Východiska: Za poslední desetiletí přibyly stovky studií, jež souhlasně prokázaly, že krátké nekódující RNA jsou slibnými diagnostickými, prognostickými a prediktivními biomarkery nádorových onemocnění. Významnou podskupinu těchto molekul představují RNA interagující s PIWI proteiny, označované jako piRNA. Tyto krátké RNA se podílejí na regulaci genové exprese na transkripční nebo post-transkripční úrovni, jejich hlavní úlohou je však epigenetické umlčování transpozibilních elementů LINE a SINE, čímž významně přispívají k udržení genomové stability. Dále se účastní důležitých buněčných procesů, jakými jsou gametogeneze, segregace chromozomů či sebeobnova kmenových buněk. Přestože byly piRNA poprvé detekovány v zárodečných buňkách, bylo zjištěno, že se vyskytují ve vysokých hladinách také v jiných lidských tkáních, přičemž jejich exprese vykazuje tkáňovou specificitu. První studie rovněž prokázaly změněný expresní profil piRNA u pacientů s nádorovými onemocněními. Funkce těchto molekul v procesu kancerogeneze však zatím zůstávají neobjasněné. Do popředí zájmu se v poslední době též dostávají volné cirkulující piRNA v tělních tekutinách, které nabízejí široké využití pro včasný záchyt nádorových onemocnění, predikci léčebné odpovědi či stanovení prognózy pacientů. Cíl: Tento přehledový článek jako první v českém jazyce shrnuje dosavadní poznatky o biogenezi piRNA, o jejich strategii při umlčování transpozibilních elementů a dalších genů. Poskytuje rovněž ucelený přehled o piRNA s deregulovanou expresí u lidských nádorových onemocnění a klade důraz na jejich potenciální diagnostické a terapeutické využití.

Background: In the past few years, a number of studies have suggested that small non-coding RNAs could be promising diagnostic, prognostic and predictive biomarkers in oncology. Recently, small RNAs interacting with PIWI proteins (piRNAs) have been described. These small RNAs regulate gene expression at transcriptional and post-transcriptional levels; however, they appear to be specifically involved in silencing the transposable elements LINE and SINE and are thus considered to contribute to genomic stability. Furthermore, piRNAs participate also in other important biological processes, such as gametogenesis, chromosome segregation, and stem cell self-renewal. Although their expression was first noted in germ line cells, they are now known to be present in all tissue types and their expression is highly tissue-specific. In addition, piRNA expression is dysregulated in tumor tissues. Nevertheless, the exact function of these molecules in cancerogenesis is not known. Recently, free circulating piRNAs were reported to be stably present in body fluids, suggesting that they could serve as promising noninvasive biomarkers to enable early diagnosis, therapy response prediction, and accurate prognosis prediction of cancer patients. Aim: The aim of this review is to summarize current knowledge about piRNA biogenesis and their functions in the regulation of gene expression and transposons silencing. In addition, the review focuses on piRNAs that show dysregulated expression in different types of cancers and that could serve as potential diagnostic biomarkers and/or therapeutic targets.

CEITEC Středoevropský technologický institut MU Brno

Involvement of PIWI-interacting RNAs in cancerogenesis via the regulation of gene expression

Citace poskytuje Crossref.org