Dosad su provedena mnoga istraživanja o molekularnim mehanizmima i epigenetičkim putovima u mijelodisplastičnom sindromu te njihovu prognostičkom i terapijskom značenju, ali je malo studija o važnosti mikroRNK u MDS-u.

U posljednjih nekoliko godina objavljeni su brojni rezultati o utjecaju aberantnog izražaja miRNK u malignim poremećajima, pri čemu su se miRNK-i pokazali kao geni koji suprimiraju tumor ili onkogeni. U pojedinim su tumorima miRNK-i prepoznati kao dijagnostički i prognostički parametri te mogući terapijski ciljevi.

Cirkulirajući miRNK u dosadašnjim se istraživanjima pokazao pouzdanim biomarkerom. Prema definiciji, idealan biomarker trebao bi biti specifičan, neinvazivno lako mjerljiv, jednostavno uporabljiv u dijagnostici i praćenju, visoke prediktivnosti i osjetljivosti. Većina danas dostupnih biomarkera u plazmi ili serumu niske su specifičnosti i osjetljivosti, jednim dijelom i jer se uglavnom radi o proteinima koje sintetiziraju zdrave i maligne stanice. (9)

miRNK-i maleni su, jednolančani RNK-i približne veličine 22 nukleotida kodirana od različitih gena. Nalaze se u mikrovezikulama (egzosomima) koje otpuštaju tumorske stanice i u kojima cirkuliraju od jedne do druge stanice. miRNK-i se ne prepisuju u proteine, nego reguliraju ekspresiju drugih gena režući ili, češće, smanjujući translaciju njihova glasničkog RNK (mRNK). Identifikacija specifičnih miRNK i praćenje promjena u njihovu izražaju u stanicama ili tkivima važni su pri razumijevanju regulacije gena, i u fiziološkim i u patološkim stanjima. Nekodirajući, maleni miRNK-i reguliraju više od trećine ljudskih gena tako što djeluju na posttranskripcijskoj razini i utječu na izražaj proteina smanjivanjem translacije ili destabiliziranjem ciljanoga glasničkog RNK. (8, 10–16)

Oko 50% poznatih gena miRNK smješteno je na fragilnim mjestima koja se dovode u vezu s nastankom tumora. Cirkulirajući i stabilni miRNK-i mogu se naći u različitim tjelesnim tekućinama: plazmi, serumu, slini, cerebrospinalnom likvoru, majčinu mlijeku. Imaju važnu ulogu u brojnim razvojnim procesima koji uključuju metabolizam, apoptozu, stanični rast, diobu matičnih stanica, diferencijaciju miocita i morfogenezu mozga. (9)

Prvi rad koji je povezao izražaj miRNK u malignim poremećajima bio je upravo iz područja hematologije. Calin i suradnici identificirali su dva miRNK (miR-15a i miR-16) koji su bili smješteni u kromosomskoj regiji 13q14. Ova genomska regija izbrisana je u većini slučajeva B-kronične limfocitne leukemije (B-KLL), a dva navedena miRNK slabijeg su izražaja kod oko 70% nositelja ove delecije. (18)

Cirkulirajući miRNK počeo se proučavati i kao dijagnostički biomarker pa je nekoliko autora analiziralo pojedine miRNK-e u hematološkim poremećajima.

Tako je kod akutne mijeloične leukemije uočen pojačan izražaj miRNK-150 i miRNK-155 u odnosu prema zdravim kontrolnim ispitanicima s osjetljivošću od 91,4% i specifičnošću od 87,5%, a AML se pokazao kao jedan od najboljih modela bolesti za pouzdaniju dijagnostičku vrijednost razine miRNK.

Moussay i suradnici analizirali su izražaj miRNK u grupi bolesnika s KLL-om koji su bili pozitivni i negativni na ZAP-70, a usporedili su ih sa zdravim pojedincima te bolesnicima s multiplim mijelomom i triholeukemijom. U plazmi bolesnika s KLL-om negativnih na ZAP-70 izdvojena je povišena vrijednost miRNK-150 koja je korelirala s agresivnijom prezentacijom bolesti. Snižena razina miRNK-20a i pozitivan izražaj ZAP-70 kod dijagnoze definirali su grupu bolesnika s KLL-om i bržom progresijom bolesti te potrebom za ranijim liječenjem. (20)

Stamatopoulos i suradnici uočili su povišenu razinu miRNK-150 u serumu bolesnika s KLL-om i nepovoljnim citogenetičkim promjenama te pozitivnim CD38. Razvili su kvantitativni PCR-zbroj koji uključuje prognostičke parametre ZAP-70, lipoprotein lipazu (LPL) i miR-29c u bolesnika s KLL-om. Prisutnost lošijih prognostičkih parametara (pojačan izražaj ZAP-70, LPL i niska razina miR-29c) povezani su s lošijim ukupnim preživljenjem. Visoka razina miR-21 uz del17p pokazala se izrazito lošim prognostičkim parametrom ukupnog preživljenja u bolesnika s KLL-om. (21)

miRNK-i su grubo podijeljeni na gene koji suprimiraju tumor i onkogene, a pojedini miRNK može u jednom tumoru biti tumorski supresor, a u drugome onkogen. Svaki tumor ima specifične miRNK-e koji mogu biti različito izraženi. miRNK ima i kritičnu ulogu pri reguliranju razvoja matične stanice i progenitornih stanica u zrelu mijeloidnu stanicu, a njegov pojačan ili slabiji izražaj pokazao se važnim u onkogenezi i diferenciranju u pojedinim hematopoetskim odjeljcima. (16, 17, 19–21)

Pojačan izražaj pojedinih miRNK u AML-u, KML-u (kroničnoj mijeloičnoj leukemiji), NHL-DLBCL-u (ne-Hodgkinovu limfomu, difuznom B-velikostaničnome) te B-KLL-u povezan je s lošijim preživljenjem, slabijim odgovorom na terapiju i višim rizikom od relapsa, iako su pojedini autori pokazali i da snižena razina pojedinih miRNK može pozitivno korelirati s rizikom od relapsa ili s neuspjehom liječenja. Također je uočeno da izražaj miRNK u pojedinim hematološkim poremećajima može pridonijeti određivanju tijeka bolesti, pa i kad su prognostički parametri povoljni. (22–32)

Nekoliko je studija dokazalo povezanost izražaja pojedinih miRNK s podtipovima MDS-a te ostalim dosad poznatim prognostičkim parametrima.

Hussein i suradnici analiziranjem 365 miRNK u 25 bolesnika s MDS-om pokazali su globalno sniženu regulaciju razine miRNK koji su uključeni u normalnu hematopoezu, upozoravajući na sličnost sa slabijim izražajem miRNK u ostalim malignim bolestima. (33)

Izražaji miRNK-10a i miRNK-34a mogu diferencirati MDS nižeg rizika u odnosu prema visokorizičnomu. Tako je profil izražaja miRNK u RAEB-1 (refraktorna anemija s viškom blasta tipa I) bio sličan izražajima kod IPSS-a niskog rizika, dok je profil izražaja miRNK pri MDS-u RAEB-2 (refraktorna anemija s viškom blasta tipa II) pokazao sličnost s onime u bolesnika s AML-om. (34–36)

Jedna od studija koje su pokušale povezati izražaj različitih miRNK s poznatim prognostičkim parametrima uključila je 44 bolesnika s MDS-om i definirala 68 miRNK koji su bili različitog izražaja među bolesnicima s MDS-om visokog rizika i s onime niskog rizika. Izdvojen je miRNK-181b koji je bio pojačano izražen u obje grupe, ali je njegov pojačani izražaj u grupi s MDS-om niskog rizika bio povezan s kraćim preživljenjem. (37)

Pons i suradnici analizirali su 25 uzoraka koštane srži bolesnika s MDS-om i identificirali 12 pojačano eksprimiranih miRNK u koštanoj srži te njih 6 u perifernoj krvi. Većina tih miRNK pripadala je skupini miRNK-17-92 čija je funkcija povezana s deregulacijom proliferacije i antiapoptotičkim mehanizmima, što može objasniti poremećenu proliferaciju hematopoetskih stanica u MDS-u. U daljnjoj analizi 6 miRNK bilo je pojačano izraženo i u uzorcima periferne krvi, dok su 3 miRNK (miRNK-181a, miRNK-222 i miRNK-155) bila pojačano izražena u MDS-u visokog rizika za razliku od njihove niske ekspresije pri MDS-u niskog rizika. U drugom je istraživanju grupa miRNK-1/miRNK-133a bila pojačano eksprimirana u svim uzorcima. (37)

