Evet, bildiğiniz gibi, mikroRNA’lar hakkında ne anlatacağımızı düşünüyorduk. Evet, Dr. Lohit Khera, Norgen Biotek’in Başkanı, bu konuda oldukça bilgili. MikroRNA’ların araştırma, teşhis ve hassas tıpta nasıl evrimleştiğini anlattığı bu röportajda, en son RNA çıkarma ve analiz yeniliklerine de değiniyor. Bu gelişmiş teknolojilerin küçük RNA araştırmalarındaki temel zorlukları nasıl ele aldığını vurguluyor.
MikroRNA’ya olan bilimsel ilginin başlangıcı neydi ve bu odak son on yılda nasıl evrim geçirdi? Dr. Khera’ya göre, mikroRNA’ların gen ifadesini transkripsiyon sonrası düzenlediğini keşfetmek, araştırmacıların dikkatini çeken bir paradigma değişikliği oldu. Özellikle gelişimsel biyoloji ve kanser alanındaki rolleri, araştırmacıların küresel olarak dikkatini çekti. Son on yılda, sıvı biyopsi örneklerinden biyobelirteç keşfi, teşhis ve hatta terapötiklerde patlama yaşandı. Araştırmacılar, mikroRNA taklitleri ve inhibitörleri tasarladıkları terapötiklerde aktüel bir bilim haline geldi ve güçlü endüstri ve klinik bağlantıları var.
MikroRNA’yı mevcut biyolojik ve biyomedikal araştırmalarda güçlü bir hedef yapan nedir? MikroRNA’lar, gen ağlarını ince ayarlayan moleküler anahtarlar gibi davrandıkları için nadir bir avantaja sahipler. Tüm gen ağlarını ince ayarlayabilirler ve tek bir genle sınırlı olabilirler ya da olmayabilirler. Biyo sıvılarda stabil oldukları için, sıvı biyopsi örneklerinden invaziv olmayan teşhisler için ideal adaylardır. Dokuya ve hastalığa özgü ifade desenleri sağlamlık sağlar ve optimize edilmiş mikroRNA çıkarma kitleri, araştırmacıların biyobelirteç ya da terapötik hedeflerinde istedikleri hassasiyeti ve kullanım kolaylığını getirir.
MikroRNA gibi tüm RNA boyutlarını izole etme yeteneği, araştırmacılar için neden bu kadar önemli? Küçük RNA’lar, geleneksel kitlerle yakalanması zor olan bir konudur, çünkü bu kitler genellikle daha uzun transkriptleri tercih ederler. Fonksiyonel önemleri büyüktür, birçok laboratuvar, çıkarma yöntemleri “gerçek” toplam RNA kurtarmak için optimize edilmemiş olduğunda kritik verileri kaçırabilir. Hedeflenmiş mikroRNA ifade profillemesi veya dizileme yapmak için olsun, yüksek kaliteli mikroRNA’ya uygun konsantrasyonlarda ihtiyacınız vardır. Bu, düşük girişli biyoflüidler ya da FFPE dokular gibi bozulmuş örneklerle çalışırken, tekrarlanabilirlik ve doğruluğu sağlar.
Araştırmacıların küçük RNA ile çalışırken karşılaştığı en büyük zorluklar nelerdir ve bu zorluklar, gelişmekte olan teknolojilerle nasıl ele alınmaktadır? Düşük bolluk ve kontaminasyonun arka plan gürültüsü sürekli engellerdir. Küçük RNA’lar, düşük bolluk nedeniyle çıkarmada kaybolabilir ve yaygın çıkarma teknolojileri büyük nükleik asitlere doğru olan içsel önyargıdan muzdariptirler. Daha iyi bağlanma kimyasalları ve ultra düşük girişli kitler daha iyi çıkarma vaat etse de, büyük taşıyıcı RNA veya nihai çözülen RNA’ya sonunda ulaşabilecek güçlü kimyasallara dayanmak zorundadırlar ve bu da akışkan uygulamaları etkileyebilir.
Arka plan gürültüsü, NGS tabanlı akışkan RNA dizileme uygulamaları için daha endişe verici bir konudur. Bu arka plan gürültüsü, küçük RNA dizileme sırasında kritik reaktifleri kullanır ve genom eşleştirilmiş okumaları ve miRNA eşlemelerini etkiler. Norgen yakın zamanda bu sorunu ortadan kaldıran EXTRAClean kitini piyasaya sürdü ve küçük RNA dizilemeden elde edilen çıktıyı önemli ölçüde artırdı.
Norgen Biotek Corp.’un kuruluşu ve RNA araştırmasında çözmeyi amaçladığı sorun hakkındaki hikayeyi paylaşabilir misiniz? Norgen Biotek, karmaşık örneklerden özellikle serum veya FFPE dokudan nükleik asit (NA) saflaştırma kitleri geliştirmek ve üretmek misyonuyla Dr. Yosef Haj-Ahmad tarafından kuruldu. Temel sorun, eksosomal RNA ve hücre dışı DNA (cfDNA) gibi küçük NA’lar için verim ve bütünlüktü. 20-25 nükleotid uzunluğunda miRNA’lar da dahil olmak üzere tüm fragman boyutlarında tutarlı, yüksek kaliteli küçük RNA’lar sunan bir platform geliştirmek istedik. Bu ihtiyaçtan doğan silikon karbür tabanlı teknolojimiz, sinyali kısmi kurtarma nedeniyle kaybedemeyen araştırmacılar tarafından kullanılıyor.
