Rak gruczołu krokowego jest powszechnie diagnozowanym męskim nowotworem, który jest jedną z głównych przyczyn śmiertelności związanej z rakiem wśród mężczyzn. Szacuje się, że w 2015 r. w Stanach Zjednoczonych zgłoszono 220 800 nowych przypadków i 27 540 zgonów.
Rak prostaty jest chorobą niejednorodną o bardzo zmiennym przebiegu - nowotwory mogą być powolne lub bardzo agresywne. Krytycznym wyzwaniem w leczeniu klinicznym raka gruczołu krokowego jest nieadekwatność obecnie stosowanych metod/biomarkerów do badań przesiewowych, diagnostyki, rokowania i leczenia2. Obecne metody badań przesiewowych obejmują badanie swoistego antygenu prostaty (PSA) i cyfrowe badanie odbytnicy (DRE), a następnie biopsje prostaty3. Swoisty antygen swoisty dla prostaty (PSA) jest najczęściej stosowanym biomarkerem raka prostaty, który znacząco zrewolucjonizował postępowanie kliniczne i poprawił wskaźniki przeżycia4. Jednak ze względu na nieodłączne ograniczenia PSA, w tym brak swoistości, badania przesiewowe oparte na PSA doprowadziły do nadmiernej diagnozy i nadmiernego leczenia choroby. W związku z tym prowadzone są intensywne wysiłki w kierunku poszukiwania alternatywnych biomarkerów raka gruczołu krokowego, w szczególności tych, które mogą przewidywać agresywność choroby i podejmować lepsze decyzje dotyczące leczenia4,5. W ciągu ostatnich kilku lat mikroRNA (miRNA) stały się obiecującymi alternatywnymi biomarkerami raka prostaty.
MikroRNA (miRNA) stanowią ewolucyjnie zachowaną klasę małych niekodujących RNA, które hamują ekspresję genów po transkrypcji poprzez specyficzne dla sekwencji interakcje z nieulegającymi translacji regionami 3'- (UTR) pokrewnych celów mRNA. Szacuje się, że >60% mRNA to konserwatywne cele miRNA6. Geny miRNA są zlokalizowane w regionach międzygenowych lub w intronach lub eksonach genów kodujących białka/białka7. Geny te są preferencyjnie transkrybowane przez polimerazę RNA II do pierwotnych miRNA (pri-miRNA o długości kilku kilozasad), które tworzą drugorzędowe struktury pętli macierzystej w kształcie spinki do włosów. Te pri-miRNA są przetwarzane na prekursorowe miRNA (pre-miRNA, o długości 60-75 nukleotydów), które są eksportowane do cytoplazmy i dalej przetwarzane na dojrzałe miRNA (o długości 18-25 nukleotydów)8-10. miRNA regulują kluczowe procesy komórkowe, w tym proliferację, rozwój, różnicowanie i apoptozę11. Badania sugerują powszechne rozregulowanie profili ekspresji miRNA w różnych nowotworach złośliwych u ludzi, w tym w raku prostaty12-15. Doniesiono, że profile ekspresji miRNA są szeroko rozregulowane w pierwotnym i przerzutowym raku gruczołu krokowego. Zmieniona ekspresja miRNA została powiązana z progresją, agresywnością i nawrotami raka prostaty, co podkreśla potencjał prognostyczny miRNA12,14,16-19. Coraz więcej dowodów wskazuje na to, że miRNA odgrywają ważną rolę mechanistyczną w inicjacji, rozwoju, progresji i przerzutach raka prostaty. Ogólnie rzecz biorąc, miRNA stają się obiecującymi alternatywnymi biomarkerami do diagnozowania i rokowania raka prostaty, które mogą odróżnić tkanki normalne od nowotworowych i pomóc w stratyfikacji guzów prostaty12. Ponadto miRNA są ważnymi celami dla rozwoju skutecznych terapii przeciwko rakowi prostaty20.
Ze względu na ich mały rozmiar i odporność na endogenną aktywność RNazy, miRNA są stabilnymi biomarkerami, które można łatwo wykryć w tkankach utrwalonych formaliną21 i w biopsjach prostaty22. Co więcej, profile ekspresji miRNA porównano w tkankach mrożonych i utrwalonych w formalinie i stwierdzono, że są one silnie skorelowane21. Jednak profilowanie ekspresji miRNA w tkankach klinicznych raka prostaty jest często trudne ze względu na niejednorodność guza, błędy w pobieraniu próbek, zanieczyszczenie zrębu itp. Opracowanie miRNA jako skutecznych biomarkerów raka prostaty w dużej mierze zależy od ich dokładnego wykrywania w tkankach klinicznych. W tym miejscu opisujemy uproszczony przepływ pracy stosowany w naszym laboratorium do profilowania ekspresji miRNA w zarchiwizowanych FFPE lub świeżo mrożonych próbkach klinicznych raka prostaty. Stosujemy kombinację ilościowego PCR w czasie rzeczywistym i hybrydyzacji in situ do analiz miRNA próbek klinicznych, przy czym pierwsza z nich dostarcza więcej informacji ilościowych, a druga do wizualizacji zróżnicowanej ekspresji potencjalnych biomarkerów miRNA w szeregu tkanek. W ramach tego przepływu pracy optymalizujemy istniejące metodologie ekstrakcji miRNA z FFPE i zamrożonych tkanek prostaty, analizy ekspresji za pomocą miRNA RT-PCR opartej na sondzie Taqmana oraz technikę hybrydyzacji miRNA in situ przy użyciu sond opartych na zablokowanych kwasach nukleinowych (LNA)23. Sondy oparte na LNA oferują zwiększoną czułość i swoistość w porównaniu z sondami opartymi na DNA lub RNA i umożliwiają niezawodne wykrywanie wszystkich sekwencji miRNA, niezależnie od ich zawartości GC, a także umożliwiają dyskryminację rodzin miRNA. Nasz zoptymalizowany protokół miRNA ISH może być stosowany do preparatów tkankowych raka prostaty lub mikromacierzy tkankowych raka prostaty (TMA), przy czym te ostatnie oferują potencjał przyspieszenia odkrywania biomarkerów miRNA.