Biogenesi dei miRNA, meccanismi di silenziamento e ruolo nei tumori del seno, dell'ovaio e della prostata

I micro-RNA (miRNA) sono piccole molecole di RNA non codificanti e molto conservate che hanno un ruolo nel destino dell’RNA messaggero: intervengono degradando specifici mRNA target o bloccandone la traduzione (sia prima che dopo l’inizio) mediante processi diversi. L’insieme di questi meccanismi prende il nome di “silenziamento genico mediato da miRNA” ed è sempre attuato da un complesso indicato come miRISC e formato dall’associazione di miRNA duplex con proteine Argonaute (quattro nell’uomo). Ciascun miRNA presenta una sequenza “seed” (nucleotidi dal 2 all’8) in grado di appaiarsi con la regione 3’-UTR dell’mRNA target; questa sequenza rappresenta solo una parte della molecola ed è sede anche di appaiamenti non canonici, rendendo ogni miRNA capace di legare potenzialmente molti mRNA differenti. Grazie a queste loro caratteristiche i miRNA sono coinvolti in numerosissimi meccanismi biologici, tra cui la carcinogenesi. Studi recenti, infatti, hanno evidenziato che più della metà di tutti i geni umani per i miRNA si trova in regioni cromosomiche fragili associate al cancro e che alterazioni nella loro espressione, dovute a polimorfismi a singolo nucleotide, cambiamenti epigenetici, ma anche a difetti nell’apparato biosintetico ed altri fattori, sono coinvolte nella patogenesi e progressione di molti tumori, così come nella formazione di metastasi e nella resistenza ai trattamenti. Nello specifico, una regolazione negativa dell’espressione di miRNA con funzione di soppressione del tumore può portare ad un aumento nella traduzione di oncogeni, mentre una sovraespressione di miRNA con funzione oncogena può causare il silenziamento di geni oncosoppressori, come dimostrano gli studi riportati nella presentazione, effettuati su carcinoma ovarico, tumore al seno e cancro alla prostata. Le tecniche analitiche attualmente in uso prevedono generalmente un’estrazione dei miRNA che può essere effettuata su campioni differenti (cellule tumorali in coltura, tumori freschi o conservati e liquido cerebrospinale), per poi proseguire con la loro quantificazione, generando infine dei profili, ottenuti confrontando i livelli di espressione dei miRNA delle cellule in esame con quelli di tessuti normali (di controllo) mediante tecniche diverse: Real-time PCR, Microarray, Northern blot, ISH (In Situ Hybridization) e RNA-sequencing. Alcuni miRNA, come i cinque appartenenti alla famiglia dei miR-200, sono coinvolti in numerosissime neoplasie, ma esistono anche miRNA specifici per ogni tipologia di cancro, che evidenziano l’importanza sempre maggiore di queste molecole come biomarkers per la diagnosi e il controllo dell’evoluzione della patologia, ma anche come possibile strumento terapeutico. Diversi studi dimostrano anche un loro utilizzo nella distinzione tra tumori benigni e maligni, nei quali stessi miRNA mostrano pattern di espressione molto differenti. In conclusione, numerose tecniche sono attualmente in uso per determinare la presenza dei miRNA in specifici tipi cellulari, tessuti e fluidi corporei, ma prima che possa essere intrapresa una terapia per il cancro basata su questi RNA ci sono molti aspetti ancora da approfondire sui loro meccanismi d’azione: inoculando un miRNA con lo scopo di agire sull’espressione di un gene specifico, infatti, potremmo scatenare una serie di effetti indesiderati dati dall’azione della molecola su altri pattern di espressione.