MikroRNAs rolle i organombygning ved dysfunktion i nedre urinveje

Baggrund

Haster, hyppighed og ufuldstændig tømning er de vigtigste symptomer på dysfunktion i nedre urinveje (LUT), herunder blæresmertesyndrom/interstitiel blærebetændelse (BPS) og overaktiv blæresyndrom (OAB). Detrusor-overaktivitet, som forårsager symptomerne på overaktiv blæresyndrom, ses almindeligvis hos patienter med blæreudløbsobstruktion. LUT-dysfunktion er forbundet med cellulær stress, karakteriseret ved ændringer i cellesignalering og de deraf følgende ændringer af genekspression, der fører til organomdannelse. Tidligere har efterforskerne vist, at NK1R-medieret signalering var nedreguleret i BPS-patienter og implicerede mikroRNA'er (miRNA'er) i reguleringen af ​​NK1R-ekspression og funktion.

MikroRNA'er (miRNA'er) vinder hurtigt anerkendelse for deres rolle i mange biologiske processer og sygdomstilstande. MiRNA'er er endogene ikke-kodende enkeltstrengede RNA'er, som regulerer genekspression ved post-transkriptionelle mekanismer. MikroRNA'erne regulerer tusindvis af menneskelige genprodukter, hvilket komplicerer bestræbelserne på at forudsige og funktionelt validere deres mål. Da miRNA'er er vigtige for mange grundlæggende biologiske processer, kan enhver deregulering i deres biogenese eller funktion udvikle sig til en medicinsk tilstand. Her foreslår efterforskerne at undersøge miRNAs rolle i genregulering under LUT-lidelser.

Kronisk BPS er et klinisk syndrom karakteriseret ved haster/hyppighed, bækkensmerter og betændelse i fravær af et påvisbart middel. Et væld af patogenetiske mekanismer er blevet postuleret, men en inflammatorisk komponent menes almindeligvis at være involveret. Epitelbeskadigelse er ofte blevet påberåbt: slimhinden i den raske blære er ofte kompromitteret hos patienter med BPS. En initierende begivenhed (toksin) kan forårsage øget urothelial permeabilitet, hvilket igen fører til nervesensibilisering. Den resulterende celleskade forplanter sig, hvilket fører til en selvvedvarende inflammatorisk reaktion.

Urgency er et centralt symptom på de nedre urinveje, og også et af de mest generende symptomer hos mænd, der lider af godartet prostatahyperplasi og den resulterende blæreudløbsobstruktion (BOO). Hos kvinder er OAB en dynamisk lidelse, og anslået 34% af kvinder over 40 oplever betydelige urinlagringssymptomer. I modsætning til BPS rapporterer patienter med overaktivitet ikke blæresmerter, selvom opfattelsen af ​​haster og det opståede ubehag varierer fra person til person. For at lette diagnosticering af BPS og dets skelnen fra DO, og tilbyde specifikke behandlingsregimer for hver lidelse, er det vigtigt at udrede mekanismerne bag disse sygdommes patofysiologi.

Efterforskernes tidligere resultater tyder på, at den sygdomsramte tilstand af den menneskelige urinblære er ledsaget af strukturelle og funktionelle ændringer i glat muskulatur og urothelium. I blokerede blærer er organets adaptive respons ofte ledsaget af udskiftning af glatte muskelkontraktile proteiner med deres ikke-muskel eller embryonale isoformer. På den anden side inducerer en kontinuerlig eksponering for neurotransmittere og lav pH under inflammation i BPS en signifikant nedregulering af tachykinin-receptorerne og tight junction-proteiner, som kan være medieret af de opregulerede miRNA'er.

