UNG THƯ HỌC
Nghiên cứu về miRNA trong ung thư biểu mô tuyến tuỵ trên thế giới
Micro-ribonucleotide acide (miRNA) lần đầu tiên được phát hiện năm 1993, được mô tả là một đoạn nhỏ RNA không mã hoá bao gồm 20 đến 24 cặp base [55]. Trong tế bào, RNA polymerase II sử dụng gene miRNA làm khuôn để tổng hợp miRNA tiền thân, có trình tự dài hơn. Sau quá trình phiên mã, miRNA tiền thân được phân cắt bởi Drosha và Dicer để tạo nên tiền miRNA mạch kép, sau đó được chuyển từ nhân ra ngoài tế bào chất. Tại tế bào chất, tiền miRNA mạch kép chuyển thành mạch đơn để trở thành miRNA trưởng thành. miRNA được gắn vào phức hợp phân cắt RNA (RNA-induced silencing complex miRISC). Trong đa số các trường hợp, miRNA gắn với 3’-UTR của mRNA đích thông qua sự bổ sung không hoàn toàn, miRNA ức chế sự biểu hiện của protein đích bằng giảm quá trình dịch mã hoặc phân rã mRNA đích.
miRNA được phát hiện có vai trò quan trọng trong việc điều khiển quá trình sinh trưởng, biệt hóa cũng như sự chết theo chương trình của tế bào ung thư [56]. Từ đó, hơn 1500 miRNA của người trưởng thành được giải trình tự và cập nhập vào cơ sở dữ liệu miRBase và những bản giải trình tự này đóng vai trò quan trọng trong việc mô phỏng các con đường sinh học ở động vật có vú và các cơ thể đa bào khác [57],[58].
Trong ung thư tuỵ, vai trò của một số miRNA được nghiên cứu và khẳng định rằng miR-17-5p, miR-21, miR-155 and miR-196a có liên quan đến ung thư tuỵ. Khi xét nghiệm miRNA trong huyết thanh bệnh nhân ung thư tuỵ và người không mang ung thư tuỵ, miR-17-5 và miR-21 biểu hiện cao ở các bệnh nhân ung thư tuỵ hơn là ở những người không mắc ung thư tuỵ [59]. Khảo sát 7 miRNA (i.e., miR-21, miR-143, -miR155, miR-196a, miR-210, miR-216a, miR-375) trong mẫu phân, một số tác giả ghi nhận có 4miR (miR-216a, -196a, -143 und -155) biểu hiện cao ở các bệnh nhân hoặc là bị viêm tuỵ mạn hoặc là ung thư biểu mô tuyến tuỵ [60].
Ang Lee và cs (2013) đánh giá 735 miRNA trong nghiên cứu bệnh chứng ung thư tuỵ và nhóm chứng (bao gồm người lành, bệnh nhân viêm tuỵ mạn, và bệnh nhân u thần kinh nội tiết ở tuỵ) bằng kỹ thuật kĩ thuật microRNA Arrays sử dụng miR-16 làm chứng dương để so sánh mức độ biểu hiện của các miRNA, kết quả xác định được nhiều miRNA biểu hiện quá mức trong huyết thanh bệnh nhân ung thư tuỵ so với nhóm chứng. Các tác giả khẳng định lại kết quả bằng kỹ thuật định lượng RT-PCR xác định được 18 miRNA tăng cao trong ung thư tuỵ bào gồm: miR-21, miR-22, miR-24, miR-134, miR-146a, miR-200c, miR-210, miR-378, miR-484, miR-486-3p, miR-550, miR-584, miR-625, miR-628-3p, miR-744*, miR-1285, miR-1825, and miR-1290. Trong số đó có 8 miRNA (miR-24, miR-134, miR-146a, miR-378, miR-484, miR-628-3p, miR-1290 and miR-1825) biểu hiện mạnh và miRNA-1290 là tăng cao nhất và giúp phân biệt rõ ràng giữa nhóm bệnh và nhóm chứng. miRNA-1290 được đánh giá là marker để chẩn đoán ung thư tuỵ với diện tích dưới đường cong ROC (AUCroc) = 0.96 (95% CI=0.91 đến 1.00). miRNA-1290 giúp chẩn đoán sớm những khối u dưới 2 cm. Kết hợp mức độ biểu hiện miR-1290 và miR-486-3p trong huyết thanh giúp tiên lượng bệnh [61].
Trong hai nghiên cứu khác, Liu R và cs xác định được miR-21 và miR-483-5p tăng trong những bệnh nhân ung thư tuỵ [62], Ali S và cs cũng ghi nhận biểu hiện mạnh của miR-21 và miR-483-5p trong huyết thanh bệnh nhân ung thư tuỵ, ngoài ra, miR-24, miR-134 và miR-378 cũng tăng trong ung thư biểu mô tuyến tuỵ [63].
Wang C và cộng sự đã sử dụng miRNA huyết thanh như một dấu hiệu sinh học để chẩn đoán và tiên lượng sự phát triển của ung thư tụy. Trong nghiên cứu này, các tác giả đã chỉ ra rằng sự biểu hiện của một số miRNA bao gồm miR-20a, miR-21, miR-24, miR-25, miR-99a, miR-185 và miR-191 trong huyết thanh của tế bào bệnh nhân ung thư tụy cao hơn so với nhóm chứng không ung thư. Thêm vào đó, miR-1246, miR-4644, miR-3976 và miR-4306 trong exosome huyết thanh cũng tăng biểu hiện đáng kế ở các bệnh nhân ung thư [62].
Trong ung thư tuỵ, vai trò của một số miRNA được nghiên cứu và khẳng định rằng miR-17-5p, miR-21, miR-155 and miR-196a có liên quan đến ung thư tuỵ. Khi xét nghiệm miRNA trong huyết thanh bệnh nhân ung thư tuỵ và người không mang ung thư tuỵ, miR-17-5 và miR-21 biểu hiện cao ở các bệnh nhân ung thư tuỵ hơn là ở những người không mắc ung thư tuỵ [59]. Khảo sát 7 miRNA (i.e., miR-21, miR-143, miR155, miR-196a, miR-210, miR-216a, miR-375) trong mẫu phân, một số tác giả ghi nhận có 4 miR (miR-216a, -196a, -143 und -155) biểu hiện cao ở các bệnh nhân hoặc là bị viêm tuỵ mạn hoặc là ung thư biểu mô tuyến tuỵ [62].
Ngược lại, trong mô ung thư tụy, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng biểu hiện của một số miRNA như miR-16, miR-31, miR-122, miR-126, miR-145 và miR-146a giảm đáng kể khi so sánh với mô bình thường [64].
miRNA liên quan đến sống thêm của ung thư tuỵ
Bloomston và cộng sự phân tích mối liên quan giữa sống thêm của ung thư tuỵ và biểu hiện của các miRNA. Phân tích dưới nhóm di căn hạch, sàng lọc 6 miRNA (miR-452, miR-105, miR-127, miR-518a-2, miR-187 và miR-30a-3p) so sánh với thời gian sống thêm, kết quả cho thấy biểu hiện quá mức miR-196a-2 làm giảm thời gian sống thêm xuống 14,3 tháng so với 26,5 tháng ở nhóm bệnh nhân có nồng độ miR-196a-2 thấp[65]. Kết quả tương tự với Dilloff và cs, nghiên cứu trên 80 mẫu bệnh phẩm ung thư tuỵ sau phẫu thuật, sử dụng kĩ thuật vi cắt laser để chọn lọc tổ chức ung thư đảm bảo mẫu tinh khiết, kết quả miR-21 biểu hiện quá mức làm giảm thời gian sống thêm từ 27,7 tháng xuống 15,2 tháng với p = 0.037 [66]. Greither và cs phát hiện miR-155, miR-210, miR-203, miR-216, miR-217 và miR-222 tăng cao liên quan đến giảm thời gian sống thêm của bệnh nhân ung thư tuỵ, làm tăng 6,2 lần nguy cơ tử vong [67].
Vai trò của exosoma và exosomal microRNA trong ung thư tụy
Exosoma là những túi nhỏ có kích thước 40-100 nm, được hình thành từ trong nguyên sinh chất của tế bào, bên trong chứa các thành phần như protein, mRNA, miRNA được bọc bởi lớp màng nguyên sinh chất cấu tạo hai lớp. Exosom được sản xuất ra từ tất cả các loại tế bào, trong đó phần lớn từ tế bào ung thư. Exosoma di chuyển ở mọi loại dịch thể (huyết thanh, nước tiểu, nước bọt [66],[67],[68].
Gần đây, exosome trở thành đề tài quan trong trong cộng đồng nghiên cứu ung thư, phần chính là do khả năng vận chuyển thuốc, kích hoạt đáp ứng miễn dịch, và đặc biệt là khả năng phát triển chất chỉ điểm sinh học dùng để theo dõi tiến triển bệnh ung thư. Exosome có trong tất cả dịch cơ thể và trở thành ứng viên lý tưởng cho việc phát triển công cụ chẩn đoán phi xâm lấn [70]. Exosome tiết ra từ các tế bào ung thư có chứa một loạt các phân tử (protein, mRNA, ncRNA, microRNA) và được kỳ vọng sẽ trở thành một nguồn cung cấp chính cho các phát kiến về chất chỉ điểm sinh học.
