Využití močových a tkáňových mikroRNA k zpřesnění diagnostiky karcinomu prostaty

Mgr. Bc. Marie Mądrzyk

Master's thesis

The use of urinary and tissue microRNAs to refine prostate cancer diagnostics

Abstract:

Současné rutinní vyšetřovací metody pro diagnostiku karcinomu prostaty (PCa) jako digitální rektální vyšetření a měření hladiny prostatického specifického antigenu (PSA) v krevním séru významně zvýšily časný záchyt tohoto onemocnění. Bohužel zejména PSA test vykazuje nízkou specificitu, díky čemuž jsou k invazivnímu bioptickému vyšetření indikováni i pacienti s benigní hyperplazií, kteří jej podstupují zbytečně. V případě potvrzeného karcinomu je zase klíčové přesnější odlišení indolentních a agresivních karcinomů, což by zlepšilo péči o pacienty a snížilo zdravotní komplikace spojené s nesprávně indikovanou následnou terapií. Novými biomarkery umožňující odlišení indolentních a agresivních karcinomů by mohly být mikroRNA (miRNA), které jsou významně zapojeny do patofyziologie PCa. Zvýšení specificity PSA a zlepšení detekce by mohl nabídnout nový diagnostický přístup založený na analýze močových miRNA, což je přístup, který má zcela neinvazivní charakter. Profilování hladin miRNA v tkáni PCa vedlo k identifikaci 149 významně rozdílně exprimovaných miRNA u agresivních tumorů ve srovnání s indolentní formou karcinomu. Diagnostický potenciál byl úspěšně ověřen na nezávislé kohortě pacientů v případě miR‑15b‑5p (p<0.0001)a miR‑106b‑5p(p=0.0002. Navíc miR‑106b‑5p a miR‑103a‑3p vykazovaly významnou asociaci exprese s hladinou PSA. Výsledky RNA sekvenování určily 11 močových miRNA s významně rozdílnou hladinou u skupiny pacientů s indolentní formou karcinomu prostaty oproti skupině s agresivní formou nádoru. Dále bylo identifikováno 12 miRNA s významně odlišnými hladinami exprese u pacientů s maligním onemocněním prostaty ve srovnání se skupinou pacientů s hyperplazií prostaty a zdravých subjektů. Výsledky této diplomové práce naznačují možné využití miRNA jako potenciálních biomarkerů pro zpřesnění diagnostiky a prognózy u pacientů s karcinomem prostaty.

Abstract:

Current routine screening methods for the diagnosis of prostate cancer (PCa) such as digital rectal examination and measurement of prostate specific antigen (PSA) levels in the blood serum have significantly increased the early detection of this disease. Unfortunately, the PSA test shows low specificity, so patients with benign hyperplasia are indicated for unnecessary invasive biopsies. In the case of confirming PCa, a more accurate distinction between indolent and aggressive cancers is crucial, which would improve patient care and reduce health complications associated with incorrectly indicated follow-up therapy. New biomarkers enabling the differentiation of indolent and aggressive PCa could be microRNAs (miRNAs), which are significantly involved in the pathophysiology of PCa. Increasing the specificity of PSA and improving detection could be achieved by a new diagnostic approach based on the analysis of urinary miRNAs, which is a completely non-invasive approach. Profiling of miRNA levels in PCa tissue led to the identification of 149 significantly differentially expressed miRNAs in aggressive tumours compared to the indolent form of cancer. The diagnostic potential was successfully verified in an independent cohort of patients for miR-15b‑5p (p<0.0001) and miR106b5p (p=0.0002). In addition, miR-106b-5p and miR-103a-3p showed a significant association of expression with PSA levels. The results of RNA sequencing identified 11 urinary miRNAs with significantly different levels in the group of patients with indolent prostate cancer compared to the group with aggressive tumour. In addition, 12 miRNAs with significantly different expression levels were identified in patients with prostate malignancy compared to the group of prostate hyperplasia patients and healthy subjects. The results of this diploma thesis suggest the use of miRNAs as potential biomarkers for more accurate diagnosis and prognosis in patients with prostate cancer.

Keywords

karcinom prostaty, mikroRNA, RNA sekvenování, diagnostika, biomarker, prostate cancer, microRNA, RNA sequencing, diagnostics

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 8. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 8. 9. 2020
• Supervisor: prof. RNDr. Ondřej Slabý, Ph.D.
• Reader: doc. RNDr. Sabina Ševčíková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Analytical Biochemistry