MiRNAs em circulação

Os microRNAs são uma classe de pequenas moléculas de RNA não codificantes com um comprimento de 18 a 25 nucleotídeos que estão ativamente envolvidas na regulação da expressão gênica. A ação dos miRNAs é muito diversa e está intimamente relacionada a muitos processos que ocorrem no corpo. Incluindo a manutenção da estabilidade do genoma, respostas imunes, diferenciação, proliferação, apoptose das células, tanto normais quanto para diversas patologias. E a última circunstância os torna atraentes para pesquisadores e médicos em duas direções ao mesmo tempo: como alvo terapêutico e potencial biomarcador para o diagnóstico de quase todas as doenças relacionadas à idade (e não apenas).

O primeiro microRNA, chamado lin-4, foi descoberto há um quarto de século por cientistas da Universidade de Harvard usando o nemátodo C. elegance [1]. Os cientistas descobriram que o gene lin-4 não codifica uma proteína, mas dois pequenos RNAs - um precursor de 61 nucleotídeos de comprimento e o próprio microRNA, de 22 nucleotídeos, que suprimem a expressão do nematóide lin-14, impedindo-o de se desenvolver normalmente. Por um longo tempo, acreditava-se que o miRNA é um exótico evolutivo, uma propriedade do genoma do nematoide, até sete anos depois, em 2000, a segunda molécula de miRNA, let-7, foi descoberta [2]. Ela suprimiu a expressão de vários genes de uma só vez e foi descrita em vários organismos vivos, incluindo humanos. E depois disso, a “barragem quebrou” - as descobertas do miRNA começaram a seguir uma após a outra.

Hoje, sabe-se que cada miRNA pode controlar muitos (até várias centenas) genes, enquanto um gene específico pode ser alvo de vários miRNAs. Como esta pequena molécula funciona? Os miRNAs silenciam um gene de várias maneiras. Primeiro, eles inibem a expressão gênica interagindo com o RNA mensageiro (mRNA). Os miRNAs se ligam ao mRNA, que bloqueia o processo de tradução (ou seja, síntese de proteínas) e a degradação do mRNA. A segunda variante do desligamento gênico é a transcrição, quando os miRNAs no complexo da poliproteína causam modificações epiginéticas do genoma - metilação do DNA e desacetilação e metilação da histona.

Além disso, outra variante da supressão da síntese de proteínas microRNA por sua interação com proteínas repressoras que bloqueiam a tradução foi descrita [3]. Mas, ao mesmo tempo, verificou-se que em alguns casos, ou seja, quando o ciclo celular parou, os microRNAs não podem reprimir, mas ativam o processo de tradução. Esse fenômeno foi descrito em 2007 na revista Science [4]. Mas esse fenômeno é tão raro e não é característico que, na maioria dos artigos científicos, nem é mencionado.

Cerca de 10 anos atrás, foi descrito pela primeira vez que os miRNAs secretados por um tipo de célula podem ser transferidos para outros tipos de células. Esse foi o motivo para sugerir que, além do microRNA celular, o extracelular, o chamado, também está presente no corpo. miRNA circulante (miRNA circulante, c-miPHK), que foi encontrado no plasma sanguíneo e em outros fluidos biológicos. Como sugerido hoje, o aparecimento de c-miRNA no sangue pode ser o resultado da secreção por suas células e da morte das próprias células durante apoptose e necrose.

Logo ficou claro que os microRNAs são resistentes a ribonucleases endógenas (destruidores de RNA) e têm alta estabilidade no soro e no plasma. E seu número pode ser medido com alta sensibilidade e especificidade de várias maneiras, sendo as mais comuns a PCR em tempo real e a hibridação com sondas fluorescentes. E isso nos permitiu analisar efetivamente os níveis de microRNAs circulantes, isolando-os de fluidos biológicos, e usá-los como um biomarcador para várias patologias.

Para diagnosticar quais patologias, a análise de microRNA pode ser usada? Antes de tudo, essas são as principais doenças relacionadas à idade - cardiovascular, neurodegenerativa e oncológica. Assim, numerosos estudos mostraram uma estreita relação entre os níveis de miRNA e doenças cardiovasculares (DCV) - os miRNAs desempenham um papel importante no desenvolvimento e na patogênese das DCV. O que torna possível usá-los como um marcador de diagnóstico nos estágios iniciais. Hoje, vários miRNAs adequados para esse fim já são conhecidos.

Em 2009, um dos primeiros estudos mostrou que o miRNA-208 é produzido especificamente em células cardíacas e sua concentração plasmática é um indicador preciso de dano miocárdico [5]. Mais tarde, os cientistas foram capazes de identificar mais dois miRNAs, miR-423-5p e miRNA-499, que mostraram boa eficácia no diagnóstico de insuficiência cardíaca e infarto agudo do miocárdio [6,7].

