Study of non-coding RNA (ncRNAs) in ovarian tumors and cancer cells

Ovarian cancer (OC) is the second most frequently diagnosed and the most lethal gynecological malignancy in developed countries, accounting for approximately 5% of female cancer-related mortality worldwide. Even though early-diagnosis (FIGO I/II) has a 5-year survival up to 90%, most of the patients (~75%) are diagnosed in advanced disease stages (FIGO III/IV) with a 5-year survival of ~25%, the poorest among all gynecological malignancies. Early-diagnosis is proving difficult, while the significant progress in surgical techniques and targeted therapies has only modestly improved the relatively high death-to-incidence rate of patients diagnosed in advanced disease stages. Moreover, the high heterogeneity of tumors’ molecular background and patients’ treatment response hinders personalized prognosis and tailored therapies. Therefore, the identification of novel molecular markers could be a valuable tool to support personalized prognosis, benefit risk-stratification and therapeutic decisions, as well as to ameliorate the quality-of-life of the patients. In the present PhD thesis, recognizing the clinical need of identifying new molecular biomarkers in ovarian cancer, we aimed at studying the expression and evaluating the clinical significance of non-coding RNA (ncRNA) in cancer cell lines and ovarian tumors. According to the ENCODE project, more than 75% of the genome is actively transcribed in ncRNAs. Among them, microRNAs (miRNAs) have emerged as potent post-transcriptional regulators of gene expression. Moreover, it has been established that numerous miRNAs exert oncogenic or tumor-suppressive roles in ovarian cancer tumorigenesis and progression, thus representing promising molecular markers to support precision medicine. Additionally, tRNA-derived fragments (tRFs), initially thought to be random by-products of tRNA metabolism, constitute an abundant and evolutionarily conserved class of small non-coding RNAs with precise sequence and defined biological roles. Unsurprisingly, numerous research groups have identified tRFs as potential prognostic molecular markers in various cancer types. The evaluation of the clinical utility of miR-203 expression in the two institutionally-independent cohorts revealed an independent and unfavorable significance of miR-203 expression, concerning prognosis of epithelial ovarian cancer patients. In particular, miR-203 overexpression was significantly associated with worse survival outcome of patients, following tumor resection and first-line platinum-based chemotherapy compared to patients underexpressing miR-203, independently of FIGO stage, tumor grade, residual tumor size, chemotherapy response and age. Additionally, multivariate models incorporating miR-203 expression with the widely-used prognostic disease markers resulted in superior positive prediction of the patients at higher risk for poor treatment outcome, as well as in improved patients’ risk-stratification and clinical benefit of ovarian cancer prognosis. Furthermore, miR-181a assessment in the two institutionally-independent cohorts and three external publicly available datasets unveiled that miR-181a is associated with adverse clinicopathological characteristics of the patients and could promote patients’ personalized prognosis and improve the prediction of treatment outcome in serous ovarian cancer. More precisely, miR-181a overexpression was significantly correlated with a worse outcome of the patients following cytoreductive surgery and first-line platinum-based chemotherapy, compared to the patients expressing lower levels of miR-181a. Strikingly, miR-181a retained its independent prognostic value in multivariate prognosis model that included FIGO stage, tumor grade, residual tumor size and chemotherapy response. In the study design, the analysis of the two institutionally-independent cohorts, with a median follow-up time that exceeds five years, along with the three external publicly available datasets corroborates the unfavorable clinical impact of miR-181a overexpression on the treatment response and survival of serous ovarian patients. Finally, the evaluation of the additional impact of its overexpression on ameliorating the prognostic power of established clinical disease markers resulted in a superior positive prediction and an improved patients’ risk-stratification. Regarding the evaluation of tRNA-derived fragments (tRFs), the analysis of the TCGA-OV dataset, revealed the abundance of the i-tRFs and the high proportion of fragments derived from tRNAGlyGCC in ovarian tumors, while gene ontology analysis of i-tRF-GlyGCC predicted targets resulted in enriched key signaling pathways in ovarian cancer onset and progression. Strikingly, i-tRF-GlyGCC emerged as an independent and powerful prognostic indicator in epithelial ovarian cancer since its overexpression could accurately predict unfavorable overall survival and early progression. Moreover, multivariate prognosis models highlighted that i-tRF-GlyGCC evaluation ameliorates the prognostic power of widely-used clinical variables and offers superior risk-stratification of the patients. Finally, decision curve analysis (DCA) elucidated the significantly enhanced clinical net benefit of the multivariate models combining i-tRF-GlyGCC levels along with disease established markers in epithelial ovarian cancer prognostication. Ultimately, tRFs derived from pre-tRNAs, namely 3'U-tRFs, have also been studied in the present PhD thesis. Herein, following a primary clinical evaluation, target prediction and gene ontology analysis of 3’U-tRFs candidates, 3'U-tRF derived from pre-tRNAValCAC (3'U-tRFValCAC) was associated with adverse prognosis and linked to cell signaling, cell proliferation, and cell adhesion pathways, and, thus, was selected for further investigation. Strikingly, its ectopic expression in vitro significantly increased cell proliferation and migration of SK-OV-3 and OVCAR-3 tumor cells in a dose-dependent manner, verifying its active implication in key biological processes. By an in-depth clinical evaluation in the screening OVCAD and institutionally-independent TU Munich validation cohort, 3’U-tRFValCAC was unveiled as a powerful prognostic indicator in epithelial ovarian cancer since its elevated levels were statistically correlated with poor overall and progression-free survival. Moreover, multivariate analysis demonstrated that the inferior outcome of “3’U-tRFValCAC high” group is independent of the patients’ clinicopathological data and the established clinical markers. In this regard, 3’U-tRFValCAC-fitted multivariate models ameliorated the prognostic power of the clinically used markers and offered superior risk-stratification of the patients.Ο καρκίνος των ωοθηκών (ovarian cancer, OC) είναι ο δεύτερος πιο συχνά διαγνωσμένος και ο πλέον θανατηφόρος γυναικολογικός καρκίνος στις ανεπτυγμένες χώρες, υπεύθυνος για ~5% των γυναικείων θανάτων από καρκίνο, παγκοσμίως. Παρόλο που η πρώιμη διάγνωση (FIGO I/II) οδηγεί σε 5ετή επιβίωση >90%, οι περισσότερες ασθενείς (~75%) διαγιγνώσκονται σε προχωρημένα στάδια της νόσου (FIGO III/IV) με αποτέλεσμα φτωχή ανταπόκριση στη χημειοθεραπεία, βραχυπρόθεσμη εξέλιξη της νόσου και 5ετή επιβίωση 75% του γονιδιώματος μεταγράφεται σε μη-κωδικά μόρια RNA. Μεταξύ αυτών, τα microRNAs (miRNAs) έχουν αναδειχθεί ως ισχυροί μετα-μεταγραφικοί ρυθμιστές της γονιδιακής έκφρασης. Επιπλέον, έχει διαπιστωθεί ότι πολλά miRNAs κατέχουν ογκογόνο ή ογκοκατασταλτικό ρόλο στον καρκίνο των ωοθηκών, αντιπροσωπεύοντας υποσχόμενους μοριακούς βιοδείκτες για την υποστήριξη της ιατρικής ακριβείας. Επιπρόσθετα, τα θραύσματα που προέρχονται από tRNA (tRNA-derived fragments, tRFs), τα οποία αρχικά θεωρήθηκαν ότι αποτελούν τυχαία παραπροϊόντα του μεταβολισμού των tRNAs, αποτελούν μια άφθονη και εξελικτικά διατηρημένη κατηγορία μικρών μη-κωδίκων RNAs με καθορισμένη αλληλουχία και βιολογικούς ρόλους. Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής, η αξιολόγηση της κλινικής σημασίας του miR-203 στις δύο ανεξάρτητες ομάδες ασθενών (TU Munich και OVCAD) αποκάλυψε την ανεξάρτητη και δυσμενή προγνωστική αξία των αυξημένων επιπέδων του miR-203 για τους ασθενείς με επιθηλιακό καρκίνο των ωοθηκών. Πιο συγκεκριμένα, αυξημένα επίπεδα του miR-203 συσχετίστηκαν με σημαντικά δυσμενέστερη επιβίωση των ασθενών έπειτα από κυτταρομειωτική χειρουργική επέμβαση και χημειοθεραπεία πρώτης γραμμής με πλατίνα, σε σύγκριση με ασθενείς με μειωμένη έκφραση του miR-203, ανεξάρτητα από το στάδιο FIGO, τον βαθμό κακοήθειας του όγκου, τον υπολειπόμενο όγκο, την απόκριση στη χημειοθεραπεία και την ηλικία. Επιπλέον, πολυπαραμετρικά μοντέλα που ενσωματώνουν την έκφραση του miR-203 με τους ευρέως χρησιμοποιούμενους κλινικούς δείκτες πρόγνωσης της νόσου προσέθεσαν κλινικό όφελος στη πρόβλεψη του θεραπευτικού αποτελέσματος και πέτυχαν σημαντικά καλύτερη διαστρωμάτωση κινδύνου των ασθενών. Η αξιολόγηση του miR-181a στις δυο εσωτερικές και σε τρεις εξωτερικές ομάδες ασθενών αποκάλυψε την συσχέτισή του με δυσμενή κλινικοπαθολογικά χαρακτηριστικά των ασθενών και την ικανότητα υποστήριξης της εξατομικευμένης πρόγνωσης και πρόβλεψης ανταπόκρισης στην θεραπεία των ασθενών με ορώδη καρκίνο ωοθηκών. Πιο συγκεκριμένα, οι ασθενείς με υπερέκφραση του miR-181a συσχετίστηκαν σημαντικά με χειρότερη πρόγνωση μετά από κυτταρομειωτική χειρουργική επέμβαση και χημειοθεραπεία πρώτης γραμμής με πλατίνα, σε σύγκριση με τους ασθενείς με χαμηλότερα επίπεδα miR-181a. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει ότι το miR-181a διατήρησε την ανεξάρτητη προγνωστική του αξία σε πολυπαραμετρικά προγνωστικά μοντέλα, που συμπεριλάμβαναν το στάδιο FIGO, τον βαθμό κακοήθειας του όγκου, την υπολειπόμενη νόσο και την ανταπόκριση στη χημειοθεραπεία. Στην παρούσα μελέτη, η ανάλυση δύο ανεξάρτητων ομάδων ασθενών με διάμεσο χρόνο παρακολούθησης >5 ετών, και ταυτόχρονα τριών δημοσίως διαθέσιμων κλινικών μελετών ασθενών με καρκίνο των ωοθηκών, επιβεβαίωσαν τη δυσμενή κλινική σημασία της υπερέκφρασης του miR-181a. Τέλος, η αξιολόγηση της αξίας του miR-181a στη βελτίωση της προγνωστικής ισχύος των καθιερωμένων δεικτών της νόσου παρείχε κλινικό όφελος και ανώτερη διαστρωμάτωση κινδύνου των ασθενών. Αναφορικά με την κλινική αξιολόγηση των θραυσμάτων που προέρχονται από tRNA (tRFs), η ανάλυση του συνόλου δεδομένων TCGA-OV (The Cancer Genome Atlas, TCGA) αποκάλυψε την αφθονία των i-tRFs και την υψηλή αναλογία θραυσμάτων που προέρχονται από το tRNAGlyGCC σε όγκους ωοθηκών, ενώ η ανάλυση γονιδιακής οντολογίας των προβλεπόμενων γονιδίων-στόχων του i-tRF-GlyGCC ανέδειξε βασικά μονοπάτια κυτταρικής σηματοδότησης που συμμετέχουν στην έναρξη και την εξέλιξη της νόσου. Επιπλέον, το i-tRF-GlyGCC αναδείχθηκε ως ένας ανεξάρτητος και ισχυρός προγνωστικός δείκτης στον επιθηλιακό καρκίνο των ωοθηκών, με την υπερέκφρασή του να προβλέπει αποτελεσματικά τη δυσμενή ολική επιβίωση και τη βραχυπρόθεσμη εξέλιξη της νόσου. Επιπλέον, τα πολυπαραμετρικά μοντέλα πρόγνωσης επιβεβαίωσαν ότι η αξιολόγηση του i-tRF-GlyGCC βελτιώνει την προγνωστική δύναμη των κλινικά χρησιμοποιούμενων δεικτών, προσφέρωντας καλύτερη διαστρωμάτωση κινδύνου για τους ασθενείς και κλινικό όφελος στην διαχείριση του επιθηλιακού καρκίνου ωοθηκών. Τέλος, στην παρούσα διατριβή, μελετήθηκαν τα tRFs που προέρχονται από τα πρόδρομα tRNAs, τα 3'U-tRFs. Έπειτα από μια πρώτη κλινική αξιολόγηση, πρόβλεψη γονιδίων-στόχων και ανάλυση γονιδιακής οντολογίας των υποψηφίων 3'U-tRFs, το 3'U-tRF που προέρχεται από το pre-tRNAValCAC (3'U-tRFValCAC) συσχετίστηκε με δυσμενή πρόγνωση και αναδείχθηκε να συμμετέχει σε μονοπάτια κυτταρικής σηματοδότησης, κυτταρικού πολλαπλασιασμού και κυτταρικής προσκόλλησης, και επιλέχθηκε για περαιτέρω μελέτη. Αρχικά, η έκτοπη έκφραση του 3'U-tRFValCAC in vitro αύξησε σημαντικά το ρυθμό κυτταρικού πολλαπλασιασμού και τη μετανάστευση των καρκινικών κυττάρων SK-OV-3 και OVCAR-3, με δοσοεξαρτώμενο τρόπο, επαληθεύοντας την ενεργό εμπλοκή του μορίου στις ανώτερες βιολογικές διαδικασίες. Η κλινική αξιολόγηση στην ομάδα ελέγχου OVCAD και στην ανεξάρτητη ομάδα επικύρωσης TU Munich, αποκάλυψε το 3'U-tRFValCAC ως έναν ισχυρό προγνωστικό δείκτη στον επιθηλιακό καρκίνο των ωοθηκών, καθώς τα αυξημένα επίπεδά του συνδέθηκαν στατιστικώς σημαντικά με δυσμενή ολική επιβίωση και υψηλό κίνδυνο εξέλιξης των ασθενών με καρκίνο ωοθηκών σε συνέχεια της θεραπείας 1ης γραμμής. Επιπλέον, η πολυπαραμετρική ανάλυση έδειξε ότι η προγνωστική του αξία είναι ανεξάρτητη από τους καθιερωμένους κλινικούς δείκτες της νόσου, ενώ η ενσωμάτωση του βελτιώνει την προγνωστική ισχύ τους και τη διαστρωμάτωση κινδύνου των ασθενών

Σύγκριση της ποιότητας ζωής ασθενών με εμφυτεύσιμο βηματοδότη και εμφυτεύσιμο βηματοδότη και απινιδωτή

Εισαγωγή: Η εμφύτευση βηματοδότη αποτελεί ζωτικής σημασίας μέσο για τη θεραπεία διαταραχών ρυθμού τα τελευταία 50 χρόνια, ενώ η εμφύτευση καρδιομετατροπέα- απινιδωτή εφαρμόζεται εδώ και τρεις δεκαετίες με στόχο την πρωτογενή και δευτερογενή πρόληψη καρδιακού θανάτου. Παράλληλα, η ποιότητα ζωής είναι ένας τομέας που απασχολεί ολοένα και περισσότερο τις επιστήμες υγείας και συμβάλλει στην υιοθέτηση ολιστικής προσέγγισης από το ιατρονοσηλευτικό προσωπικό. Σκοπός: Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η εκτίμηση της ποιότητας ζωής των ασθενών που φέρουν εμφυτεύσιμο βηματοδότη και η σύγκρισή της με αυτή των ασθενών με συνδυαστική συσκευή βηματοδότη και απινιδωτή Υλικό και Μέθοδος: Το δείγμα αποτέλεσαν 100 άτομα που έφεραν βηματοδότη ή βηματοδότη και απινιδωτή και παρακολουθούνταν στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο των Ιωαννίνων. Τα στοιχεία συλλέχθηκαν με τη συμπλήρωση του ερωτηματολογίου SF-36 από τους συμμετέχοντες. Εφαρμόστηκε η στατιστική δοκιμασία t–test και anova και η στατιστική σημαντικότητα τέθηκε στο (p < 0,05). Η στατιστική ανάλυση πραγματοποιήθηκε με το πρόγραμμα SPSS (v.25) Αποτελέσματα: Η συνολική βαθμολογία της ποιότητας ζωής του δείγματος κυμάνθηκε σε ικανοποιητικό επίπεδο στις περισσότερες διαστάσεις της κλίμακας SF-36 (πάνω από 66/100). Εξαίρεση απετέλεσαν οι διαστάσεις γενική υγεία και ζωτικότητα που ήταν 38,5 και 45,1 αντίστοιχα. Δεν βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές συγκριτικά με το είδος της εμφυτεύσιμης συσκευής σε καμία διάσταση της κλίμακας (p>0,05). Στις περισσότερες διαστάσεις της κλίμακας υψηλότερες τιμές εμφάνισαν οι άνδρες, τα άτομα μικρότερης ηλικίας, οι εργαζόμενοι, οι έγγαμοι, με μεγαλύτερη εκπαίδευση, οι εργαζόμενοι, οι περισσότερο ενημερωμένοι για την ασθένεια και τη φαρμακευτική αγωγή, όπως και τα άτομα που ζούσαν με την οικογένεια, (p>0,05), αντίστοιχα. Συμπέρασμα: Η ποιότητα ζωής ασθενών με εμφυτεύσιμο βηματοδότη και συνδυαστικό εμφυτεύσιμο βηματοδότη-απινιδωτή δεν εμφάνισε στατιστικά σημαντικές διαφορές. Διάφοροι δημογραφικοί, κοινωνικοί και κλινικοί παράγοντες επηρεάζουν αρνητικά την ποιότητα ζωής αυτών των ασθενών.Introduction: Pacemaker implantation has been a vital tool for the treatment of rhythm disorders for the last 50 years, while cardioverter-defibrillator implantation has been applied for three decades with the aim of primary and secondary prevention of cardiac death. At the same time, quality of life is an area of increasing interest in health sciences and leads to the adoption of a holistic approach by health care professionals. Aim: The aim of the current study was to assess the quality of life of patients with an implantable pacemaker and to compare it with that of patients with a combined pacemaker and defibrillator device. Material and Methods: The sample consisted of 100 subjects with a pacemaker, or a pacemaker and defibrillator, monitored by the University Hospital of Ioannina. To collect data, the participants completed the SF-36 questionnaire. Statistical t-test and anova test were applied and statistical significance was set at (p < 0.05). Statistical analysis was performed using the SPSS program (v.25) Results: The overall quality of life score of the sample ranged at a satisfactory level in most dimensions of the SF-36 scale (above 66/100), with the exceptions of the dimensions of general health and vitality which scored 38.5 and 45.1 respectively. No statistically significant differences were found on the basis of the type of implantable device in any dimension of the scale (p>0.05). In most dimensions of the scale, higher scores were obtained by men, younger people, working people, married people, more educated people, those more informed about the disease and medication, as well as people living with family members (p>0.05). Conclusion: The quality of life of patients with implantable pacemaker and combined implantable pacemaker-defibrillator did not show statistically significant differences. Various demographic, social and clinical factors negatively affect the quality of life of these patients

tRNAGlyGCC-Derived Internal Fragment (i-tRF-GlyGCC) in Ovarian Cancer Treatment Outcome and Progression

Epithelial ovarian cancer (EOC) remains a highly-lethal gynecological malignancy, characterized by frequent recurrence, chemotherapy resistance and poor 5-year survival. Identifying novel predictive molecular markers remains an overdue challenge in the disease’s clinical management. Herein, in silico analysis of TCGA-OV highlighted the tRNA-derived internal fragment (i-tRF-GlyGCC) among the most abundant tRFs in ovarian tumors, while target prediction and gene ontology (GO) enrichment analysis predicted its implication in key biological processes. Thereafter, i-tRF-GlyGCC levels were quantified in a screening EOC (n = 98) and an institutionally-independent serous ovarian cancer (SOC) validation cohort (n = 100, OVCAD multicenter study). Disease progression and patient death were used as clinical endpoints for the survival analysis. Internal validation was performed by bootstrap analysis and the clinical net benefit was estimated by decision curve analysis. The analysis highlighted the significant association of i-tRF-GlyGCC with advanced FIGO stages, suboptimal debulking and most importantly, with early progression and poor overall survival of EOC patients. The OVCAD validation cohort corroborated the unfavorable predictive value of i-tRF-GlyGCC in EOC. Ultimately, evaluation of i-tRF-GlyGCC with the established/clinically used prognostic markers offered superior patient risk-stratification and enhanced clinical benefit in EOC prognosis. In conclusion, i-tRF-GlyGCC assessment could aid towards personalized prognosis and support precision medicine decisions in EOC

tRNA(GlyGCC)-Derived Internal Fragment (i-tRF-GlyGCC) in Ovarian Cancer Treatment Outcome and Progression

Simple Summary In the precision medicine era, epithelial ovarian cancer (EOC) is characterized by a high death-to-incidence rate and poor 5-year survival. The identification of novel molecular markers is of utmost importance to guide personalized prognosis. The objective of the present study has been to evaluate, for the first time, the prognostic utility of tRNA-derived fragments (tRFs) in ovarian carcinomas. In this context, we have performed in silico analysis and expression profiling, utilizing a TCGA-OV database, GEO datasets and our two institutionally-independent cohorts. The analysis highlighted the internal tRF derived from tRNA(GlyGCC) (i-tRF-GlyGCC) as a novel molecular predictor of EOC prognosis. More precisely, elevated i-tRF-GlyGCC levels were correlated with an aggressive phenotype of ovarian tumor and linked to adverse survival outcomes and early progression following debulking surgery and platinum-based chemotherapy. Interestingly, i-tRF-GlyGCC integration in multivariate strategies benefits prognostication and achieves superior patient risk-stratification, supporting precision medicine decisions. Epithelial ovarian cancer (EOC) remains a highly-lethal gynecological malignancy, characterized by frequent recurrence, chemotherapy resistance and poor 5-year survival. Identifying novel predictive molecular markers remains an overdue challenge in the disease's clinical management. Herein, in silico analysis of TCGA-OV highlighted the tRNA-derived internal fragment (i-tRF-GlyGCC) among the most abundant tRFs in ovarian tumors, while target prediction and gene ontology (GO) enrichment analysis predicted its implication in key biological processes. Thereafter, i-tRF-GlyGCC levels were quantified in a screening EOC (n = 98) and an institutionally-independent serous ovarian cancer (SOC) validation cohort (n = 100, OVCAD multicenter study). Disease progression and patient death were used as clinical endpoints for the survival analysis. Internal validation was performed by bootstrap analysis and the clinical net benefit was estimated by decision curve analysis. The analysis highlighted the significant association of i-tRF-GlyGCC with advanced FIGO stages, suboptimal debulking and most importantly, with early progression and poor overall survival of EOC patients. The OVCAD validation cohort corroborated the unfavorable predictive value of i-tRF-GlyGCC in EOC. Ultimately, evaluation of i-tRF-GlyGCC with the established/clinically used prognostic markers offered superior patient risk-stratification and enhanced clinical benefit in EOC prognosis. In conclusion, i-tRF-GlyGCC assessment could aid towards personalized prognosis and support precision medicine decisions in EOC