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El ARNm exosomal como posible biomarcador del cáncer de próstata

El ARNm exosomal como posible biomarcador del cáncer de próstata

El cáncer es la segunda causa de muerte tanto en hombres como en mujeres en todo el mundo. En 2020, 1,41 millones de personas fueron diagnosticadas de cáncer de próstata en todo el mundo.1 Con más de 300.000 muertes causadas por el cáncer de próstata en 2022, la detección precoz es crucial para reducir la mortalidad.14 Recientemente, el ARN exosómico ha acaparado una atención significativa como fuente de biomarcadores potenciales para la detección precoz del cáncer, como el cáncer de mama, el cáncer de hígado y el cáncer de próstata.12,13 La próstata es una pequeña glándula en forma de nuez situada debajo de la vejiga y delante del recto. Es responsable de la producción del líquido seminal que transporta los espermatozoides.
 

 

Aquí hay varios tipos de cáncer de próstata, siendo el más común el adenocarcinoma. Otros tipos de cáncer de próstata incluyen el carcinoma de células pequeñas, sarcomas, tumores neuroendocrinos y carcinoma de células transicionales. El cáncer de próstata tiende a progresar muy lentamente y generalmente avanza de manera local en la próstata durante las etapas iniciales. 3 Esto hace que la detección de la enfermedad en una etapa temprana sea un desafío. Sin embargo, si se encuentra temprano, el cáncer es altamente tratable y a menudo se puede eliminar. Este blog discutirá los síntomas y factores de riesgo del cáncer de próstata, los métodos de detección, la importancia del mRNA exosomal y, por último, dos estudios que exploran el potencial de los mRNA exosomales como biomarcadores no invasivos para la detección temprana del cáncer de próstata.

Síntomas y factores de riesgo

 

En las etapas tempranas, puede no haber signos o síntomas debido a la naturaleza de crecimiento lento del cáncer. Sin embargo, varios síntomas pueden aparecer en las etapas posteriores del desarrollo del cáncer. Algunos de ellos incluyen dificultad para orinar, aumento de la urgencia y frecuencia urinaria, sangre en la orina, sangre en el semen, dolor óseo, reducción de la fuerza del chorro de orina, disfunción eréctil y pérdida de peso.

Las causas del cáncer de próstata aún se desconocen, al igual que muchas otras formas de cáncer. Sin embargo, hay varios factores de riesgo conocidos asociados con la enfermedad. Por ejemplo, la edad (ser mayor de 50 años), antecedentes familiares (historia de cáncer de próstata) y peso (obesidad) se han relacionado con el desarrollo del cáncer de próstata 4. La raza también juega un papel en el aumento de las posibilidades de desarrollar cáncer. Un estudio en 2023 declaró que los hombres negros tienen un mayor riesgo de cáncer de próstata que los estadounidenses blancos no hispanos. Esto podría deberse a factores genéticos, diferencias en las dietas o estrés adicional.5

Métodos de detección

Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), una biopsia es la forma más común de diagnosticar el cáncer de próstata.6 Una biopsia de próstata es cuando se extrae una pequeña muestra de tejido prostático para su análisis. Se inserta una aguja en la próstata para recoger varias muestras del tejido sospechoso. Este método de diagnóstico es altamente invasivo, doloroso y incómodo.

Sin embargo, antes de una biopsia de próstata, se realizan varias pruebas de confirmación preliminares. Algunas de estas pruebas incluyen un examen rectal digital (DRE), una prueba de sangre de antígeno prostático específico (PSA), una ecografía transrectal y una resonancia magnética (MRI). 7 La prueba de PSA es el método más común de detección del cáncer de próstata. La prueba mide la cantidad de antígeno prostático específico (una proteína) presente en el cuerpo. Cuando una persona desarrolla cáncer de próstata, tiene una cantidad elevada de PSA. Aunque es una prueba común para la detección del cáncer de próstata, la prueba de sangre de PSA puede ser poco confiable, ya que hay varias otras razones por las cuales un individuo podría tener niveles elevados de esta proteína. Las células prostáticas normales producen PSA; por lo tanto, condiciones benignas (no cancerosas) como la prostatitis (próstata inflamada) y la hiperplasia prostática benigna (BPH) (próstata agrandada) pueden aumentar los niveles de PSA en la sangre.8 Además, actividades como el ejercicio vigoroso, la eyaculación o incluso un accidente automovilístico también pueden elevar los niveles de PSA. La falta de fiabilidad de la prueba de sangre de PSA y la naturaleza invasiva de una biopsia requieren un enfoque más confiable y no invasivo para la detección del cáncer de próstata. Recientemente, los mRNA exosomales han despertado un gran interés entre los investigadores como un biomarcador potencial para la detección del cáncer de próstata. La recolección de muestras para el mRNA exosomal es significativamente menos invasiva, ya que los exosomas pueden encontrarse en fluidos corporales. Además, los mRNA exosomales pueden proporcionar resultados más precisos y confiables en comparación con las pruebas de PSA en sangre debido a la especificidad de la prueba.

¿Por qué mRNA exosomal?

Empecemos por definir qué son los mRNA, los exosomas y la función del mRNA exosomal en el diagnóstico del cáncer. El ARN mensajero (mRNA) es un ARN de cadena simple que ayuda en la síntesis de proteínas. Se transcribe utilizando una plantilla de ADN; los mRNAs llevan información codificante de proteínas desde el núcleo de una célula hasta el citoplasma.9 El análisis de mRNA puede darnos una visión de la composición funcional de las células, la expresión génica y las mutaciones específicas que pueden causar enfermedades como el cáncer. Por otro lado, los exosomas son vesículas extracelulares (EVs) que son secretadas por todos los tipos de células y se pueden encontrar en saliva, plasma, orina y otros fluidos corporales. Hechos de una bicapa lipídica, los exosomas contienen ácidos nucleicos y proteínas en su interior, así como en su superficie, que ayudan en la comunicación célula a célula, el mantenimiento celular y la progresión tumoral. 10 Los exosomas transportan información de todas las células, incluso de las células cancerosas, y llevan todo tipo de información, como miRNA, mRNA, ADN, proteínas y mucho más de las células huésped.

mRNA exosomal circulante como biomarcador

Un estudio en 2021 se propuso caracterizar el mRNA exosomal circulante para explorar su potencial como biomarcadores para el cáncer de próstata. Los exosomas se pueden encontrar en todo el cuerpo y pueden contener información diferente según su ubicación. Para demostrar que los mRNA exosomales pueden proporcionar los mismos resultados precisos que el tejido canceroso de la próstata, los investigadores compararon el mRNA del tejido con el mRNA exosomal circulante de sangre a través de secuenciación de ARN. Encontraron que tanto el mRNA de las células de tejido canceroso de próstata como el mRNA exosomal circulante reflejaban la misma información. Obtuvieron muestras de 76 pacientes con cáncer de próstata y 84 pacientes con BPH. Después de una serie de análisis mediante secuenciación de ARN, identificaron 6 mRNA exosomales circulantes sobreexpresados que mostraron diferencias significativas en los niveles de expresión entre los pacientes con cáncer de próstata, los pacientes con BPH y el grupo de control.2 Esto mostró una promesa significativa de que el mRNA exosomal circulante puede ser utilizado como biomarcador para la detección del cáncer de próstata. Este estudio se basó en muestras de sangre, ya que los exosomas circulantes se pueden encontrar en la sangre y el plasma. Sin embargo, eso todavía no es completamente no invasivo. ¿Existe una forma completamente no invasiva de detectar el cáncer de próstata? Sí, un estudio más reciente de 2024 explora el uso de mRNA exosomales urinarios para detectar el cáncer de próstata, que es lo que cubrimos a continuación.

mRNA exosomales urinarios como potencial biomarcador

Jiayin Yu et. al. investigaron el “uso de mRNA exosomales urinarios como potencial biomarcador para la detección temprana del cáncer de próstata”. Hablemos de cómo llevaron a cabo el estudio. Los investigadores recolectaron orina de 66 pacientes con cáncer de próstata y 29 controles sanos. A través de la secuenciación de ARN, los investigadores identificaron 13 mRNA que estaban significativamente regulados en pacientes con cáncer de próstata en comparación con los controles sanos. De esos 13 mRNA, 3 mRNA se identificaron como potenciales biomarcadores para el diagnóstico del cáncer de próstata. Los tres mRNA (FOXP1, SPINK1, y KLK3) mostraron un área bajo la curva (AUC) de 0.947, lo que indica una excelente especificidad y sensibilidad para detectar el cáncer de próstata. Este estudio proporciona la evidencia necesaria para mostrar que los mRNA exosomales urinarios son prometedores como biomarcadores no invasivos para la detección temprana del cáncer de próstata. 

 

Métodos y Hallazgos

El equipo de investigación recolectó 40 ml de muestras de orina de 155 individuos entre junio de 2016 y junio de 2019. Luego, el equipo extrajo ARN de los exosomas urinarios utilizando el Kit de Aislamiento de ARN de Exosomas de Orina de Norgen Biotek. Se confirmó la calidad e integridad del ARN antes de que el equipo de investigación sometiera el ARN exosomal purificado a Secuenciación de Nueva Generación (NGS). Para la validación de objetivos, sintetizaron cDNA para realizar una reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR).11 ¿Sabías que usar el Kit de Aislamiento de ARN de Exosomas de Orina de Norgen Biotek elimina la necesidad de un proceso de dos pasos para aislar primero los exosomas y luego el ARN?

El análisis reveló: “Los 10 mRNAs que exhiben las diferencias más significativas asociadas con el cáncer de próstata fueron seleccionados como genes candidatos. Estos genes incluyeron RAB5B, WWP1, MCF2L, HIST2H2BF, ZFY, MARK2, PASK, RBM10, NRSN2 y PCGF1”. Tras realizar qPCR y electroforesis, se identificaron 8 (RAB5B, WWP1, HIST2H2BF, ZFY, MARK2, PASK, RBM10 y NRSN2) de los 10 mRNAs y se demostró que eran superiores al PSA en sangre como indicador de cáncer de próstata. El estudio concluyó que su modelo integral de mRNAs exosomales urinarios es un mejor método para el cribado del cáncer de próstata con una sensibilidad del 70-90% y una especificidad del 20-40%.11

Resumen

En general, el cáncer de próstata es una de las principales causas de muerte en hombres. Aunque existen varios métodos para la detección del cáncer de próstata, como el examen rectal digital (DRE) o la prueba de PSA en sangre, son invasivos e poco confiables. Esto requiere la necesidad de identificar un método no invasivo, más preciso y confiable para la detección del cáncer de próstata. La investigación actual sobre el mRNA exosomal urinario muestra resultados prometedores para la detección temprana del cáncer de próstata. Se necesita más investigación para establecer firmemente los mRNAs exosomales urinarios como una herramienta para el diagnóstico del cáncer de próstata. Dicho esto, aquí en Norgen Biotek estamos listos para ayudar a avanzar en la investigación con nuestros kits de exosomas de orina, como el Kit de Aislamiento de ARN de Exosomas de Orina y Kits de Purificación de Exosomas de Orina y Aislamiento de ARN.

 

Referencias

  1. Organización Mundial de la Salud. (s.f.).Cáncer. Organización Mundial de la Salud. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/cancer
  2. Ji, J., Chen, R., Zhao, L., Xu, Y., Cao, Z., Xu, H., Chen, X., Shi, X., Zhu, Y., Lyu, J., Jiang, J., Wang, Y., Zhou, T., He, J., Wei, X., Wu, J. B., Yang, B., & Wang, F. (30 de marzo de 2021).Perfilado de mrna exosomales circulantes identifica firmas novedosas para la detección del cáncer de próstata - cáncer molecular.SpringerLink. https://link.springer.com/article/10.1186/s12943-021-01349-z#Fig1
  3. Cáncer de próstata: Síntomas, causas y tratamiento. Cleveland Clinic. (14 de junio de 2024). https://my.clevelandclinic.org/health/diseases/8634-prostate-cancer
  4. Sociedad Canadiense del Cáncer. (octubre de 2020).Riesgos para el cáncer de próstata. Sociedad Canadiense del Cáncer. https://cancer.ca/en/cancer-information/cancer-types/prostate/risks
  5. Vickers, A. J., Mahal, B., & Ogunwobi, O. O. (enero de 2023).El racismo no causa cáncer de próstata, ...Publicaciones ASCO. https://ascopubs.org/doi/10.1200/JCO.22.02203
  6. Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. (agosto de 2024). Diagnóstico del cáncer de próstata. Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. https://www.cdc.gov/prostate-cancer/diagnosis/index.html
  7. Mayo Foundation for Medical Education and Research. (27 de abril de 2023). Biopsia de próstata. Mayo Clinic. https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/prostate-biopsy/about/pac-20384734
  8. Prueba de antígeno específico de próstata (PSA). NCI. (2022). https://www.cancer.gov/types/prostate/psa-fact-sheet
  9. Shen, S. (s.f.).ARN mensajero (mRNA).Genome.gov. https://www.genome.gov/genetics-glossary/messenger-rna
  10. Doyle, L. M., & Wang, M. Z. (15 de julio de 2019).Descripción general de vesículas extracelulares, su origen, composición, propósito y métodos para el aislamiento y análisis de exosomas.Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6678302/#sec1dot2dot3-cells-08-00727
  11. Yu, J., Yu, C., Jiang, K., Yang, G., Yang, S., Tan, S., Li, T., Liang, H., He, Q., Wei, F., Li, Y., Cheng, J., & Wang, F. (1 de agosto de 2024). Revelando el potencial: mRNAs exosomales urinarios como biomarcadores no invasivos para el diagnóstico temprano del cáncer de próstata - BMC urología.SpringerLink. https://link.springer.com/article/10.1186/s12894-024-01540-6#ref-CR10
  12. Jia, Y., Chen, Y., Wang, Q., Jayasinghe, U., Luo, X., Wei, Q., Wang, J., Xiong, H., Chen, C., Xu, B., Hu, W., Wang, L., Zhao, W., & Zhou, J. (20 de junio de 2017).Exosoma: biomarcador emergente en el cáncer de mama.Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5522217/
  13. Li, Y., Zheng, Q., Bao, C., Li, S., Guo, W., Zhao, J., Chen, D., Gu, J., He, X., & Huang, S. (3 de julio de 2015).El ARN circular está enriquecido y es estable en exosomas: un biomarcador prometedor para el diagnóstico del cáncer.Nature News. https://www.nature.com/articles/cr201582
  14. Fondo Mundial de Investigación del Cáncer Internacional. (26 de junio de 2024).Estadísticas del cáncer de próstata: Fondo Mundial de Investigación del Cáncer Internacional.WCRF International. https://www.wcrf.org/cancer-trends/prostate-cancer-statistics/