir. MiR-16, miR-17, miR-19b, miR-20a ve miR-660, CR örnekleri ile karşılaştırıldığında tanısal örneklerde azalmıştır. Daha düşük miR-19b ve miR-331 seviyelerine sahip hastalar ASCT’den sonra daha kısa PFS’ye sahip olmuşlardır. MiR-19b seviyesi, nükseden elde edilen örneklerde CR’ye göre önemli ölçüde daha düşüktür.
MM’nin En Yaygın Klinik Görünümü Osteolitik
lezyonlardır. Osteolitik lezyonlu MM hastalarında artmış serum miR-214 ve miR-135b seviyeleri bulunur ve bunların ekspresyonu semptomların ciddiyeti ile korelasyon gösterir. Ayrıca, daha kısa PFS ve OS ile ilişkili artan miR-214 seviyeside gösterir. MM hastalarının serumundan izole edilen eksozomlardan NGS kullanılarak miRNA (let-7b a miR-18a), tek değişkenli analizde PFS ve OS ile ve çok değişkenli analizde ISS ve sitogenetik anormalliklerle anlamlı şekilde korelasyon göstermiştir. Ayrıca, bortezomib’e dirençli MM hastalarında ekzozomal miR-16-5p, miR-15a-5p, miR-20a-5p ve miR-17-5p düzeylerinin önemli ölçüde azaldığı gösterilmiştir.
Yapılan çalışmada diğer vücut sıvılarındaki miRNA’ya gelince, MM hastalarının idrarında dolaşan miRNA’nın HD’ye kıyasla analizi gerçekleştirilmiştir. Fakat herhangi bir miRNA’nın anlamlı derecede düzensiz olduğu bulanamamıştır. MG’de miRNA’nın dolaşımı üzerinde çok fazla çalışma yapılırken, şu ana kadar hastalıkların net biyobelirteçleri tespit edilmemiştir. MM’nin heterojen bir hastalık ve biyobelirteç olarak dolaşan tek bir miRNA’ya sahip olmaması mümkündür. Örnek işlemenin, örnek türlerinin ve analitik yöntemlerin daha fazla araştırılması ve standardizasyonu gerçekleştirilmelidir. miRNA, monoklonal gammopatilerin teşhisi için büyük bir potansiyele sahiptir. Çoğu çalışma, teşhis örnekleri üzerinde yapılmıştır; ancak veriler tutarlı değildir ve daha fazla standardizasyon ve optimizasyona ihtiyaç vardır. MiRNA’yı prognostik veya izleme belirteçleri olarak kullanma olasılığının daha fazla doğrulanması gerekir.
Kaynakça:
ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6468639/
hindawi.com/journals/bmri/2020/9879876/
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu