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L'mRNA esosomiale come potenziale biomarcatore del cancro alla prostata

L'mRNA esosomiale come potenziale biomarcatore del cancro alla prostata

Il cancro è la seconda causa di morte per uomini e donne in tutto il mondo. Con oltre 300.000 decessi causati dal cancro alla prostata nel 2022, la diagnosi precoce è fondamentale per ridurre la mortalità.14 Recentemente, l'RNA esosomiale ha raccolto un'attenzione significativa come fonte di potenziali biomarcatori per la diagnosi precoce di tumori come il cancro al seno, al fegato e alla prostata.12,13 La prostata è una piccola ghiandola a forma di noce situata sotto la vescica e davanti al retto. È responsabile della produzione del liquido seminale che trasporta gli spermatozoi.
 

 

Esistono diversi tipi di cancro alla prostata, il tipo più comune è l'adenocarcinoma. Altri tipi di cancro alla prostata includono il carcinoma a piccole cellule, i sarcomi, i tumori neuroendocrini e il carcinoma a cellule transizionali. Il cancro alla prostata tende a progredire molto lentamente e si sviluppa localmente nella prostata nelle fasi iniziali. 3 Ciò rende difficile la rilevazione della malattia in una fase precoce. Tuttavia, se scoperto precocemente, il cancro è altamente trattabile e spesso può essere eliminato. Questo blog discuterà i sintomi e i fattori di rischio del cancro alla prostata, i metodi di screening, l'importanza dell'mRNA esosomiale e, infine, due studi che esplorano il potenziale degli mRNA esosomiali come biomarcatori non invasivi per lo screening precoce del cancro alla prostata.

Sintomi e fattori di rischio

 

Nelle fasi iniziali, potrebbero non esserci segni o sintomi a causa della natura a crescita lenta del cancro. Tuttavia, diversi sintomi possono apparire nelle fasi successive dello sviluppo del cancro. Alcuni di questi includono difficoltà a urinare, aumento dell'urgenza e della frequenza urinaria, sangue nelle urine, sangue nel seme, dolore osseo, ridotta forza del getto urinario, disfunzione erettile e perdita di peso.

Le cause del cancro alla prostata sono ancora sconosciute, simili a molti altri tumori. Tuttavia, ci sono diversi fattori di rischio noti associati alla malattia. Ad esempio, l'età (aver 50 anni o più), la storia familiare (storia di cancro alla prostata) e il peso (obesità) sono stati tutti collegati allo sviluppo del cancro alla prostata 4. Anche la razza gioca un ruolo nell'aumentare le probabilità di sviluppare il cancro. Uno studio del 2023 ha dichiarato che gli uomini di colore hanno un rischio maggiore di cancro alla prostata rispetto agli americani bianchi non ispanici. Questo potrebbe essere dovuto a fattori genetici, differenze nella dieta o stress aggiunto.5

Metodi di screening

Secondo i Centers for Disease Control (CDC), una biopsia è il modo più comune per diagnosticare il cancro alla prostata.6 Una biopsia prostatica è quando un piccolo campione di tessuto prostatico viene rimosso per ulteriori analisi. Un ago viene inserito nella prostata per raccogliere diversi campioni di tessuto sospetto. Questo metodo di diagnosi è altamente invasivo, doloroso e scomodo.

Tuttavia, prima di una biopsia prostatica, vengono eseguiti diversi test di screening preliminari. Alcuni di questi test includono un esame rettale digitale (DRE), il test del antigene prostatico specifico (PSA), un'ecografia transrettale e la risonanza magnetica (MRI). 7 Il test del sangue PSA è il metodo più comune di screening per il cancro alla prostata. Il test misura la quantità di antigene prostatico specifico (una proteina) presente nel corpo. Quando un individuo sviluppa il cancro alla prostata, ha una quantità elevata di PSA. Sebbene sia un test comune per lo screening del cancro alla prostata, il test del sangue PSA può essere inaffidabile poiché ci sono diversi altri motivi per cui un individuo potrebbe avere livelli elevati di questa proteina. Le cellule prostatiche normali producono PSA, pertanto, condizioni benigne (non cancerose) come la prostatite (prostata infiammata) e l'iperplasia prostatica benigna (BPH) (prostata ingrossata) possono aumentare i livelli di PSA nel sangue.8 Inoltre, attività come l'esercizio fisico vigoroso, l'eiaculazione o persino un incidente stradale possono anche elevare i livelli di PSA. L'inaffidabilità del test del sangue PSA e la natura invasiva di una biopsia rendono necessario un approccio più affidabile e non invasivo per la rilevazione del cancro alla prostata. Recentemente, gli mRNA esosomiali hanno suscitato un notevole interesse tra i ricercatori come potenziale biomarcatore per la rilevazione del cancro alla prostata. La raccolta di campioni per l'mRNA esosomiale è significativamente meno invasiva poiché gli esosomi possono essere trovati nei fluidi corporei. Inoltre, gli mRNA esosomiali possono fornire risultati più accurati e affidabili rispetto ai test del sangue PSA grazie alla specificità del test.

