مائیکرو آر این اے گردے کی نشوونما اور بیماری میں Ⅲ

ولیمز ٹیومر میں ایم آر این اے

ولمس ٹیومر،یانیفروبلاسٹوما، سب سے زیادہ عام بچپن ہےگردوں کا کینسرشمالی امریکہ میں 10 میں سے 1 کے واقعات کے ساتھ،000 بچے (111)۔ یہ بنیادی طور پر ایک چھٹپٹ بیماری ہے، حالانکہ خاندانی شکلیں تقریباً 1%–2% معاملات میں ہوتی ہیں (112, 113)۔ ولمس ٹیومر غیر معمولی نیفروجنیسیس سے پیدا ہوتے ہیں، جہاں pluripotent برانن گردوں کے پیشگی فرق کرنے میں ناکام رہتے ہیں اور برقرار رہتے ہیںغیر معمولی طور پر بعد از پیدائش کی زندگی میں(111، 114، 115)۔ یہ ٹیومر ہسٹولوجیکل طور پر ملتے جلتے ہیں۔ترقی پذیر گردےکے ساتھخلل شدہ مورفولوجی(116)، اور جنین نیفروجنیسیس میں شامل جینوں میں تغیرات، بشمول WT1 (117-119)، CTNNB1 (120)، SIX1/2 (121، 122)، اور TP53 (123، 124)، تقریباً 40 فیصد سے وابستہ ہیں۔ ولمس ٹیومر (125) ولیمز ٹیومر کی مکمل جینوم اور مکمل ایکسوم ترتیب کا استعمال کرتے ہوئے حالیہ مطالعات میں کینسر کے خطرے والے جینز (REST، CHEK2، PALB2) (126، 127) میں نئے تغیرات کی نشاندہی کی گئی، جین انکوڈنگ پروٹین جو نیفروجنسیس (BCOR، MAP3K4) کے دوران ہسٹون ترمیم میں ثالثی کرتے ہیں (126) )، اور miRNA- پروسیسنگ جینز (121، 122، 128، 129)۔

گردے کی بیماری کے مریضوں کے لیے CISTANCHE کو کام کرنے میں کتنا وقت لگتا ہے؟

miRNA- پروسیسنگ جینوں میں، DROSHA، DGCR8، DICER1، TARBP2، اور XPO5 (انکوڈ ایکسپورٹین 5) میں تبدیلیوں کی اطلاع علاج سے ناواقف اور نیواڈجوانٹ کیموتھراپی کے ذریعے علاج شدہ ولمس ٹیومر (شکل 3) (121, 122, 129, 128 )۔ تقریباً 33 فیصد ولمس ٹیومر نے ایم آر این اے پراسیسنگ پاتھ وے (128) کے جینز میں نقصان دہ تغیرات کی جانچ کی۔ DROSHA کے RNase IIIb ڈومین کی ایک میٹ ال بائنڈنگ (Mg2+) کی باقیات میں بار بار ہونے والا ہاٹ اسپاٹ میوٹیشن (E1147K)، جو Wilms ٹیومر کے لیے منفرد معلوم ہوتا ہے، اس ڈومین کی کیٹلیٹک سرگرمی کو ختم کر دیتا ہے، جس کے نتیجے میں نامکمل ہوتا ہے۔ pri-miRNAs کی درار اور miRNA کی پختگی میں کمی (128)۔ DICER1 کے RNase IIIb ڈومین کو متاثر کرنے والے سومیٹک ہاٹ اسپاٹ میوٹیشنز 5p miRNAs (جو پری miRNA ہیئرپین کے 5′ بازو سے اخذ کیے گئے ہیں) (129) کی پروسیسنگ کو متاثر کرتے ہیں اور اکثر "سیکنڈ ہٹ" میوٹیشن کے طور پر پائے جاتے ہیں جو DICER1 کے ساتھ مل کر کام کرتے ہیں۔ ڈی آئی سی ای آر 1 سنڈروم میں ولمز ٹیومرجینیسیس کو دلانے کے لیے جراثیمی تغیرات (ایک ایسا عارضہ جو مختلف قسم کے ٹیومر کے لیے حساسیت کو بڑھاتا ہے) (130–132)۔ یہ ابھی تک واضح نہیں ہے کہ ولیمز ٹیومر میں ڈی آئی سی ای آر 1 کی خرابی کا نتیجہ مستقل اور غیر معمولی نیفروجنسیس کا نتیجہ ہے، ماؤس نیفرون پروجینٹرز میں ڈیسر 1 کے نقصان کے برعکس، جو اپوپٹوس میں اضافہ اور نیفروجنسیس (72–75) کے قبل از وقت خاتمے کا سبب بنتا ہے۔ کچھ ممکنہ امکانات میں یہ شامل ہے کہ جین کی خوراک کی سرگرمی سیل کی بقا کا تعین کرنے میں اہم ہو سکتی ہے یا یہ کہ RNase IIIb ڈومین میں تغیرات DICER1 کے ذریعے miRNA بائنڈنگ کی خصوصیت کو متاثر کر سکتے ہیں۔

miRNA پروسیسنگ جینز میں تغیرات اہم miRNAs کی کمی سے منسلک ہیں، بشمول miR-200 (121) اور let-7 فیملیز (شکل 3) (121, 129) کے ارکان۔ آئیے-7 miRNAs اور RNA بائنڈنگ پروٹین Lin28 کو ایک ساتھ کام کرنے دیں تاکہ murine nephrogenesis کے خاتمے کے وقت کو کنٹرول کیا جا سکے، ممکنہ طور پر ترقی کو فروغ دینے والے جین Igf2 (133) کے ضابطے کے ذریعے۔ گردے کی نشوونما کے دوران لن 28 کا زیادہ اظہار، نیفروجینک پروجینٹرز کی توسیع کا سبب بنتا ہے، ان کی تفریق کی آخری لہر کو روک کر، جس کا اختتام نوپلاسٹک تبدیلی پر ہوتا ہے جو انسانی ولمس ٹیومر (134) کی انتہائی یاد دلاتا ہے۔ LIN28B کے DNA کاپی نمبر میں اضافہ اور let{16}a کی DNA کاپی کا نقصان بالترتیب 25% اور 46% انسانی Wilms ٹیومر کے نمونوں میں دیکھا گیا ہے (126)۔ ان مشاہدات کے مطابق، انسانی DISL3L2 جین میں جراثیمی تغیرات، جو ایک exoribonuclease کو انکوڈ کرتا ہے جو let-7 کی پہلے سے تیار شدہ شکلوں کو کم کرنے کے لیے ذمہ دار ہے، پرلمین سنڈروم اور ولمس ٹیومر (135, 136) کا سبب بنتا ہے۔ پرلمین سنڈروم ایک پیدائشی اوور گروتھ سنڈروم ہے جس کی خصوصیات میکروسومیا، پولی ہائیڈرمنیوس، فیشل ڈیسمورفولوجی، رینل ڈیسپلاسیا، اور نیفروبلاسٹومیٹوسس (ولمس ٹیومر کا پیشگی گھاو) (137) ہے۔ پرلمین سنڈروم والے شیر خوار بچوں میں جو نوزائیدہ مدت کے بعد زندہ رہتے ہیں، 64% ولمس ٹیومر (138) پیدا کرتے ہیں۔ دلچسپ بات یہ ہے کہ مکمل یا جزوی DISL3L2 کو حذف کرنا تقریباً 30% چھٹپٹ Wilms ٹیومر کی جانچ پڑتال میں پایا گیا (136)۔

ایک حالیہ مطالعہ نے ولیمز ٹیومر کی ایٹولوجی میں miRNA ریگولیٹری نیٹ ورک کی اہمیت کو مضبوط کیا۔ مصنفین نے پایا کہ pleiomorphic adenoma gene 1 (PLAG1) miRNA-processing genes (125) میں تغیرات کے ساتھ Wilms کے ٹیومر میں سب سے زیادہ مستقل طور پر اپ گریڈ شدہ جینوں میں سے ایک ہے۔ ترقی پذیر ماؤس کڈنی میں PLAG1 کا ایکٹوپک اظہار نوپلاسیا کا سبب بنتا ہے، جو اس کے ہدف والے جین، Wilms tumor oncogene IGF2 کی منتقلی کے ساتھ ہوتا ہے۔ miR-16 اور miR-34، جو ولمس ٹیومر میں کم ہوتے ہیں، کی شناخت PLAG1 اظہار (125) کے ممکنہ ریگولیٹرز کے طور پر کی گئی تھی۔ جدول 2 دیگر مطالعات کا خلاصہ کرتا ہے جس میں ولمس ٹیومر کی ایٹولوجی سے وابستہ مخصوص miRNAs کے غیر معمولی اظہار کی اطلاع دی گئی ہے۔ دلچسپ بات یہ ہے کہ یہ miRNAs اپنے اہداف کی نوعیت کے لحاظ سے Wilms ٹیومر کی نشوونما کی ترتیب میں oncogenes (جسے oncomiRs کہتے ہیں) یا ٹیومر دبانے والے کے طور پر کام کر سکتے ہیں۔

ممکنہ بائیو مارکر اور علاج کے ایجنٹ کے طور پر MiRNAs

ان کے انٹرا سیلولر مقام کے علاوہ، miRNAs حیاتیاتی سیالوں میں بھی نمایاں مقدار میں موجود ہیں، بشمول خون، پلازما، پیشاب، چھاتی کا دودھ، اور تھوک (139)۔ یہ گردش کرنے والے miRNAs مائیکرو پارٹیکلز (exosomes، microvesicles، اور apoptotic bodies) (140, 141) میں پائے جاتے ہیں، AGO (142) یا nucleophosmin 1 پروٹین (143) کے ساتھ مل کر یا HDL (144) میں بھرے ہوئے ہیں، جو انہیں قابل ذکر بناتے ہیں۔ ناموافق حالات میں بھی مستحکم، جیسے ابلنا، پی ایچ میں انتہائی تغیرات، توسیع شدہ اسٹوریج، اور متعدد منجمد پگھلنے کے چکر (145، 146)۔ اس طرح، حیاتیاتی سیالوں میں miRNA کے دستخط جسمانی یا بیماری کے حالات (147) کے ساتھ وابستگی کی عکاسی کر سکتے ہیں۔ ایک ساتھ مل کر، یہ خصوصیات گردش کرنے والے miRNAs کو بیماری کی تشخیص اور تشخیص کے لیے غیر حملہ آور بائیو مارکر کے طور پر استعمال کرنے کے لیے پرکشش بناتی ہیں۔

گردش کرنے والے miRNAs کو تجارتی طور پر دستیاب ایکسٹرکشن کٹس (148) یا TRIzol (149) کا استعمال کرتے ہوئے غیر منقطع حیاتیاتی سیالوں یا extracellular lar vesicle کی تیاریوں سے براہ راست نکالا جا سکتا ہے۔ تنہائی پر، miRNAs کو -70 ڈگری پر ذخیرہ کیا جا سکتا ہے اور 1 سال (148) تک مستحکم رہ سکتا ہے۔ miRNA پروفائلنگ کے لیے کئی پلیٹ فارم دستیاب ہیں، بشمول مائیکرو رے ہائبرڈائزیشن، کیو پی سی آر، اور اگلی نسل کی ترتیب (150)۔ مائیکرو رے اور کیو پی سی آر معروف miRNAs (151) کے اظہار کی چھان بین کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والے طریقہ کار ہیں۔ دونوں طریقوں کے استعمال میں آسان، RNA لیبلنگ سے ڈیٹا جنریشن تک نسبتاً تیز، اور نسبتاً لاگت سے موثر ہونے کے فوائد ہیں (152)۔ تاہم، وہ تحقیقات اور پرائمر ڈیزائن (150) کے لیے ڈیٹا بیس میں miRNA کی ترتیب کی دستیابی اور درست تشریح پر انحصار کرتے ہیں۔ اگرچہ زیادہ مہنگا ہے، اگلی نسل کی ترتیب دونوں معروف اور ناول miRNA پرجاتیوں کے بیک وقت پتہ لگانے کی اجازت دیتی ہے اور اعلی حساسیت پیش کرتی ہے (153)۔ مزید برآں، اگلی نسل کی ترتیب کی سنگل نیوکلیوٹائڈ ریزولوشن isomiRs کی شناخت کے قابل بناتی ہے، جو کہ بالغ miRNA isoforms ہیں جو کہ لمبائی، ترتیب، یا دونوں (154, 155) میں کینونیکل سے مختلف ہیں، جو miRNA کی اہداف کی خصوصیت کو تبدیل کرتے ہیں۔ 156)۔

متنوع مطالعات نے بچوں کے گردے کی بیماریوں (157–160) کے بائیو مارکر کے طور پر miRNAs کو گردش کرنے کی صلاحیت کی تحقیقات کی ہیں۔ مثال کے طور پر، ایک مطالعہ نے 14 miRNAs کی نشاندہی کی جو Wilms ٹیومر کے مریضوں کے سیرم میں نمایاں طور پر اپ گریڈ کیے گئے تھے۔ دلچسپ بات یہ ہے کہ miR-100-5p اور miR-130-3p اظہار پر مبنی دستخط ان مریضوں کو درستگی، حساسیت اور مخصوصیت کے ساتھ صحت مند کنٹرولز سے الگ کر سکتا ہے (159)۔ اگرچہ اس مطالعہ اور بہت سے دیگر مطالعات کے نتائج نے بائیو مارکر کے طور پر miRNAs کو گردش کرنے کی صلاحیت کو تلاش کرنے کے لئے زبردست محرک فراہم کیا ہے، لیکن وسیع پیمانے پر طبی اطلاق سے پہلے میدان میں کئی رکاوٹوں کو دور کرنے کی ضرورت ہے۔ سب سے پہلے، طہارت (161) اور نمونوں کے تجزیہ (مثلاً، miRNA پروفائلنگ پلیٹ فارمز میں فرق، refs. 162, 163؛ یا smRNA-Seq لائبریری میں اختلافات کی وجہ سے مطالعات کے درمیان اتفاق رائے کی نسبتاً کمی ہے) تیاری کے طریقے، حوالہ 164)۔ دوسرا، بڑے نمونے کے سائز کے مطالعے اور مخصوص پر تفصیلی تحقیقات کی کمی ہے۔بیماریاںایک اور اہم پہلو یہ ہے کہ miRNA پروفائلز پر الجھنے والے متغیرات جیسے کہ عمر، جنس، اور بیرونی عوامل (مثلاً تمباکو، الکحل وغیرہ) کے اثر و رسوخ کو مکمل طور پر دریافت نہیں کیا گیا ہے (گہرائی سے جائزہ لینے کے لیے، براہ کرم ریفری کا حوالہ دیں۔ 165)۔

