Immunfænotyping og Xist-gen i AML (Xist)

Akut myeloid leukæmi (AML) er en heterogen lidelse karakteriseret ved klonal udvidelse af myeloide progenitorer (blaster) i knoglemarven og perifert blod. med høj dødelighed og variabel prognose. AML er den mest almindelige akutte leukæmi hos voksne, der tegner sig for ~ 80 procent af tilfældene i denne gruppe. Der er cirka 19.520 nye tilfælde af AML i USA (USA) hvert år og 10.670 dødsfald som følge af AML. I Egypten var forekomsten af ​​AML 0,96 % for mænd og 1,14 % for kvinder ifølge resultaterne af Egyptens National Population-Based Registry Program (2008-2011). Diagnose af AML baseret på morfologisk diagnose med proliferation af blastceller ≥ 20% af marvceller, flowcytometrisk immunfænotypning og cytogenetiske abnormiteter.

Immunfænotypning via flowcytometri omfatter en yderligere hurtig teknik til at forudsige udfaldet i AML, selvom kun få markører endnu er etableret som prognostiske faktorer i klinisk rutinediagnostik, på trods af at der er behov for nye og hurtigt tilgængelige markører for at forbedre behandlingsbeslutningerne hos AML-patienter. Dette er endnu mere, da behandling hos AML-patienter skal påbegyndes umiddelbart efter diagnosen. AML-blaster udtrykker antigener, der også findes på raske umodne myeloidceller, herunder almindelige differentieringsmarkører (CD) CD13, CD33 og CD34. Andre cellemarkører udtrykkes afhængigt af den morfologiske subtype af AML og differentieringsblokstadiet, såsom monocytiske differentieringsmarkører (CD4, CD14, CD11b, CD11c, CD64, CD36), erythroide (CD36, CD71) og megakaryocytiske markører (CD41a og CD61) .

Ikke-tilfældige kromosomale abnormiteter (f.eks. deletioner, translokationer) identificeres hos ca. 52 % af alle voksne primære AML-patienter og har længe været anerkendt som de genetiske hændelser, der forårsager og fremmer denne sygdom. Visse cytogenetiske abnormiteter, herunder t(8;21)(q22;q22), t(15;17)(q22;q12) og inv(16)(p13.1;q22) er forbundet med længere remission og overlevelse, mens ændringer af kromosom 5, 7, kompleks karyotype (beskrevet som >3 kromosomafvigelser) og 11q23 er forbundet med dårlig respons på terapi og kortere samlet overlevelse.

Adskillige undersøgelser har rapporteret korrelationer af afvigende udtrykte markører med klinisk resultat i AML. For eksempel er CD7- og CD25-ekspression blevet forbundet med dårlig prognose i normal karyotype (NK) AML. IL3-receptoren alfa (CD123) er overudtrykt i 45 % af AML-patienter, og denne højere ekspression er også blevet forbundet med dårligt resultat og korreleret med mutationer i det fms-lignende tyrosinkinasereceptor (FLT3) gen. En konsistent antigen profil med høj CD33-ekspression er også blevet forbundet med AML med muteret nukleophosmin (NPM1). Lo-Coco et al., (2015) resultater tyder på, at CD34/25/123/99+ve leukæmi-associerede immunfænotyper (LAIP'er) er strengt forbundet med FLT3-ITD positive celler. Denne identifikation gennem multiparametrisk flowcytometri ved diagnosticering af et immunfænotypisk fingeraftryk forbundet med disse subkloner er et nyt og forenklet værktøj med forbedret følsomhed til at optrevle disse kloner og tillader patientstratificering og risikotilpasset behandling med potentiel indflydelse på udfaldet af sygdommen.

På nuværende tidspunkt er det ætiologiske middel og patogenesen af ​​AML ikke helt klart, kun få AML-tilfælde kan klassificeres nøjagtigt gennem traditionel cellulær morfologisk klassificering. Det er således meget svært at bedømme sygdomstilstanden og forudsige prognose. Ukorrekt ekspression af specifikke gener er et almindeligt fund i AML og kan inducere klinisk relevante biologiske undergrupper. Som følge heraf vil identifikation af nye biomarkører, som kunne forudsige udfald eller vejlede behandlingsvalg, yde et større bidrag til den kliniske håndtering af AML.

