Μελέτη των ρυθμιστικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ IncRNA και μεταγραφικών παραγόντων στον καρκίνο

Ο γαστρικός καρκίνος (GC) αποτελεί μία από τις πλέον θανατηφόρες κακοήθειες παγκοσμίως, με τη δυσμενή του πρόγνωση να αποδίδεται κυρίως στην καθυστερημένη διάγνωση και στον έντονα μεταστατικό χαρακτήρα της νόσου σε προχωρημένα στάδια. Στο πλαίσιο της αναζήτησης νέων βιοδεικτών, ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι μεταγραφικοί παράγοντες διατήρησης κυτταρικής γενεαλογίας (Lineage Survival Transcription Factors, LS-TFs), οι οποίοι ρυθμίζουν τις κυτταρικές ταυτότητες κατά τη μορφογένεση του γαστρεντερικού συστήματος. Στον γαστρικό καρκίνο, LS-TFs όπως οι GATA4 και GATA6 απαντώνται σε πολλαπλά αντίγραφα στο καρκινικό γονιδίωμα και συμμετέχουν σε ογκογόνα μεταγραφικά δίκτυα. Ωστόσο, λόγω της εκτεταμένης φυσιολογικής τους δράσης σε πολλούς ιστούς, δεν μπορούν να αξιοποιηθούν διαγνωστικά/θεραπευτικά, και το ενδιαφέρον στρέφεται στη μελέτη των γονιδίων-στόχων τους. Στην παρούσα μελέτη χαρτογραφήθηκε η GATA-εξαρτώμενη μεταγραφική ρύθμιση σε κύτταρα γαστρικού καρκίνου, μέσω συστημάτων επαγόμενης RNAi σίγησης σε συνδυασμό με μεταγραφωμικές αναλύσεις RNA-seq, οι οποίες ανέδειξαν τον ογκογόνο ρόλο των GATA4/6. Παράλληλα, με ανάλυση δεδομένων ανοσοκατακρήμνισης χρωματίνης (ChIP-seq), αποτυπώθηκε το καρκινοειδικό ρυθμιστικό τους δυναμικό. Η συνδυαστική πειραματική και υπολογιστική προσέγγιση κατέδειξε ότι οι GATA παράγοντες ρυθμίζουν την έκφραση πλήθους κωδικοποιητικών και μη κωδικοποιητικών RNAs, τα οποία μεσολαβούν σε βασικές ογκοεπαγωγικές διεργασίες, όπως ο κυτταρικός κύκλος, η απόπτωση, η φερρόπτωση και η απόκριση στο οξειδωτικό στρες. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στα μακρά μη κωδικοποιητικά RNAs (lncRNAs), τα οποία εμφανίζουν υψηλή ιστοειδική και καρκινοειδική λειτουργία και μπορούν να αξιοποιηθούν ως δυνητικοί βιοδείκτες. Ένα από τα GATA-ρυθμιζόμενα lncRNAs, το οποίο ονομάστηκε RECUR1, μελετήθηκε σε κύτταρα γαστρικού καρκίνου μέσω συνδυασμού μεταγραφωμικών και πειραματικών προσεγγίσεων. Για τον λειτουργικό χαρακτηρισμό του RECUR1 αξιοποιήθηκαν συστήματα επαγόμενης RNAi σίγησης, CRISPR καταστολής και υπερέκφρασης, καθώς και ενδογενούς γονιδιωματικής τροποποίησης (CRISPR nickase), επιτρέποντας τη διακριτή μελέτη τόσο του μεταγράφου RECUR1 όσο και του υποκινητή του ως cis-ρυθμιστικού στοιχείου. Τα αποτελέσματα αυτά ανέδειξαν τον ογκογόνο ρόλο του RECUR1, το οποίο τελεί υπό κατασταλτικό έλεγχο από τους μεταγραφικούς παράγοντες GATA και εμπλέκεται στη ρύθμιση αποπτωτικών διεργασιών. Παράλληλα, καταδείχθηκε ότι ο RECUR1 υποκινητής ασκεί cis-ρυθμιστική δράση στην έκφραση του γειτονικού γονιδίου CPR, ενώ η στοχευμένη τροποποίησή του οδηγεί σε ισχυρό ογκοεπαγωγικό φαινότυπο. Η περαιτέρω διερεύνηση του RECUR1 υποκινητή αποκάλυψε την παρουσία ενός λειτουργικά σημαντικού SNP, του οποίου το εναλλακτικό αλληλόμορφο συσχετίζεται με αυξημένη επιθετικότητα, υπογραμμίζοντας τη δυνητική κλινική του σημασία. Τέλος, στο πλαίσιο μιας ευρύτερης ομικής προσέγγισης για την αναζήτηση αντικαρκινικών στρατηγικών, μελετήθηκε η δράση εκχυλίσματος του θαλάσσιου μακροφύκους Hypnea musciformis σε καρκινικά κύτταρα ήπατος και εντέρου μέσω μεταγραφωμικής και πρωτεωμικής ανάλυσης. Το εκχύλισμα ενεργοποίησε απόκριση διαμεσολαβούμενη από το p53 σε καρκινικά κύτταρα ήπατος, ενώ στα κύτταρα παχέος εντέρου παρατηρήθηκαν κυρίως μεταβολικές μεταβολές, αναδεικνύοντας τη διαφοροποιημένη αντικαρκινική του δράση. Συνολικά, η παρούσα μελέτη προσφέρει μια ολοκληρωμένη και πολυεπίπεδη προσέγγιση στη μελέτη νεοπλασιών γαστρεντερικής προέλευσης, αναδεικνύοντας τόσο καρκινοειδικούς lncRNA στόχους με διαγνωστικό/προγνωστικό δυναμικό, όσο και εναλλακτικές στρατηγικές χημειοπροφύλαξης.