Systematische Untersuchung zu Unterschieden in zirkulierender miRNA bei Mammakarzinompatientinnen und gesunden Kontrollen

Hintergrund und Ziele MicroRNAs sind nicht-kodierende Einzelstrang-RNAs mit einer Länge von etwa 22 Nukleotiden, die über unterschiedliche Interaktionen mit mRNA zu einer Translationshemmung führen und hierüber nicht nur eine bedeutende Rolle bei der Regulation der Genexpression sondern vermutlich auch bei der Entstehung und Progression von Tumorerkrankungen haben. Aufgrund ihrer Stabilität in Blut, sowie des individuellen Expressionsmusters in unterschiedlichen Gewebe- und Tumorarten gelten miRNAs als vielversprechende onkologische Biomarker. Vor diesem Hintergrund wurden in dieser Arbeit die miRNA-Expressionsprofile im venösen Vollblut von Patientinnen mit der Erstdiagnose einer Brustkrebserkrankung im Frühstadium mit denen von gesunden Probandinnen verglichen (Schrauder et al., 2012). Methode (Patienten, Material, Untersuchungsmethoden) Mit Hilfe von Microarray-Analysen wurden miRNA-Profile aus Vollblut von 48 Brustkrebspatientinnen im Frühstadium mit denen von 57 gesunden Kontrollprobandinnen verglichen. In einer separaten Validierungsstudie mittels RT-qPCR erfolgte anschließend der Vergleich der miRNA-Expression von 24 Brustkrebs-Patientinnen, die im Rahmen des Mammographie-Screenings diagnostiziert worden waren mit 24 gesunden Kontrollprobandinnen. Zur Validierung wurden zwei miRNAs (miR-202, miR-718) ausgewählt, welche in der vorherigen Identifikationsstudie dereguliert waren (Schrauder et al., 2012). Ergebnisse und Beobachtungen Durch die Microarray-Analysen wurden 59 deregulierte miRNAs im Vollblut der Brustkrebs-Patientinnen identifiziert. Es konnten 13 signifikant hoch regulierte und 46 signifikant nach unten regulierte miRNAs auf der verwendeten Microarray-Plattform von insgesamt 1100 miRNAs identifiziert werden (Schrauder et al., 2012). Unter Verwendung einer Auswahl von 240 miRNAs konnte eine statistische Genauigkeit von 85,6%, eine Spezifität von 78,8% und die Sensitivität von 92,5% bei der Differenzierung von Mammakarzinompatientinnen und Kontrollprobandinnen erzielt werden. Die Ergebnisse der unabhängigen, mittels RT-qPCR untersuchten Validierungskohorte stimmen mit denen der Microarray-Analysen im Hinblick auf die Expressionsveränderungen überein. Eine statistisch signifikante Unterscheidung zwischen den zwei Gruppen in der kleinen Validierungskohorte war unter Verwendung des RT-qPCR-Expressionslevel einzelner miRNAs nur für miR-202 möglich (Schrauder et al., 2012). (Praktische) Schlußfolgerung Die Erstellung von miRNA-Expressionsprofilen könnte ergänzend zu den gängigen Untersuchungsmethoden zu einer weiteren Verbesserung der Detektion von Brustkrebs in einem frühen Stadium führen. Bis zu einer möglichen klinischen Etablierung sind allerdings weitere wissenschaftliche und klinische Untersuchungen nötig. Die Verwendung von gefrorenem EDTA-Blut bietet aufgrund der einfachen Probenverarbeitung und Handhabung ein ideales Ausgangsmaterial für eine miRNA-Detektionsmethode, die in größeren multizentrischen Studien verwendet werden könnte (Schrauder et al., 2012)

Circulating Micro-RNAs as Potential Blood-Based Markers for Early Stage Breast Cancer Detection