علاج کی طرف، کئی ایم آر این اے پر مبنی دوائیں فی الحال کلینیکل ٹرائلز میں ہیں لیکن ابھی تک ایف ڈی اے کی منظوری نہیں دی گئی ہے (166، 167)۔ miRNA تھراپی کے بنیادی طریقوں میں miRNA کی نقل کا استعمال کرتے ہوئے miRNA کی سطح کی بحالی، یا antagomiRs (168) کا استعمال کرتے ہوئے مخصوص miRNAs کی روک تھام شامل ہے۔ miRNA پر مبنی علاج کی ترقی سے وابستہ چیلنجوں میں سے ایک ہر بیماری کے لئے miRNA امیدواروں کی شناخت ہے۔ چونکہ ایک سے زیادہ miRNAs ہر بیماری میں غیر منظم ہوتے ہیں، مریضوں کے نمونوں کا ان وٹرو اور vivo Asses کے ساتھ مل کر ایک محتاط تجزیہ جو زیربحث miRNAs سے متاثر ہونے والے پیتھو فزیولوجیکل میکانزم کو حل کرتے ہیں علاج کی مداخلت کے لیے امیدوار miRNAs کو کم کرنے کے لیے انجام دیا جانا چاہیے (168، 169)۔ ایک اور چیلنج میں Vivo کے استحکام اور سائٹ پر مخصوص ادویات کی ترسیل کو کم سے کم زہریلے اور ہدف سے باہر کے اثرات کے ساتھ بہتر بنانے کے لیے حکمت عملی تیار کرنا شامل ہے۔ پینٹوز رنگ پر 2′-ہائیڈروکسیل گروپ کی موجودگی کی وجہ سے RNA مالیکیول کیمیائی طور پر غیر مستحکم ہوتے ہیں۔ سیرم یا خلیات کے اینڈو سائیٹک کمپارٹمنٹ میں موجود نیوکلیز سے اعلیٰ استحکام اور تحفظ فراہم کرنے کے لیے، بائیوٹیک کمپنیوں نے اپنی ریڑھ کی ہڈی (166) میں کیمیائی ترمیم (2′-O-methyl گروپ، phosphorothioate، یا مقفل نیوکلک ایسڈ) کے ساتھ RNA مالیکیولز تیار کیے ہیں۔ جہاں تک ویوو ڈیلیوری کا تعلق ہے، ٹیکنالوجیز میں لپڈ پر مبنی (مثلاً، لپڈ نینو پارٹیکل اور نیوٹرل لیپوزوم) اور ڈینڈریمرز شامل ہیں جن کو ہدف بنانے والے مویٹی کے ساتھ جوڑ دیا جاتا ہے، بہت سی دیگر حکمت عملیوں کے ساتھ۔ ایم آر این اے ڈیلیوری سسٹم کے ساتھ وابستہ بڑے چیلنجز امیونوٹوکسائٹی اور بیماری کی جگہ (170) کی طرف ہدف سے مخصوص وابستگی ہیں۔ انتظامیہ کے مختلف طریقوں (انٹرا پیریٹونیئل، انٹراوینیوس، اور سب کیوٹینیئس انجیکشن) کے ذریعے یا گردے سے متعلق مخصوص اور inducible پروموٹرز پر مشتمل ویکٹرز کا استعمال کرتے ہوئے ڈلیوری کی حکمت عملیوں کو گردے کے انتخابی ہدف بنانے اور دوسرے ٹشوز اور اعضاء میں ممکنہ منفی اثرات سے بچنے کے لیے کامیابی کے ساتھ استعمال کیا گیا ہے (171, 172) )۔

جدول 2۔ ولمز ٹیومر میں تبدیل شدہ miRNAs کی فہرست

miRNAs کی فہرست، نمونوں/نمونوں کا تجزیہ کیا گیا، مناسب کنٹرولز، ہدف جین، miRNA تبدیلیوں کے نتائج، اور حوالہ جات کے مقابلے میں ان نمونوں/نمونے میں مشاہدہ کردہ miRNA کی سطح۔ CAMKK2، کیلشیم/کالموڈولن پر منحصر پروٹین کناز کناز 2؛ CDC7، سیل ڈویژن سائیکل 7؛ CDH1، cadherin 1; CREB1، CAMP ردعمل عنصر بائنڈنگ پروٹین 1؛ EYA1، آنکھیں غیر حاضر ہومولوج 1؛ E2F3, E2F ٹرانسکرپشن عنصر 3; FRS2، FGF رسیپٹر سبسٹریٹ 2؛ گلوٹ 1، گلوکوز ٹرانسپورٹر 1؛ IGF1R، IGF1 رسیپٹر؛ جاگ 1، جاگڈ 1؛ MET، mesenchymal-epithelial منتقلی؛ MKNK1، MAPK سے بات چیت کرنے والی سیرین/تھریونائن کناز 1؛ PTEN، فاسفیٹیس اور ٹینسن ہومولوگ؛ PUMA، p53-اپوپٹوس کا اپریگولیٹڈ ماڈیولیٹر؛ p73، ٹیومر پروٹین p73؛ SIX1, sineoculis homeobox homolog 1; TGFBR1, TGF- رسیپٹر 1; WT، Wilms ٹیومر.

