Long Non-Coding RNAs – Current Methods of Detection and Clinical Applications

Abstract

Regionální centrum aplikované molekulární onkologie, Masarykův onkologický ústav, Brno Souhrn Východiska: Dlouhé nekódující RNA (long non-coding RNA-lncRNA) jsou RNA molekuly o délce větší než 200 nukleotidů, které ovlivňují řadu fyziologických funkcí a mají významnou regulační roli v buňkách. Jejich hladiny jsou často změněny u různých malignit, a představují tak slibný bio marker pro dia gnostiku, prognózu nebo rekurenci nádorových onemocnění. Díky důležitosti těchto molekul výrazně roste i počet publikací na toto téma. Mezi nejčastěji studované lncRNA patří např. HOTAIR, MALAT1 a PCA3. Cíl: V současné době jsou vyvíjeny různé metody pro analýzu či detekci lncRNA, obvykle založené na optických metodách pro detekci mediátorové RNA (mRNA), např. polymerázová řetězová reakce s reverzní transkripcí, fluorescenční in situ hybridizace nebo sekvenování nové generace. Je však potřeba dbát na rozdíly ve struktuře mRNA a lncRNA. V této práci popisujeme nejenom standardní metody, ale i nové přístupy pro detekci lncRNA zahrnující např. chemiluminescenční a elektrochemické techniky. Závěr: I navzdory pokrokům a velkému množství publikovaných prací existuje pouze jeden schválený dia gnostický test založený na detekci lncRNA, a to PCA3 test pro diagnostiku karcinomu prostaty analýzou moči. Ostatní jsou v současnosti pouze ve fázi vývoje a bude potřeba je validovat. Dia gnostika založená na lncRNA i tak skýtá obrovský potenciál, a je proto velmi pravděpodobné, že se v blízké době objeví další dia gnostické testy cílící na jiné typy lncRNA. Klíčová slova dlouhá nekódující RNA-nádorové bio markery-karcinogeneze-bio senzory Summary Background: Long non-coding RNAs (lncRNA) are more than 200-nucleotide-long RNA molecules that affect multiple physiologic phenomena and have important regulatory functions in cells. Their levels are often altered in various malignancies, thus they represent a potential biomarker for the diagnostics, prognosis or recurrence of cancer. Their importance has recently led to an enormous increase in a number of publications on the subject. The most frequently studied lncRNAs are HOTAIR, MALAT1 and PCA3. Aim: Numerous methods are currently being developed for the analysis or detection of lncRNA. They are mostly based on optical methods used for the detection of messenger RNAs, including polymerase chain reaction with reverse transcription, fluorescence in situ hybridisation or next-generation sequencing, but caution must be taken due to their structural differences. Here, we describe not only standard but also novel techniques for lncRNA detection, including chemiluminescent and electrochemical techniques. Conclusion: Despite the great progress and plethora of papers on this topic, there is only one single approved lncRNA-based diagnostic test, a PCA3 test for the diagnosis of prostate cancer from the patient's urine. All other tests are only in their research phase and need to be validated. Nevertheless, lncRNA diagnostics offer enormous potential and thus it is highly probable that other diagnostic tests o...

Up-Regulation of LINC00665 Facilitates the Malignant Progression of Prostate Cancer by Epigenetically Silencing KLF2 Through EZH2 and LSD1

“…Based on the next-generation sequencing of PCa tissues to an indepth exploration of PCa tumor-related lncRNAs in the Chinese population, these studies focused on the molecular characteristics and functional mechanisms to better understand the biological behaviors of PCa cells, find new targets for the treatment of PCa, and provide evidence for the clinical diagnosis and new drug development of PCa (25,26). LINC00665 has been discovered for an extended period of time and is engaged in many physiological and pathological processes including the progression of tumors (18)(19)(20).…”

“…Various characteristics of lncRNA, such as the extensive tissue expression profile and high specificity of tissue and cell, make it a good prospect for the molecular diagnosis and targeted therapy of tumor ( 16 , 17 ). Based on the next-generation sequencing of PCa tissues to an in-depth exploration of PCa tumor-related lncRNAs in the Chinese population, these studies focused on the molecular characteristics and functional mechanisms to better understand the biological behaviors of PCa cells, find new targets for the treatment of PCa, and provide evidence for the clinical diagnosis and new drug development of PCa ( 25 , 26 ).…”

Electrochemical Analysis of Clinical Samples – A Path to Translational Research

“…Obecně je detekce biomarkerů na úrovni nukleových kyselin, tj. DNA nebo RNA, časově i finančně náročná a často vyžaduje přesnost stanovení jednoho mutovaného nukleotidu nebo detekci několika málo kopií DNA molekul [3][4][5][6] . Z těchto důvodů je patrný výrazný trend ve vývoji biosenzorů, které ve spojení s citlivou elektrochemickou detekcí skýtají řadu výhod, např.vyšší rychlost, nižší finanční a instrumentální náročnost, nebo možnost paralelní detekce více vzorků či biomarkerů najednou.…”

“…Mezi nekódující RNA patří jednak krátké nekódující RNA o délce menší než 200 nukleotidů (obvykle kolem 20-30 nukleotidů), zejména mikroRNA (miRNA), malé interferující RNA (small interfering RNA, siRNA) nebo Piwiinteragující RNA (piwi-interacting RNA, piRNA), a též rozsáhlá skupina tzv. dlouhých nekódujících RNA (long noncoding RNA, lncRNA) o délce větší než 200 nukleotidů 6 .…”