Des recherches révolutionnaires révèlent le rôle des miARN dans la propagation du cancer tout en proposant des outils de diagnostic et des thérapies innovants, notamment des solutions contre la résistance à la chimiothérapie.
Étude: Interaction miARN : mécanismes et interventions thérapeutiques dans le cancer. Crédit d’image : Shutterstock AI/Shutterstock.com
Une revue récente publiée dans la revue MedComm Oncologie décrit comment les microARN (miARN) interagissent pour provoquer le cancer et leur rôle potentiel dans le diagnostic et le traitement de cette maladie.
Sommaire
Que sont les miARN ?
Le premier miARN a été découvert en 1993 Caenorhabditis elegansun modèle animal couramment utilisé, et a depuis été détecté chez les plantes et les animaux.
Après leur synthèse en tant que miARN primaires, les miARN subissent un traitement pour devenir des miARN fonctionnels matures. Les miARN fonctionnels se trouvent à la fois dans les ARN non codants d’intron et d’exon (ARNnc) et dans les introns des pré-ARN.
L'activité principale des miARN est d'empêcher la traduction de l'ARN messager (ARNm) soit en décomposant l'ARNm, soit en se liant à la région non traduite 3' (3' UTR) d'une molécule d'ARN cible pour réprimer l'expression de gènes codant pour des protéines. En fait, les miARN régulent de manière post-transcriptionnelle plus de 60 % des gènes humains codant pour des protéines et modulent tous les aspects du cycle cellulaire, de la croissance à la différenciation et à l'apoptose.
Le rôle des miARN dans le développement du cancer
La dérégulation des miARN peut conduire au cancer, car ces molécules régulent des gènes spécifiques impliqués dans la prolifération cellulaire, l'apoptose, la migration et l'invasion.
De nombreux miARN quittent la cellule via des exosomes, des transporteurs tels que les protéines argonautes (AGO) et plusieurs autres voies pour atteindre les cellules cibles et empêcher la répression de l'ARNm. De plus, les miARN interagissent entre eux, facilitent la communication intercellulaire et agissent sur les cellules immunitaires. Ces interactions participent activement à la création du microenvironnement tumoral qui favorise le développement de la tumeur, ainsi que l'évasion immunitaire, l'invasion et les métastases.
Les interactions entre miARN sont actuellement explorées grâce au séquençage d’ARN à haut débit (RNA-Seq), tel que PANDORA-seq et Nanopore MinION RNA-Seq. Les technologies d’imagerie, notamment l’imagerie d’une seule molécule et la cryomicroscopie électronique, peuvent également fournir des informations importantes sur les interactions dynamiques entre les miARN.
Avancées dans les techniques de détection des miARN
Les avantages notables des miARN en tant que biomarqueurs incluent leur stabilité, leur présence dans les fluides corporels, la possibilité d'une biopsie liquide et leur spécificité. Le test de réaction en chaîne par polymérase quantitative par transcription inverse (qRT-PCR) est principalement utilisé pour détecter les miARN exosomal ; cependant, l'ARN-Seq, la microfluidique et le séquençage de nouvelle génération (NGS) peuvent également être utilisés à des fins de diagnostic des miARN.
La bioinformatique identifie les miARN ciblables à partir d'études d'expression génique à grande échelle. Les technologies d'édition génétique telles que CRISPR/Cas9 peuvent également être utilisées pour valider et autoriser les éléments sensibles aux miARN (MRE) et améliorer la spécificité de la détection des miARN pour les tests au point d'intervention (POCT).
D’autres techniques d’amplification, en plus de la qRT-PCR, peuvent augmenter la sensibilité de détection à température constante. La détection de miARN basée sur les nanoparticules est un autre domaine prometteur.
La bioinformatique peut être couplée à des techniques informatiques pour prédire le fonctionnement de certains miARN. La combinaison de ces données informatiques avec des informations expérimentales peut améliorer la précision de la prédiction des interactions miARN tout en révélant des associations inconnues entre les molécules régulatrices et cibles.
Les miARN comme outil thérapeutique dans le traitement du cancer
Actuellement, les chercheurs étudient l’efficacité des nanoparticules de miARN et des lymphocytes T du récepteur d’antigène chimérique (CAR) en tant que véhicules de miARN pour un traitement ciblé. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer comment et pourquoi les miARN changent dans différentes situations.
De plus, les miARN sont impliqués dans les réponses d’immunothérapie, car ils agissent directement sur les cellules cancéreuses, régulent les molécules de point de contrôle immunitaire, améliorent la réponse à d’autres agents immunothérapeutiques et optimisent les réponses immunologiques grâce à leurs effets sur les cellules immunitaires et les récepteurs.
La présence de miARN dans le microenvironnement tumoral indique leur potentiel pour l’immunothérapie synergique, car ils pourraient améliorer l’efficacité de ces traitements tout en empêchant le rejet immunologique. Néanmoins, des études supplémentaires sont nécessaires pour faire progresser ces applications à des fins cliniques.
Les systèmes d'administration plus récents comme la nanotechnologie offrent de nouvelles applications, notamment des outils diagnostiques et thérapeutiques comme les biocapteurs et les médicaments à base de nanoparticules miARN. La nanotechnologie améliore la biodisponibilité, la spécificité et l’efficacité des miARN.
Actuellement, plusieurs médicaments miARN font l’objet d’essais précliniques et cliniques précoces, notamment des mimiques et des inhibiteurs.
Surmonter la résistance à la chimiothérapie grâce aux miARN
Une résistance acquise aux médicaments peut apparaître dans des populations tumorales auparavant sensibles, ce qui conduit finalement à l'échec de la chimiothérapie et à la récidive de la tumeur. La résistance à la chimiothérapie a un impact négatif significatif sur le pronostic et la survie des patients atteints de cancer, car elle représente plus de 90 % de la mortalité des patients atteints de cancer.
La résistance à la chimiothérapie au sein des cellules cancéreuses a été attribuée à divers processus génétiques, épigénétiques, transcriptomiques et protéomiques. Par exemple, les miARN anormaux peuvent exacerber la progression du cancer en interférant avec la méthylation épigénétique, la dérégulation des facteurs de transcription et la biogenèse altérée des miARN.
À l’inverse, les miARN peuvent être utilisés pour prédire et vaincre la résistance aux médicaments contre la chimiothérapie anticancéreuse. Par exemple, l’expression de miR-21 a été corrélée à la fois au caractère invasif du cancer du sein et à sa résistance à la chimiothérapie.
Conclusions
Une compréhension plus approfondie des mécanismes des miARN dans le cancer est cruciale pour développer de nouveaux outils de diagnostic et stratégies thérapeutiques.»
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour étendre les applications des miARN dans le diagnostic et le traitement du cancer. Cela impliquera probablement d’améliorer la sensibilité et la spécificité de la détection ainsi que la stabilité et la spécificité du ciblage thérapeutique. Ces progrès soutiendront l’inévitable adaptation des miARN dans les stratégies de médecine de précision contre le cancer.