Dostalova i suradnici identificirali su 13 pojačano izraženih miRNK i njih 9 slabije izraženih. U daljnjoj analizi bolesnici su podijeljeni na RAEB 1, RAEB 2 i AML. Profil RAEB-a 1 bio je sličan zdravim kontrolama, dok je RAEB 2 bio sličan AML-u. Autori su izdvojili dva miRNK: miRNK-10-a i miRNK-34-a. miRNK 10-a bio je povezan s leukemijskom transformacijom u podtipu RAEB 2, dok je miRNK 34-a bio povezan s alteracijom hematopoeze. Ovo je ujedno prva studija koja je pokazala patogenetski mehanizam miRNK u MDS-u. (38) Erdogan i suradnici analizirali su 44.519 proba miRNK u niskorizičnome MDS-u. Pet miRNK ostalo je znatno u validacijskoj skupini s konstruiranim algoritmom od čak 50 ciljanih gena koji su varirali od transkripcijske regulacije do translacije RNK, pokazujući da malen broj miRNK može ciljati multiple mRNK-e ciljnih gena. (39) Choi i suradnici istraživali su utjecaj učestalih kromosomskih abnormalnosti u MDS-u, trisomije 8 i 1q, na ekspresiju miRNK. Nađene su znatno više razine miRNK-194-5p i miRNK-320a u ovih bolesnika s mogućom prognostičkom implikacijom za miRNK-194-5p. Pons i suradnici identificirali su kod 25 bolesnika s MDS-om pojačanu ekspresiju 12 miRNK u koštanoj srži. (37) Nadalje, 6 tih miRNK bilo je uočeno i u perifernoj krvi.

Sokol i suradnici uspjeli su u 45 bolesnika s MDS-om pronaći profil miRNK koji je uključivao 10 različitih miRNK. Taj je profil mogao razdvojiti bolesnike prema IPSS-u na visokorizične i niskorizične. MiR-181b bio je izraženiji u visokorizičnoj skupini, ali je njegov pojačani izražaj u niskorizičnoj skupini bio povezan s lošijim preživljenjem (3,5 prema 9,3 godine). (43)

Prva studija koja je rabila cirkulirajući miRNK (let 7a i miRNK 16) u plazmi 50 bolesnika s MDS-om pronašla je bimodalnu distribuciju ekspresije ovih biomarkera. Autori su u daljnjoj analizi podijelili bolesnike u dvije skupine s obzirom na razinu izražaja. Visoke razine ovih biomarkera bile su povezane s lošijim ishodom ukupnog preživljenja i preživljenja bez leukemijske transformacije, dok je let 7a u multivarijatnoj analizi bio neovisan čimbenik. (25)

U plazmi 72 bolesnika s MDS-om i normalnim kariogramom u usporedbi s 12 zdravih kontrolnih ispitanika analiziran je izražaj 800 proba humanoga cirkulirajućeg miRNK. Uzorci plazme uzeti su kod novodijagnosticiranih bolesnika prije bilo kakvog liječenja i 6 mjeseci nakon njega. Glavni cilj studije bila je identifikacija mikroRNK u plazmi bolesnika koji mogu biti prognostički biomarkeri ako ne postoje citogenetičke abnormalnosti, a ni ostali rizični čimbenici. Nađen je profil od 7 miRNK (let 7a, miRNK 144, 16, 25, 451, 651 i 655) koji je mogao podijeliti bolesnike s obzirom na ishod u dvije skupine s rizikom od smrti u iznosu od 6,54%. Nadalje, taj je profil mogao predvidjeti ishod s većom točnošću (75%) od samog IPSS-a (50%). Kod bolesnika s MDS-om s diploidnim kariotipom i bez poznatih somatskih mutacija povezanih s MDS-om gotovo da i ne postoje dosad poznati kliničkopatološki i biološki markeri koji bi prognostički stratificirali ovu grupu. Od izdvojenih miRNK, miRNK-144/451 lokus nalazi se na kromosomu 17 te sudjeluje u eritroidnom razvoju i homeostazi. miR-25 poznati je regulator p53 i uključen u „programiranje“ matične stanice. (41)

