Mekanisme genetik baru mungkin memberikan target terapi terhadap glioma

Penelitian dari laboratorium Shi-Yuan Cheng, PhD, profesor di Divisi Neuro-Onkologi Ken dan Ruth Davey di Departemen Neurologi, telah mengidentifikasi mekanisme baru yang mendasari peristiwa penyambungan RNA alternatif dalam sel tumor glioma yang dapat berfungsi sebagai target terapi baru. Hasil penelitian ini dipublikasikan dalam Journal of Clinical Investigation.

"Kami menemukan cara berbeda untuk mengobati glioma melalui lensa penyambungan alternatif dan menemukan target baru yang sebelumnya tidak teridentifikasi tetapi penting untuk keganasan glioma," kata Xiao Song, MD, PhD, profesor madya neurologi dan penulis utama penelitian ini.

Glioma adalah jenis tumor otak primer yang paling umum pada orang dewasa dan berasal dari sel glia, yang ditemukan di sistem saraf pusat dan mendukung neuron di dekatnya. Glioma sangat resistan terhadap pengobatan standar, termasuk radiasi dan kemoterapi, karena heterogenitas genetik dan epigenetik tumor, yang menyoroti perlunya menemukan target terapi baru.

Penelitian sebelumnya oleh lab Cheng, yang dipublikasikan dalam Penelitian Kanker, menunjukkan bahwa faktor penyambungan penting SRSF3 meningkat secara signifikan pada glioma dibandingkan dengan otak normal, dan penyambungan RNA yang diatur oleh SRSF3 mendorong pertumbuhan dan perkembangan glioma dengan memengaruhi berbagai proses seluler dalam sel tumor.

Penyambungan RNA adalah proses yang melibatkan penghilangan intron (daerah non-pengkodean RNA) dan penggabungan ekson (daerah pengkode) untuk membentuk molekul mRNA matang yang mendukung ekspresi gen dalam sel.

Dalam penelitian saat ini, para ilmuwan berupaya mengidentifikasi perubahan dalam penyambungan alternatif pada sel tumor glioma, mekanisme yang mendasari perubahan ini, dan menentukan potensinya sebagai target terapi.

Dengan menggunakan metode komputasi dan teknologi sekuensing RNA, para peneliti memeriksa perubahan penyambungan pada sel tumor glioma dari sampel pasien. Untuk mengonfirmasi perubahan ini, mereka menggunakan teknologi penyuntingan gen CRISPR untuk memperkenalkan berbagai mutasi penggerak glioma ke dalam model glioma yang berasal dari sel induk pluripoten terinduksi (iPSC) manusia.

Mereka menemukan bahwa perubahan penyambungan ini ditingkatkan oleh varian reseptor faktor pertumbuhan epidermal III (EGFRIII), yang diketahui diekspresikan secara berlebihan pada banyak tumor, termasuk glioma, dan dihambat oleh mutasi pada gen IDH1.

Para peneliti mengonfirmasi fungsi dua peristiwa penyambungan RNA yang menciptakan isoform protein berbeda dengan urutan asam amino berbeda.

"Hanya satu dari isoform ini yang dapat meningkatkan pertumbuhan tumor, berbeda dengan isoform lainnya, yang biasanya diekspresikan di otak normal. Tumor menggunakan mekanisme ini untuk mengekspresikan isoform pendorong tumor secara selektif daripada isoform otak normal," kata Song.

Tim selanjutnya menganalisis protein pengikat RNA hulu dan menemukan bahwa gen PTBP1 mengatur penyambungan RNA yang mendorong tumor pada sel glioma. Dengan menggunakan model tikus glioma yang mengalami defisiensi imun ortotopik, para peneliti menargetkan PTBP1 dengan terapi antisense oligonucleotide (ASO), yang pada akhirnya menekan pertumbuhan tumor.

"Data kami menyoroti peran penyambungan RNA alternatif dalam mempengaruhi keganasan dan heterogenitas glioma serta potensinya sebagai kerentanan terapeutik untuk pengobatan glioma dewasa," tulis penulis penelitian.

Para peneliti selanjutnya berencana mengeksplorasi potensi penargetan PTBP1 untuk menginduksi respons imun antitumor, kata Song.

"Dengan menggunakan analisis RNA-seq yang telah dibaca lama, kami menemukan bahwa menargetkan PTBP1 pada sel glioma menghasilkan produksi banyak transkrip yang disambung secara alternatif yang tidak terdapat pada jaringan normal. Oleh karena itu, proyek kami berikutnya adalah mencari tahu apakah isoform ini dapat menghasilkan beberapa antigen." sehingga sistem kekebalan tubuh dapat mengenali tumor dengan lebih baik,” kata Song.

Song juga menambahkan bahwa timnya tertarik untuk menganalisis perubahan penyambungan sel non-tumor dari pasien glioma, seperti sel kekebalan.

"Kita telah mengetahui bahwa penyambungan sangat penting untuk mengatur fungsi dalam suatu sel, sehingga tidak hanya mengatur keganasan tumor, tetapi juga dapat mengatur fungsi sel kekebalan untuk menentukan apakah mereka dapat membunuh kanker secara efektif. Jadi kita juga melakukan beberapa analisis bioinformatika pada sel imun yang diinfiltrasi tumor untuk mengetahui apakah terjadi perubahan penyambungan setelah sel imun menginfiltrasi tumor.

“Tujuan kami adalah untuk menentukan peran penyambungan alternatif dalam membentuk lingkungan mikro tumor yang menekan kekebalan dan mengidentifikasi target potensial untuk meningkatkan efektivitas imunoterapi pada glioma,” kata Song.