Micro-ARNs: kështu funksionojnë “gomat e fshirjes” gjenetike që po revolucionarizojnë mjekësinë

Për të kuptuar se çfarë janë micro-ARN-të (ose, shkurtimisht, miARN-t), le të imagjinojmë një qelizë si një fabrikë të madhe ku punonjësit janë turma e proteinave që mund t’i gjejmë brenda saj. Këta “punëtorë” ndjekin udhëzime të sakta që gjenden në dokumente zyrtare të quajtura ARN mesazherë, ose ARNm.

Duke lexuar këto dokumente, proteinat janë në gjendje të kryejnë të gjitha funksionet e qelizës, duke përfshirë rregullimin e metabolizmit, riparimin e ADN-së, sinjalizimin ndërmjet qelizave, transportin e molekulave dhe ruajtjen e strukturës së qelizës.

Tani, çfarë ndodh nëse qeliza do të kishte nevojë të bllokonte disa udhëzime për të shmangur që ato të ekzekutohen nga proteinat? Këtu hyjnë në lojë miARN-t. Mund t’i krahasojmë ato me gomat e shkrirjes që largojnë fragmente informacioni nga dokumentet zyrtare. Duke bllokuar në mënyrë selektive rajone të veçanta të ARNm-së, ato ndalojnë prodhimin e proteinave në mënyrë të saktë.

Nga gjarpëri tek Nobel

Derisa në vitet 1990 besohej se çdo molekulë e ARNm-së përkthehej drejtpërdrejt në një proteinë. Megjithatë, në vitin 1993, Victor Ambros, Rosalind Lee dhe Rhonda Feinbaum zbuluan një gjene në gjarpërinjtë Caenorhabditis elegans, lin-4, i cili nuk kodifikonte një proteinë, por një molekulë të vogël ARN që rregullonte shprehjen e një gjeni tjetër, lin-14. Ky zbulim nxori në pah ekzistencën e molekulave të ARN-së që nuk kodifikonin proteina, por që rregullonin prodhimin e tyre.

Megjithatë, nuk u kuptua deri në fillim të viteve 2000 se këta miARN ishin një klasë e gjerë rregullatorësh gjenetikë të pranishëm në shumë organizma, përfshirë njerëzit, zbulim që i dha të drejtë kërkuesve Victor Ambros dhe Gary Ruvkun Çmimin Nobel të Fiziologjisë ose Mjekësisë në vitin 2024 për punën e tyre pionierike në këtë fushë.

Një nga karakteristikat kryesore të miARN-ve është madhësia e tyre e vogël, që zakonisht varion midis 19 dhe 25 bazave. Bazat janë “shqipet” bazë (A, U, G, C) të ARN-së, dhe secila prej tyre mat rreth 0,34 nanometra (miliardth e një metri) gjatësi.

Nëse bëjmë llogari, 19 bazat do të kishin një gjatësi rreth 6,5 nanometra (nm) dhe 25 bazat, 8,5 nm. Për krahasim, një eritrocit (qelizë e kuqe e gjakut) mat rreth 6000 deri në 8000 nm. Është e mahnitshme të mendosh se struktura kaq të vogla mund të luajë një rol rregullues kaq të rëndësishëm brenda qelizave shumë më të mëdha.

Një mjet i fuqishëm për të zbuluar dhe trajtuar sëmundjet

Zbulimi i Ambros, Lee dhe Feinbaum solli një revolucion në biomedicinë. Ashtu si me gjenet që kodifikojnë proteinat, shprehja e miARN-ve mund të aktivizohet ose të inhibohet në bazë të gjendjes fiziologjike ose patologjike të qelizave. Kjo i bën ata biomarkues shumë të ndjeshëm për të zbuluar dhe trajtuar sëmundje si kanceri, patologjitë kardiovaskulare ose diabeti.

Për shembull, miR-21 është i shprehjes së lartë në disa lloje të kancerit, duke përfshirë kancerin e gjirit, mushkërive dhe zorrës së trashë. Shtresa e tij lidhet me proliferimin qelizor dhe rezistencën e qelizave tumorale ndaj vdekjes së planifikuar të qelizave (apoptosis). Ngjashëm, një nivel i lartë i miR-155 është i lidhur me inflamacionin dhe përparimin tumoral në disa lloje limfomash dhe kanceri të gjirit.

Pa jashtë fushës së onkologjisë, studime të ndryshme kanë treguar se disa miARNs gjithashtu veprojnë si supresorë tumoralë. Një shembull i dallueshëm janë miR-34 dhe miR-16, të cilat shfaqen me një nivel të konsiderueshëm të ulët në lloje të ndryshme të neoplazive (rritje e pazakontë dhe e pa kontrolluar e qelizave të një indeu).

Në mënyrë të veçantë, këta miRNA rregullojnë shprehjen e gjeneve që përcaktojnë kur një qelizë duhet të ndahet, të diferencohet ose të fillojë vetë-shkatërrimin e saj përmes mekanizmave të programuar, siç është apoptoza e përmendur. Falë këtij procesi fiziologjik, organizmi eliminon ato qeliza që kanë dëmtime të pariparueshme në ADN-në e tyre dhe që, për këtë arsye, mund të paraqesin kërcënim potencial duke zhvilluar tumore.

Gjithashtu ekzistojnë miARNs të përfshirë në sëmundje kardiovaskulare. Për shembull, shkencëtarët kanë vërejtur një ulje të miR-126 tek pacientët me sëmundje koronare. Kjo molekulë lidhet me funksionin endotelial dhe angiogjenezën (formimin e enëve të reja të gjakut gjatë zhvillimit të embrionit dhe në procese tumorale). Një biomarkues tjetër i dobishëm në diagnozën e sëmundjeve kardiake është miR-133a; në veçanti, në infarkt akut të miokardit.

Diabeti është një nga shumë patologjitë që mund të zbulohet dhe trajtohet falë miARNs. Në fakt, miR-375, i përfshirë në rregullimin e sekrecionit të insulinës, është një nga miARNs më të përdorur në zbulimin e hershëm të diabetit tip 2. Në mënyrë të ngjashme, miR-146a mund të përdoret si biomarkues në diabetin tip 1 dhe tip 2, pasi sinteza e tij është e lidhur me rezistencën ndaj insulinës së muskulit skeletik dhe indeve dhjamore.

Në kërkim të shenjave

Por përveç dobisë së tyre në zbulimin e sëmundjeve, protagonistët tanë gjithashtu janë shndërruar në një mjet kyç për studimin e evolucionit të tyre, pasi modeli i shprehjes së disa miARN-ve ndryshon në varësi të fazave ose stadet të disa sëmundjeve. Kështu, zbulimi i miRNA-155 në koncentrime shumë të larta së bashku me koncentrime të ulëta të miRNA-let-7 janë tregues të pavështirësisë së ulët për mbijetesë te pacientët me kancer të mushkërive.

Gjithashtu, disa studime kanë treguar se shprehja ose inhibicioni selektiv i disa miARN-ve mund të modifikojë përparimin tumoror në lloje të caktuara të leucemisë dhe limfomave.

Në fund të fundit, zbulimi i miARN-ve ka implikime të jashtëzakonshme klinike, veçanërisht për potencialin e tyre si biomarkerë për diagnozën, parashikimin dhe kontrollin e sëmundjeve të ndryshme, duke përfshirë lloje të ndryshme të kancerit.