Khi so sánh giữa miRNA và exosomal miRNA cho thấy rằng miRNA huyết thanh bao gồm cả miRNA tự do và miRNA trong exosoma, trong khi miRNA được vận chuyển trong exosoma là những thông tin di truyền ổn định, đặc hiệu, phương pháp xét nghiệm exosoma miRNA có độ tin cậy cao hơn, đây là một công cụ tốt hỗ trợ chẩn đoán bệnh [71]. Thông tin chưa trong exosoma được vận chuyển đến tế bào đích một cách chính xác[72], dự báo exosoma sẽ là phương pháp điều trị hiệu quả [73].
Một nghiên cứu gần đây đã cho thấy tiềm năng sử dụng exosomal miRNA có trong tuyến nước bọt trong bệnh ung thư tụy trên mô hình chuột trong phòng thí nghiệm [74]. Peinado H và cs chỉ ra rằng những exosome xuất phát trừ các khối u ác tính có thể di chuyển tới tủy xương, phổi, hạch lympho và các bộ phận bị di căn khác để chuẩn bị tế bào cho quá trình di căn khối u bằng việc thay đổi môi trường ngoại bào, gây ra tình trạng viêm, tăng tính thấm, và tăng sinh mạch [75]. Theo đó, các phân tử RNA trong exosomes (exRNA) có thể có liên quan tới quá trình điều chỉnh các tế bào miễn dịch thông qua việc nội hóa exosome khối u có chứa các phân tử antisense ncRNAs, micRNAs, hoặc mRNA. Mặt khác, exRNA có thể là phân tử vận chuyển do hiện tượng nhân lên các sản phẩm miRNA cá thể trong tế bào chủ. Dù đóng vai trò chủ động hay thụ động trong quá trình tiến triển của khối u, exRNA là một nguồn cung cấp dồi dào, dễ tiếp cận các chất chỉ điểm sinh trong dùng để theo dõi tiến triển khối u ác tính và đáp ứng điều trị. Exosome có chứa các thông tin di truyền từ các tế bào chủ, giúp chẩn đoán điều kiện bệnh học của tế bào chủ. Exosoma cũng chứa các miRNA đặc hiệu khối u, đây là cơ sở để chẩn đoán các bệnh lý khối u [76].
Thu thập mẫu huyết thanh ở máu ngoại vi các bênh nhân ung thư tuyến tuỵ, ung thư bóng vater, khối u tuỵ lành tính, phân lập exosomal miRNA, xác định mức độ biểu hiện của miR-21, miR-17-5p, miR-155 và miR-196a, lựa chọn RNU6B(U6) làm chứng nội sinh, kết quả ghi nhận miR-17-5p và miR-21 có biểu hiện quá mức ở nhóm ung thư tuỵ so với nhóm u tuỵ lành[59]. Tính diện tích dưới đường cong ROC (AUCroc) cho miR-17-5p và miR-155 kết quả tương ứng là 0,887 và 0,897 cho thấy giá trị của exosomal miR-17-5p và miR-155 trong phân biệt tổn thương ác tính và tổn thương lành tính [59].
Gouping D và cs công bố kết quả có 9 exosomal miRNA liên quan đến ung thư tuỵ [59]. Bảng 1 ghi nhận các exosomal miRNA đã được nghiên cứu trên nhiều bệnh lý ung thư khác nhau ung thư vú (miR-21), ung thư buồng trứng (miR-21, miR-141, miR-200a, miR-200b, miR-203, miR-205, miR-234), ung thư phổi (miR-17, miR3b, miR-21, miR-20b, miR-223, miR 308), ung thư thực quản (miR21, miR-1246)…
Tuy nhiên kết quả đối với ung thư tuỵ còn chưa nhiều, dựa trên nền tảng kết quả về miRNA, áp dụng phương pháp định lượng exosomal miRNA hy vọng tìm ra xét nghiệm đặc hiệu giúp cho chẩn đoán ung thư tuỵ sớm hơn, đóng góp vào kiểm soát ung thư tuỵ, căn bệnh đang là thử thách cho xã hội với tỉ lệ tử vong cao thứ 5 trong các bệnh ung thư phổi biến.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
55. Kim VN, Han J, Siomi MC. Biogenesis of small RNAs in animals. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2009;10:126–39.
