Edición 68 - Junio 2018 / Revisión de Temas

Revisión de Temas – Ed. 68

Marco A. Rivarola y Alicia Belgorosky. Servicio de Endocrinología, Hospital de Pediatríaa Garrahan, Buenos Aires, Argentina.

Para la Sección Revisión de Temas de este número de Endopedonline hemos seleccionado comentar publicaciones que aportan evidencias recientes sobre la contribución de la biología molecular a la biología en general y a la medicina en particular. Para ello, hemos seleccionado algunas publicaciones recientes, sobre el rol del transcriptoma del RNA en el diagnóstico del carcinoma papilar de tiroides (PTC) (Int. J. Mol Sci, 2017), y una descripción del papel de una kinasa asociada a receptor (IRAK1) en la inhibición de la actividad de varios cánceres tiroides papilares (J Clin Endocrinol Metab, 2016). Más aún, se incluye también la predicción de estos desarrollos en una publicación de hace ya casi diez años atrás (J Clin Endocrinol Metab 2008).

(Publicaciones más recientes: 1ª y 2ª)

Estas publicaciones recientes son ilustrativas de que, los avances anunciados 10 años atrás, fueron certeros en predecir que los nuevos estudios moleculares serían capaces de aportar nuevos conocimientos, que acercan estos estudios a su fase de aplicación clínica.

Publicación 1ª

Int J Mol Sci. 2017 Mar 15;18(3), E636. doi: 10.3390/ijms18030636.

MicroRNA-146b: Un Nuevo Biomarcador y Blanco Terapéutico del Cáncer Papilar de Tiroides. Chou CK1,2, Liu RT3, Kang HY4,5Division of Endocrinology and Metabolism, Department of Internal Medicine, Kaohsiung Chang Gung Memorial Hospital, Chang Gung University College of Medicine, Kaohsiung City 833, Taiwan. 2 Graduate Institute of Clinical Medical Sciences, Chang Gung University, Kaohsiung City 833, Taiwan. 3 Division of Endocrinology and Metabolism, Department of Internal Medicine, Kaohsiung Chang Gung Memorial Hospital, Chang Gung University College of Medicine, Kaohsiung City 833, Taiwan. 4 Graduate Institute of Clinical Medical Sciences, Chang Gung University, Kaohsiung City 833, Taiwan. 5 Hormone Research Center and Department of Obstetrics and Gynecology, Kaohsiung Chang Gung Memorial Hospital, Chang Gung University College of Medicine, Kaohsiung City 833, Taiwan.

Resumen.

El cáncer papilar de tiroides (PTC) es el subtipo de tumor más frecuente de cáncer tiroideo. Sin embargo, no todos los PTCs son respondientes a los tratamientos quirúrgicos y por radio-iodo actuales. Los factores clínicos pronósticos incluyen el tamaño tumoral, las metástasis de los ganglios linfáticos proximales/distales, y la invasión extra-tiroidea.  Se conoce que la cascada de señalización linear molecular RET/PTC-RASBRAF es la que media la patogénesis del PTC. Sin embargo, hay controversias sobre si la presencia de la mutación BRAF, la alteración genética más común del PTC, es capaz por si misma de afectar el comportamiento y el pronóstico del PTC. Se ha señalado que los microRNAs (miRNAs) son marcadores moleculares pronósticos prometedores en varios tipos tumorales. Estudios recientes demostraron que la desregulación del microRNA-146b (miR-146b) se asocia a la agresividad y peor pronóstico del PTC. En este trabajo, los autores, resumen los conocimientos actuales relacionados con los roles funcionales, la regulación de los genes blanco, y las aplicaciones clínicas del miR-146 como un regulador oncogénico; y discuten como estos estudios proveen información clave del miR-146b como regulador oncogénico que induce la transformación celular, sirviendo además como marcador pronóstico de la recidiva tumoral en el PTC. Esta información puede influenciar así mismo el manejo del paciente antes de la intervención quirúrgica y durante el seguimiento posterior.

Comentarios.

