Studium cirkulujících nekódujících RNA u urologických nádorů

Mgr. Jaroslav Juráček, Ph.D.

Doctoral thesis

Study of circulating non-coding RNAs in urological malignancies

Abstract:

Urologické nádory zahrnující mimo jiné karcinom močového měchýře (KMM) a renální karcinom (RCC) představují téměř třetinu všech lidských malignit. V současnosti je k detekci KMM a RCC používána řada konvenčních metod, jako cystoskopie, cytologie moči, vylučovací urografie nebo ultrasonografie, z nichž některé jsou invazivní a časově i finančně náročné. Bohužel pro tyto malignity neexistuje vhodný diagnostický nebo prognostický laboratorní biomarker. Proto je pozornost věnována především molekulárním biomarkerům, které se často podílejí na klíčových biologických procesech v rámci kancerogeneze. Důležité skupiny těchto biomarkerů představují mikroRNA (miRNA) a dlouhé nekódující RNA (lncRNA), které jsou považovány za klíčové regulátory genové exprese na transkripční, post-transkripční i translační úrovni a změny na úrovni jejich exprese jsou zásadní v procesu maligní transformace. Kromě tkání je možné miRNA i lncRNA detekovat také v tělních tekutinách, kde vykazují mimořádně vysokou stabilitu a dobré analytické vlastnosti. Předkládaná disertační práce shrnuje současné poznatky o zapojení miRNA a lncRNA do molekulární patologie KMM a RCC a o využití zejména cirkulujících forem nekódujících RNA jako možných neinvazivních biomarkerů těchto onemocnění. Na rozsáhlých souborech prospektivně sbíraných vzorků močového supernatantu od pacientů s KMM a RCC byly identifikovány cirkulující miRNA s významně pozměněnou hladinou mezi vzorky pacientů s nádorovým onemocněním a zdravými kontrolami. Na základě hladin miR-31-5p a miR-93-5p bylo sestaveno diagnostické skóre, které umožnilo citlivou detekci KMM z moči. U RCC byla identifikována molekula let-7a schopná s vysokou senzitivitou a specificitou odlišit toto onemocnění od kontrolních vzorků. V rámci disertační práce byl také prokázán prognostický potenciál miR-34a-3p, jejíž hladina v biopsii nádorové tkáně pacientů s povrchovou formou KMM byla pozitivně asociována s delším přežitím bez rekurence. Slibným prognostickým markerem by mohla být také lncRNA TUG1, jejíž hladina byla statisticky významně zvýšená v tkáni sval invadující formy KMM, kde vykazovala korelaci s kratším celkovým přežitím pacientů.

Abstract:

Urologic cancer represents almost one third of all human cancers and comprise among others bladder cancer (BC) and renal cell carcinoma (RCC). Currently, the wide range of conventional methods, such as cystoscopy, urine cytology, excretory urography, and ultrasonography are used for BC and RCC detection, thereof some are invasive and time and money consuming. Unfortunately, there is no diagnostic or prognostic laboratory biomarker available for RCC and BC. From this reason the attention is focused mainly on molecular biomarkers, which are often implicated in key regulatory pathways during cancerogenesis. Such biomarkers represent microRNAs (miRNAs) and long non-coding RNAs (lncRNAs), which are considered as key regulators of gene expression at transcriptional, post-transcriptional and translational level and alteration in their expression plays crucial role within malignant transformation process. Specific non-coding RNAs have been detected not only in tissue but also in various body fluids where they show high degree of stability and good analytical properties. This dissertation thesis provides an overview of the current knowledge about involvement of miRNA and lncRNA in molecular pathology of BC and RCC and possible utilization of their circulating forms as noninvasive BC and RCC biomarkers. On large sets of prospectively enrolled urine samples of BC and RCC patients we have identified circulating miRNAs differentially expressed between BC patients and healthy donors. Based on miR-31-5p and miR-93-5p level we have established 2-miRNA-based urinary diagnostic score (DxScore) enabling sensitive BCA detection from urine. In RCC we identified let-7a, which possesses good ability to differentiate between cases and controls. In addition, we demonstrated a prognostic potential of miR-34a-3p with significantly higher expression in tumor biopsies of superficial BC patients without recurrence. Moreover, decreased expression of miR-34a-3p was associated with significantly shorter recurrence-free survival. Another potential prognostic biomarker of BC is TUG1 as we confirmed significant overexpression in bladder cancer tissues and described its association with shorter overall survival of high-grade muscle invasive BC patients.

Keywords

urologické nádory, karcinom močového měchýře, renální karcinom, nekódující RNA, mikroRNA, dlouhé nekódující RNA, biomarkery, diagnostika, prognóza, urologic cancer, bladder cancer, renal cell carcinoma, non-coding RNA, microRNA, long non-coding RNA, biomarker, diagnostics, prognosis

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 3. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 2. 5. 2019
• Supervisor: prof. RNDr. Ondřej Slabý, Ph.D.
• Reader: doc. RNDr. Sabina Ševčíková, Ph.D., MUDr. Josef Srovnal, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Medicine

Doctoral programme / field:
Oncology (4-years) / Oncology