El papel de los microARN en la remodelación de órganos en la disfunción del tracto urinario inferior

Fondo

La urgencia, la polaquiuria y el vaciamiento incompleto son los síntomas clave de la disfunción del tracto urinario inferior (LUT), incluido el síndrome de dolor vesical/cistitis intersticial (BPS) y el síndrome de vejiga hiperactiva (OAB). La hiperactividad del detrusor, que causa los síntomas del síndrome de vejiga hiperactiva, se observa comúnmente en pacientes con obstrucción de la salida de la vejiga. La disfunción de LUT se asocia con estrés celular, caracterizado por cambios en la señalización celular y las consiguientes alteraciones de la expresión génica que conducen a la remodelación de órganos. Anteriormente, los investigadores demostraron que la señalización mediada por NK1R estaba regulada a la baja en pacientes con BPS e implicaba a los microARN (miARN) en la regulación de la expresión y función de NK1R.

Los microARN (miARN) están ganando reconocimiento rápidamente por su papel en muchos procesos biológicos y enfermedades. Los miARN son ARN monocatenarios no codificantes endógenos que regulan la expresión génica mediante mecanismos postranscripcionales. Los microARN regulan miles de productos genéticos humanos, lo que complica los esfuerzos para predecir y validar funcionalmente sus objetivos. Dado que los miARN son importantes para muchos procesos biológicos básicos, cualquier desregulación en su biogénesis o función puede convertirse en una condición médica. Aquí, los investigadores proponen investigar el papel de los miARN en la regulación génica durante los trastornos LUT.

El SDV crónico es un síndrome clínico caracterizado por urgencia/frecuencia, dolor pélvico e inflamación en ausencia de un agente detectable. Se han postulado una multitud de mecanismos patogénicos, pero comúnmente se piensa que está involucrado un componente inflamatorio. A menudo se ha invocado el daño epitelial: la capa mucinosa de la vejiga sana a menudo se ve comprometida en pacientes con SDV. Un evento iniciador (toxina) puede causar un aumento de la permeabilidad urotelial, lo que a su vez conduce a la sensibilización del nervio. La lesión celular resultante se propaga y conduce a una reacción inflamatoria que se perpetúa a sí misma.

La urgencia es un síntoma fundamental del tracto urinario inferior y también uno de los síntomas más molestos en los hombres que sufren de hiperplasia prostática benigna y la obstrucción de la salida de la vejiga (BOO) resultante. En las mujeres, la vejiga hiperactiva es un trastorno dinámico y se estima que el 34 % de las mujeres mayores de 40 años experimentan síntomas significativos de acumulación de orina. A diferencia del BPS, los pacientes con hiperactividad no refieren dolor vesical, aunque la percepción de urgencia y las molestias derivadas varían entre individuos. Para facilitar el diagnóstico del SDV y diferenciarlo del DO, y ofrecer pautas de tratamiento específicas para cada trastorno, es importante desentrañar los mecanismos que subyacen a la fisiopatología de estas enfermedades.

Los resultados previos de los investigadores sugieren que el estado de enfermedad de la vejiga urinaria humana es concomitante con cambios estructurales y funcionales en el músculo liso y el urotelio. En las vejigas obstruidas, la respuesta adaptativa del órgano suele ir acompañada de la sustitución de las proteínas contráctiles del músculo liso por sus isoformas no musculares o embrionarias. Por otro lado, una exposición continua a los neurotransmisores y un pH bajo durante la inflamación en BPS induce una regulación negativa significativa de los receptores de taquiquinina y las proteínas de unión estrecha, que podría estar mediada por los miARN regulados al alza.

Los investigadores proponen establecer los patrones de expresión de genes individuales característicos de BPS y vejigas hiperactivas y acontráctiles y determinar los mecanismos comunes de las respuestas de estrés celular. Estudiarán el papel de los miARN en la regulación de la señalización mediada por receptores, la contractilidad y la integridad epitelial en estas disfunciones LUT, y delinearán las especies de miARN características de cada complejo sintomático. Sobre la base de esta información, identificarán y validarán funcionalmente objetivos genéticos de miARN en vejigas urinarias para fomentar el desarrollo de terapias personalizadas. Al comparar la expresión de miARN reguladores en vejigas hiperactivas y acontráctiles, los investigadores delinearán los factores que influyen en el cambio entre los dos programas. Utilizando pares diana de miARN/ARNm validados en modelos basados ​​en células de urotelio y músculo liso de la vejiga, investigarán cómo la señalización persistente inducida por el estrés durante la enfermedad afecta la expresión de miARN y la función de sus proteínas diana. Los hallazgos ampliarán el conocimiento de los mecanismos moleculares de la disfunción LUT y tendrán implicaciones para el diagnóstico y tratamiento de estos trastornos.

Selección de pacientes y procesamiento de muestras:

Se definirán cuatro grupos de estudio de acuerdo con las guías internacionales y la terminología ICS: controles, BPS, hiperactivo y acontráctil. Se reclutarán veinte pacientes clínicamente estables del grupo de estudio en función de los hallazgos clínicos (puntuación internacional de síntomas prostáticos (IPSS), diario vesical de 48 h, cuestionario de O'Leary-Sant y escala analógica visual para el dolor). Las biopsias se obtendrán con anestesia general o raquídea transuretralmente desde la cúpula de la vejiga con una pinza de biopsia. Luego, las biopsias se congelarán instantáneamente en nitrógeno líquido o se sumergirán en RNAlater (Qiagen). Todos los pacientes serán sometidos a cirugía independientemente de este estudio. El tejido de la cúpula de la vejiga para cultivos celulares primarios se obtendrá de pacientes sometidos a cistectomía o aumento de vejiga por disfunción vesical como última opción terapéutica después de que otras opciones terapéuticas menos invasivas hayan fallado. El tejido de control se obtendrá de pacientes con cáncer de vejiga, que no tienen síntomas del tracto urinario inferior aparte de la hematuria. Se extraerá el ARN y se analizarán los niveles de expresión de los genes seleccionados utilizando matrices de expresión génica y PCR en tiempo real Taqman (Applied Biosystems). Se utilizarán imágenes de calcio para monitorear la activación del receptor y los niveles de proteína analizados por SDS-PAGE y Western Blot. La distribución del tejido receptor se analizará mediante inmunocitoquímica.

Objetivo

Identificar y validar funcionalmente dianas génicas de miRNAs en vejiga urinaria para fomentar el desarrollo de terapias personalizadas. Al comparar la expresión de miARN reguladores en vejigas hiperactivas y acontráctiles, los investigadores delinearán los factores que influyen en el cambio entre los dos programas. Utilizando pares diana de miARN/ARNm validados en modelos basados ​​en células de urotelio y músculo liso de la vejiga, investigarán cómo la señalización persistente inducida por el estrés durante la enfermedad afecta la expresión de miARN y la función de sus proteínas diana. Los hallazgos ampliarán el conocimiento de los mecanismos moleculares de la disfunción LUT y tendrán implicaciones para el diagnóstico y tratamiento de estos trastornos.

Métodos

Se extraerá el ARN y se analizarán los niveles de expresión de los genes seleccionados utilizando matrices de expresión génica y PCR en tiempo real Taqman (Applied Biosystems). Se utilizarán imágenes de calcio para monitorear la activación del receptor y los niveles de proteína analizados por SDS-PAGE y Western Blot. La distribución del tejido receptor se analizará mediante inmunocitoquímica.