Aunque la mayoría de los PTCs se podrían manejar con éxito con una combinación de iodo radioactivo y supresión con levotiroxina luego de la intervención quirúrgica, una proporción de PTCs no responden al tratamiento generando co-morbidades y mortalidad. Re-arreglos en RET/PTC y NTRK y mutaciones puntuales en RAS y BRAF activan constitutivamente la vía MAPK, que se encuentra en más del 70% de los PTCs; esta vía es un componente clave de la transformación del tirocito en el PTC. La alteración genética más común, entre estas mutaciones es la mutación puntual BRAFV600E, que está asociada significativamente a la invasión extra-tiroidea, los estadíos avanzados de la enfermedad, las metástasis en los ganglios linfáticos y la recidiva tumoral del PTC.

Sin embargo, el tema es controvertido. Hay también evidencias de que la mutación en BRAF podría no ser el elemento fundamental en la tumorigenesis o un predictor independiente de la evolución. Por lo tanto se requiere un nuevo marcador que pudiese servir como objetivo terapéutico y adecuado seguimiento en los PTC.

Los microRNAs son moléculas pequeñas de RNA no codificantes que funcionan como reguladores negativos de la expresión de los genes uniéndose a la región no traducida -30 de los mRNA candidatos, bloqueando su traducción o degradación. La regulación de los oncogenes clásicos y los genes supresores de tumores fue fácilmente identificado como un fenómeno clave en la investigación del cáncer, transformándolos en agentes potenciales clave en la terapia, diagnóstico y pronóstico. Estudios recientes sobre la desregulación de los miRNAs han demostrado expresión aberrante de miRNAs (en particular, miR-222, miR-221, y miR-146b) en PTCs, sugiriendo una posible implicancia en el desarrollo de la enfermedad. En particular, un estudio de microRNA array demostró que la desregulación del microRNA-146b (miR-146b) estaba significativamente asociado a un comportamiento agresivo del tumor en especímenes de los PTCs de sujetos BRAF-positivos. El descubrimiento de la regulación de BRAF-miRNA abrió una nueva perspectiva en la comprensión de la biología del PTC.

Mir-146a y miR-146b son silenciadores de genes post-transcripcionales conocidos que juegan un papel importante en la regulación de las respuestas inflamatorias. También comparten secuencias idénticas excepto una diferencia en dos nucleótidos en el extremo 3´ y por lo tanto podrían inhibir la traducción de genes candidatos similares. Las formas maduras de miR-146a y miR-146b son codificadas por dos genes separados – MIR146A y MIR146B- localizados en los cromosomas 5 y 10 humanos, respectivamente.

Se conoce que los miRNAs pueden ser regulados por múltiples genes o factores, secuencialmente o simultáneamente, y estudios previos han identificado a los reguladores corriente arriba del miR-146b. El miR146-b es uno de los blancos de NF-κB y es up-regulado por tratamiento con el “toll-like receptor ligand”.

Sobre la base de características histológicas, las evidencias indican que la desregulación de miR-146b está implicada en las diferentes variantes de PTC. PTC es un grupo de tumores muy heterogéneo y puede ser categorizado en varios subtipos: tales como variante clásica de PTC (cvPTC), variante folicular (fvPTC), y variante de célula alta (tall-cell-PTC o tcPTC).

El nivel de expresión de miR-146b es más alto en cPTC que en fvPTC, pero no se encontró diferencias entre cPTC y tcPTC. También se ha observado sobre-expresión de miR-146b en el carcinoma tiroideo folicular y en el carcinoma poco diferenciado, sugiriendo que este miRNA podría tener un rol en la malignidad del tumor. Con el fin de delinear el rol del miR-146b en la capacidad metastásica del PTC, se estudió e identificó un mecanismo regulatorio asociado al miR-146b, mediante la regulación de E-cadherin en las líneas celulares de PTC. Los autores también confirmaron que el miR-146b estimula la agresividad del tumor mediante la supresión de la expresión del gen  IRAK1, y que la restauración de IRAK1 revierte este comportamiento.

 

Publicación 2ª.

El posible papel del IRAK1 en la regulación del cáncer papilar de tiroides se estudió en la siguiente publicación:

Clin Endocrinol Metab. 2016 Nov;101(11):4357-4366. Epub 2016 Aug 17. IRAK1, Un Blanco del miR-146b, Reduce la Agresividad Celular en el Carcinoma Tiroideo Papilar Humano. Chou CK1Chi SY1Huang CH1Chou FF1Huang CC1Liu RT1Kang HY1. 1Division of Endocrinology and Metabolism, Department of Internal Medicine (C.-K.C., C.-H.H., R.-T.L.), Graduate Institute of Clinical Medical Sciences (C.-K.C., H.-Y.K.), Chang Gung University, Taiwan, Departments of Surgery (S.-Y.C., F.-F.C.), Pathology (C.-C.H.), and Obstetrics and Gynecology (H.-Y.K.), Kaohsiung Chang Gung Memorial Hospital, Chang Gung University College of Medicine, Kaoshiung City 833, Taiwan.