Forskerne foreslår at etablere de individuelle genekspressionsmønstre, der er karakteristiske for BPS og overaktive såvel som akontraktile blærer, og bestemme de fælles mekanismer for cellulære stressresponser. De vil studere miRNA'ers rolle i reguleringen af ​​receptor-medieret signalering, kontraktilitet og epitelial integritet i disse LUT-dysfunktioner og afgrænse miRNA-arterne, der er karakteristiske for hvert symptomatisk kompleks. Baseret på denne information vil de identificere og funktionelt validere genmål for miRNA'er i urinblærer for at fremme udviklingen af ​​skræddersyede terapier. Ved at sammenligne ekspressionen af ​​regulatoriske miRNA'er i overaktive og akontraktile blærer vil efterforskerne afgrænse de faktorer, der påvirker skiftet mellem de to programmer. Ved at bruge validerede miRNA/mRNA-målpar i cellebaserede modeller af urothelium og blære glat muskulatur, vil de undersøge, hvordan den vedvarende stress-inducerede signalering under sygdom påvirker miRNA-ekspressionen og funktionen af ​​deres målproteiner. Resultaterne vil udvide kendskabet til de molekylære mekanismer ved LUT-dysfunktion og have implikationer for diagnosticering og behandling af disse lidelser.

Patientudvælgelse og prøvebehandling:

Fire undersøgelsesgrupper vil blive defineret i henhold til de internationale retningslinjer og ICS-terminologi: kontroller, BPS, overaktiv og akontraktil. Tyve klinisk stabile patienter pro studiegruppe vil blive rekrutteret baseret på de kliniske resultater (international prostata symptom score (IPSS), blæredagbog over 48 timer, O'Leary-Sant spørgeskema og visuel analog skala for smerte). Biopsier vil blive taget i enten generel eller spinal anæstesi transurethralt fra blærekuplen med en biopsitang. Biopsier vil derefter blive lynfrosset i flydende nitrogen eller nedsænket i RNAlater (Qiagen). Alle patienter vil blive opereret uafhængigt af denne undersøgelse. Væv fra blærekuplen til primære cellekulturer vil blive opnået fra patienter, der gennemgår cystektomi eller blæreforstørrelse for blæredysfunktion som en sidste terapeutisk mulighed, efter at andre mindre invasive terapeutiske muligheder har slået fejl. Kontrolvæv vil blive opnået fra blærekræftpatienter, som ikke har symptomer på de nedre urinveje bortset fra hæmaturi. RNA vil blive ekstraheret, og ekspressionsniveauerne af udvalgte gener analyseres ved hjælp af Taqman realtime PCR og genekspressionsarrays (Applied Biosystems). Calcium billeddannelse vil blive brugt til at overvåge receptoraktivering og proteinniveauer analyseret ved SDS-PAGE og Western Blotting. Receptorvævsfordeling vil blive analyseret ved immuncytokemi.

Objektiv

At identificere og funktionelt validere genmål for miRNA'er i urinblæren for at fremme udviklingen af ​​tilpassede terapier. Ved at sammenligne ekspressionen af ​​regulatoriske miRNA'er i overaktive og akontraktile blærer vil efterforskerne afgrænse de faktorer, der påvirker skiftet mellem de to programmer. Ved at bruge validerede miRNA/mRNA-målpar i cellebaserede modeller af urothelium og blære glat muskulatur, vil de undersøge, hvordan den vedvarende stress-inducerede signalering under sygdom påvirker miRNA-ekspressionen og funktionen af ​​deres målproteiner. Resultaterne vil udvide kendskabet til de molekylære mekanismer ved LUT-dysfunktion og have implikationer for diagnosticering og behandling af disse lidelser.

Metoder

RNA vil blive ekstraheret, og ekspressionsniveauerne af udvalgte gener analyseres ved hjælp af Taqman realtime PCR og genekspressionsarrays (Applied Biosystems). Calcium billeddannelse vil blive brugt til at overvåge receptoraktivering og proteinniveauer analyseret ved SDS-PAGE og Western Blotting. Receptorvævsfordeling vil blive analyseret ved immuncytokemi.