Nye genetiske mekanismer kan give terapeutiske mål mod gliom

Forskning fra laboratoriet af Shi-Yuan Cheng, PhD, professor i Ken og Ruth Davey afdelingen for neuro-onkologi i afdelingen for neurologi, har identificeret nye mekanismer, der ligger til grund for alternative RNA-splejsningshændelser i gliomtumorceller, der kan tjene som nye terapeutiske mål. Resultaterne af undersøgelsen er offentliggjort i Journal of Clinical Investigation.

"Vi fandt en anden måde at behandle gliom på gennem linsen af alternativ splejsning og opdagede nye mål, som ikke tidligere var blevet identificeret, men som er vigtige for gliom malignitet." sagde Xiao Song, MD, PhD, lektor i neurologi og hovedforfatter af undersøgelsen.

Gliomer er den mest almindelige type primær hjernetumor hos voksne og stammer fra gliaceller, som findes i centralnervesystemet og understøtter nærliggende neuroner. Gliomer er meget modstandsdygtige over for standardbehandlinger, herunder stråling og kemoterapi, på grund af tumorens genetiske og epigenetiske heterogenitet, hvilket understreger behovet for at finde nye terapeutiske mål.

Tidligere undersøgelser fra Cheng-laboratoriet, offentliggjort i Cancer Research, viste, at den vigtige splejsningsfaktor SRSF3 er signifikant forhøjet i gliomer sammenlignet med normale hjerner og SRSF3-reguleret RNA-splejsning fremmer gliomvækst og -progression ved at påvirke flere cellulære processer i tumorceller.

RNA-splejsning er en proces, der involverer fjernelse af introner (ikke-kodende regioner af RNA) og sammenføjning af exoner (kodende regioner) for at danne et modent mRNA-molekyle, der understøtter genekspression i cellen.

I denne undersøgelse satte forskerne sig for at identificere ændringer i alternativ splejsning i gliomtumorceller, de mekanismer, der ligger til grund for disse ændringer, og bestemme deres potentiale som terapeutiske mål.

Ved brug af beregningsmetoder og RNA-sekventeringsteknologier undersøgte forskerne splejsningsændringer i gliomtumorceller fra patientprøver. For at bekræfte disse ændringer brugte de CRISPR-genredigeringsteknologier til at introducere forskellige gliom-drivermutationer i human-inducerede pluripotente stamceller (iPSC)-afledte gliommodeller.

De fandt ud af, at disse splejsningsændringer forstærkes af en variant af den epidermale vækstfaktor-receptor III (EGFRIII), som vides at være overudtrykt i mange tumorer, herunder gliomer, og hæmmet af en mutation i IDH1-genet. p>

Forskerne bekræftede funktionen af to RNA-splejsningshændelser, der skaber forskellige proteinisoformer med forskellige aminosyresekvenser.

"Kun én af disse isoformer kan fremme tumorvækst, i modsætning til den anden isoform, som normalt udtrykkes i den normale hjerne. Tumorer bruger denne mekanisme til selektivt at udtrykke den tumorfremmende isoform over den normale hjerneisoform," Song sagde.

Teamet analyserede derefter opstrøms RNA-bindende proteiner og fandt ud af, at PTBP1-genet regulerer tumor-fremmende RNA-splejsning i gliomceller. Ved at bruge en ortotopisk immundefekt musemodel af gliom målrettede forskerne PTBP1 med antisense oligonukleotid (ASO) terapi, som i sidste ende undertrykte tumorvækst.

"Vores data fremhæver rollen af alternativ RNA-splejsning i påvirkning af gliom malignitet og heterogenitet og dets potentiale som en terapeutisk sårbarhed til behandling af voksne gliomer," skrev undersøgelsesforfatterne.

Forskerne planlægger derefter at udforske potentialet ved at målrette PTBP1 for at inducere et antitumorimmunrespons, sagde Song.

"Ved brug af langlæst RNA-seq-analyse opdagede vi, at målretning af PTBP1 i gliomceller resulterer i produktionen af mange alternativt splejsede transkripter, som er fraværende i normalt væv. Derfor er vores næste projekt at finde ud af, om denne isoform kan generere nogle antigener." så immunsystemet bedre kan genkende tumoren," sagde Song.

Sang tilføjede også, at hendes team er interesseret i at analysere splejsningsændringer i ikke-tumorceller fra gliompatienter, såsom immunceller.

"Vi ved allerede, at splejsning er meget vigtig for at regulere funktionen i en celle, så det bør ikke kun regulere tumormalignitet, men kan også regulere immuncellers funktion for at afgøre, om de effektivt kan dræbe kræft. Så vi er også laver nogle bioinformatiske analyser i tumorinfiltrerede immunceller for at finde ud af, om der er en ændring i splejsningen, efter at immuncellen har infiltreret tumoren.

"Vores mål er at bestemme rollen af alternativ splejsning i udformningen af det immunsuppressive tumormikromiljø og identificere potentielle mål for at forbedre effektiviteten af immunterapier ved gliom," sagde Song.