Studija koja je rabila miRNK kao prognostički čimbenik za liječenje hipometilirajućim agensima, 5-azacitidinom i decitabinom uključivala je 58 bolesnika s primarnim ishodom ukupnog odgovora. Bolesnici su, prema izražaju cirkulirajućeg miRNK 21, podijeljeni u dvije skupine. Skupina s pojačanim izražajem imala je znatno nižu stopu odgovora (41,2%) za razliku od skupine sa slabim izražajem (73,2%), s osjetljivosti od 83,3% i specifičnosti od 45,8% za navedeni biomarker. Nije pokazana bitna razlika u ukupnom preživljenju, no vrijeme bez leukemijske transformacije bilo je znatno dulje u skupini sa slabijim izražajem miR-21 (44,5 prema 14 mjeseci). (42)

Pojačan izražaj miR-126 u bolesnika s MDS-om povezan je s kraćim preživljenjem, većom učestalosti relapsa i pojačanim izražajem onkogena. (38)

miR-125b ima više ciljnih molekula preko kojih istodobno kontrolira proproliferativne i proapoptotske signalne putove, a koji moraju biti usko regulirani u fiziološkim uvjetima. Ako se tijekom karcinogeneze izgube mehanizmi regulacije, dolazi do aktiviranja ili blokiranja onkogenih putova ili putova koji suprimiraju tumor.

Ako je miR-125b slabijeg izražaja, izgubljena je njegova funkcija tumorskog supresora i dolazi do aktiviranja onkogenih putova, zaustavljanja proapoptotske kaskade te maligne transformacije. Ako je miR-125b pojačano izražen zbog kromosomskih translokacija ili transkripcijskih aktivacija, potaknuti su onkogeni signalni putovi koji smanjuju aktivnost p53 ili ostalih apoptotskih mehanizama. Analizom izražaja miRNK u multiplim hematopoetskim subpopulacijama uočeno je da je miR-125b među najviše zastupljenim miRNK u matičnim stanicama i sudjeluje kao regulator hematopoeze na razini matične stanice. (39–41, 46)

miR-125a inhibira eritroidnu diferencijaciju u staničnim linijama leukemije i MDS-a, ali utječe i na granulocitno/monocitnu lozu te megakariocitnu lozu. (42–44) Gomez i suradnici pokazali su da razina izražaja miR-125a obrnuto proporcionalno korelira s preživljenjem bolesnika s MDS-om, a slično vrijedi i za cirkulirajuće miR-99b i let-7e. (45)

Pojačan izražaj miR-205-5p može pospješiti razvoj MDS-a potičući stanični rast i inhibirajući izražaj tumorskih supresora kao što je pokazano u radu Jang Sook Jina i suradnika. Autori su analizirali 65 bolesnika s MDS-om i 11 zdravih kontrola, a razine miRNK određivane su u aspiratu koštane srži. Izražaj miRNK 205-5p bio je 12,5 puta jači kod bolesnika s MDS-om u odnosu prema kontroli. U grupi bolesnika s MDS-om razina miRNK-205-5p bila je znatnije povišena pri MDS-u niskog rizika u odnosu prema visokorizičnomu. Stoga autori zaključuju da miRNK-205-5p može biti onkogen u MDS-u niskog rizika. (47)

Navedeni su miRNK-i potencijalni prognostički parametri koji bi se mogli rabiti u kliničkoj praksi s obzirom na to da cirkuliraju stabilni u perifernoj krvi. Zasad još nema rezultata o primjeni antagonista miRNK (antagomiRi), miRNK-mimetika ili „miRNK-spužava“ u MDS-u koji utječu na putove povezane s miRNK vežući se ili blokirajući onkogene miRNK-e.

Dosadašnja dinamička istraživanja miRNK pokušavaju odgovoriti na pitanja koliko njihov izražaj može biti koristan u kliničkoj praksi, ali i kako iskoristiti miRNK u liječenju hematoloških poremećaja kontrolirajući izražaj njihovih ciljnih gena. Inhibiranjem određenih miRNK može doći do redukcije tumorske proliferacije. (48–53)

Prvi mikroRNK biofarmaceutik jest MRX34, trenutačno jedini čija se djelotvornost ispituje u onkološkim kliničkim istraživanjima (faza 1). (54)

Područje istraživanja ovih malenih, nekodirajućih miRNK golemo je i raste iz dana u dan donoseći nam nove spoznaje o njihovoj važnosti u patogenezi različitih tumora.