Durante um período de 10 anos, durante um grande estudo no âmbito do Nord-Trøndelag Health Study, vários miRNAs circulantes foram detectados por cientistas noruegueses (miR-106a-5p, miR-424-5p, let-7g-5p, miR-144-3p e miR-660-5p,), cujos níveis podem prever infarto agudo do miocárdio futuro em pessoas ainda saudáveis ​​[8]. Além disso, o mesmo trabalho mostrou que homens e mulheres têm seus próprios miRNAs específicos (miR-424-5p e miR-26a-5p, respectivamente) associados ao risco de infarto do miocárdio.

Uma revisão sistemática detalhada dos microRNAs atualmente conhecidos, potenciais biomarcadores de doenças cardiovasculares, foi feita em 2018 por cardiologistas russos [9].

Verificou-se também que, além do infarto do miocárdio e da insuficiência cardíaca, a análise dos miRNAs circulantes no sangue pode ajudar no diagnóstico precoce do AVC, bem como prever o resultado prognóstico nos pacientes. O que é especialmente importante para o AVC hemorrágico conhecido pelas graves consequências, para o qual, segundo os médicos, além dos microRNAs, hoje não existem biomarcadores estabelecidos para o exame de sangue atual para o diagnóstico de AVC [10]

Em 2018, uma grande revisão sistemática foi publicada, que incluiu oito estudos, incluindo 572 pacientes e 431 participantes saudáveis ​​no grupo controle. De acordo com essa revisão, hoje são conhecidos pelo menos 22 miRNAs, cuja expressão diferencial foi registrada no período mais antigo após o acidente vascular cerebral isquêmico agudo [11].

Mas talvez os miRNAs mais eficazes tenham se estabelecido como biomarcadores no diagnóstico precoce do câncer. Assim, em 2014-17, foram realizados vários estudos em larga escala, revisões sistemáticas e metanálises que mostraram que os perfis de expressão de miRNAs circulantes, especialmente usando uma combinação deles, são de grande valor diagnóstico potencial para detecção precisa e precoce de um tumor de mama [12,13, 14]

Outros estudos também encontraram numerosos miRNAs circulantes específicos para outros tipos de oncologia, que podem ajudar a detectar a doença com mais eficiência nos estágios iniciais [15,16]. Em geral, a análise do miRNA pode ser usada para diagnosticar quase todos os tipos dessa patologia.

Mas isso não é tudo. Verificou-se que os miRNAs também podem ser efetivamente utilizados no diagnóstico das principais patologias neurodegenerativas relacionadas à idade, cujo progresso no tratamento é atualmente mal observado.

Assim, em 2015, foi realizada uma metanálise de 8 estudos, nos quais 459 pacientes com neurodegeneração e 340 pessoas saudáveis ​​no grupo controle participaram do estudo dos parâmetros diagnósticos dos miRNAs circulantes. Uma metanálise confirmou que os miRNAs podem ser biomarcadores em potencial no diagnóstico clínico de doenças neurodegenerativas, e sua precisão diagnóstica será melhor usando a análise de vários miRNAs [17].

Em 2018, foi publicado um estudo de neurologistas americanos que examinou os níveis de miRNAs específicos no líquido cefalorraquidiano de pessoas portadoras de mutações genéticas associadas à doença de Huntington. Como resultado, eles foram capazes de detectar 6 microRNAs (miR-520f-3p, miR-135b-3p, miR-4317, miR-3928-5p, miR-8082, miR-140-5p), cujos níveis começaram a mostrar crescimento 20 anos antes o início esperado dos primeiros sintomas da doença. O que, segundo os cientistas, aumenta as chances de tornar o tratamento eficaz e retardar o aparecimento da doença [18].

Em outros estudos, microRNAs específicos foram encontrados (miR-455-3p, miR-501-3p, miR-26a-5p, miR-181c-3p, miR-126-5p, miR-22-3p, miR-148b-5p, miR-106b-3p, miR-6119-5p, miR-1246, miR-660-5p)), permitindo diagnosticar com mais precisão e precocidade outra neuropatologia grave - a doença de Alzheimer [19,20,21].

Estudos também mostraram que os miRNAs têm potencial para serem utilizados não apenas no diagnóstico, mas também como alvos terapêuticos no tratamento de doenças [22, 23]. E isso não é surpreendente. De acordo com estimativas modernas, a expressão de cerca de 60% dos genes humanos está diretamente relacionada à ação dos miRNAs, e as funções da maioria deles ainda não são claras [24].

Os microRNAs mostraram ser biomarcadores muito sensíveis, o que possibilita identificar a doença nas abordagens mais distantes, quando ainda não são visíveis sintomas e alterações patológicas. O que os torna uma ferramenta única na luta pela longevidade saudável. E embora a definição de "matéria escura da biologia" ainda possa ser encontrada com relação aos miRNAs, o que já é conhecido agora mostra grandes perspectivas para o estudo dessas pequenas moléculas.

O autor da resenha: Alexey Rzheshevsky.