J 2022

Sekvenování dlouhých nekódujících RNA v exozomech u pacientů s kolorektálním karcinomem

MĄDRZYK, Marie, Táňa MACHÁČKOVÁ, Karolína TRACHTOVÁ, Tina Catela IVKOVIĆ, Kamila SOUČKOVÁ et. al.

Basic information

Original name

Sekvenování dlouhých nekódujících RNA v exozomech u pacientů s kolorektálním karcinomem

Name (in English)

Sequencing of long non-coding RNAs in exosomes of colorectal cancer patients

Authors

MĄDRZYK, Marie (203 Czech Republic, belonging to the institution), Táňa MACHÁČKOVÁ (203 Czech Republic, belonging to the institution), Karolína TRACHTOVÁ (203 Czech Republic, belonging to the institution), Tina Catela IVKOVIĆ, Kamila SOUČKOVÁ (203 Czech Republic, belonging to the institution), Jan KOTOUČEK (203 Czech Republic), Josef MAŠEK (203 Czech Republic), Tomáš LOJA (703 Slovakia, belonging to the institution), Milana ŠACHLOVÁ (203 Czech Republic) and Ondřej SLABÝ (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution)

Edition

Klinická onkologie, Praha, Česká lékařská společnost J. E. Purkyně, 2022, 0862-495X

Other information

Language

Czech

Type of outcome

Článek v odborném periodiku

Field of Study

30204 Oncology

Country of publisher

Czech Republic

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

References:

RIV identification code

RIV/00216224:14110/22:00127207

Organization unit

Faculty of Medicine

Keywords (in Czech)

RNA dlouhá nekódující; kolorektální nádory; exozomy ; nádorové bio markery; stanovení celkové genové exprese

Keywords in English

RNA long noncoding; colorectal neoplasms; exosomes; bio markers tumor; gene expression profiling

Tags

Tags

Reviewed
Změněno: 3/4/2023 12:17, Mgr. Tereza Miškechová

Abstract

V originále

Východiska: Prognóza pacientů s karcinomem kolorekta (colorectal cancer – CRC) závisí především na rozsahu onemocnění v době dia­gnózy, proto je brzký záchyt jedním z hlavních předpokladů úspěšné léčby. Současný výzkum ukazuje, že exozomální dlouhé nekódující RNA (lncRNA) jsou spojeny s rozvojem nádorových onemocnění. Jelikož jsou lncRNA často tkáňově specifické, jejich kvantifikace v exozomech se nabízí jako neinvazivní metoda pro včasnou detekci CRC. V naší práci jsme se zaměřili na optimalizaci protokolu pro analýzu exozomálních lncRNA z krevního séra pacientů s CRC jako potenciálních dia­gnostických bio­markerů. Materiál a metody: Exozomy byly izolovány pomocí gelové chromatografie ze 150 μl séra pacientů s CRC a zdravých dárců. Jejich kvalita a kvantita byla potvrzena elektronovou mikroskopií a analýzou dynamického rozptylu světla (dynamic light scattering – DLS) a proteinové markery byly detekovány metodou Western blot. Po izolaci RNA byly ze vzorků připraveny cDNA knihovny, které byly sekvenovány pomocí NextSeq 550. Výsledky: Úspěšně jsme izolovali exozomy a ověřili jsme jejich vlastnosti několika různými metodami. Knihovny byly připraveny ze všech vzorků i přes velmi nízký objem výchozího materiálu. Sekvenační data potvrzují přítomnost protein kódující (50 %) i nekódující RNA, kterou tvoří především lncRNA (28,2 %), pseudogeny (15,2 %) a další typy RNA (6,5 %). Výsledky dále ukázaly významně změněné hladiny ně­kte­rých lncRNA, na základě jejichž exprese bylo možné odlišit vzorky od pacientů s CRC od vzorků zdravých kontrol. Pomocí analýzy obohacení genové sady (gene set enrichment analysis – GSEA) jsme pozorovali významně obohacené třídy genů, které souvisejí s opravami DNA nebo regulací buněčného cyklu. Závěr: Naše pilotní data naznačují, že lncRNA představují významnou část RNA přítomné v exozomech a jejich rozdílné hladiny mají schopnost odlišit CRC pacienty od zdravých kontrol. Analýza obohacených genů zároveň prokázala významné zastoupení lncRNA podílejících se na regulaci buněčného cyklu a oprav DNA, což naznačuje jejich možné zapojení do procesů kancerogeneze. Výsledky je však třeba ověřit na větším souboru pacientů.

In English

Background: The prognosis of patients with colorectal cancer (CRC) depends mainly on the extent of the disease at the time of dia gnosis; the-refore, early detection is one of the main prerequisites for successful treatment. Current research shows that exosomal long non-coding RNAs (lncRNAs) are associated with cancer development. As lncRNAs are often tissue specific, their quantification in exosomes is proposed as a non--invasive method for early detection of CRC. In this study, we aimed to optimize a protocol for analyzing exosomal lncRNAs from blood serum of CRC patients as potential dia gnostic bio markers. Material and methods: Exosomes were isolated by gel chromatography from 150 μl of serum of CRC patients and healthy donors. Their quality and quantity were confirmed by electron microscopy and dynamic light scattering (DLS) analysis; protein markers were detected by Western blot. After RNA isolation, cDNA libraries were prepared and sequenced using NextSeq 550. Results: We successfully isolated exosomes and verified them by several methods. Libraries were prepared from all samples despite very low volume of starting material. The sequencing data confirmed the presence of both protein-coding (50%) and non-coding RNAs, which consisted mainly of lncRNAs (28.2%), pseudogenes (15.2%) and other RNA types (6.5%). The results also showed significantly altered levels of some lncRNAs that could distinguish samples from CRC patients and healthy controls. Using gene set enrichment analysis (GSEA), we observed significantly enri-ched classes of genes related to DNA repair or cell cycle regulation. Conclusion: Our preliminary data suggest that lncRNAs represent a significant fraction of the RNA present in exosomes and that their distinct levels can separate CRC patients from healthy controls. The analysis of enriched genes also showed a significant representation of lncRNAs involved in cell cycle regulation and DNA repair, suggesting their possible involve-ment in cancerogenesis. However, the results need to be verified in a larger cohort of patients.

Links

GA20-18889S, research and development project
Name: Molekulární a funkční charakterizace exozómů a exozomálních dlouhých nekódujících RNA u pacientů s kolorektálním karcinomem
Investor: Czech Science Foundation
MUNI/A/1418/2021, interní kód MU
Name: Biomedicínské vědy II (Acronym: BIOMED)
Investor: Masaryk University
90125, large research infrastructures
Name: BBMRI-CZ III