Resumen

CONTEXTO: El microRNA (miR)-146b está sobre-expresado en el carcinoma papilar de tiroides (PTC) y se asocia con invasión extra-tiroidea, estadío tumoral avanzado, y pronóstico pobre. Sin embargo, aún no se conoce el mecanismo subyacente del miR-146b relacionado con su comportamiento oncogénico en el PTC ni sus posibles blancos.

OBJETIVO: Investigar al gen de la kinasa asociada al receptor IL-1 (IRAK1) como el gen blanco potencial del mi-146b en su acción sobre el PTC. DISEÑO: Utilizaron “genome-wide microarray”, análisis computacional, y ensayos genéticos con reportero 3´UTR para identificar a IRAK1 como gen blanco del miR-146b. Se hicieron luego experimentos in vitro de ganancia/pérdida de función para determinar los efectos del IRAK1 sobre la proliferación, formación de colonias, y curación de heridas en las líneas celulares de cáncer PTC. Se evaluaron los niveles de expresión de miR-146b e IRAK1 de 50 casos de PTC y sus especímenes de tiroides normal adyacentes vía qRT-PCR. RESULTADOS: Los perfiles de expresión por microarray revelaron que los niveles de mRNA del gen del IRAK1 fueron inhibidos por el miR-146b. Se encontró que el mRNA del 3´UTR del IRAK1 era un blanco molecular de la represión post-transcripcional del miR-146b en células BCPAP (una línea celular de cáncer de tiroides) por ensayo de gen reportero. El MiR-146b estimuló la migración y proliferación de células PTC inhibiendo la expresión de IRAK1, mientras que su restauración revirtió este efecto. Además, la expresión del mRNA de IRAK1 fue significativamente más baja en las muestras de tejido tiroideo normal adyacentes a los especímenes de PTC, mostrando una fuerte correlación inversa con la expresión de miR-146b. CONCLUSION: Estos resultados demostraron que el IRAK1 es un blanco directo del miR-146b y tiene roles funcionales inhibitorios de las actividades de las células de cáncer tiroideo. En conjunción con los regímenes terapéuticos actuales, las acciones sobre el eje miR-146b-IRAK1 podrían resultar en un enfoque útil en el manejo del PTC.

Comentarios

El hecho de que un miRNA único puede regular múltiples genes podría jugar un rol clave para explicar el complejo mecanismo subyacente a la tumorigénesis y al comportamiento versátil observado en los tumores malignos.

La desregulación, o la expresión aberrante de varios miRNAs en el PTC ha sido implicada en el desarrollo, progresión, y pronóstico de la enfermedad. Varios estudios recientes han provisto evidencias de que la sobre-expresión del miRNA-146 juega un papel crítico en la progresión del PTC y en el pronóstico de la enfermedad. La sobreexpresión de miR-146b se ha observado en otros neoplasmas tiroideos, tales como carcinoma folicular y carcinomas tiroideos pobremente diferenciados, sugiriendo que este miRNA y sus genes blanco putativos juegan un rol crítico en la malignidad de las neoplasias tiroideas.

Subsecuentemente, se reportó que el miR-146b promueve la proliferación e invasión, e inhibe la apoptosis en las líneas celulares de PTC. Por lo tanto, su sobre-expresión podría también ser usada como un marcador predictivo de mal pronóstico en el seguimiento de los pacientes con PTC. Aunque la sobre-regulación del miR146b ha sido descripta en los canceres de pulmón, esófago, gástrico, y de vejiga, también ha sido descripta como inhibida en otros tumores, incluyendo cáncer de mama, glioma, de vesícula, y linfoma de células gigantes B. Por lo tanto, estos pequeños RNAs no codificantes actúan tanto como oncogenes, como supresores de genes tumorales, dependiendo del tejido de origen del cáncer.

