Immunofenotyypitys ja Xist-geeni AML:ssä (Xist)

Akuutti myelooinen leukemia (AML) on heterogeeninen sairaus, jolle on tunnusomaista myeloidisten progenitorien (blastien) klooninen laajeneminen luuytimessä ja ääreisveressä. korkea kuolleisuus ja vaihteleva ennuste. AML on yleisin akuutti leukemia aikuisilla, ja se on noin 80 prosenttia tämän ryhmän tapauksista. Yhdysvalloissa (USA) on vuosittain noin 19 520 uutta AML-tapausta ja 10 670 AML-kuolemaa. Egyptissä AML:n ilmaantuvuus oli 0,96 % miehillä ja 1,14 % naisilla Egyptin kansallisen väestöpohjaisen rekisteriohjelman (2008-2011) tulosten mukaan. AML:n diagnoosi perustuu morfologiseen diagnoosiin, jossa blastisolujen proliferaatio on ≥ 20 % luuydinsoluista, virtaussytomtrinen immunofenotyyppi ja sytogeneettiset poikkeavuudet.

Immunofenotyypitys virtaussytometrialla sisältää nopean lisätekniikan AML:n lopputuloksen ennustamiseen, vaikka vain muutama markkeri on vielä vakiintunut prognostisiksi tekijöiksi kliinisen rutiinidiagnoosin yhteydessä, huolimatta siitä, että uusia ja nopeasti saatavilla olevia markkereita tarvitaan parantamaan AML-potilaiden hoitopäätöksiä. Tämä on vieläkin enemmän, koska AML-potilaiden hoito on aloitettava välittömästi diagnoosin jälkeen. AML-blastit ilmentävät antigeenejä, joita löytyy myös terveistä epäkypsistä myeloidisoluista, mukaan lukien yhteiset differentiaatio- (CD) markkerit CD13, CD33 ja CD34. Muut solumarkkerit ilmentyvät AML:n morfologisesta alatyypistä ja erilaistumisesteen vaiheesta riippuen, kuten monosyyttiset erilaistumismarkkerit (CD4, CD14, CD11b, CD11c, CD64, CD36), erytroidi (CD36, CD71) ja megakaryosyyttimarkkerit (CD41a ja CD61) .

Ei-satunnaisia ​​kromosomipoikkeavuuksia (esim. deleetiot, translokaatiot) tunnistetaan noin 52 %:lla kaikista aikuisista primääristä AML-potilaista, ja ne on pitkään tunnustettu geneettisiksi tapahtumiksi, jotka aiheuttavat ja edistävät tätä sairautta. Tietyt sytogeneettiset poikkeavuudet, mukaan lukien t(8;21)(q22;q22), t(15;17)(q22;q12) ja inv(16)(p13.1;q22) liittyvät pidempään remissioon ja eloonjäämiseen, kun taas kromosomien 5, 7, kompleksisen karyotyypin (kuvattu >3 kromosomipoikkeavuudeksi) ja 11q23:n muutokset liittyvät huonoon hoitovasteeseen ja lyhyempään kokonaiseloonjäämiseen.

Useat tutkimukset ovat raportoineet poikkeavasti ilmentyneiden markkerien korrelaatioista AML:n kliinisen tuloksen kanssa. Esimerkiksi CD7:n ja CD25:n ilmentyminen on yhdistetty huonoon ennusteeseen normaalin karyotyypin (NK) AML:ssä. IL3-reseptori alfa (CD123) yliekspressoituu 45 %:lla AML-potilaista, ja tämä korkeampi ilmentyminen on myös yhdistetty huonoon lopputulokseen ja korreloi fms:n kaltaisen tyrosiinikinaasireseptorigeenin (FLT3) mutaatioiden kanssa. Johdonmukainen antigeeniprofiili, jolla on korkea CD33-ekspressio, on myös liitetty AML:ään mutatoituneen nukleofosmiinin (NPM1) kanssa. Lo-Coco et al., (2015) tulokset viittaavat siihen, että CD34/25/123/99+ve leukemiaan liittyvät immunofenotyypit (LAIP:t) liittyvät tiukasti FLT3-ITD-positiivisiin soluihin. Tämä tunnistus moniparametrisen virtaussytometrian avulla näihin subklooniin liittyvän immunofenotyyppisen sormenjäljen diagnosoinnissa on uusi ja yksinkertaistettu työkalu, jolla on parannettu herkkyys näiden kloonien purkamiseen ja joka mahdollistaa potilaan kerrostumisen ja riskiin mukautetun hoidon, jolla on potentiaalinen vaikutus sairauden lopputulokseen.