خلاصہ

1993 (6, 7) میں miRNAs کی ابتدائی دریافت کے بعد سے miRNA بایوجنسیس، miRNA اظہار کے ضابطے، اور miRNA فنکشن سے متعلق معلومات کا ایک دھماکہ ہوا ہے۔ اس کے ساتھ اس بات کی مسلسل بڑھتی ہوئی تفہیم کی گئی ہے کہ miRNAs عام فزیالوجی اور بہت سی بیماریوں کی پیتھوفیسولوجی دونوں میں کیسے کام کرتے ہیں۔ یہ واضح ہو گیا ہے کہ miRNA اظہار کی بے ضابطگی سے گردے کی ابتدائی نشوونما میں خلل پڑتا ہے اور یہ گردے کی نشوونما کی بیماریوں جیسے CAKUT اور Wilms ٹیومر کے روگجنن میں ملوث ہے۔ بائیو مارکر کے طور پر miRNAs کے استعمال میں حالیہ پیش رفت کے ساتھ اور منشیات کے نئے اہداف کے طور پر، miRNAs کس طرح گردوں کی نشوونما اور بیماری کو کنٹرول کرتے ہیں اس بارے میں بصیرت یہ سمجھنے کے لیے اہم ہے کہ ان بیماریوں کے لیے نئے تشخیصی اور علاج کے طریقوں میں ان کا استعمال کیسے کیا جا سکتا ہے۔ ان کوششوں کو مکمل طور پر محسوس کرنے کے لیے، گردے کی نشوونما میں مخصوص miRNAs کے کام کی نشاندہی کرنے والے مستقبل کے مطالعے اہم ہیں، اس کے علاوہ گردے کے لیے چھوٹے oligonucleotide علاج کو ہدف بنانے کے لیے ٹیکنالوجیز کو بہتر بنانا

اعترافات

JH کی لیبارٹری کو NIH نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف ذیابیطس اینڈ ڈائجسٹو اینڈ کڈنی ڈیزیز (R01DK125015 اور R01DK102843) کے گرانٹس سے تعاون حاصل ہے۔ DMC کو Nephrotic Syndrome Study Network Career Development Award اور Pittsburgh ریسرچ ایڈوائزری کونسل پوسٹ ڈاکیٹرل فیلوشپ کے چلڈرن ہسپتال سے تعاون حاصل تھا۔ MT کو یونیورسٹی آف پٹسبرگ سمر ریسرچ انٹرنشپ پروگرام (R25DK119180) نے سپورٹ کیا۔ اعداد و شمار BioRender.com کے ساتھ بنائے گئے تھے۔ خط و کتابت کا پتہ: جیکولین ہو، ڈیویژن آف نیفرولوجی، شعبہ اطفال، UPMC چلڈرن ہسپتال آف پٹسبرگ، رانگوس ریسرچ سینٹر، 4401 Penn Ave., Pittsburgh, Pennsylvania 15224, USA۔ فون: 412.692.9440; ای میل: jacqueline.ho2@chp.edu۔

1. کوزومارا اے، وغیرہ۔ miRBase: مائیکرو آر این اے کی ترتیب سے فنکشن تک۔ نیوکلک ایسڈ Res. 2019;47(d1): D155–D162۔

2. Friedman RC، et al. زیادہ تر ممالیہ mRNAs مائکرو آر این اے کے محفوظ اہداف ہیں۔ جینوم ریس 2009؛ 19(1):92–105۔

3۔گھلدیال ایم، زمور پی ڈی۔ چھوٹے خاموش RNAs: ایک پھیلتی ہوئی کائنات۔ نیٹ ریو جینیٹ۔ 2009؛10(2):94–108۔

4. Djuranovic S, et al. ایم آر این اے ثالثی جین کو ترجمہی جبر کے ذریعہ خاموش کرنا جس کے بعد ایم آر این اے ڈیڈینیلیشن اور کشی ہے۔

سائنس۔ 2012؛336(6078):237–240۔

5. ہنٹزنگر E، Izaurralde E. مائیکرو آر این اے کے ذریعے جین کی خاموشی: ترجمہی جبر اور ایم آر این اے کی کمی کی شراکت۔ نیٹ ریو جینیٹ۔ 2011؛12(2):99–110۔ 6. لی آر سی، وغیرہ۔ C. elegans heterochronic gene lin-4 lin-14 میں antisense complementarity کے ساتھ چھوٹے RNAs کو انکوڈ کرتا ہے۔ سیل