RNA שמקורו מרקמות דרכי אברי המין ניתן לפתרון ברזולוציה מסוג תא בשתן אנושי.
לִלמוֹד: דה-קונבולוציה של שתן אנושי על פני התעתיק והמטבולום. קרדיט תמונה: Shutterstock AI / Shutterstock.com
מחלות רבות הפוגעות בדרכי המין קשות לאבחון מוקדם ללא ביופסיה של רקמות; לפיכך, נותר צורך דחוף בהערכה לא פולשנית של רקמות אלו. מחקר שפורסם לאחרונה ב כימיה קלינית בוחן את התועלת האבחונית הפוטנציאלית של אותות טרנסקריפטומיים ומטבוליים במערכת גניטורינארית.
גישות נוכחיות לאבחון מחלות גניטורינאריות
בדיקת שתן, על אף שהיא שימושית לאבחון מצבים בריאותיים מסוימים, חסרה את הרזולוציה הגבוהה הדרושה לאבחון מחלות גניטורינאריות שונות באופן סופי. אם מאובחנת מוקדם, לקרצינומה של הכליה, המופיעה באפיתל הצינורי הכלייתי, יש שיעור הישרדות גבוה; עם זאת, האבחנה של מחלה זו כוללת בדרך כלל ביופסיה כלייתית.
הליכי ביופסיה קשורים למגבלות רבות, כולל פולשניותן וסיכונים עבור המטופל שעובר את ההליך. יתר על כן, המבחנים הביולוגיים המולקולריים המשמשים לעתים קרובות לניתוח רקמות ביופסיה מוגבלים ביכולתם לגילוי מוקדם.
ביופסיה נוזלית של חומצה ריבונוקלאית ללא תאים (cfRNA) הופיעה כשיטה מבטיחה שיכולה למדוד את רמות ה-RNA שליח (mRNA) בדם כדי לשקף שינויים ספציפיים לרקמות ולתא בביטוי הגנים. למרות התועלת של גישה זו, יש שפע נמוך של מדידות cfRNA על בסיס דם שניתן לנתח ברקמות ובתאים גניטורינאריים.
שתן, אשר פוגש ישירות רקמות גניטורינאריות, כולל חומצות גרעין תאיות ונטולות תאים, ובכך מעיד על הפוטנציאל שלו כנוזל ביולוגי לאבחון מחלה. עם זאת, נותר חוסר בשיטות המסוגלות למדוד RNA קטן או גנים בדגימות שתן. חלק מהאתגרים הקשורים בשימוש בשתן לניתוח טרנסקריפטומי כוללים את הסיכון לצמיחת יתר של חיידקים, שונות של מומסים, כמו גם נוכחות של לויקוציטים.
במאמץ להתגבר על האתגרים הללו ולחקור את הפוטנציאל של תעתיק שתן לאבחון מחלות גניטורינאריות, החוקרים של המחקר הנוכחי בחנו את הפרופיל התעתיק והמטבולומי של דגימות שתן שהתקבלו מ-12 חולי אבן בכליות ושישה ביקורת.
RNA משקע שתן
בזכרים בריאים זוהו RNA מתאי השייך למערכת הגניטורינארית כולל אפיתליה של הכליות, אפיתליה של הערמונית, תאי חיסון וקרטינוציטים, בנוסף לתאי אורותל שלפוחית השתן ותאי שוואן.
התרומות החלקיות של RNA ספציפי לתאי אורותל שלפוחית השתן היו נמוכות ממה שדווח במחקר אחר. זה עשוי לשקף את הקושי בפירוק המרכיבים המורכבים של השתן תוך שימוש במטריצה של סוגי תאים רחבת הגוף כהתייחסות. ואכן, ניקוד עצמאי אישר שאורותל שלפוחית השתן תרם באופן משמעותי לתעתיק השתן בבריאות ובמחלות.
היו גם סוגי תאים מרקמות מוצקות המתחדשות במהירות, כולל פריציטים וסוגי תאים ממערכת העיכול, דרכי הנשימה ומעץ המרה. גנים לסמן תאי מעי אלניל אמינופפטידאז (ANPEP) ומוצין 2 (MUC2) היו נוכחים ברמות גבוהות יותר ב-RNA במשקעים מאשר ב-cfRNA בשתן.
שתן cfRNA
בהשוואה ל-RNA של משקעי שתן, רמות גבוהות יותר של חתימות אפיתל לומינלי של הערמונית נצפו ב-cfRNA בשתן. לא נצפו הבדלים משמעותיים בין חתימות הצינוריות של שלפוחית השתן והצינוריות הפרוקסימלית ב-RNA ו-cfRNA של משקעי שתן. התרומה הגבוהה של RNA ספציפי לתאי ערמונית ב-cfRNA בשתן עשויה לתמוך בשילוב של טכניקה זו לצד שיטות הסקר הנוכחיות לסרטן הערמונית.
בהשוואה ל-cfRNA בשתן, המציג התאוששות מהירה יותר של איתות ספציפי לסוג תאים לא-אימוניים, נצפתה העשרה בקרטינוציטים ובפרופילי נויטרופילים ב-RNA של משקעי שתן. לפיכך, נראה כי cfRNA בשתן חזק יותר מ-RNA של משקעי שתן לזיהוי לא פולשני של תאים גניטורינאריים.
השוואה בין תעתיקי השתן למטבולומים
מטבולום השתן הועשר במסלולים מטבוליים שונים של חומצות אמינו, כמו גם באלה המעורבים במטבוליזם של פורין וויטמין B6. שני הניתוחים הטרנסקריפטומיים והמטבולומיים זיהו העשרה במסלולים מטבוליים שונים, מטבוליזם גליאוקסילט ודיקרבוקסילאט, כמו גם מטבוליזם של בטא-אלנין.
מסקנות
ממצאי המחקר תומכים בתועלת של transcriptomics של שתן ברמה התאית כדי לספק תובנות חשובות לגבי transcriptomics ו-metabolomics של רקמות גניטורינאריות שלעתים קרובות קשה לבצע ביופסיה ואינן משתקפות באופן משמעותי בפלסמה cfRNA. גם cfRNA בשתן וגם RNA משקעים מועשרים עבור סוגי תאים גניטורינאריים ומשקפים שינויים ברקמות אלו עם מחלות גניטורינאריות כמו סרטן שלפוחית השתן.
מדידה לא פולשנית של סוגי תאים גניטורינאריים באמצעות cfRNA בשתן ו-RNA משקעים יכולה לאפשר אבחון בזמן ולא פולשני של מחלות גניטורינאריות. בדיקות אלו נחוצות בדחיפות לצורך בדיקה, אבחון, ניטור תגובות לטיפול ופרוגנוזה עבור יישומים קליניים שונים, כולל סרטן, נפרולוגיה ואורולוגיה, והשתלת כליה.