Identifikace a funkční charakterizace cirkulujících krátkých RNA jako biomarkerů u karcinomu pankreatu

Bc. Eva Vencovská

Master's thesis

Identification and functional characterization of circulating small RNAs as biomarkers of pancreatic cancer

Abstract:

Karcinom pankreatu je poměrně vzácné, ale zato značně agresivní onemocnění, jehož incidence je téměř shodná s mortalitou. Důvodem nízké úspěšnosti léčby je především dlouhá asymptomatická fáze, která způsobuje zjištění diagnózy v pozdním stádiu nemoci, které již neumožňuje kurativní resekci nádoru. Dalším důvodem pro špatnou prognózu karcinomu pankreatu je nedostatek prognostických či prediktivních biomarkerů, které by umožnily výběr vhodného individuálního terapeutického přístupu. MikroRNA jsou 18 – 25 nukleotidů dlouhé nekódující RNA, u nichž již dříve byla zjištěna deregulace u různých onemocnění včetně nádorů pankreatu. V dnešní době se výzkum věnuje především mikroRNA nacházejícím se v cirkulaci, které by mohly sloužit jako vhodné diagnostické, prognostické a prediktivní biomarkery karcinomu pankreatu. Cílem první části diplomové práce bylo srovnat hladiny 6 cirkulujících miRNA v plazmě pacientů s různými onemocněními pankreatu a zdravých jedinců. Výsledkem byly 4 miRNA (miR 21-5p, miR 155, miR-17-5p and miR-126-5p), jež měly rozdílné hladiny mezi těmito dvěma skupinami (zdrví vs. nemocní) a mohly by tak sloužit jako diagnostické markery pro různá onemocnění slinivky břišní. Hladina miR-375 byla navíc zvýšena u pacientů s pNET, tato miRNA by tak mohla sloužit pro odlišení pNET od ostatních onemocnění pankreatu. Dalším cílem diplomové práce bylo za pomoci sekvenování nové generace identifikovat cirkulující miRNA s prognostickým potenciálem u pacientů s nádory pankreatu a pomocí metody qRT-PCR validovat jejich hladiny. Validační fáze byla úspěšná pro miR-26b-5p, jejíž zvýšená hladina v předoperačních vzorcích plazmy značila horší prognózu a kratší celkové přežití pacientů. Dílčím cílem práce bylo také srovnání hladiny miRNA v plazmě a v exozomech izolovaných z plazmy, čímž bylo zjištěno, že miR-26b-5p je přítomna v plazmě převážně v exozomální formě.

Abstract:

Pancreatic cancer is a relatively rare, however highly aggressive disease and its incidence is almost identical to its mortality. The main reason for the low success rate of treatment is the long asymptomatic phase, which causes the disease to be diagnosed at a late stage, when curative resection of the tumor is no longer possible. Another reason for poor prognosis of pancreatic cancer is the lack of prognostic and predictive biomarkers, which could help with the selection of an appropriate individual therapeutic approach. MicroRNAs are 18 – 25 nucleotides long non-coding RNAs, which have been previously found to be dysregulated in various diseases including pancreatic cancer. Nowadays, the research is focused especially on microRNAs found in circulation, which could serve as suitable diagnostic, prognostic and predictive biomarkers for pancreatic cancer. The aim of the first part of the thesis was to compare the levels of 6 circulating miRNAs in plasma of patients with various pancreas related diseases and healthy controls. This resulted in identification of 4 miRNAs (miR-21-5p, miR-155, miR-17-5p and miR 126 5p), which had different levels between these two groups (healthy vs. diseased) and thus could serve as diagnostic markers for various pancreatic diseases. In addition, miR 375 levels were increased in pNET patients; therefore, this miRNA could serve to distinguish pNET patients from patients with other pancreatic diseases. Another aim of the thesis was to identify circulating miRNAs with prognostic potential in patients with pancreatic cancer by next-generation sequencing and to validate their levels using qRT-PCR method. The validation phase was successful for miR-26b-5p, whose elevated levels in preoperative plasma samples indicated worse prognosis and shorter overall survival of patients. A sub objective of this thesis was also to compare the level of miRNA in plasma and plasma-derived exosomes, which led to a conclusion that miR 26b-5p is present in blood plasma mainly in the exosomal form.

Keywords

Karcinom pankreatu, mikroRNA, cirkulující mikroRNA, qPCR, NGS, Pancreatic cancer, microRNA, circulating microRNA

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 1. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 6. 2. 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