El miRNA-146ª y 146b se localizan en los cromosomas 5 y 10, respectivamente. Aunque estos dos miRNAs son codificados por dos genes diferentes, se diferencian solamente en dos bases y parecen funcionar en forma redundante en muchos sistemas. Los autores usaron análisis por microarray y estudios funcionales de pérdida/ganancia in vitro en líneas celulares. También evaluaron la correlación entre un gen blanco candidato y la expresión de miR146b en especímenes de pacientes con PTC.

Los estudios se llevaron también a cabo en una línea celular de cáncer tiroideo humano, BCPAP, que porta una mutación BRAF homocigota, y en PTC portando un re-arreglo RET/PTC1 (provista por el Profesor Dumont de Bélgica). Se identificaron un total de 131 genes que se encontraban inhibidos significativamente las células de los BCPAP sobre-expresando miR146b. Se seleccionaron los 20 genes con mayor variación en su expresión como blancos potenciales de miR-146b.

Este trabajo identificó un mecanismo que ligaba al miR-146b con su gen blanco el IRAC1 en los PTC. Los resultados mostraron que el miR-146b promovía características agresivas a los PTC mediante la supresión de la expresión del IRAK1, y la restauración de éste revertía este efecto. Además, el IRAK1 correlacionó negativamente con la expresión del miR146b in vivo a partir de especímenes coleccionados de pacientes con PTC, como parte de un estudio clínico. Estos resultados, dan información sobre el rol de los genes regulados por del miR-146b en el PTC, y sugieren que las drogas anti miR-146b o la restauración de sus genes blanco, como el IRAK1 podría orquestar una inmunidad anti-tumoral y actuar como un nuevo mecanismo para desarrollar estrategias terapéuticas de inmunidad anti-tumoral en contra del PTC.

            

Publicación 3ª.

Una publicación seminal, de diez años atrás (2008), predecía ya la posible asociación del transcriptoma del microRNA, o el rol del IRAK1 y el PTC. El resumen de la misma se transcribe a continuación, como ejemplo enunciativo de los avances que han tenido lugar en esta área, aportados por la biología molecular:

J Clin Endocrinol Metab. 2008 Sept; 93(9):3286-94. doi: 10.1210/jc.2008-0201. Epub 2008 Jul 1.

Perspectivas de una mejor clasificación, más exacta, de los tumores epiteliales tiroideos. Eszlinger M1Krohn KHauptmann SDralle HGiordano TJPaschke RThird Medical Department, University of Leipzig, D-04103 Leipzig, Germany.

Resumen

CONTEXTO: El examen histológico de los nódulos tiroideos es el procedimiento estándar corriente para diferenciar a los tumores epiteliales tiroideos malignos, y para clasificar los subtipos histológicos. Esta revisión analiza los problemas en el diagnóstico histológico diferencial, así como las contradicciones entre los datos histológicos y moleculares, y describe las posibilidades actuales para combinar los datos histológicos y moleculares, en un esfuerzo para clasificar con mayor precisión a los tumores epiteliales tiroideos. ADQUISICIÓN DE EVIDENCIA: Se analiza la literatura publicada, mencionando las recomendaciones actuales para clasificar a los tumores tiroideos, así como la literatura sobre la aplicación de la histología y los estudios moleculares para identificar la etiología de los tumores tiroideos. SÍNTESIS DE LA EVIDENCIA: Los criterios histológicos actuales para clasificar a los tumores tiroideos está afectada por la considerable variabilidad que se percibe entre los observadores. La detección de mutaciones somáticas vía tipificación de la expresión génica potencialmente informativa por análisis de microRNA, que puede distinguir subtipos de cáncer y cohortes con bajo y alto riesgo, ha demostrado recientemente tener diagnóstico potencial. Más aún, en una situación de diagnóstico de rutina, el perfil de microRNA parece muy prometedor debido a su estabilidad relativa, y la precisión de sus perfiles de expresión. CONCLUSIONES: Es muy probable que las definiciones moleculares de los tumores tiroideos mencionadas en la actual clasificación de la Organización Mundial de la Salud será desarrollada aún más, llevando a un mayor progreso futuro en la definición de los tipos de tumores tiroideos mediante la integración de los aspectos histológicos y moleculares. Estas clasificaciones integradas necesitan por ahora ser evaluadas para conocer su impacto específico sobre el diagnóstico y el pronóstico de los tumores tiroideos.


Publicado en: Edición 68 - Junio 2018, Revisión de Temas
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