Perché l'mRNA esosomiale?

Iniziamo con cosa sono gli mRNA, gli esosomi e la funzione dell'mRNA esosomiale nella diagnosi del cancro. L'mRNA messaggero (mRNA) è un RNA a singolo filamento che aiuta nella sintesi proteica. Trascritto utilizzando un modello di DNA, gli mRNA trasportano informazioni codificanti le proteine dal nucleo di una cellula al citoplasma.9 L'analisi dell'mRNA può darci un'idea della composizione funzionale delle cellule, dell'espressione genica e di specifiche mutazioni che possono causare malattie come il cancro. D'altra parte, gli esosomi sono vescicole extracellulari (EV) che vengono secrete da tutti i tipi di cellule e possono essere trovate nella saliva, nel plasma, nelle urine e in altri fluidi corporei. Composti da un doppio strato lipidico, gli esosomi contengono acidi nucleici e proteine all'interno e sulla loro superficie che aiutano nella comunicazione cellula-cellula, nella manutenzione cellulare e nella progressione tumorale. 10 Gli esosomi trasportano informazioni da tutte le cellule, anche dalle cellule tumorali, e portano tutti i tipi di informazioni, come miRNA, mRNA, DNA, proteine e molto altro dalle cellule ospiti.

L'mRNA esosomiale circolante come biomarcatore

Uno studio del 2021 ha cercato di caratterizzare l'mRNA esosomiale circolante per esplorarne il potenziale come biomarcatori per il cancro alla prostata. Gli esosomi possono essere trovati in tutto il corpo e possono contenere informazioni diverse a seconda della loro posizione. Per dimostrare che gli mRNA esosomiali possono fornire gli stessi risultati accurati delle cellule tumorali prostatiche, i ricercatori hanno confrontato l'mRNA del tessuto con l'mRNA esosomiale circolante dal sangue tramite sequenziamento dell'RNA. Hanno scoperto che sia l'mRNA delle cellule del tessuto canceroso della prostata sia l'mRNA esosomiale circolante riflettevano le stesse informazioni. Hanno ottenuto campioni da 76 pazienti con cancro alla prostata e 84 pazienti con BPH. Dopo una serie di analisi tramite sequenziamento dell'RNA, hanno identificato 6 mRNA esosomiali circolanti sovraregolati che mostravano differenze significative nei livelli di espressione tra i pazienti con cancro alla prostata, i pazienti con BPH e il gruppo di controllo.2 Questo ha mostrato una significativa promessa che l'mRNA esosomiale circolante possa essere utilizzato come biomarcatore per la rilevazione del cancro alla prostata. Questo studio si basava su campioni di sangue poiché gli esosomi circolanti possono essere trovati nel sangue e nel plasma. Tuttavia, ciò non è ancora completamente non invasivo. Esiste un modo completamente non invasivo per rilevare il cancro alla prostata? Sì, uno studio più recente del 2024 esplora l'uso dell'mRNA esosomiale urinario per rilevare il cancro alla prostata. Di questo parleremo nella sezione successiva.

L'mRNA esosomiale urinario come potenziale biomarcatore

Jiayin Yu et. al. hanno indagato l'“uso dell'mRNA esosomiale urinario come potenziale biomarcatore per la rilevazione precoce del cancro alla prostata”. Parliamo del perché hanno scelto l'mRNA esosomiale urinario. Innanzitutto, hanno scelto l'urina a causa del conveniente processo di raccolta dei campioni non invasivo, che la rende ideale per screening di massa e rilevazione precoce. In secondo luogo, è stato analizzato l'mRNA esosomiale a causa della sua stabilità nel corpo. Grazie al doppio strato lipidico degli esosomi, le informazioni genetiche all'interno sono protette dalla degradazione da parte delle nucleasi.

Metodi e risultati

Il team di ricerca ha raccolto 40 ml di campioni di urina da 155 individui tra giugno 2016 e giugno 2019. Il team ha poi estratto l'RNA dagli esosomi urinari utilizzando il Kit di isolamento RNA da esosomi urinari di Norgen Biotek. La qualità e l'integrità dell'RNA sono state confermate prima che il team di ricerca sottoponesse l'RNA esosomiale purificato a sequenziamento di nuova generazione (NGS). Per la validazione degli obiettivi, hanno sintetizzato cDNA per eseguire la reazione a catena della polimerasi quantitativa (qPCR).11 Lo sapevi che l'uso del Kit di isolamento RNA da esosomi urinari di Norgen Biotek elimina la necessità di un processo a due fasi per isolare prima gli esosomi e poi l'RNA?

