Identifisering av markører i blod for tidlig diagnose av myelomatose

Identifisering av markører for tidlig diagnose av myelomatose Myelomatose (benmargskreft) er en kreftform kjennetegnet av ukontrollert vekst i en bestemt gruppe av beinmargens celler, såkalte plasmaceller. Plasmaceller er B-lymfocytter spesialisert for produksjon av immunglobuliner. Karakteristisk for myelomatose er opphopning av monoklonale plasmaceller i benmargen, som produserer monoklonalt gammaglobulin. Exosomer er små nanovesikler som produseres av mange ulike typer celler (også maligne plasmaceller) og som inneholder både kodende og regulerende nukleinsyrer som mRNA og korte regulatoriske RNA (miRNA). Disse vesiklene sekreteres ekstracellulært og sirkulerer fritt i serum. MikroRNAs (miRNAs) er en klasse små ikke-kodende RNA som regulerer genuttrykket på postranskripsjonelt nivå. MiRNA spiller en viktig regulatorisk rolle i mange cellulære funksjoner og er dysregylert i mange cancertyper. Vi ønsker å spore endringer fra før sykdom via pre-malign (MGUS) tilstand til benmargskreft (myelomatose). For å gjøre dette ville vi analysere små ikke-kodene RNA (miRNA) i serum fra ulike sykdomsstadier for å kunne speile endringer som skjer fra pre-malign til malign tilstand. Dette muliggjør økt innblikk i, og forståelse av tidlig fase patogenese av myelomatose samt åpner muligheten for å identifisere diagnostiske markører. Vi undersøkte derfor miRNA-profilen fra blodgiverprøver hentet fra Janus-biobanken (Kreftregisteret) samt en alders og kjønns-matchet kontrollgruppe fra blodgivere som ikke har utviklet myelomatose eller annen kreft, som en viktig referansegruppe (også fra Janus-biobanken). Vi er nå analysert til sammen 112 blodprøver for M-komponent (markør i serum for sykdomsstatus) samt andre markører. Av disse endte vi opp med 6 individer med 3 sekvensielle tappinger hvor vi ser overgangen fra frisk til begynnende syk. Fra disse har vi nå foretatt en såkalt «deep sequencing» (RNA-sekvensiering) av selekterte korte RNA (> 40 nt). Som følge av suboptimale sekvens-tall for noen av prøvene har endte vi opp med sekvensielle data fra 3 individer. Ut fra disse jobber vi videre med 4 utvalgte miRNA og noen tRNA-deriverte miRNA for funksjonelle studier i myelom-cellelinjer. Resultatene fra denne studien er nå under behandling (biocomputing) og skal publiseres våren 2014. Samtidig jobber vi parallelt med å sekvensere flere prøver for å få et større datagrunnlag for utvelgelse av markører. For å karakterisere og sammenligne nano-vesiklenes fysiokjemiske natur fra både myelom celler i kultur og fra benmarg fra myelompasienter har vi etablert et samarbeid med Institutt for fysikk (NTNU) hvor vi benytter AFM (atom force microscopy) og TIRFM (total internal reflection fluorescence microscopy), samt SINTEF , Field Flow Fractionation (FFF) analyser. Vi har videre etablert en myelom-cellelinje og osteblast-cellelinje som gjør at nanovesiklene fluoriserer, noe som gjør studier av vesikkel-trafikkering mellom ulike celletyper lettere. Med denne metoden har vi vist at nanovesikler trafikkerer mellom maligne og «friske» omliggende celler og visa versa, noe som kan underbygge hypotesen at nanovesiklene kan assistere i tumorspredning. Siden vi har vist at vesiklene kan trafikkere mellom ulike celler er det også viktig å identifisere faktorer som kan påvirke biogenesen (dannelsen) av de ekstracellulære vesiklene i cellekulturer. Videre har vi identifisert 5 ulike faktorer (som er overrepresentert i mikromiljøet i benmargen hos myelom pasienter) som kan mediere økt vesikkeldannelse. For tre av disse analyserer vi nå relevante signalveiene som disse ligandene benytter for å regulere vesikkelbiogenesen. Denne studien trenger noe mer arbeid før ferdigstilling. Vi har samtidig ferdigstilt en studie hvor vi viser at exosomene i kan signalisere mellom myelomceller og osteoblaster ved å virke som «bærere» av cytokiner som kan aktivere reseptorer på overflaten av mottakercellen og indusere denne til å skille ut nye cytokiner (IL11) som er viktig i regulering av benbygging/bendegraderings-balansen. Dette manuset er under bearbeidelse, og skal publiseres våren 2014. Til sammen tre manus in prep. Resultatene fra denne studien har potensiale som mulig prediagnostisk verktøy på lengre sikt, men resultatene må konfirmeres i en større studie med komplementær teknologi. Identifisering av faktorer som induserer biogenesen av exosomer (ekstracellulære vesikler) og signalveiene involvert, kan på lang sikt ha betydning for behandlingsstrategier.