X-kromosom aneuploidier har længe været forbundet med kræft hos mennesker, men årsagssammenhæng er ikke blevet fastslået. Hos pattedyr udløses X-kromosominaktivering (XCI) af X-inaktivt specifikt transkript (Xist) RNA for at udligne genekspression mellem kønnene. Hos mennesker inaktiveres et X-kromosom (Xi) i hver kvindelig celle for at opnå transkriptionel balance. Et X-linket inaktiveringscenter (XIC) er ansvarligt for initieringen af ​​X-inaktivering. Den nøjagtige størrelse af XIC er uklar, men den inkluderer Xistgene ved Xq13.2. Dette koder for et stort ikke-kodende RNA, der initialt udtrykkes på begge X-kromosomer, før det ophører med ekspression på det aktive X og bliver opreguleret på det X, der skal inaktiveres. Xist RNA-produktet dækker det fremtidige Xi-kromosom og spreder sig ud fra XIC.

X-inaktivt specifikt transkript-RNA var et af de første lange ikke-kodende RNA'er (lncRNA'er), der blev opdaget i begyndelsen af ​​1990'erne, et årti før Human Genome Project (HGP) afslørede, at det store flertal af vores genom tegner sig for ikke-kodende sekvenser. Xist er et 19 kb, splejset, utranslateret regulatorisk transkript, der dækker X-kromosomet, hvorfra det udtrykkes i cis. Xist RNA er hovedregulatoren af ​​XCI, den epigenetiske proces, der udligner doseringen af ​​X-koblede gener mellem hun- (XX) og han- (XY) pattedyr. Deletion af Xist-genet resulterer i skæv inaktivering af vildtype X-kromosomet, hvilket indikerer, at dette locus er essentielt for gendæmpning.

De tidlige transgene undersøgelser afslørede også to nøgletræk ved Xists funktion. For det første er Xist RNA's evne til at udløse gendæmpning strengt afhængig af udviklingskonteksten. For det andet har Xist forskellige opgaver, såsom cis-lokalisering til kromosomet, hvorfra det udtrykkes og evnen til at udløse gen-silencing, og disse opgaver medieres af genetisk uafhængige domæner af RNA'et. Desuden resulterer uhensigtsmæssig dæmpning af human Xist i kvalitativt afvigende stamceller. Mens Xist er blevet undersøgt omfattende i cellekultur, har in vivo undersøgelser været begrænsede, men ingen af ​​disse undersøgelser er blevet udført på mennesker.

I nogle tilfælde er Xist RNA-fejllokalisering og sporadisk Xi-reaktivering blevet observeret. For eksempel viste en undersøgelse af en ovariecancercellelinje en afbrydelse af Xist-ekspression og potentiel reaktivering af membranpalmitoyleret protein-1 (MPP1) (p55) genet. Tidligere undersøgelse viste, at det inaktive X-kromosom er genetisk ustabilt i cancer, da dette studie rapporterer en højere mutationsrate på det inaktive X sammenlignet med resten af ​​genomet.

Xist-deletion i blodrummet hos mus viste, at mutante hunner udviklede en meget aggressiv myeloproliferativ neoplasma og myelodysplastisk syndrom (blandet MPN/MDS) med 100 % penetrering. Væsentlige sygdomskomponenter omfatter primær myelofibrose, leukæmi, histiocytisk sarkom og vaskulitis. De fandt, at proliferative og dysplastiske ændringer var til stede i alle hæmatopoietiske celletyper. Xist-deficiente hæmatopoietiske stamceller (HSC'er) viste også afvigende modning og aldersafhængigt tab af langsigtede HSC'er.

Deres undersøgelse antyder, at humane hæmatologiske kræftformer kan skyldes overdosering af X, enten fra Xist-tab på Xi eller fra duplikering af Xa. Og de foreslog, at carcinogenese er drevet af en række ændringer, der forekommer i HSC og akkumuleres yderligere i modne hæmatopoietiske celler. Disse ændringer initieres af tab af Xist, hvilket fører til progressiv X-reaktivering, som igen inducerer en kaskade af ugunstige genomomfattende ændringer, der inkluderer dysregulering af gener involveret i DNA-replikation, kromosomsegregation, cellecykluskontrolpunkter og hæmatopoiesis. En svigt af HSC-modning og tab af langvarig HSC i marven skifter gradvist hæmatopoiesen til ekstramedullære steder, hvilket resulterer i ekstra medullær hæmatopoiesis (EMH), hvorved X-kromosomet kausalt forbindes med cancer hos mus. Således konkluderede de, at Xist RNA ikke kun er påkrævet for at opretholde XCI, men også undertrykker cancer in vivo.

Faktisk bringer den nye rolle af afvigende gendosering i sygdomme, hvad enten det er X-kromosomet eller for autosomer, med sig den mulige anvendelse af lægemidler, der påvirker epigenetiske regulatorer i potentielle terapeutiske strategier.

Til dato er der ingen publicerede undersøgelser af mennesker om Xist-genet og dets forhold til immunfænotyping hos AML-patienter. Så dette vil være den første undersøgelse designet til at forklare dens uudforskede vej i AML og detektere dens prognostiske rolle og immunfænotypiske association.