Vědec k letošnímu udělení Nobelovy ceny: Objevili molekuly, které regulují agresivitu rakoviny

V čem je objev mikroRNA molekul tak unikátní?

Souvisí to s regulací genové exprese a toho, jak buňky tvoří proteiny. Existuje něco, čemu se říká centrální dogma molekulární biologie, kdy z DNA, která je kódovaná naším genomem, vznikají tzv. mRNA molekuly. A ty slouží jako určitá „mapa“ pro tvorbu proteinů, což jsou stavební bloky našich buněk.

Dlouho se vědělo, že funguje regulace mezi DNA a mRNA, respektive že existují transkripční faktory, které způsobí, že se DNA přepíše do mRNA, a předpokládalo se, že z mRNA se více méně automaticky přepisují do proteinu.

Přišlo se ale na to, že mezi mRNA a proteiny je ještě regulační krok mikroRNA, které ovlivňují stabilitu mRNA a jejich přepis (translaci) do proteinů. A tato úroveň regulace nebyla očekávaná a následně urychlila i popis dalších skupin tzv. nekódujících RNA.

K čemu tyto molekuly slouží?

Primárně pomáhají lidským, zvířecím i rostlinným buňkám při regulaci tvorby proteinů, což následně řídí to, jak se buňky chovají. Zároveň existují onemocnění, u nichž dochází k deregulaci mikroRNA. Například existuje nádorové onemocnění zvané chronická lymfatická leukemie, které vzniká při genetické ztrátě dvou mikroRNA molekul.

Máme tedy nádorová onemocnění, kde abnormalita mikroRNA vede ke vzniku nádoru, ale i spoustu situací, kdy jsou třeba jen relativně méně změněny jejich hladiny a kvůli tomu se tvoří nebo netvoří některé proteiny, což může přispívat ke vzniku onemocnění.

Když se podaří odhalit u člověka změny u mikroRNA molekul, lze je napravit a předejít tím třeba rozvoji nemoci?

U některých specifických nádorových onemocnění je možné stanovit hladiny mikroRNA jako tzv. biomarkerů, pomocí kterých zjistíme, jestli bude mít pacient například agresivní chorobu nebo se u něj dá očekávat, že dobře odpoví na léčbu.

U léčebného využití zatím probíhají klinické studie. Zatím bych řekl, že ve „vesmíru“ všech léčiv, která jsou v onkologii testována, jsou přístupy cílící mikroRNA komplikovanější variantou než použití tzv. malých molekul, které je v onkologii už dobře akceptováno.

Nicméně lze očekávat, že terapie založená na RNA v určitém okamžiku prorazí i v onkologii.

Pomocí testů se dá tedy třeba z krve zjistit, jestli mám změny u mikroRNA molekul?

V případě nádorů se vyšetřuje spíše nádorová tkáň odebraná při chirurgickém zákroku a u leukemií se studují nádorové buňky v periferní krvi. MikroRNA mohou existovat nejen v buňkách, ale i volně v krvi nebo jiných tělních tekutinách, třeba moči. Odtud je lze izolovat a zkoumat, jestli pacient nemá třeba vznikající karcinom močového měchýře či ledvin. Lze to využít i tímto způsobem pro screening nádorového onemocnění.

Jak moc je to už v praxi rozšířeno?

Výzkum mikroRNA jako biomarkerů probíhá prakticky od objevení druhé mikroRNA v roce 2000, tedy od okamžiku, kdy bylo jasné, že existuje více mikroRNA. V současném okamžiku je popsáno asi 2500 mikroRNA genů v lidském genomu a byly popsány stovky těchto molekul, které regulují agresivitu nádorových onemocnění či souvisí se vznikem jiných lidských chorob.

V praxi bylo použití některých biomarkerů založených na mikroRNA schváleno například americkou FDA (Úřad pro kontrolu potravin a léčiv). Řekl bych však, že se v klinické praxi příliš nepoužívají, protože existuje často jiný alternativní způsob a pořád je to spíše oblast, která má blíže k výzkumu než rutinní klinické praxi.

Existují však výjimky a v naší laboratoři se snažíme například popsat mikroRNA, které by bylo možné použít jako biomarkery u některých B lymfomů (typ rakoviny, která se tvoří v B-buňkách, což je typ buněk imunitního systému, pozn. red.), kde jiné strategie selhávají.

Probíhají i snahy o použití mikroRNA, respektive látek, které je blokují nebo napodobují, jako terapeutik. Tyto klinické studie probíhají především ve Spojených státech. Obecně jsou ale komplikovány nutností dopravit např. inhibitory mikroRNA do cílových buněk.