Multi-Fluid-microRNA-Signale als Marker für Endometriose

Durch die Analyse von microRNAs in Blut, Speichel und Vaginalschleim entdecken Forscher flüssigkeitsspezifische molekulare Muster, die künftige nicht-invasive Diagnostik für Endometriose beeinflussen könnten.

Studie: Identifizierung möglicher microRNA-Biomarker für Endometriose in verschiedenen Körperflüssigkeiten. Bildnachweis: Krakenimages.com/Shutterstock.com

Ein kürzlich veröffentlichtes Pilotpapier in Wissenschaftliche Berichte untersucht mögliche microRNA-Veränderungen in Körperflüssigkeiten, die als molekulare Marker für Endometriose dienen könnten. Die Erkenntnisse tragen zur Entwicklung von Werkzeugen für eine rechtzeitige Diagnose und Intervention bei.

Warum zirkulierende microRNAs vielversprechende diagnostische Kandidaten sind

Endometriose ist eine chronische Erkrankung, die bei bis zu 10 % der Frauen im gebärfähigen Alter auftritt. Es ist mit Beckenschmerzen, Unfruchtbarkeit und Raumforderungen im Beckenbereich verbunden, verursacht jedoch in einigen Fällen keine Symptome. Die Diagnose basiert auf der Symptomgeschichte des Patienten, einer körperlichen Untersuchung und bildgebenden Untersuchungen.

Leider sind dies alles andere als zuverlässige Methoden für eine belastbare Diagnose. Da die Diagnose bei den meisten Frauen erst nach einer Laparoskopie, einer diagnostischen Schlüssellochoperation, gestellt wird, wird Endometriose in der Regel erst 5,12 Jahre nach Beginn der ersten Symptome diagnostiziert und nachdem die Patientin mehrere Ärzte aufgesucht hat.

Endometriose wird durch Östrogen ausgelöst und schreitet in Gegenwart von Östrogen voran.

MicroRNA (miRNAs) sind Teile von RNA-Molekülen, die die Menge spezifischer Gene regulieren, indem sie auf die transkribierte RNA einwirken. Sie werden mit einer Reihe von Krankheiten in Verbindung gebracht, darunter Krebs, Infektionen und Autoimmunerkrankungen. Sie widerstehen einem schnellen Abbau; Daher wurde in der aktuellen Studie versucht, sie in Serum, Speichel und Vaginalschleim zu identifizieren und zu messen. Ziel war es, die Konzentration dieser Faktoren in diesen Flüssigkeiten zwischen Frauen mit Endometriose und Kontrollpersonen mithilfe von Next-Generation-Sequenzierung zu vergleichen.

Eine frühere Modellierungsstudie, die künstliche Intelligenz (KI) nutzte, basierte auf 109 Speichel-miRNAs. Es zeigte eine beeindruckende Sensitivität und Spezifität mit einer Fläche unter der Kurve von über 95 %, was auf eine hohe Unterscheidungsfähigkeit hinweist. Aus mehreren Gründen ist es jedoch nicht für den routinemäßigen klinischen Einsatz geeignet.

• Es erfordert große miRNA-Panels, die kostspielig sind und eine hochentwickelte Ausrüstung erfordern, insbesondere bei der Sequenzierung der nächsten Generation
• Es werden nicht mehrere Körperflüssigkeiten verwendet, was die Gültigkeit und Reproduzierbarkeit einschränkt
• Ohne Vaginalschleim-miRNA und Proteomics-Profiling
• Während des Menstruationszyklus treten drastische hormonelle Schwankungen auf, die sich auf die Menge der zirkulierenden miRNAs auswirken können

In der aktuellen Studie wurde versucht, drei Körperflüssigkeiten, Speichel, Serum und Vaginalschleim, die bequem entnommen werden können, für die miRNA-Profilierung in Verbindung mit Serumproteomik zu verwenden. Dies soll die erste prospektiv rekrutierte, explorative Querschnittsstudie sein, die alle drei Quellen einbezieht, um Veränderungen bei Endometriose auf molekularer Ebene zu beleuchten.

Nachdem die Forscher miRNAs identifiziert hatten, die bei Patienten und Kontrollpersonen unterschiedlich exprimiert wurden, analysierten sie sie weiter, um ihre Zielgene zu identifizieren. Mithilfe dieser Gene konnte identifiziert werden, welche Teile der Zellfunktionen oder -komponenten an miRNA-vermittelten regulatorischen Veränderungen beteiligt waren. Die KEGG-Signalweganalyse half bei der Identifizierung überrepräsentierter biologischer Signalwege bei Endometriosepatientinnen.

Um die Netzwerkinteraktionen zwischen den miRNAs und den von den betroffenen Genen produzierten Proteinen zu verstehen, wurde eine Serumproteomik durchgeführt.

In Serum, Speichel und Schleim treten deutliche microRNA-Signaturen hervor

Die Studie umfasste 20 Teilnehmer: 10 mit Endometriose (Stadium III und IV der aSRM-Klassifikation, was auf eine mittelschwere bis fortgeschrittene Erkrankung hinweist) und 10 Teratom-Kontrollpersonen, die alle Eierstock-Teratome hatten. Der CA125-Marker war bei ersteren höher und die meisten von ihnen litten im Vergleich zu einer der Kontrollen unter Dysmenorrhoe.

