Mekanisme genetik baru dapat menjadi target terapi untuk melawan glioma

Sebuah studi dari laboratorium Shi-Yuan Cheng, PhD, profesor di Divisi Neuro-Onkologi Ken dan Ruth Davey di Departemen Neurologi, telah mengidentifikasi mekanisme baru yang mendasari peristiwa penyambungan RNA alternatif dalam sel tumor glioma yang dapat berfungsi sebagai target terapi baru. Hasil studi tersebut dipublikasikan dalam Journal of Clinical Investigation.

"Kami telah menemukan cara berbeda untuk mengobati glioma melalui lensa penyambungan alternatif dan menemukan target baru yang sebelumnya belum diidentifikasi tetapi penting untuk keganasan glioma," kata Xiao Song, MD, PhD, profesor madya neurologi dan penulis utama studi tersebut.

Glioma adalah jenis tumor otak primer yang paling umum pada orang dewasa dan berasal dari sel glia, yang berada di sistem saraf pusat dan mendukung neuron di sekitarnya. Glioma sangat resistan terhadap perawatan standar, termasuk radiasi dan kemoterapi, karena heterogenitas genetik dan epigenetik tumor, yang menyoroti perlunya menemukan target terapi baru.

Penelitian sebelumnya dari laboratorium Cheng, yang diterbitkan dalam jurnal Cancer Research, menunjukkan bahwa faktor penyambungan penting SRSF3 meningkat secara signifikan pada glioma dibandingkan dengan otak normal, dan penyambungan RNA yang diatur SRSF3 meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan glioma dengan memengaruhi berbagai proses seluler dalam sel tumor.

Penyambungan RNA adalah proses yang melibatkan penghilangan intron (daerah non-pengkodean RNA) dan penggabungan ekson (daerah pengkode) untuk membentuk molekul mRNA matang yang mendukung ekspresi gen dalam sel.

Dalam penelitian saat ini, para ilmuwan bertujuan untuk mengidentifikasi perubahan dalam penyambungan alternatif pada sel tumor glioma, mekanisme yang mendasari perubahan ini, dan menentukan potensinya sebagai target terapi.

Dengan menggunakan metode komputasi dan teknologi sekuensing RNA, para peneliti memeriksa perubahan penyambungan pada sel tumor glioma dari sampel pasien. Untuk mengonfirmasi perubahan ini, mereka menggunakan teknologi penyuntingan gen CRISPR untuk memasukkan berbagai mutasi penggerak glioma ke dalam model glioma yang berasal dari sel induk pluripoten terinduksi (iPSC) manusia.

Mereka menemukan bahwa perubahan penyambungan ini ditingkatkan oleh varian reseptor faktor pertumbuhan epidermal III (EGFRIII), yang diketahui diekspresikan secara berlebihan pada banyak tumor, termasuk glioma, dan dihambat oleh mutasi pada gen IDH1.

Para peneliti telah mengonfirmasi fungsi dua peristiwa penyambungan RNA yang menciptakan isoform protein berbeda dengan urutan asam amino berbeda.

"Hanya satu dari isoform ini yang dapat meningkatkan pertumbuhan tumor, berbeda dengan isoform lainnya, yang biasanya diekspresikan di otak normal. Tumor memanfaatkan mekanisme ini untuk secara selektif mengekspresikan isoform yang mendorong tumor daripada isoform otak normal," kata Song.

Tim tersebut kemudian menganalisis protein pengikat RNA di hulu dan menemukan bahwa gen PTBP1 mengatur penyambungan RNA yang mendorong tumor pada sel glioma. Dengan menggunakan model glioma ortotopik pada tikus yang mengalami defisiensi imun, para peneliti menargetkan PTBP1 dengan terapi berbasis antisense oligonucleotide (ASO), yang pada akhirnya menekan pertumbuhan tumor.

"Data kami menyoroti peran penyambungan RNA alternatif dalam memengaruhi keganasan dan heterogenitas glioma serta potensinya sebagai kerentanan terapeutik untuk pengobatan glioma dewasa," tulis para penulis studi.

Langkah selanjutnya bagi para peneliti adalah mengeksplorasi potensi penargetan PTBP1 untuk menimbulkan respons imun anti-tumor, kata Song.

"Dengan menggunakan analisis sekuensing RNA long-read, kami menemukan bahwa penargetan PTBP1 pada sel glioma menghasilkan produksi beberapa transkrip yang disambung secara alternatif yang tidak ada pada jaringan normal. Jadi, proyek kami berikutnya adalah mencari tahu apakah isoform ini dapat menghasilkan beberapa antigen sehingga sistem imun dapat mengenali tumor dengan lebih baik," kata Song.

Song juga menambahkan bahwa tim mereka tertarik dalam menganalisis perubahan penyambungan pada sel non-tumor dari pasien glioma, seperti sel imun.

"Kita sudah tahu bahwa penyambungan sangat penting untuk mengatur fungsi dalam sel, jadi penyambungan tidak hanya mengatur keganasan tumor, tetapi juga dapat mengatur fungsi sel imun untuk menentukan apakah sel tersebut dapat membunuh kanker secara efektif. Jadi, kami juga melakukan beberapa analisis bioinformatika pada sel imun yang diinfiltrasi tumor untuk melihat apakah ada perubahan dalam penyambungan setelah sel imun menyusup ke tumor.

"Tujuan kami adalah untuk menentukan peran penyambungan alternatif dalam membentuk lingkungan mikro tumor penekan kekebalan dan mengidentifikasi target potensial untuk meningkatkan kemanjuran imunoterapi pada glioma," kata Song.