Identifikace a funkční charakterizace PIWI-interagujících RNA s diagnostickým, prognostickým a prediktivním významem u kolorektálního karcinomu

Mgr. Karolína Štítkovcová

Master's thesis

Identification and functional studies of PIWI-interacting RNAs with diagnostic, prognostic and predictive potential in colorectal cancer

Abstract:

Kolorektální karcinom je třetí nejčastější nádorové onemocnění a obsazuje celosvětově přední místa z hlediska mortality. Proto se současný výzkum stále více zaměřuje na identifikaci nových diagnostických, prognostických a prediktivních biomarkerů. Slibnými molekulami by mohly být PIWI-interagující RNA – piRNA, které jsou přítomny jak v nádorové tkáni, tak v tělních tekutinách a několik studií již prokázalo jejich úlohu při vzniku a progresi nádorových onemocnění. Hlavním cílem diplomové práce bylo identifikovat piRNA s rozdílnou expresí ve vzorcích tkáně u pacientů s karcinomem rekta, které by umožnily predikovat odpověď na neoadjuvantní léčbu a doplnit zobrazovací metody pro účely restagingu. S využitím sekvenování nové generace bylo provedeno expresní profilování piRNA u 32 pacientů s karcinomem rekta. Pomocí pokročilých biostatistických metod byly identifikováno 9 piRNA s významně rozdílnou hladinou v nádorové tkáni pacientů s dobrou a špatnou odpovědí na neoadjuvantní léčbu. Následná validace pomocí RT-qPCR potvrdila vysokou expresi tří vybraných piRNA (piR-23210, piR-16750, piR-28319), a to jak v nádorové tkáni, tak v buněčných liniích odvozených od kolorektálního karcinomu, avšak nebyla pozorována významně rozdílná exprese mezi pacienty s Dworak skóre 1-2 a pacienty s Dworak skóre 3-4. Přestože by piRNA mohly v budoucnu sloužit jako slibné prediktivní biomarkery u nádorových onemocnění, piRNA identifikované v této diplomové práci neumožňují předpovědět odpověď na neoadjuvantní terapii.

Abstract:

Colorectal cancer is the third most common cancer and it occupies one of the leading positions in mortality worldwide. Current research is focusing on identification of new diagnostic, prognostic and predictive biomarkers. One of the most promising molecules are PIWI-interacting RNAs (piRNAs), that are present in tumor tissues as well as in different body fluids. Many studies have confirmed the involvement of piRNAs in formation and progression of different types of cancer. The main goal of this Diploma thesis was to identify piRNAs with different expression in the samples of tissue of patients with rectal cancer. These molecules could be appropriate biomarkers for prediction of response to neoadjuvant treatment and they could be supplement the imaging methods for restaging. We have analyzed the expression profiles of piRNAs in 32 patients with rectal cancer by next generation sequencing. Using advanced biostatistical methods we have identified nine piRNAs with statistically different expression in tumor tissue of rectal cancer patients with good and poor response to neoadjuvant therapy. Subsequent validation by RT-qPCR confirmed the high levels of three selected piRNAs (piR-23210, piR-16750, piR-28319) in tumor tissues as well as in cell lines derived from colorectal cancer. However, the levels of these piRNAs did not differ significantly between patients with Dworak score 1-2 and Dworak score 3-4. Although the piRNA could serve as promising predictive biomarkers in the future, three piRNAs identified during this diploma thesis did not enable to predict the response to neoadjuvant therapy.

Keywords

Kolorektální karcinom, piRNA, sekvenování nové generace, karcinom rekta, prediktivní biomarkery

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2018
• Supervisor: doc. RNDr. Ondřej Slabý, Ph.D.
• Reader: doc. MUDr. Marek Svoboda, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Analytical Biochemistry