Tällä hetkellä AML:n etiologinen tekijä ja patogeneesi eivät ole täysin selviä, vain harvat AML-tapaukset voidaan luokitella tarkasti perinteisellä solumorfologisella luokittelulla. Siksi on erittäin vaikea arvioida sairauden tilaa ja ennustaa ennustetta. Tiettyjen geenien virheellinen ilmentyminen on yleinen löydös AML:ssä ja voi aiheuttaa kliinisesti merkittäviä biologisia alaryhmiä. Näin ollen uusien biomarkkerien tunnistaminen, jotka voisivat ennustaa lopputuloksen tai ohjata hoidon valintaa, edistää enemmän AML:n kliinistä hoitoa.

X-kromosomien aneuploidioita on pitkään liitetty ihmisen syöpiin, mutta syy-yhteyttä ei ole osoitettu. Nisäkkäillä X-kromosomin inaktivaation (XCI) laukaisee X-inaktiivinen spesifinen transkripti (Xist) RNA tasaamaan geeniekspressiota sukupuolten välillä. Ihmisillä yksi X-kromosomi inaktivoituu (Xi) jokaisessa naissolussa transkription tasapainon saavuttamiseksi. X-linked inaktivaatiokeskus (XIC) on vastuussa X-inaktivoinnin aloittamisesta. XIC:n tarkka koko on epäselvä, mutta se sisältää Xq13.2:n Xistgenen. Tämä koodaa suurta ei-koodaavaa RNA:ta, joka alun perin ilmentyy molemmissa X-kromosomeissa ennen kuin se lopettaa ilmentymisen aktiivisessa X-kromosomissa ja muuttuu inaktivoituvan X-kromosomissa. Xist RNA -tuote peittää tulevan Xi-kromosomin ja leviää XIC:stä.

X-inaktiivinen spesifinen transkriptio-RNA oli yksi ensimmäisistä pitkistä ei-koodaavista RNA:ista (lncRNA:ista), jotka löydettiin 1990-luvun alussa, kymmenen vuotta ennen kuin Human Genome Project (HGP) paljasti, että suurin osa genomistamme on koodaamattomia sekvenssejä. Xist on 19 kb:n silmukoitu, kääntämätön säätelytranskripti, joka peittää X-kromosomin, josta se ilmentyy cis-muodossa. Xist RNA on XCI:n pääsäätelijä, epigeneettinen prosessi, joka tasoittaa X-kytkettyjen geenien annoksen naaras- (XX) ja miespuolisten (XY) nisäkkäiden välillä. Xist-geenin poistaminen johtaa villityypin X-kromosomin vinoon inaktivoitumiseen, mikä osoittaa, että tämä lokus on välttämätön geenin hiljentämiselle.

Varhaiset siirtogeeniset tutkimukset paljastivat myös kaksi Xistin toiminnan avainpiirrettä. Ensinnäkin Xist-RNA:n kyky laukaista geenin hiljentäminen on tiukasti riippuvainen kehityskontekstista. Toiseksi Xistillä on erilaisia ​​tehtäviä, kuten cis-lokalisoituminen kromosomiin, josta se ilmentyy, ja kyky laukaista geenin hiljentäminen, ja näitä tehtäviä välittävät RNA:n geneettisesti riippumattomat domeenit. Lisäksi ihmisen Xistin sopimaton hiljentäminen johtaa laadullisesti poikkeaviin kantasoluihin. Vaikka Xistiä on tutkittu laajasti soluviljelmässä, in vivo -tutkimukset ovat olleet rajallisia, mutta mitään näistä tutkimuksista ei ole tehty ihmisillä.

Joissakin tapauksissa on havaittu Xist RNA:n väärin lokalisoitumista ja satunnaista Xi:n uudelleenaktivoitumista. Esimerkiksi yksi munasarjasyöpäsolulinjaa koskeva tutkimus osoitti Xist-ekspression katkeamisen ja kalvopalmitoyloidun proteiini-1 (MPP1) (p55) -geenin mahdollisen uudelleenaktivoitumisen. Aiempi tutkimus osoitti, että inaktiivinen X-kromosomi on geneettisesti epävakaa syövässä, koska tämä tutkimus raportoi suuremman mutaatioiden määrän inaktiivisessa X-kromosomissa verrattuna muuhun genomiin.

Xist-deleetio hiirten veriosastossa osoitti, että mutanttinaaraat kehittivät erittäin aggressiivisen myeloproliferatiivisen kasvaimen ja myelodysplastisen oireyhtymän (sekoitettu MPN/MDS) 100 %:n penetranssilla. Merkittäviä sairauskomponentteja ovat primaarinen myelofibroosi, leukemia, histiosyyttinen sarkooma ja vaskuliitti. He havaitsivat, että proliferatiivisia ja dysplastisia muutoksia esiintyi kaikissa hematopoieettisissa solutyypeissä. Myös Xist-puutteiset hematopoieettiset kantasolut (HSC:t) osoittivat poikkeavaa kypsymistä ja pitkäaikaisten HSC:iden iästä riippuvaa menetystä.

Heidän tutkimuksensa viittaa siihen, että ihmisen hematologiset syövät voivat johtua X:n yliannostuksesta, joko Xistin häviämisestä Xi:ssä tai Xa:n päällekkäisyydestä. Ja he ehdottivat, että karsinogeneesiä ohjaavat sarja HSC:ssä tapahtuvia muutoksia, jotka kertyvät edelleen kypsiin hematopoieettisiin soluihin. Nämä muutokset alkavat Xistin häviämisestä, mikä johtaa progressiiviseen X-reaktivaatioon, mikä puolestaan ​​indusoi epäsuotuisten genominlaajuisten muutosten sarjan, joka sisältää DNA-replikaatioon osallistuvien geenien säätelyhäiriöt, kromosomien segregaatiota, solusyklin tarkistuspisteitä ja hematopoieesia. HSC:n kypsymisen epäonnistuminen ja pitkäaikaisen HSC:n menetys luuytimessä siirtävät hematopoieesia asteittain ekstramedullaarisiin kohtiin, mikä johtaa ekstramedullaariseen hematopoieesiin (EMH) ja siten kausaalisesti yhdistäen X-kromosomin syöpään hiirillä. Siten he päättelivät, että Xist RNA:ta ei vaadita vain XCI:n ylläpitämiseen, vaan se myös estää syöpää in vivo.

Todellakin, poikkeavien geenien annostelun nouseva rooli sairauksissa, olipa kyse sitten X-kromosomista tai autosomeista, tuo mukanaan epigeneettisiin säätelijöihin vaikuttavien lääkkeiden mahdollisen käytön mahdollisissa terapeuttisissa strategioissa.

Tähän mennessä ei ole julkaistu ihmisillä tehtyjä tutkimuksia Xist-geenistä ja sen suhteesta AML-potilaiden immunofenotyypitykseen. Joten tämä on ensimmäinen tutkimus, jonka tarkoituksena on selittää sen tutkimaton reitti AML:ssä ja havaita sen prognostinen rooli ja immunofenotyyppinen yhteys.