MicroRNA (miRNA) có chức năng điều hòa các con đường gây viêm và sự biệt hóa của các tế bào biểu mô ruột. Có bằng chứng đáng kể về vai trò điều hòa quan trọng của miRNA trong bệnh viêm ruột (IBD), cho thấy chúng có thể đóng vai trò là dấu ấn sinh học.
Bài viết được viết bởi ThS.BS Mai Viễn Phương - Bác sĩ nội soi tiêu hóa, Khoa Khám bệnh & Nội khoa - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Central Park.
MicroRNA (miRNA) là gì?
MicroRNA (miRNA) là RNA không mã hóa nhỏ bao gồm 18 đến 24 nucleotide được công nhận là chất điều hòa giảm mạnh biểu hiện gen hoặc dịch mã RNA thông tin. Chúng điều chỉnh hơn 30% gen mã hóa protein và đóng vai trò quan trọng trong sự sống còn của tế bào, sự biệt hóa, tăng sinh, apoptosis, kiểm soát chu kỳ tế bào và cân bằng nội môi. Vì miRNA điều chỉnh các con đường truyền tín hiệu tế bào viêm và sự biệt hóa tế bào biểu mô ruột, với vai trò quan trọng trong cân bằng nội môi của niêm mạc ruột, chúng tôi đã khám phá tầm quan trọng của miRNA trong các bệnh viêm ruột (IBD).
IBD là một bệnh mãn tính của đường tiêu hóa có nguyên nhân đa yếu tố và đan xen, liên quan đến các yếu tố di truyền, miễn dịch và môi trường. Các đại diện chính của IBD là bệnh Crohn (CD) và viêm loét đại tràng (UC), khác nhau về cả lâm sàng và bệnh sinh lý. Trong thập kỷ qua, một số nghiên cứu lâm sàng và thử nghiệm về IBD đã cải thiện hiểu biết của chúng ta về miRNA và đóng góp vào việc tìm kiếm các dấu hiệu chẩn đoán và mục tiêu điều trị mới và chính xác hơn.
Chúng ta biết gì về miRNA trong bệnh viêm ruột IBD?
Thành phần miRNA đóng vai trò quan trọng như chất điều hòa tế bào và cân bằng nội môi và có thể can thiệp vào các con đường truyền tín hiệu viêm quan trọng, chẳng hạn như các con đường yếu tố phiên mã hạt nhân kappa B (NF-κB), interleukin 23 (IL23)/IL23R và IL-6/STAT3. Do đó, những thay đổi trong biểu hiện của một số miRNA nhất định có thể liên quan đến nhiều bệnh miễn dịch khác nhau, bao gồm cả IBD. Để đánh giá hồ sơ biểu hiện của chúng trong các bệnh, miRNA có thể được định lượng bằng cách sử dụng các mẫu dịch cơ thể (miRNA lưu thông), chẳng hạn như máu và phân, cũng như thông qua sinh thiết mô đồng nhất (miRNA mô) bằng cách sử dụng hồ sơ mảng vi mô, PCR định lượng thời gian thực và các kỹ thuật giải trình tự thế hệ tiếp theo.
Một trong những nghiên cứu đầu tiên tập trung vào miRNA trong IBD đã xác định được ba miRNA biểu hiện dưới mức (miR-192, miR-375 và miR-422b) và tám miRNA biểu hiện quá mức (miR-16, miR-21, miR-23a, miR-24, miR-29a, miR-126, miR-195 và Let-7f) trong các mô từ bệnh nhân mắc UC hoạt động so với các mô từ những người khỏe mạnh. Một nghiên cứu khác do cùng nhóm nghiên cứu thực hiện đã đánh giá các mô đại tràng từ những bệnh nhân mắc CD và xác định được ba miRNA tăng cường (miR-23b, miR-106a và miR-191) và hai miRNA giảm cường (miR-19b và miR-629) khi so sánh với mức độ trong các mô đại tràng từ những người khỏe mạnh. Cả miRNA được điều chỉnh tăng hoặc giảm ở bệnh nhân CD đều không bị thay đổi ở bệnh nhân UC, cho thấy hồ sơ biểu hiện miRNA khác nhau giữa CD và UC.
Sự rối loạn điều hòa miRNA trong IBD, vừa là chất điều hòa quá trình viêm vừa là dấu ấn sinh học của IBD
Những nghiên cứu này thúc đẩy các nhà nghiên cứu điều tra vai trò của sự rối loạn điều hòa miRNA trong bệnh viêm ruột IBD, vừa là chất điều hòa quá trình viêm vừa là dấu ấn sinh học của IBD. Một số nghiên cứu đã tập trung vào việc phát hiện dấu ấn sinh học miRNA cho IBD, cho thấy miR-223, miR-155 và miRNA-320a là những ứng cử viên chính. Một nghiên cứu sử dụng mẫu huyết thanh từ bệnh nhân IBD cho thấy rằng miR-223 là một dấu ấn sinh học tiềm năng, vì mức độ của miRNA này cao hơn trong cả mẫu CD và UC so với những người khỏe mạnh. Ngoài ra, biểu hiện miR-223 có liên quan đến giai đoạn hoạt động của bệnh. Một nghiên cứu khác sử dụng cùng loại mẫu đã xác nhận sự gia tăng biểu hiện miR-223 ở bệnh nhân khi so sánh với những người khỏe mạnh.
Tuy nhiên, khi so sánh những bệnh nhân hoạt động với những bệnh nhân thuyên giảm, biểu hiện miR-223 không cho thấy sự khác biệt đáng kể. Tương tự như vậy, biểu hiện miR-155 khác nhau giữa bệnh nhân và người khỏe mạnh và điều này đã được xác nhận bởi một nghiên cứu khác chứng minh mức độ biểu hiện miR-155 cao hơn trong mô ruột kết của bệnh nhân so với trong các mẫu từ những người khỏe mạnh, cho thấy rằng miR-155 là một dấu ấn sinh học tiềm năng của hoạt động IBD. Tương tự như vậy, một nghiên cứu gần đây về IBD đã chứng minh rằng biểu hiện miR-320a cao hơn trong các mẫu máu của bệnh nhân IBD so với các mẫu từ những người khỏe mạnh và cao hơn đáng kể ở những bệnh nhân mắc IBD đang hoạt động so với những bệnh nhân thuyên giảm, nhấn mạnh rằng miR-320a là một dấu ấn sinh học đầy hứa hẹn khác về hoạt động của bệnh ở bệnh nhân IBD.
Mối quan hệ giữa miRNA và tính thấm ruột
Các nghiên cứu khác cũng đã báo cáo về mối quan hệ quan trọng giữa miRNA và tính thấm ruột, xét đến việc mất hàng rào ruột là một trong những quá trình kích hoạt tình trạng viêm ruột ở bệnh nhân IBD. Trong bối cảnh này, miR-21 đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa hàng rào biểu mô ruột, vì nó ngăn chặn quá trình sản xuất protein RhoB (thành viên B của họ gen tương đồng Ras). Giảm nồng độ protein RhoB dẫn đến mất các mối nối chặt, làm tăng tính thấm ruột với sự gia tăng tiếp xúc với kháng nguyên sau đó, đóng vai trò là tác nhân kích hoạt quá trình viêm ruột.
Bên cạnh miR-21, các miRNA khác phá hủy các mối nối chặt và do đó làm suy yếu hàng rào biểu mô ruột, bao gồm miR-191, miR-212, miR-675, miR-874, miR-122a, miR-34c, miR-150 và miR-01a. Ngược lại, miR-200 và miR-93 hỗ trợ bảo vệ các mối nối chặt, duy trì chức năng hàng rào ruột. Những phát hiện gần đây này chỉ ra rằng một số miRNA là mục tiêu quan trọng để phát triển các phương pháp điều trị nhằm duy trì tính toàn vẹn của hàng rào ruột, do đó ngăn ngừa việc tiếp xúc quá mức với các kháng nguyên như một tác nhân kích hoạt các quá trình viêm liên quan đến bệnh sinh lý IBD.
MiRNA có thêt liên quan đến việc điều chỉnh hệ vi sinh vật đường ruột và gây ra chứng loạn khuẩn ở bệnh nhân IBD
Một bài đánh giá gần đây do nhóm nghiên cứu của một số tác giả công bố đã báo cáo rằng một số miRNA điều chỉnh hệ vi sinh vật đường ruột và gây ra chứng loạn khuẩn ở bệnh nhân IBD, trong khi hệ vi sinh vật đường ruột cũng có thể điều chỉnh biểu hiện của miRNA, thiết lập mối quan hệ phức tạp giữa các đơn vị phân loại này và vật chủ của chúng. Ví dụ, trong mô hình viêm ruột do DSS gây ra, việc xóa miR-149 gây ra những thay đổi trong hệ vi sinh vật và thúc đẩy các quá trình viêm ruột. Ngoài ra, việc sử dụng men vi sinh ở chuột, ngoài việc cải thiện chứng loạn khuẩn, còn làm giảm biểu hiện của miR-155, miR-223, miR-150 và miR-143, tác động lên cả tính thấm ruột và phản ứng viêm, cải thiện tình trạng viêm ruột
Kết luận
Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng miRNA là chất trung gian quan trọng của quá trình viêm ở bệnh nhân mắc bệnh viêm ruột IBD và là mục tiêu điều trị tiềm năng cho sự phát triển của các loại thuốc mới. Hiện tại, không có dấu ấn sinh học miRNA cụ thể nào cho IBD, cũng như không có dấu ấn cụ thể nào cho UC hoặc CD. Dự kiến trong tương lai, miRNA sẽ được phát triển thành các dấu ấn sinh học chẩn đoán, điều trị và tiên lượng nhạy cảm và đặc hiệu trong IBD, cung cấp một công cụ không xâm lấn và dễ tiếp cận để theo dõi hiệu quả.
Tài liệu tham khảo
1. Archanioti P, Gazouli M, Theodoropoulos G, Vaiopoulou A, Nikiteas N. Micro-RNAs as regulators and possible diagnostic bio-markers in inflammatory bowel disease. J Crohns Colitis. 2011;5:520-524.
2. Coskun M, Bjerrum JT, Seidelin JB, Nielsen OH. MicroRNAs in inflammatory bowel disease--pathogenesis, diagnostics and therapeutics. World J Gastroenterol. 2012;18:4629-4634.
3. Oliveira ECS, Quaglio AEV, Grillo TG, Di Stasi LC, Sassaki LY. MicroRNAs in inflammatory bowel disease: What do we know and what can we expect? World J Gastroenterol 2024; 30(16): 2184-2190