L'analisi ha rivelato: “I 10 mRNA che presentano le differenze più significative associate al cancro alla prostata sono stati selezionati come geni candidati. Questi geni includevano RAB5B, WWP1, MCF2L, HIST2H2BF, ZFY, MARK2, PASK, RBM10, NRSN2 e PCGF1”. Dopo aver condotto qPCR ed elettroforesi, 8 (RAB5B, WWP1, HIST2H2BF, ZFY, MARK2, PASK, RBM10 e NRSN2) dei 10 mRNA sono stati identificati e dimostrati superiori al PSA nel sangue come indicatore di cancro alla prostata. Lo studio ha concluso che il loro modello complessivo di mRNA esosomiale urinario è un metodo migliore per lo screening del cancro alla prostata con una sensibilità del 70-90% e una specificità del 20-40%. 11

Riepilogo

In generale, il cancro alla prostata è una delle principali cause di morte per gli uomini. Anche se ci sono diversi metodi di screening per il cancro alla prostata, come il DRE o il test del PSA nel sangue, essi sono invasivi e inaffidabili. Questo richiama la necessità di identificare un metodo non invasivo, più accurato e affidabile per lo screening del cancro alla prostata. La ricerca attuale sull'mRNA esosomiale urinario mostra risultati promettenti per la rilevazione precoce del cancro alla prostata. È necessaria ulteriore ricerca per stabilire fermamente gli mRNA esosomiali urinari come strumento per la diagnosi del cancro alla prostata. Detto ciò, qui da Norgen Biotek siamo pronti ad aiutare ad avanzare la ricerca con i nostri kit per esosomi urinari, come il Kit di isolamento RNA da esosomi urinari e Kit di purificazione e isolamento RNA da esosomi urinari.

 

Riferimenti

  1. Organizzazione Mondiale della Sanità. (n.d.).Cancri.Organizzazione Mondiale della Sanità. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/cancer
  2. Ji, J., Chen, R., Zhao, L., Xu, Y., Cao, Z., Xu, H., Chen, X., Shi, X., Zhu, Y., Lyu, J., Jiang, J., Wang, Y., Zhou, T., He, J., Wei, X., Wu, J. B., Yang, B., & Wang, F. (2021, 30 marzo).Il profilo degli mRNA esosomiali circolanti identifica nuove firme per la rilevazione del cancro alla prostata - cancro molecolare.SpringerLink. https://link.springer.com/article/10.1186/s12943-021-01349-z#Fig1
  3. Cancro alla prostata: Sintomi, cause e trattamento.Cleveland Clinic. (2024a, 14 giugno). https://my.clevelandclinic.org/health/diseases/8634-prostate-cancer
  4. Società canadese del cancro. (2020, ottobre).Rischi per il cancro alla prostata. Società canadese del cancro. https://cancer.ca/en/cancer-information/cancer-types/prostate/risks
  5. Vickers, A. J., Mahal, B., & Ogunwobi, O. O. (2023, gennaio).Il razzismo non causa il cancro alla prostata, ...Pubblicazioni ASCO. https://ascopubs.org/doi/10.1200/JCO.22.02203
  6. Centers for Disease Control and Prevention. (2024c, agosto). Diagnosi del cancro alla prostata.Centers for Disease Control and Prevention. https://www.cdc.gov/prostate-cancer/diagnosis/index.html
  7. Mayo Foundation for Medical Education and Research. (2023, 27 aprile). Biopsia prostatica. Mayo Clinic. https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/prostate-biopsy/about/pac-20384734
  8. Test dell'antigene specifico della prostata (PSA).NCI. (2022). https://www.cancer.gov/types/prostate/psa-fact-sheet
  9. Shen, S. (n.d.).RNA messaggero (mRNA).Genome.gov. https://www.genome.gov/genetics-glossary/messenger-rna
  10. Doyle, L. M., & Wang, M. Z. (2019, 15 luglio).Panoramica delle vescicole extracellulari, la loro origine, composizione, scopo e metodi per l'isolamento e l'analisi degli esosomi.U.S. National Library of Medicine. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6678302/#sec1dot2dot3-cells-08-00727
  11. Yu, J., Yu, C., Jiang, K., Yang, G., Yang, S., Tan, S., Li, T., Liang, H., He, Q., Wei, F., Li, Y., Cheng, J., & Wang, F. (2024, 1 agosto). Svelare il potenziale: Gli mRNA esosomiali urinari come biomarcatori non invasivi per la diagnosi precoce del cancro alla prostata - BMC urologia.SpringerLink.https://link.springer.com/article/10.1186/s12894-024-01540-6#ref-CR10
  12. Jia, Y., Chen, Y., Wang, Q., Jayasinghe, U., Luo, X., Wei, Q., Wang, J., Xiong, H., Chen, C., Xu, B., Hu, W., Wang, L., Zhao, W., & Zhou, J. (2017, 20 giugno).Esosoma: Biomarker emergente nel cancro al seno.U.S. National Library of Medicine.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5522217/
  13. Li, Y., Zheng, Q., Bao, C., Li, S., Guo, W., Zhao, J., Chen, D., Gu, J., He, X., & Huang, S. (2015, 3 luglio).RNA circolare è arricchito e stabile negli esosomi: Un promettente biomarcatore per la diagnosi del cancro.Nature News.https://www.nature.com/articles/cr201582
  14. World Cancer Research Fund International. (2024, 26 giugno).Statistiche sul cancro alla prostata: World Cancer Research Fund International.WCRF International. https://www.wcrf.org/cancer-trends/prostate-cancer-statistics/