Význam dlouhých nekódujících RNA pro molekulární patologii a klinický průběh multiformního glioblastomu

Mgr. Marek Večeřa, Ph.D.

Disertační práce

Significance of long non-coding RNAs in molecular pathology and clinical course of glioblastoma multiforme

Anotace:

Glioblastom (GBM) je nejčastější primární maligní intrakraniální nádor mozku. Navzdory určitým zlepšením v léčbě GBM v posledních dvou desetiletích zůstává prognóza pacientů s tímto fatálním onemocněním špatná a překonání této překážky představuje neuspokojenou klinickou potřebu. Nalezení nových biomarkerů a terapeutických cílů je zásadní pro dosažení rychlejšího poskytování léčby těm pacientům, kteří ji nejvíce potřebují. Dlouhé nekódující RNA (lncRNA) jsou slibnými kandidáty díky jejich tkáňově specifické expresi a roli v široké škále regulačních procesů spojených s nádorovými onemocněními, přičemž na jejich klinickou hodnotu poukazují předchozí studie. První část práce je zaměřena na studium lncRNA v GBM s cílem identifikace prognostických a prediktivních biomarkerů. Optimalizovaným postupem byl sekvenován transkriptom ze 60 vzorků GBM a 17 nenádorových tkání. Diferenciální analýzou exprese bylo identifikováno 720 lncRNA s dysregulovanou expresí v GBM. Validace panelu 10 lncRNA ve dvou větších kohortách pacientů potvrdila pozorované trendy exprese. Integrace dat exprese s klinicko-patologickými parametry odhalila lncRNA s prognostickým potenciálem u pacientů s GBM. Druhá část práce se zabývá charakterizací LINC00634, lncRNA s významně sníženou expresí a zatím neznámou funkcí v GBM. Byla pozorována asociace zvýšené exprese LINC00634 s nižší klonogenicitou, migrací a invazivitou monoklonálních buněčných linií GBM in vitro a méně difúzním růstem buněk GBM infiltrujících do mozkové tkáně imunodeficientních myší. Dále bylo zjištěno, že transkripty LINC00634 jsou většinou polyadenylované a lokalizované jak v jádře, tak v cytoplazmě. Nedávno se objevivší predikce kódovacího potenciálu LINC00634 byly experimentálně potvrzeny pomocí FLAG-tag analýzy v kombinaci s imunoblot a imunocytochemickou analýzou, což poskytlo první experimentální důkaz translace mikropeptidu nazvaného malý integrální membránový protein 45 (z anglického small integral membrane protein 45, respektive SMIM45) a poukazuje na možnou dvojí funkci LINC00634.

Abstract:

Glioblastoma (GBM) is the most common primary malignant intracranial brain tumor. Despite improvements in GBM treatment over the last two decades, the prognosis for patients with this fatal disease remains poor, and overcoming this obstacle represents an unmet clinical need. Finding new biomarkers and therapeutic targets is essential to achieve faster delivery of treatment to patients in greatest need. Long non-coding RNAs (lncRNAs) are promising candidates due to their tissue-specific expression and role in a wide range of regulatory processes associated with cancer, with previous studies pointing to their clinical value. The first part of the thesis focuses on the study of lncRNAs in GBM with the aim of identifying prognostic and predictive biomarkers. Using an optimized procedure, the transcriptome of 60 GBM and 17 non-tumor tissue samples was sequenced. Differential expression analysis identified 720 lncRNAs with dysregulated expression in GBM. Validation of a panel of 10 lncRNAs in two larger patient cohorts confirmed the observed expression patterns. Integration of expression data with clinicopathological parameters revealed lncRNAs with prognostic potential in GBM patients. The second part of the thesis deals with the characterization of LINC00634, a lncRNA with significantly downregulated expression and a yet unknown function in GBM. Increased LINC00634 expression was associated with lower clonogenicity, migration, and invasiveness of monoclonal GBM cell lines in vitro, as well as with less diffuse growth of GBM cells infiltrating brain tissue of immunodeficient mice. LINC00634 transcripts were mostly polyadenylated and localized in both the nucleus and cytoplasm. Recent predictions of the coding potential of LINC00634 were experimentally confirmed using a FLAG-tag assay combined with Western blotting and immunocytochemistry. This provided the first experimental evidence of the translation of the micropeptide small integral membrane protein 45 (SMIM45) and suggested a possible dual function of LINC00634.

Keywords

glioblastom, dlouhé nekódující RNA, sekvenování nové generace, transkriptom, biomarker, LINC00634, SMIM45, mikropeptid, glioblastoma, long non-coding RNAs, next-generation sequencing, transcriptome, micropeptide

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 5. 3. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 14. 5. 2025
• Vedoucí: prof. RNDr. Ondřej Slabý, Ph.D.
• Oponent: doc. Mgr. Jan Bouchal, Ph.D., doc. Ing. Jiří Hatina, CSc.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie