miRNAs as biomarkers and modulators in asymptomatic carotid stenosis: diagnosis, prognosis, and plaque vulnerability

Abstract

ENG-This thesis investigates microRNAs (miRNAs), small RNA molecules involved in gene regulation, as potential non-invasive biomarkers to improve the diagnosis and prognosis of ACAS. Because miRNAs are stable and detectable in blood, they hold promise both for early detection and for better understanding the biological mechanisms that make some plaques more likely to rupture and cause a stroke, what is known as a vulnerable plaque. A key first step in the study was to identify specific combinations of reliable endogenous controls for accurately measuring miRNA levels in plasma and plaque samples. This step is key to obtaining consistent and comparable results, as these controls are used to normalise the results. The study then identified several miRNAs in blood as promising diagnostic markers for severe ACAS. Among them, miR-X32 and miR-X29 showed a strong association with ACAS and, when combined with clinical data, achieved excellent diagnostic performance (AUC = 0.988), improving on standard methods. This suggests that, in the future, blood tests based on miRNAs could be used to identify individuals with ACAS more accurately. For prognosis, the study compared miRNA expression in patients with stable versus progressive ACAS. While no circulating miRNAs were confirmed as prognostic biomarkers, one tissue miRNA, miR-X34, was significantly overexpressed in plaques from patients with progressive disease. Further analysis revealed its potential role in regulating proteins linked to plaque instability, offering insights into atherosclerosis mechanisms and pointing to miR-X34 as a possible therapeutic target. In summary, this thesis advances our understanding of the molecular landscape of ACAS and highlights the potential of miRNAs to improve risk assessment and treatment strategies. While more research is needed to validate these findings in larger populations, they represent a step forward in the development of personalised and non-invasive tools for stroke prevention

CAT- Aquesta tesi s’ha centrat en l’estudi dels microARNs (miARNs), petites molècules que regulen l’expressió gènica, com a possibles biomarcadors no invasius per millorar el diagnòstic i el pronòstic de l’ECA. Els miARNs, presents i estables a la sang, podrien ajudar tant a detectar precoçment la malaltia com a entendre millor els mecanismes biològics que fan que una placa tingui més risc de trencar-se i provocar un ictus, el que s’anomena placa vulnerable. En primer lloc, s’han identificat combinacions específiques de controls endògens fiables per garantir una mesura acurada dels miARNs tant en plasma com en mostres de placa. Aquest pas és clau per obtenir resultats consistents i comparables, ja que s’utilitzen per normalitzar els resultats. Els resultats obtinguts mostren que diversos miARNs circulants poden tenir valor diagnòstic en casos d’ECA severa. Concretament, els miR-X32 i miR-X29 han demostrat una forta associació amb la malaltia, i el seu ús combinat amb dades clíniques proporciona un alt rendiment diagnòstic (AUC = 0.988), per sobre dels mètodes convencionals. Això suggereix que en un futur es podrien utilitzar proves de sang basades en miARNs per identificar individus amb ECA amb més precisió. Pel que fa al pronòstic, s’han comparat mostres de pacients amb ECA estable i progressiva. Tot i que alguns miARNs circulants van mostrar potencial en fases inicials, finalment no es van validar com a biomarcadors pronòstics sòlids. No obstant això, el miR-X34 està sobreexpressat en les plaques dels pacients amb malaltia progressiva. L’anàlisi posterior va indicar que aquest miARN podria regular diverses proteïnes implicades en la inestabilitat de la placa, fet que el converteix en una possible diana terapèutica i en una via prometedora per a futures investigacions. En resum, aquesta tesi aporta nous coneixements sobre el paper dels miARNs en l’ECA i reforça el seu potencial com a eina per millorar el diagnòstic i la comprensió de la malaltia. Tot i que encara calen més estudis per consolidar-ne l’ús clínic, els resultats obtinguts obren la porta a estratègies més precises, personalitzades i no invasives per prevenir l’ictus