Geny z klasy mikroRNA, to małe cząsteczki RNA odpowiedzialne za utrzymanie odpowiedniego poziomu białka w organizmie. Ich rolą jest kontrolowanie prawidłowej fizjologii komórki. Wojciech Gierlikowski zajmuje się właśnie rolą mikroRNA w powstawaniu pewnego białka, które zapobiega przemianie nowotworowej lub ją hamuje. Doktorant z Zakładu Medycyny Genomowej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego, kierowanego przez prof. Krystiana Jażdżewskiego, otrzymał na swoje badania "Diamentowy Grant" MNiSW.

"Choroby nowotworowe należy postrzegać jako zaburzenia między powstawaniem nowych komórek a obumieraniem starych. Pewien gen zainteresował nas, ponieważ jego białkowy produkt może zarówno hamować niekontrolowane namnażanie komórek, jak i doprowadzić do planowej śmierci komórek już niepotrzebnych. Co więcej, białko to w tarczycy najprawdopodobniej bierze też udział w transporcie jodu" - mówi badacz.

Rak brodawkowaty tarczycy cechuje się świetną wyleczalnością, nawet 90 proc. chorych dzięki leczeniu przeżywa 10 lat. Rokowanie w tym nowotworze jest bardzo dobre, dopóki komórka jest zdolna do wychwytywania jodu, wykorzystywanego w terapii uzupełniającej. U niewielkiego odsetka pacjentów zdarza się jednak inaczej i wtedy szanse na przeżycie dramatycznie maleją.

Tarczyca zbudowana jest z komórek pęcherzykowych. Do nich transportowany jest jod, tym samym możliwa staje się synteza hormonów tarczycy. Dlatego jod radioaktywny może być z powodzeniem użyty do leczenia różnych chorób tarczycy, na przykład guzków nadczynnych. Natomiast nowotwory tarczycy charakteryzują się obniżonym metabolizmem jodu. Słabiej niż zdrowa tkanka tarczycowa pochłaniają jod z krwi i nie są w pełni zdolne do jego wbudowywania w hormony tarczycy. W przypadku nowotworów brodawkowatych z obniżona jodochwytnością, użycie jodu radioaktywnego może być trudniejsze.

Dlatego też działająca w Zakładzie Medycyny Genomowej grupa, kierowana przez dr hab. Annę Wójcicką, skupiła się na roli mikroRNA w regulacji różnych genów odpowiedzialnych za transport jodu. W ramach realizowanych projektów badacze ustalili, że do obniżenia poziomu białek transportujących jod przyczyniają się zmiany poziomu mikroRNA. Działanie tych małych cząsteczek można jednak stłumić, czyli „wyciszyć”, przez co istnieje możliwość wpłynięcia na proces przemiany nowotworowej.

"Poziom mikroRNA zmienia się w różnych stanach chorobowych, w tym oczywiście w nowotworach. Kilka lat temu w naszym zespole został przeprowadzony eksperyment, w którym został zsekwencjonowany miRNom, czyli ogół mikroRNA ulegających ekspresji, zarówno w zdrowej tkance tarczycowej, jak i w raku brodawkowatym tarczycy. Jest to najczęstszy nowotwór tarczycy, jak i gruczołów dokrewnych w ogóle. Dzięki prześledzeniu zmian ekspresji poszczególnych mikroRNA w tkance zdrowej i zmienionej, udało nam się wytypować te, które mogą odpowiadać za wiele nieprawidłowości obserwowanych w nowotworze" - mówi Wojciech Gierlikowski.

Tę wiedzę uczeni mogą wykorzystać w diagnostyce. Nie jest ona łatwa, zwykle podejrzenie złośliwości guzka wysnuwa się na podstawie wyników badania ultrasonograficznego, a następnie uzupełnia się badaniem cytologicznym. Tam przyporządkowuje się materiał do jednej z kilku kategorii diagnostycznych. Te wyniki nie zawsze przekładają się na ostateczne rozpoznania histopatologiczne uzyskiwane po ewentualnym wycięciu guza. Stąd na całym świecie poszukuje się nowych metod diagnostycznych.

Jak wyjaśnia rozmówca PAP, każda komórka zawiera identyczną informację w DNA. Dla wielu nowotworów charakterystyczne są mutacje, czyli zmiany w strukturze DNA, powodujące zaburzenia funkcji białek. Ale komórki są różne także dlatego, że różne geny ulegają w nich uczynnieniu, z różnych genów i w różnych ilościach powstają odpowiadające im produkty białkowe. Za to właśnie jest odpowiedzialna ekspresja materiału genetycznego, a w niej duży udział mają mikroRNA. Tak jak w przypadku każdych innych genów, również skład i poziom mikroRNA różni się w zależności od typów tkanek. Zmiany poziomu mikroRNA wydają się być szczególnie istotne w nowotworach tarczycy. Zespół WUM złożył wniosek patentowy na panel diagnostyczny (test) wykorzystujący oznaczenie ekspresji mikroRNA dla odróżnienia raka tarczycy od zdrowej tkanki tarczycy.

Kolejnym ważnym obszarem zastosowań opisanych badań jest leczenie. Jak tłumaczy Wojciech Gierlikowski, o ile trudno „naprawiać” mutacje w DNA, o tyle zmiany ekspresji wywołane zaburzeniami mikroRNA są zmianami odwracalnymi. Na świecie testuje się już leki, które swój efekt terapeutyczny wywołują właśnie dzięki oddziaływaniu z mikroRNA.

Doktorant ocenia, że "Diamentowy Grant" ułatwił mu start w nauce. Podkreśla, że młodzi badacze są przyzwyczajani do systemu grantowego, w którym trzeba się starać o sukcesy na każdym etapie rozwoju, a „Diamentowy Grant” umożliwia rozpoczęcie kariery naukowej. Zakład Medycyny Genomowej WUM, którego pracownicy zdobywają liczne granty i środki na prowadzenie projektów, był lub jest finansowany m.in. ze środków Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej, Narodowego Centrum Nauki, Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, a także Komisji Europejskiej w ramach programu Bastion.

Wojciech Gierlikowski prowadzi projekty naukowe w Zakładzie Medycyny Genomowej WUM. Niedawno rozpoczął pracę kliniczną w kierowanej przez prof. Tomasza Bednarczuka Katedrze i Klinice Chorób Wewnętrznych i Endokrynologii WUM, gdzie w bezpośrednim kontakcie z pacjentami stara się wyszukiwać nowe problemy badawcze. Jak dodaje, czeka na chwilę, kiedy wyniki współtworzonych przez niego badań będą owocowały nie tylko publikacjami i patentami, ale również przekładały się na realną pomoc pacjentom.

Więcej o badaniach prof. Jażdżewskiego i jego zespołu – tutaj.

PAP - Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk

kol/