Die Ergebnisse zeigten eindeutig flüssigkeitsspezifische Muster der miRNA-Expression. Serum-miRNA war am häufigsten und Speichel hatte die geringste Häufigkeit, ein Verteilungsmuster, das mit früheren Studien übereinstimmt, obwohl diese Studie selbst deutliche, flüssigkeitsspezifische unterschiedliche miRNA-Signaturen identifizierte.

Das Serum enthielt 13 miRNAs, die bei Frauen mit Endometriose im Vergleich zu Kontrollpersonen in deutlich unterschiedlichen Mengen exprimiert wurden. Speichel und Vaginalschleim zeigten dagegen drei bzw. sechs.

Die hohe Häufigkeit von miRNAs im Serum stimmte mit früheren Untersuchungen überein.

Die geringe Anzahl insgesamt und differenziell exprimierter miRNAs im Speichel steht im Gegensatz zu früheren Studien. Dies könnte an Unterschieden in der Stichprobengröße, dem Krankheitsphänotyp und technischen Variationen liegen. Auch die inhärenten Unterschiede zwischen Speichel und anderen Flüssigkeiten könnten eine Rolle spielen. Speichel-miRNAs könnten letztendlich eher komplementäre als primäre Biomarker für Endometriose sein.

Keine der unterschiedlich exprimierten miRNAs kam in allen Körperflüssigkeiten vor, obwohl miR-1304-3p in Serum und Schleim unterschiedlich exprimiert wurde, aber in weniger als der Hälfte der Fälle nachgewiesen wurde. Das miRNA-Expressionsprofil könnte für den Probentyp einzigartig sein, möglicherweise aufgrund der Unterschiede in der Herkunft und Funktion der miRNA zwischen den Geweben.

Die Forscher fanden heraus, dass die Menstruationsphase insgesamt nur einen begrenzten Einfluss auf die miRNA-Expression hatte, obwohl zwei Serum-miRNAs signifikante Veränderungen zeigten.

Die Analyse der vorhergesagten Zielgene zeigte, dass eine veränderte miRNA-Expression mit mehreren Signalwegen verbunden war, darunter Apoptose, Wnt-Signalisierung, Autophagie und zelluläre Seneszenz. Dies spiegelt trotz der unterschiedlichen Biologie jeder Flüssigkeit häufige Krankheitsprozesse wider.

Die Serumproteomik wurde durchgeführt, da das Serum die höchste miRNA-Häufigkeit aufwies. Dadurch wurden 59 hochregulierte Serumproteine ​​identifiziert, von denen vorhergesagt wurde, dass sie Ziele der unterschiedlich exprimierten miRNAs sind. Diese wurden durch fehlregulierte miRNAs ausgelöst, die potenziell signifikante miRNA-Zielgen-Kombinationen bei Endometriose signalisieren.

Von diesen zeigten miR-200a-3p und miR-200b-3p eine mäßige Unterscheidungsfähigkeit und könnten als Kandidaten für nichtinvasive Serummarker der Endometriose nützlich sein.

Trotz dieser Ergebnisse weist die Studie mehrere Einschränkungen hinsichtlich ihrer Generalisierbarkeit auf. Dazu gehören:

• Es handelt sich um ein Pilotprojekt mit einer kleinen Stichprobengröße
• Keine externe Validierung durch Vergleich innerhalb der Gruppe oder mit größeren, vielfältigeren Gruppen
• Es wurden nur Patientinnen mit mittelschwerer bis fortgeschrittener Endometriose eingeschlossen
• Es wurden nur Kontrollen mit Ovarialteratom eingeschlossen
• Lebensstilfaktoren, die die miRNA-Expression beeinflussen könnten, werden nicht erfasst
• Der Querschnittscharakter schloss die Möglichkeit aus, Veränderungen der miRNA-Expression im Laufe der Zeit oder durch Interventionen zu verfolgen

Wichtig ist, dass die miRNA-Expression nicht mit den molekularen Veränderungen auf Läsionsebene verglichen wurde. Dies könnte bedeuten, dass das dysregulierte miRNA-Profil eher eine systemische Entzündung oder allgemeine Veränderungen der Gewebe- oder Organfunktion als Folge der Endometriose widerspiegelt als läsionsspezifische Muster.

Weitere experimentelle Arbeiten sind unerlässlich, um Zusammenhänge und mechanistische Wege zwischen endometriotischen Läsionen und Veränderungen der miRNA-Expression zu erkennen.

Versprechen und Grenzen der nichtinvasiven microRNA-Profilierung

Diese prospektiv rekrutierte Querschnittspilotstudie identifizierte und verglich miRNA-Expressionsprofile in drei Arten von Körperflüssigkeiten und zeigte flüssigkeitsspezifische Muster. Es umfasste erstmals die Erstellung eines miRNA-Profils für Vaginalschleim, was wichtig ist, da es sich um einen häufig und leicht zu gewinnenden Probentyp für die Identifizierung von miRNA-Biomarkern handelt.

Während zwei Marker als potenzielle Unterscheidungsmerkmale für Endometriose identifiziert wurden, machen die geringe Stichprobengröße und das Fehlen einer externen Validierung eine zukünftige Validierung unerlässlich. Allerdings erweitert die Arbeit das Wissen über miRNAs bei Endometriose. Multi-Sampling und Multi-Omics könnten dazu beitragen, die Entwicklung verbesserter Diagnostik und Therapie bei dieser komplexen und schwierigen Erkrankung voranzutreiben.

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Quellen: