Abstract

Fundo

células T desempenham um papel importante na resposta imune e são ativados em resposta à apresentação de antigénios ligados a grandes moléculas complexas de histocompatibilidade (MHC) que participam com o receptor de células T (TCR). complexos de receptores de células T também contêm quatro CD3 (aglomerado de diferenciação 3) subunidades. O complexo TCR-CD3 é vital para o desenvolvimento de células T e desempenha um papel importante em eventos de reconhecimento de célula interveniente. Desde microARNs (miARNs) são altamente estáveis ​​no soro do sangue, algumas das quais podem alvejar moléculas CD3, que poderia servir como boas biomarcadores para a detecção precoce do cancro. O objetivo deste estudo foi verificar se existe uma relação entre câncer e a quantidade de miRNAs -targeted moléculas CD3.

Métodos

ferramentas de Bioinformática foram utilizados a fim de prever os alvos miRNA para estes genes. Subsequentemente, foram avaliadas nestes miARNs altamente conservadas para ver se eles estão implicados em vários tipos de cancros. Por conseguinte, foram usadas as bases de dados de doenças humanas. De acordo com a mais recente pesquisa, este estudo tentou investigar a possível jusante ou regulação positiva dos pacientes com câncer miRNAs.

Resultados

Foram identificados miRNAs que têm como alvo genes que produzem moléculas de subunidades CD3. Foram identificados os miARNs mais conservadas do gene CD3G, enquanto que os genes CD247 e CD3EAP teve o menor número e não foram miARN conservada associada com o gene CD3D. Alguns destes miRNAs foram encontrados para ser responsável por diferentes tipos de câncer, seguindo um determinado padrão.

Conclusões

É altamente provável que miRNAs afetam as moléculas CD3, prejudicando o sistema imunológico, reconhecer e destruir tumor do cancro; Assim, eles podem ser usados ​​biomarcadores como adequados para distinguir o câncer nos primeiros estágios de seu desenvolvimento

Citation:. Asghari Alashti F, Minuchehr Z (2013) MiRNAs que têm como alvo CD3 Subunidades poderiam ser potenciais biomarcadores para o câncer. PLoS ONE 8 (11): e78790. doi: 10.1371 /journal.pone.0078790

editor: Szabolcs Semsey, Niels Bohr Institute, Dinamarca |

Recebido: 31 de maio de 2013; Aceito: 24 de setembro de 2013; Publicação: 11 de novembro de 2013

Direitos de autor: © 2013 Asghari Alashti, Minuchehr. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados

Financiamento:. Este trabalho foi apoiado pelo Instituto Nacional de Engenharia genética e Biotecnologia Tehran, Iran (Grant número 303 e 346). Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta de dados e análise, decisão de publicar ou preparação do manuscrito

CONFLITO DE INTERESSES:.. Os autores declararam que não existem interesses conflitantes

Introdução

Mais de 30% do genoma humano é controlado por miARNs, regulação de processos biológicos importantes [1]. Estes RNAs não-codificantes curtas (21-23 nucleótidos de comprimento) são considerados para ser associada com a maioria dos cancros [2], e, assim, atraiu a atenção de muitos investigadores. miARNs estão ligados aos três regiões principais não traduzidas (3’UTR) de ARN mensageiro (ARNm alvo) antes que possam ser traduzidos a proteínas especiais, fazendo genes fora e em [3], [4]. Eles têm um papel-chave em muitos processos celulares, tais como a proliferação de células [4], a divisão celular [5], a apoptose [6], a diferenciação, a auto-renovação [7], resposta ao estresse e câncer [5]. A sub-regulação de alguns miARNs (por exemplo miR-34), que é o resultado da expressão reduzida, leva a um aumento das células em determinados tipos de cancros [8]. A expressão da maior parte dos miARNs é reduzida em cancros humanos ([9], [10], [11]), que está em contraste com os overxpression certas miARNs que levam à progressão da tumorigénese [11]. Portanto, miARN pode actuar como ambos os supressores de tumores ou oncogenes, e a sua expressão pode proporcionar um valor de diagnóstico preditivo [11]. miARNs também desempenham um papel importante no desenvolvimento do sistema imunitário em que a sua expressão adequada pode levar a um crescimento avançado, que pode de outra forma, levar a uma interrupção da imunidade [12].

Existe forte evidência de que possui verificou-se a eficácia de miARN no sistema imunitário. Por conseguinte, miARN pode afectar o desenvolvimento de células B [13] e as células T. Eles também podem aumentar os níveis de monócitos e neutrófilos, e são responsile para comutação de anticorpo e a libertação de mediadores inflamatórios, que são liberados pelas células do sistema imunológico durante períodos em que agentes nocivos invadir o corpo [14]. miARNs são estáveis ​​e consistentes em indivíduos da mesma espécie e podem ser utilizados como biomarcadores potenciais para o reconhecimento de vários cancros e outras doenças [15], [16]. assinaturas de miRNA no sangue são semelhantes em homens e mulheres em diferentes idades [17]. Alguns resultados sugerem que pode ser aceite como biomarcadores adequados, por exemplo, o miR-92 os níveis plasmáticos de miR-29a e verificou-se ser diferente nos controlos e nos cancros colo-rectais [18]. De facto, um aumento nos níveis de miR-21, o miR-92 e miR-93 pode ser considerado como um biomarcador clínico de cancro do ovário [19].

Uma vez que, o timo é o principal órgão responsável pela maturação de células T [20], que continua a crescer entre o nascimento e a puberdade, e que a actividade do timo (saída de células T) é a mais activa antes da puberdade e é submetido a atrofia em envelhecimento, inevitavelmente enfraquecer a resposta imune [21]; pode assim deduzir-se que há uma correlação positiva entre o cancro e a idade [22]. Por conseguinte, não seria muito surpreendente pensar do sistema imunitário como a chave para a terapia do cancro.

O sistema imunitário é capaz de reconhecer e omitir os tumores que expressam antigénios que não são observadas nas células normais. Então, esses antígenos são considerados como estranhos pelo sistema imunológico, o que acaba ataca e destrói-los [23] células T usando assassino, e, ocasionalmente, com o apoio das células T auxiliares [24]. Estes antigénios funcionar como formas virais, agindo sobre o MHC de classe I de moléculas; As células assassinas T reconhecem tumores como as células fora do padrão [25]. células assassinas naturais são outro tipo de leucócitos que atacam as células tumorais e células infectadas por vírus. Eles matam células usando níveis mais baixos de moléculas de MHC de classe I na sua superfície persent quando em comparação com as células normais [26]. O receptor de células T ou de TCR, que é uma molécula encontrada na superfície das células T, pode auxiliar no reconhecimento de antigénios ligados a MHC de [27].

O heterodímero de TCR é responsável pelo reconhecimento do ligando. Quando se monta com quatro proteínas invariantes (CD3-gama, -delta, -epsilon e -zeta), que possui um motivo de sequência característico associado com o imunorreceptor baseado em tirosina (ITAMs motivos de activação), que são importantes para a transdução de sinal em células imunitárias . A interacção complexa TCR_CD3 desempenha um papel importante em eventos de reconhecimento de célula intervir [28]

O papel fundamental de miARN no sistema imunitário tem sido implicada pelos cientistas.; por exemplo, o miR-150 afecta alguns mRNAs que são importantes para o desenvolvimento de células pré e pró-B. Assim, a cada mudança nestes miARNs podem obstruir o desenvolvimento do sistema imunitário [29] [14].

miARNs mRNAs alvo em sítios específicos para causar repressão translacional e inibir a tradução ou induzir clivagem da massagem [30]. Existem algumas bases de dados de genes-alvo microRNA como base estelar [31], miRwalk [32], TargetScan [32] etc., que ajudam a encontrar a melhor gene alvo miRNA.

De acordo com a estabilidade do miRNA em soro e a importância do papel das moléculas de CD3 em reconhecimento de antígenos, este estudo tentou focar os miRNAs que têm como alvo proteínas CD3 que poderia ser, em última análise utilizados como biomarcadores razoáveis ​​na detecção de cânceres.

Métodos

Existem quatro subunidades CD3 incluindo CD3 gama, delta-CD3, CD3 e CD3-epsilon-Zeta que se ligam ao TCR, conduzindo à formação do complexo TCR.CD3, que desempenha um papel importante no receptor de células T função e desenvolvimento de células T [33]. A fim de reconhecer os genes que produzem estas subunidades, o genoma Ensembl libertação base de dados 70 actualiza o – Janeiro de 2013, (https://asia.ensembl.org/Homo_sapiens/Info/Index/) foi utilizado [34]. Neste banco de dados o nome e ID de genes, que codificados para moléculas em humanos, foram derivados. Usando a versão do banco de dados TargestScan Human 6,2 (JUNHO https://www.targetscan.org/(updated 2012)) [35], e escolhendo amplamente conservado, conservado e mal conservada opções da família de microRNA, obtivemos miRNAs que foram capazes de alvejar estes genes. Vale ressaltar que este estudo apenas considerd os resultados das famílias de microRNA conservados, mas não há outros genes.

Em seguida, cada miRNA da família microRNA conservada tem sido investigado separadamente. A fim de descobrir em que tipo de câncer, esses miRNAs desempenhar um papel importante, foi utilizado o miRNA Banco de Dados de Doenças (HMDD) (https://202.38.126.151/hmdd/mirna/md/(September 2012)) [36]. Neste banco de dados, foram identificados doenças relacionadas com miARNs e o seu papel. Uma busca por miRNAs também foi realizada por navegar na base de dados miRCancer (https://mircancer.ecu.edu/browse.jsp (janeiro de 2012)) [37]. Neste banco de dados, miRNAs foram pesquisados ​​de acordo com seu nome, o que levou à identificação de cancros que eram responsáveis. Esse banco de dados também mostraram se miRNAs são regulados positivamente ou regulados negativamente.

Resultados

O complexo TCR-CD3 é uma estrutura multimérica presente nas células T superfície. CD3 humano é constituído de quatro subunidades: CD3-gama, CD3-Delta, CD3-Epsilon e CD3-zeta. Para conhecer o nome e características de genes que estão envolvidos na expressão de moléculas de subunidades CD3, foi usada a base de dados Ensembl, e um gene para cada subunidade foi encontrado e identificado como; CD3G, CD3D, CD3EAP e CD247, respectivamente (Tabela 1).

Para cada um dos quatro genes envolvidos na produção de subunidades CD3, o banco de dados TargestScanHuman (versão 6.2 a junho de 2012) foi utilizado [35] para identificar e prever o que poderia miARNs alvejam estes genes. Neste estudo, as famílias miRNA apenas altamente conservadas foram consideradas e famílias miRNA mal conservadas foram omitidos. Para o gene CD3G, 21 miARNs foram alvo previsto que este gene (quadro 2). Uma miARN foi previsto para o gene CD3EAP (responsável pela produção da molécula CD3e, epsilon) (Tabela 3), três miARNs para o gene de CD247 (responsável pela produção da molécula CD3, zeta) em ambas as transcrições de NM_000734 (1041 nt) e NM_198053 (1041 nt) (Tabela 4). miRNA não foram previstos para o gene CD3D (responsável pela produção da molécula CD3, delta) em ambas as transcrições de NM_000732 (88 nt) e NM_001040651 (88 nt).

Cada dos miRNAs preditos foram revisados ​​em trabalhos de pesquisa relacionados para ver se esses miRNAs foram regulada para baixo ou para cima regulado em tecidos tumorais e o soro do sangue de pacientes com câncer.

os resultados mostraram que tem-miR-378 , que foi um miARN previsto para CD3G, tinha aumentado em todos os soros de sangue pertencem a pacientes que sofrem de cancro da próstata resistentes à castração (CRPC) [38], carcinoma de células renais (RCC) [16], [39] e do cancro gástrico (GC) [40]; Além disso, tecidos de câncer em pacientes com câncer de bexiga (BC) [41], carcinoma de células basais [42], o cancro colorectal (CRC) [43], carcinoma oral [44], carcinoma da laringe [45] e câncer gástrico [46]. Isto estava em contraste com reduzido nível de miARN em tecidos não tumorais adjacentes. Tem-miR-422a, tem-miR-593 e tem-miR-494 que representou outros miRNAs previsto para CD3G também mostrou uma redução similar nos níveis em tecidos tumorais. Por exemplo, observou-se redução dos níveis de miR-422a em pacientes com carcinoma da laringe [45] e cancro colorectal [43], miR-593 em pacientes com câncer de esôfago [47] e miR-494 em cholangiocarcinoma (CCA) [48], cancro do pulmão [49] e do tumor gastrointestinal [50]. As observações acima estavam de acordo com os dados deste estudo. Exceto para (câncer de pulmão [51], respectivamente, de células escamosas oral [44] e) miR-515 e miR-136, que só foram citados uma vez, que mostrou um número crescente de miRNAs em tecidos tumorais), nenhuma outra literatura disponível sobre o número de outros miARNs previsto para segmentação CD3G em tecidos tumorais ou soros de sangue de pacientes com cancro (Tabela 5).

a única miARN previsto para o direccionamento do gene CD3EAP, envolvida na expressão CD3e, era HSA-miR -138. Estudos mostraram que os níveis desse miRNA tinha diminuído em tecidos tumorais de pacientes que sofrem de cancro colo-rectal [52], carcinoma hepatocelular (HCC) [53], carcinoma de células escamosas de língua (TSCC) [54], carcinoma de tireóide papilar [55], cabeça e carcinoma de células escamosas do pescoço (CECP) [56] e carcinoma espinocelular (CEC) [57] (Tabela 6).

Estudos sobre os miRNAs preditos segmentação CD247, que estavam envolvidos na expressão de a molécula CD3-zeta, mostrou que havia três miRNAs que alvo o gene. Excepto para HSA-miR-214, não há relatos têm sido citados medida em relação aos níveis de miR-761 e miR-3619-5p em tecidos tumorais. A maioria dos dados obtidos neste estudo mostram que os níveis de miR-214 diminuiu em tecidos de tumor quando comparado com o seu tecido normal relativa (Tabela 7). níveis de miR-214 tinha diminuído em tecidos tumorais de pacientes que sofrem de carcinoma epidermóide de esôfago (CEE) [58], o cancro da mama [59], o cancro do colo do útero [60], carcinoma hepatocelular (HCC) [61] [62], de células escamosas carcinoma (SCC) [63], cholangiocarcinoma metástase [64] e linfoma primário do sistema nervoso central istema (PCNSL) [65]. Em contraste, o cancro gástrico [66], do cancro do ovário [67] e cancro pancreático [68] são exemplos de cancros em que o miR-214 níveis aumentados (Tabela 7). No que diz respeito ao número de cópias do miR-214 em estudos de soro sanguíneo, um aumento nos níveis de miARN foi observada em soros de sangue de doentes com próstata [69] e da mama [70] cancros (Tabela 8).

Discussão

miRNAs pode atuar como oncogenes tumorais e supressores e regulam negativamente a expressão do gene [71]. Esta tarefa pode ser realizada através da degradação de ARNm ou repressão da tradução [72]. Muitos estudos recentes têm descrito miARNs como reguladores chave dos processos no sistema imunitário, que têm papéis críticos na indução, manutenção e função da linhagem de células T reguladoras [73]. O TCR-CD3, que é um receptor transmembranar complexo, desempenha um papel decisivo no sistema imune [74]. Quatro cadeias invariantes, fisicamente associadas com TCR, incluem: CD3-gama, -delta, -epsilon e -zeta [75]. miARNs tenham sido previamente identificados como biomarcadores poderosas numa variedade de cancros [16], [17], [18], [76], [77], [78], e no presente estudo, a análise bioinformática previu miARNs que segmentados genes expressando as subunidades de CD3, incluindo CD3-gama, CD3-delta, epsilon-CD3 e CD3-zeta. Nosso objetivo foi identificar miRNAs que afetam subunidades do sistema imunológico e para validar-los através da revisão dos estudos que tinha sido previamente realizadas, de modo a avaliá-los como potenciais biomarcadores para o diagnóstico ou detecção precoce do câncer. Em Neste estudo, o banco de dados 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 e miR-593) que foram conservados e semelhante ao gene CD3G. Uma miARN (miR-138) foi encontrado para ser conservada e semelhante ao gene CD3EAP e três miARNs conservados (miR-761, o miR-214 e miR-3619-5p), revelou ser semelhante ao gene de CD247. No entanto, não há miARNs foram encontrados para ser conservada e semelhante ao gene CD3D [35]. A partir do primeiro grupo de apenas 6 miARNs (miR-378, miR-422A, o miR-593 e miR-494, o miR-515 e miR-136), a partir do segundo grupo de um miARN (miR-138) e a partir do terceiro grupo única um miRNA (miR-214) foram identificadas e estudadas, com base em seus níveis nos tecidos ou soros sangue de pacientes com câncer diferentes. miR-378, miR-422a, o miR-593 e miR-494 a partir do primeiro grupo, que afectou o gene CD3G (responsável pela subunidade CD3-gama), e foram sub-regulada em tecidos de cancro, quando comparado com tecidos normais adjacentes (Tabela 5), ​​enquanto que o miR-378 foi regulada para cima em soros de sangue de pacientes com cancro (Tabela 8). No que diz respeito a uma série de estudos, o miR-515 e miR-136 foram regulados positivamente em tecidos de cancro (Tabela 5). miR-138 (Tabela 6) a partir do segundo grupo (previsto para o direccionamento do gene CD3EAP responsável pela subunidade CD3-epsilon) foi regulada para baixo, e miR-214 a partir do terceiro grupo (previsto para o direccionamento do gene CD247 responsável pela CD3 subunidade -zeta), foi regulada para baixo em tecidos de cancro investigadas na maioria dos estudos. No entanto, teses foram relatados para ser regulado para cima em apenas alguns trabalhos de pesquisa (Tabela 7). miRNAs estão actualmente a ser considerada como sub-regulada supressores de tumor e up-regulamentados oncomiRs [52], [79]. Com base no caso em que o miR-378 e miR-214 foram regulados positivamente no soro do sangue de pacientes com cancro (Tabela 8) e regulados negativamente nos tecidos tumorais; portanto, pode-se concluir que eles podem funcionar oncomiRs miRNAs como regulada em subunidades do complexo TCR-CD3.

Conclusão

Uma vez que miR-378, miR-422a, miR-593, miR -494, miR-138 e miR-214 poderia ter como alvo as subunidades de CD3, alguns dos quais têm sido estudados em diferentes cancros e foram considerados como biomarcadores para detectar cancro em fases iniciais, que é então altamente provável que miARNs danificar o sistema imunitário de modo que não pode distinguir as células cancerosas. Assim, a sua presença no soro do sangue como biomarcadores para o diagnóstico precoce do câncer poderia nos ajudar a entender a deficiência do sistema imunológico. Embora este estudo parece bioinformatically confiável, mais estudos laboratoriais são necessários para comprovar esses achados.

Reconhecimentos

Agradecemos ao Dr. Parvin Shariati, por seus comentários científicas valiosas sobre o nosso trabalho.