56. Li Y, Sarkar FH. MicroRNA Targeted Therapeutic Approach for Pancreatic Cancer. Int J Biol Sci. 2016;12:326–37.
57. Griffiths-Jones S, Grocock RJ, van Dongen S, Bateman A, Enright AJ. miRBase: microRNA sequences, targets and gene nomenclature. Nucleic Acids Res. 2006;34:D140–4.
58. Griffiths-Jones S, Saini HK, van Dongen S, Enright AJ. miRBase: tools for microRNA genomics. Nucleic Acids Res. 2008;36:D154–8.
59. Que R, Ding G, Chen J, Cao L. Analysis of serum exosomal microRNAs and clinicopathologic features of patients with pancreatic adenocarcinoma. World J Surg Oncol. 2013;11:219.
60. Link A, Becker V, Goel A, Wex T, Malfertheiner P. Feasibility of Fecal MicroRNAs as Novel Biomarkers for Pancreatic Cancer. PLoS One [Internet]. 2012 [cited 2016 May 3];7. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3414456/
61. Li A, Yu J, Kim H, Wolfgang CL, Canto MI, Hruban RH, et al. MicroRNA array analysis finds elevated serum miR-1290 accurately distinguishes patients with low-stage pancreatic cancer from healthy and disease controls. Clin Cancer Res. 2013;19:3600–10.
62. Liu R, Chen X, Du Y, Yao W, Shen L, Wang C, et al. Serum MicroRNA Expression Profile as a Biomarker in the Diagnosis and Prognosis of Pancreatic Cancer. Clinical Chemistry. 2012;58:610–8.
63. Ali S, Almhanna K, Chen W, Philip PA, Sarkar FH. Differentially expressed miRNAs in the plasma may provide a molecular signature for aggressive pancreatic cancer. Am J Transl Res. 2011;3:28–47.
64. Jiao LR, Frampton AE, Jacob J, Pellegrino L, Krell J, Giamas G, et al. MicroRNAs Targeting Oncogenes Are Down-Regulated in Pancreatic Malignant Transformation from Benign Tumors. PLOS ONE. 2012;7:e32068.
65. Bloomston M, Frankel WL, Petrocca F, Volinia S, Alder H, Hagan JP, et al. MicroRNA expression patterns to differentiate pancreatic adenocarcinoma from normal pancreas and chronic pancreatitis. JAMA. 2007;297:1901–8.
66. Dillhoff M, Liu J, Frankel W, Croce C, Bloomston M. MicroRNA-21 is Overexpressed in Pancreatic Cancer and a Potential Predictor of Survival. J Gastrointest Surg. 2008;12:2171–6.
67. Greither T, Grochola LF, Udelnow A, Lautenschläger C, Würl P, Taubert H. Elevated expression of microRNAs 155, 203, 210 and 222 in pancreatic tumors is associated with poorer survival. Int. J. Cancer. 2010;126:73–80.
68. Mathivanan S, Ji H, Simpson RJ. Exosomes: Extracellular organelles important in intercellular communication. Journal of Proteomics. 2010;73:1907–20.
69. Mu W, Rana S, Zöller M. Host Matrix Modulation by Tumor Exosomes Promotes Motility and Invasiveness. Neoplasia. 2013;15:875–IN4.
70. Zöller M. Pancreatic cancer diagnosis by free and exosomal miRNA. World J Gastrointest Pathophysiol. 2013;4:74–90.
71. György B, Szabó TG, Pásztói M, Pál Z, Misják P, Aradi B, et al. Membrane vesicles, current state-of-the-art: emerging role of extracellular vesicles. Cell Mol Life Sci. 2011;68:2667–88.
72. Rak J. Microparticles in Cancer. Seminars in Thrombosis and Hemostasis. 2010;36:888–906.
73. Lässer C. Exosomal RNA as biomarkers and the therapeutic potential of exosome vectors. Expert Opin Biol Ther. 2012;12 Suppl 1:S189–97.
74. Lau C, Kim Y, Chia D, Spielmann N, Eibl G, Elashoff D, et al. Role of pancreatic cancer-derived exosomes in salivary biomarker development. J. Biol. Chem. 2013;288:26888–97.
75. Peinado H, Alečković M, Lavotshkin S, Matei I, Costa-Silva B, Moreno-Bueno G, et al. Melanoma exosomes educate bone marrow progenitor cells toward a pro-metastatic phenotype through MET. Nat. Med. 2012;18:883–91.
76. Lin J, Li J, Huang B, Liu J, Chen X, Chen X-M, et al. Exosomes: Novel Biomarkers for Clinical Diagnosis. ScientificWorldJournal [Internet]. 2015 Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4322857/