INTRODUCTION: MicroRNAs (miRNAs, miRs) are a class of small, non-coding RNA molecules with relevance as regulators of gene expression thereby affecting crucial processes in cancer development. MiRNAs offer great potential as biomarkers for cancer detection due to their remarkable stability in blood and their characteristic expression in many different diseases. We investigated whether microarray-based miRNA profiling on whole blood could discriminate between early stage breast cancer patients and healthy controls. METHODS: We performed microarray-based miRNA profiling on whole blood of 48 early stage breast cancer patients at diagnosis along with 57 healthy individuals as controls. This was followed by a real-time semi-quantitative Polymerase Chain Reaction (RT-qPCR) validation in a separate cohort of 24 early stage breast cancer patients from a breast cancer screening unit and 24 age matched controls using two differentially expressed miRNAs (miR-202, miR-718). RESULTS: Using the significance level of p<0.05, we found that 59 miRNAs were differentially expressed in whole blood of early stage breast cancer patients compared to healthy controls. 13 significantly up-regulated miRNAs and 46 significantly down-regulated miRNAs in our microarray panel of 1100 miRNAs and miRNA star sequences could be detected. A set of 240 miRNAs that was evaluated by radial basis function kernel support vector machines and 10-fold cross validation yielded a specificity of 78.8%, and a sensitivity of 92.5%, as well as an accuracy of 85.6%. Two miRNAs were validated by RT-qPCR in an independent cohort. The relative fold changes of the RT-qPCR validation were in line with the microarray data for both miRNAs, and statistically significant differences in miRNA-expression were found for miR-202. CONCLUSIONS: MiRNA profiling in whole blood has potential as a novel method for early stage breast cancer detection, but there are still challenges that need to be addressed to establish these new biomarkers in clinical use

A Systematic Review and Meta-Analysis of Cognitive Effects of rTMS in Caucasian Patients with Mild Cognitive Impairment

In recent years, repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) has received much attention as a non-invasive, effective treatment modality for mild cognitive impairment (MCI). Although several meta-analyses have reported that rTMS can improve cognitive abilities, improvements in individual memory domains (speech, language, concentration, and memory) are poorly understood. In addition, stimulation parameters may be flawed in studies of global populations because of ethnic differences between Caucasians and Asians. This meta-analysis aimed to systematically characterize the efficacy of different combinations of rTMS parameters on different cognitive domains in Caucasian patients with MCI. We conducted a systematic literature search in Medline PubMed, Pubpsych, and Embase on the use of rTMS in MCI patients through November 2022. Randomized, double-blind, and sham-controlled trials (RCTs) from the Caucasian patient population were included. The studies reported outcome measures for different domains of cognition, such as language, concentration, or memory. Possible effects of covariates were examined using meta-regressions. The search yielded five publications. The analyses found that rTMS improved cognitive functions, memory, concentration, and language in patients with MCI and treatment with rTMS compared with the sham stimulation group. The statistical analysis results of the studies showed that rTMS could improve various cognitive functions, such as memory and concentration, in Caucasian MCI patients. A particular effect was found at a frequency of 10 Hz and stimulation of the LDLPFC. However, further studies are needed to validate these findings and explore more effective stimulation protocols and targets

RT-qPCR validation of miR-202.

<p>Significant different expression of circulating miR-202 in whole blood of BC patients versus Controls (up-regulation of miR-202). Data derived from RT-qPCR and presented as delta-Ct values, with higher values standing for lower miRNA-expression.</p

Representative example of a classification result using trained support vector machines.

<p>The graph shows the logarithm of the quotient of the probability to be BC sample and the probability to be a control sample (log odds) of all samples analyzed with miRNA-microarrays. 1… Controls; 2…BC patient.</p

List of the ten most up-regulated miRNAs in BC patients detected by highest absolute value of fold changes.

<p>BC pat. … breast cancer patients; adj … adjusted.</p

List of the fifteen most down-regulated miRNAs in BC patients detected by highest absolute value of fold changes.

<p>BC pat. … breast cancer patients; adj … adjusted.</p

Comparison of miRNA expression fold changes between microarray and RT-qPCR.

<p>Comparison of miRNA expression fold changes between microarray and RT-qPCR.</p