Norgen, RNA izolasyonu için benzersiz silikon karbür tabanlı teknolojisini geliştirdi. Bu yaklaşım, geleneksel silika tabanlı yöntemlerle karşılaştırıldığında nasıl bir performans sergiliyor? Silikon karbür, silikadan daha geniş bir bağlanma profiline sahiptir, özellikle düşük molekül ağırlıklı nükleik asitler için. Bu, uzun ve küçük RNA’ları ve düşük ve yüksek GC içeriğine sahip RNA’ları yüksek verimlilikle koruyabilmemizi sağlar. Geleneksel silika sütunları genellikle daha uzun ve yüksek GC içerikli transkriptleri tercih eder ve mikroRNA’ları veya parçalanmış RNA’ları yetersiz temsil edebilir. Yaklaşımımız, özellikle karmaşık veya düşük girişli örnekler için daha iyi tutarlılık sunar.
MikroRNA’nın onkoloji, tarım veya teşhis gibi alanlarda en umut verici uygulamaları nelerdir? Onkolojide dolaşan mikroRNA’lar, kanserleri nasıl tespit ettiğimizi ve takip ettiğimizi dönüştürüyor. Tarımda, bitki mikroRNA’ları, bitki dayanıklılığını ve hastalık direncini artırmak için araştırılmaktadır. Tükürük mikroRNA’ları için ağız kanserleri veya idrar mikroRNA’ları için böbrek hastalıkları gibi teşhis uygulamaları da hızla artmaktadır.
MikroRNA, invaziv olmayan veya minimal invaziv teşhislerde yenilik yapmak için nasıl kullanılmaktadır? MikroRNA’lar, sıvı biyopsiler için idealdir – kan, idrar ve tükürükten izole edilebilirler ve hastalık durumuna göre ifade desenleri değişir. Bu, doku biyopsilerine ihtiyaç duymadan erken teşhis ve takip için mükemmel hale getirir. Kanserler, kardiyovasküler durumlar ve hatta nörodejeneratif hastalıklar için teşhis panellerinin ortaya çıktığını görüyoruz. Bazı şirketler, mikroRNA profillerini makine öğrenimiyle birleştirerek tahmin gücünü artırmaktadır. Bu, rutin taramalarda kullanılabilen erişilebilir, invaziv olmayan teşhislere doğru bir adımdır.
Hassas tıp için talep arttıkça, RNA – özellikle küçük RNA – kişiselleştirilmiş tedavinin geleceğini nasıl şekillendirecek? Küçük RNA’lar hastalığın moleküler parmak izleri haline geliyor. Dinamik fizyolojik durumları yansıtabilme yetenekleri, tedavileri özelleştirmek için son derece yararlı hale getiriyor. Örneğin, mikroRNA imzaları, kanserde hastaları sınıflandırmaya ve tedavi yanıtını tahmin etmeye yardımcı olabilir. Çoklu omiks entegrasyonunu hassas tıbba entegre ettiğimizde, mikroRNA profillemesi, gen ifadesini klinik fenotiple köprüleyen tamamlayıcı bir katman sunar. Yakın gelecekte, mikroRNA bilgilendirmeli terapötik kararların daha fazla ve daha fazla dahil edildiğini göreceğimizi düşünüyorum.
Son iki Fizyoloji Nobel Ödülü, RNA temelli keşifleri gündeme getirdi – bu alanın geleceği hakkında ne diyor bu? Bu, RNA’nın biyoloji ve tıpta merkezi bir rol oynadığının altını çiziyor. Yıllar önce miRNA’yı tanımlamaktan, son zamanlarda COVID-19 aşısı için modifiye mRNA’nın etkisine kadar, Nobel kazanımları, temel çalışmanın nihayet meyvelerini verdiğini yansıtıyor. Bu onay, fonlamayı, yeniliği ve kamu ilgisini artırmaya yardımcı oluyor. RNA artık sadece bir haberci değil, bir araç, bir terapötik ve bir teşhis molekülü haline geldi. Biyomedicinenin geleceğinde RNA’nın merkezde olacağını düşünüyorum.
Gelecekte RNA çıkarma ve analizinde otomasyon ve yapay zeka rolünü nasıl görüyorsunuz? Otomasyon, özellikle laboratuvarlar test ölçeklerini artırdığında veya düzenlenmiş ortamlarda çalıştığında tutarlılık için önemlidir. Daha fazla ihtiyaç duyulan önceden doldurulmuş, otomasyon için hazır kitler ve değişen sıvı biyopsi örnek hacimleri için ölçeklenebilir protokoller görmekteyiz. Bu arada, AI, mikroRNA temelli teşhislerden gelen veri yorumunu dönüştürüyor, çünkü ifade desenleri çoğu zaman incelidir. Geleneksel yöntemlerle kolayca kaçırılabilecek birçok farklı miRNA’yı içeren klinik olarak ilgili desenleri tespit edebilen makine öğrenme algoritmaları. Birlikte, otomasyon ve yapay zeka keşfi hızlandırırken insan hatalarını en aza indirir, RNA iş akışlarını daha verimli ve tekrarlanabilir hale getirir.
