Možnosti molekulárně řízené radioterapie dle profilu mikroRNA u pacientů se spinocelulárními karcinomy hlavy a krku

Parwez Ahmad, M.Sc.

Doctoral thesis

Molecularly guided radiotherapy based on micro RNA profile in head and neck cancer patients

Abstract:

Rakoviny hlavy a krku představované zejména spinocelulárním karcinomem (HNSCC) jsou 6. nejčastěji se vyskytující rakovinou s 550 000 incidenty a s mirou úmrtnosti 380 000. Rakovina hlavy a krku sestává z heterogenní kombinace rakovin spojených s různými místy v oblasti hlavy a krku. Velmi důležitou léčebnou modalitou u HNSCC je radioterapie (RT). Uzavřené i probíhající klinické studie hodnotí zejména potenciál RT se sníženou dávkou v méně agresivní radiosenzitivní HNSCC definované pozitivitou lidského papilomaviru (HPV), s příslibem méně akutní a pozdní toxicity. Za tímto účelem je v HNSCC v současné době zkoumána řada různých biomarkerů se slibnou prediktivní hodnotou. MikroRNA (miRNA) jsou krátké endogenní RNA, které post transkripčně modulují genové exprese, a jejichž deregulovaná exprese byla pozorována u mnoha rakovin, včetně HNSCC. Ukázalo se také, že specifické expresní vzorce miRNA předpovídají prognózu a terapeutickou odpověď v HNSCC. Cílem naší studie bylo identifikovat nádorové tkáně a sliny cirkulující miRNA, které mohou pomoci při predikci lokoregionální kontroly (LRC) u pacientů s HNSCC, kteří podstoupili RT s modulovanou intenzitou. Průzkumná fáze studií exprese miRNA byla provedena za účelem nalezení miRNA, které se podílejí na radiorezistenci vůči rakovině hlavy a krku. Tyto signifikantně exprimované miRNA následovaly ve studii validační fáze, kde jsme byli schopni ověřit rodinu miRNA 15. Naše studie naznačuje, že tumor miR-15b-5p a slinami cirkulující miR-15a-5p lze použít jako prediktivní biomarker u pacientů s rakovinou hlavy a krku, kteří podstoupili definitivní IMRT.

Abstract:

Head and neck cancers mainly represented by squamous cell carcinoma (HNSCC) are 6th most frequently occurring cancer with 550,000 incidents and 380,000 mortality rate. Head and neck cancer consist of a heterogeneous combination of cancers associated with different sub-sites of the head and neck region. Very important treatment modality in HNSCC is radiotherapy (RT). Closed as well as ongoing clinical trials are evaluating especially potential for reduced-dose RT in less aggressive radiosensitive HNSCC defined by human papillomavirus (HPV) positivity, with the promise of less acute and late toxicity. To this end, a variety of different biomarkers with promising predictive value is currently investigated in HNSCC. MicroRNAs (miRNAs) are short endogenous RNAs that post-transcriptionally modulate gene expression and their deregulated expression has been observed in many cancers including HNSCC. Specific expression patterns of miRNAs have been also shown to predict prognosis and therapeutic response in HNSCC. Aim of our study was to identify tumor tissue as well as saliva circulating miRNAs which can help in the prediction of locoregional control (LRC) in HNSCC patients who underwent intensity-modulated RT. The exploratory phase of miRNAs expression studies was done for the discovery of miRNAs which involved in head and neck cancer radioresistance. These significantly expressed miRNAs followed in the validation phase study where we were able to validate miRNA 15 family. Our study suggests tumor miR-15b-5p and salivary circulating miR-15a-5p can be used as a predictive biomarker in head and neck cancer patients who underwent definite IMRT.

Keywords

HNSCC, microRNA, Radiotherapy, Biomarker

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 10. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 19. 11. 2019
• Supervisor: prof. RNDr. Ondřej Slabý, Ph.D.
• Reader: Mgr. Lenka Bešše, Ph.D., doc. RNDr. Sabina Ševčíková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biochemistry / Biochemistry