Extracto
Fondo
células T juegan un papel importante en la respuesta inmune y se activan en respuesta a la presentación de antígenos unidos a las moléculas de complejo principal de histocompatibilidad (MHC) participar con el receptor de células T (TCR). complejos de receptores de células T también contienen cuatro CD3 (cluster de diferenciación) 3 subunidades. El complejo TCR-CD3 es vital para el desarrollo de células T y desempeña un papel importante en intervenir eventos de reconocimiento celular. Dado que los microRNAs (miRNAs) son muy estables en el suero sanguíneo, algunos de los cuales se pueden orientar las moléculas CD3, podrían servir como buenos biomarcadores para la detección temprana del cáncer. El objetivo de este estudio era determinar si existe una relación entre el cáncer y la cantidad de miRNAs -targeted moléculas CD3.
Métodos
herramientas de bioinformática se utilizaron con el fin de predecir los genes miARN objetivos de estos genes. Posteriormente, se evaluaron estos miRNAs altamente conservadas para ver si ellos están implicados en diversos tipos de cánceres. En consecuencia, se utilizaron las bases de datos de enfermedades humanas. De acuerdo con las últimas investigaciones, este estudio tuvo como objetivo investigar la posible regulación hacia arriba o abajo de los pacientes con cáncer de miRNAs.
Resultados
Se identificaron miRNAs que se dirigen a los genes que producen moléculas de subunidades CD3. Los miRNAs más conservadas se identificaron para el gen CD3G, mientras que CD247 y CD3EAP genes tenían el menor número y no había miRNA conservada asociada con el gen CD3D. Se encontraron Algunos de estos miRNAs ser responsable de diferentes tipos de cáncer, después de un cierto patrón.
Conclusiones
Es muy probable que miRNAs afectan a las moléculas CD3, perjudicando el sistema inmunológico, reconocer y destruir tumor de cáncer; por lo tanto, pueden ser utilizados como biomarcadores adecuados para distinguir el cáncer en las primeras etapas de su desarrollo
Visto:. Asghari Alashti M, Minuchehr Z (2013) MiRNAs que tienen como objetivo CD3 Subunidades podrían ser potenciales biomarcadores de cáncer. PLoS ONE 8 (11): e78790. doi: 10.1371 /journal.pone.0078790
Editor: Szabolcs Semsey, Niels Bohr Institute, Dinamarca
Recibido: 31 de mayo de 2013; Aceptado: September 24, 2013; Publicado: 11 de noviembre 2013
Derechos de Autor © 2013 Asghari Alashti, Minuchehr. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación:. Este trabajo fue apoyado por el Instituto Nacional de Ingeniería genética y Biotecnología Teherán, Irán (Grant número 303 y 346). Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
Más de 30% del genoma humano está controlado por miRNAs, la regulación de procesos biológicos importantes [1]. Se considera que estos ARNs no codificantes cortos (21-23 nucleótidos de largo) que se asocia con la mayoría de los cánceres [2], y por lo tanto han atraído la atención de muchos investigadores. miRNAs se unen a las tres regiones principales traducidas (3'UTR) del ARN mensajero (ARNm) de destino antes de que puedan ser traducidos a proteínas especiales al hacer los genes de vez en [3], [4]. Tienen un papel clave en muchos procesos celulares como la proliferación celular [4], la división celular [5], la apoptosis [6], la diferenciación, la auto-renovación [7], la respuesta de estrés y el cáncer [5]. Down-regulación de algunos miRNAs (por ejemplo miR-34), que es el resultado de la reducción de la expresión, conduce a un aumento de células en ciertos tipos de cáncer [8]. La expresión de la mayoría de los miRNAs se reduce en los cánceres humanos ([9], [10], [11]), que está en contraste con los overxpression ciertos miRNAs que conducen a la progresión de la tumorigénesis [11]. Por lo tanto, miRNAs puede actuar como supresores de tumores u oncogenes, y su expresión puede proporcionar un valor de diagnóstico predictivo [11]. miRNAs también juegan un papel importante en el desarrollo del sistema inmunológico en el que su expresión adecuada puede conducir a un crecimiento avanzado, que de otra manera, dar lugar a una interrupción de la inmunidad [12].
Hay una fuerte evidencia de que tiene verificado la eficacia de miRNAs en el sistema inmune. En consecuencia, miRNAs puede afectar al desarrollo de las células B [13] y las células T. También pueden aumentar los niveles de monocitos y neutrófilos, y son responsile para la conmutación de anticuerpos y la liberación de mediadores inflamatorios, que son liberadas por las células inmunes en momentos en que los agentes nocivos invaden el cuerpo [14]. miRNAs son estables y consistentes en individuos de la misma especie y se puede utilizar como biomarcadores potenciales para el reconocimiento de varios tipos de cáncer y otras enfermedades [15], [16]. firmas de miARN en la sangre son similares en hombres y mujeres de diferentes edades [17]. Algunos hallazgos sugieren que pueden ser aceptados como biomarcadores adecuados, por ejemplo, se encontró que el miR-29a y miR-92 niveles en plasma de ser diferente en los controles y los cánceres de colon [18]. De hecho, un aumento en los niveles de miR-21, miR-92 y miR-93 podría ser considerado como un biomarcador clínico de cáncer de ovario [19].
Desde entonces, el timo es el órgano principal responsable de T maduración de las células [20], que continúa creciendo entre el nacimiento y la pubertad, y que la actividad del timo (salida de células T) es el más activo antes de la pubertad y se somete a atrofia en el envejecimiento, inevitablemente debilitar la respuesta inmune [21]; Por lo tanto, se puede inferir que hay una correlación positiva entre el cáncer y la edad [22]. Por lo tanto, no sería muy sorprendente pensar del sistema inmune como clave para la terapia del cáncer
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El sistema inmune puede reconocer y omitir los tumores que expresan antígenos que no se observan en las células normales. Así que estos antígenos son considerados como extraños por el sistema inmune, que en última instancia los ataques y las destruye [23] Las células T asesinas usando, y en ocasiones con el apoyo de los linfocitos T colaboradores [24]. Estos antígenos funcionan como formas virales actuando sobre el moléculas MHC de clase I; Las células T asesinas reconocen tumores como las células no estándar [25]. Las células asesinas naturales son otro tipo de leucocitos que atacan las células tumorales y células infectadas por virus. Se eliminan las células mediante el uso de niveles más bajos de MHC de clase I moléculas persent en su superficie, en comparación con las células normales [26]. El receptor de células T o TCR, que es una molécula que se encuentra en la superficie de las células T, pueden ayudar a reconocer antígenos unidos a MHC [27].
El heterodímero TCR es responsable del reconocimiento del ligando. Cuando se ensambla con cuatro proteínas invariantes (CD3-gamma, -Delta, -epsilon y -zeta), que posee una característica motivo de secuencia asociado con el inmunoreceptor motivos de activación basado en tirosina (ITAM), que son importantes para la transducción de señales en las células inmunes . La compleja interacción TCR_CD3 juega un papel importante en intervenir eventos de reconocimiento celular [28]
El papel clave de miRNAs en el sistema inmunológico ha sido implicado por los científicos.; por ejemplo, el miR-150 afecta a algunos ARNm que son importantes para el desarrollo de las células pre y pro-B. Así que cada cambio en estos miRNAs puede obstruir el desarrollo del sistema inmune [29] [14].
ARNm diana miRNAs en sitios específicos para provocar la represión de traducción e inhibir la traducción o inducir la escisión del masaje [30]. Hay algunas bases de datos de genes diana microARN como StarBase [31], miRwalk [32], TargetScan [32], etc., que ayudan a encontrar el mejor objetivo de genes miARN.
De acuerdo con la estabilidad de los miARN en el suero y la importancia del papel de las moléculas CD3 en el reconocimiento de antígenos, este estudio trató de centrarse en los miRNAs que se dirigen a proteínas CD3 que podrían ser utilizados como biomarcadores en última instancia razonables en la detección de cánceres.
Métodos
Hay cuatro subunidades CD3 incluyendo CD3-gamma, CD3-delta, CD3-Epsilon y CD3-Zeta que se unen al TCR, lo que lleva a la formación del complejo TCR.CD3, que desempeña un papel importante en receptor de células T la función y el desarrollo de células T [33]. Con el fin de reconocer los genes que producen estas subunidades, la liberación de base de datos Ensembl genoma actualiza 70 - Enero de 2013, se utilizó (http://asia.ensembl.org/Homo_sapiens/Info/Index/) [34]. En esta base de datos el nombre y la identificación de los genes que codifican para las moléculas en los seres humanos, se derivaron. El uso de la Base de Datos del TargestScan humano 6.2 (http://www.targetscan.org/(updated-junio 2012)) [35], y la elección ampliamente conservada, conservado y mal conservadas opciones de la familia de microARN, obtuvimos miRNAs que eran capaces de dirigir estos genes. Vale la pena mencionar que este estudio sólo considerd los resultados de microRNA familias conservadas, pero no otros genes.
A continuación, todos los miARN de la familia microARN conservada ha sido investigado por separado. Con el fin de averiguar en qué tipo de cáncer, estos miRNAs juegan un papel importante, hemos utilizado el miARN Humano & amp; Base de Datos de Enfermedades (HMDD) (http://202.38.126.151/hmdd/mirna/md/(September 2012)) [36]. En esta base de datos, se identificaron las enfermedades relacionadas con el miRNAs y su función. Una búsqueda de miRNAs También se realizó navegando por la base de datos miRCancer (http://mircancer.ecu.edu/browse.jsp (enero de 2012)) [37]. En esta base de datos, miRNAs se realizaron búsquedas en función de su nombre, que finalmente llevan a la identificación de los cánceres que eran responsables. Esta base de datos también mostraron si miRNAs están regulados por incremento o regulados a la baja.
Resultados
El complejo TCR-CD3 es una estructura multimérica presente en las células T superficie. CD3 humano se compone de cuatro subunidades: CD3-Gamma, Delta-CD3, CD3-Epsilon y CD3-zeta. Para saber el nombre y características de genes que están implicados en la expresión de moléculas de subunidades CD3, se utilizó la base de datos Ensembl, y se encontró que un gen de cada subunidad y se identificó como; CD3G, CD3D, CD3EAP y CD247, respectivamente (Tabla 1).
Para cada uno de los cuatro genes implicados en la producción de subunidades CD3, la base de datos TargestScanHuman (Versión 6.2-junio de 2012) se utilizó [35] para identificar y predecir miRNAs que podrían dirigirse a estos genes. En este estudio, los genes miARN familias sólo es altamente conservadas han sido consideradas y las familias miARN mal conservadas se han omitido. Para el gen CD3G, 21 miRNAs se predijo que el objetivo de este gen (Tabla 2). Uno de los genes miARN se predijo para el gen CD3EAP (responsable de la producción de la molécula de CD3e, epsilon) (Tabla 3), tres miRNAs para el gen CD247 (responsables de la producción de la molécula de CD3, zeta) en ambas transcripciones de NM_000734 (1041 nt) y NM_198053 (1041 nt) (Tabla 4). miARN no se prevé para el gen CD3D (responsable de la producción de la molécula CD3, delta) en ambas transcripciones de NM_000732 (88 nt) y NM_001040651 (88 nt).
Cada de los miRNAs predichos fueron revisados en trabajos de investigación relacionados para ver si estos miRNAs se redujeron reguladas o hasta reguladas en los tejidos tumorales y el suero sanguíneo de los pacientes con cáncer.
los resultados mostraron que tiene-miR-378 , que era un miARN predijo para CD3G, había aumentado en todos los sueros de sangre perteneciente a pacientes que sufren de cáncer de próstata resistente a la castración (CRPC) [38], carcinoma de células renales (RCC) [16], [39] y el cáncer gástrico (GC) [40]; Además, los tejidos de cáncer en pacientes con cáncer de vejiga (BC) [41], carcinoma de células basales [42], el cáncer colorrectal (CRC) [43], carcinoma oral de [44], de laringe carcinoma [45] y el cáncer gástrico [46]. Esto fue en contraste con nivel reducido miARN en los tejidos no tumorales adyacentes. Tener-miR-422a, tiene-miR-593 y miR-tiene-494, que representaban otros miRNAs predijo para CD3G también mostró una disminución similar en los niveles en los tejidos tumorales. Por ejemplo, se observó una reducción en los niveles de miR-422a en pacientes con carcinoma de laringe [45] y el cáncer colorrectal [43], el miR-593 en pacientes con cáncer de esófago [47] y miR-494 en el colangiocarcinoma (CCA) [48], cáncer de pulmón [49] y tumor gastrointestinal [50]. Las observaciones anteriores estaban de acuerdo con los datos de este estudio. A excepción de (cáncer de pulmón [51], respectivamente oral de células escamosas [44] y) miR-515 y miR-136, que sólo se citó una vez, que mostró un número creciente de miRNAs en los tejidos tumorales), ninguna otra literatura disponible sobre la número de otros miRNAs predijo para la orientación CD3G en los tejidos tumorales o suero sanguíneo de pacientes con cáncer (Tabla 5).
el único miARN predijo para la orientación del gen CD3EAP, implicado en la expresión CD3e, fue HSA-mir -138. Los estudios demostraron que los niveles de este miARN habían disminuido en los tejidos tumorales de pacientes que sufren de cáncer colorrectal [52], carcinoma hepatocelular (HCC) [53], carcinoma de células escamosas lengua (TSCC) [54], carcinoma papilar de tiroides [55], la cabeza y el carcinoma de células escamosas del cuello (CECC) [56] y el carcinoma de células escamosas (SCC) [57] (Tabla 6).
los estudios sobre los miRNAs predicho dirigidos CD247, que estuvieron involucrados en la expresión de la molécula CD3 zeta, mostró que había tres miRNAs, que dirigen el gen. A excepción de hsa-miR-214, no hay informes se han citado hasta el momento en relación con los niveles de miR-761 y miR-3619-5p en los tejidos tumorales. La mayor parte de los datos obtenidos en este estudio mostraron que los niveles de miR-214 disminuyeron en los tejidos tumorales en comparación con su tejido normal relativa (Tabla 7). los niveles de miR-214 se habían reducido en los tejidos tumorales de pacientes que sufren de carcinoma de células escamosas de esófago (CECA) [58], cáncer de mama [59], cáncer de cuello uterino [60], carcinoma hepatocelular (HCC) [61] [62], de células escamosas El carcinoma (SCC) [63], colangiocarcinoma metástasis [64] y el linfoma primario istema nervioso central (LPSNC) [65]. Por el contrario, el cáncer gástrico [66], cáncer de ovario [67] y el cáncer de páncreas [68] son ejemplos de cánceres en los que los niveles de miR-214 aumentó (Tabla 7). Con respecto al número de copia miR-214 en los estudios de suero de la sangre, se observó un aumento en los niveles de miARN en el suero de la sangre de los pacientes con cáncer de próstata [69] y de mama [70] cánceres (Tabla 8).
Discusión
miRNAs pueden actuar como oncogenes supresores tumorales y y regular negativamente la expresión de genes [71]. Esta tarea se puede realizar a través de la degradación de mRNA o la represión de la traducción [72]. Muchos estudios recientes han descrito miRNAs como reguladores clave de los procesos en el sistema inmune, que tienen papeles críticos en la inducción, la función y el mantenimiento del linaje de células T reguladoras [73]. El TCR-CD3 complejo, que es un receptor transmembrana complejo, juega un papel decisivo en el sistema inmune [74]. Cuatro cadenas invariantes, físicamente asociados con TCR, incluyen: CD3-gamma, -delta, -epsilon y -zeta [75]. miRNAs previamente han sido identificados como marcadores biológicos potentes en una variedad de tipos de cáncer [16], [17], [18], [76], [77], [78] y, en este estudio, el análisis de la bioinformática predijo miRNAs que dirigen genes que expresan las subunidades CD3, incluyendo CD3-gamma, CD3-delta, épsilon-CD3 y CD3 zeta. Nuestro objetivo fue identificar miRNAs que afectan a las subunidades del sistema inmune y para validarlos mediante la revisión de los estudios que previamente habían sido llevadas a cabo, con el fin de evaluarlas como potenciales biomarcadores para el diagnóstico o la detección precoz de los cánceres. En En este estudio, la base de datos TargetScanHuman identified13 miRNAs (MIR-1200, miR-378d, e, i, c, h, b, f, miR-422a, miR-3690, miR-619, miR-4446-3p, MIR -2909, miR-4777-5p, miR-136, miR-515-5p, miR-4659a, b-3p, miR-494 y miR-593), que se conserva y similar al gen CD3G. Se encontró un miARN (miR-138) debe ser conservado y similar al gen CD3EAP y tres miRNAs conservadas (miR-761, miR-214 y miR-3619-5p) mostraron ser similar al gen CD247. Sin embargo, no se encontraron miRNAs ser conservado y similar al gen CD3D [35]. Desde el primer grupo sólo 6 miRNAs (miR-378, miR-422a, miR-593 y miR-494, miR-515 y miR-136), a partir del segundo grupo un miARN (miR-138) y desde el tercer grupo sólo se se han identificado y estudiado un miARN (miR-214), en función de sus niveles en tejidos o sueros de sangre de diferentes pacientes de cáncer. miR-378, miR-422a, miR-593 y miR-494 del primer grupo, que afectó al gen CD3G (responsable de la subunidad CD3-gamma), y se redujeron regulado en tejidos de cáncer, en comparación con los tejidos normales adyacentes (Tabla 5), mientras que el miR-378 fue hasta reguladas en el suero sanguíneo de los pacientes con cáncer (Tabla 8). Con respecto a una serie de estudios, miR-515 y miR-136 fueron reguladas en tejidos de cáncer (Tabla 5). miR-138 (Tabla 6) del segundo grupo (prevista para la orientación del gen CD3EAP responsable de la subunidad CD3-épsilon) se había reducido regulado, y miR-214 desde el tercer grupo (está previsto para la orientación del gen CD247 responsable de la CD3 subunidad -zeta), se había reducido regulado en tejidos de cáncer investigados en la mayoría de los estudios. Sin embargo, se informó de tesis para estar regulado en sólo unos pocos trabajos de investigación (Tabla 7). miRNAs están siendo consideradas actualmente como las reguladas supresores de tumores y hasta regulado oncomiRs [52], [79]. Con base en el caso de que el miR-378 y miR-214 fueron reguladas en el suero sanguíneo de los pacientes con cáncer (Tabla 8) y las reguladas en los tejidos tumorales; Por lo tanto, se puede concluir que puedan funcionar como oncomiRs miRNAs upregulated en subunidades del complejo TCR-CD3.
Conclusión
Dado que el miR-378, miR-422a, miR-593, MIR -494, el miR-138 y miR-214 podría apuntar a las subunidades CD3, algunos de los cuales han sido estudiados en diferentes tipos de cáncer y han sido considerados como biomarcadores para detectar el cáncer en las primeras etapas, es entonces muy probable que los miRNAs dañan el sistema inmunológico de modo que no puede distinguir las células cancerosas. Por lo tanto, su presencia en el suero de la sangre como biomarcadores para el diagnóstico precoz del cáncer podría ayudarnos a entender la incapacidad del sistema inmunitario. Aunque este estudio se ve bioinformatically fiable, se necesitan más estudios de laboratorio para apoyar estos resultados.
Reconocimientos
Agradecemos al Dr. Parvin Shariati, por sus valiosas observaciones científicas sobre nuestro trabajo.