Immunfenotyping og Xist-gen i AML (Xist)

Akutt myeloid leukemi (AML) er en heterogen lidelse karakterisert ved klonal utvidelse av myeloide stamceller (blaster) i benmargen og perifert blod. med høy dødelighet og variabel prognose. AML er den vanligste akutte leukemien hos voksne, og står for ~80 prosent av tilfellene i denne gruppen. Det er omtrent 19 520 nye tilfeller av AML i USA (USA) hvert år og 10 670 dødsfall fra AML. I Egypt var forekomsten av AML 0,96 % for menn og 1,14 % for kvinner i henhold til resultatene av National Population-Based Registry Program of Egypt (2008-2011). Diagnose av AML basert på morfologisk diagnose med proliferasjon av blastceller ≥ 20 % av margceller, flowcytometrisk immunfenotyping og cytogenetiske abnormiteter.

Immunfenotyping via flowcytometri omfatter en ekstra rask teknikk for å forutsi utfall i AML, selv om kun få markører ennå er etablert som prognostiske faktorer i klinisk rutinediagnose, til tross for at det er behov for nye og raskt tilgjengelige markører for å forbedre behandlingsbeslutningene hos AML-pasienter. Dette er enda mer siden behandling hos AML-pasienter må startes umiddelbart etter diagnose. AML-blaster uttrykker antigener som også finnes på friske umodne myeloidceller, inkludert vanlige differensieringsmarkører (CD) CD13, CD33 og CD34. Andre cellemarkører uttrykkes avhengig av den morfologiske subtypen av AML og stadium av differensieringsblokkering, slik som monocytiske differensieringsmarkører (CD4, CD14, CD11b, CD11c, CD64, CD36), erytroide (CD36, CD71) og megakaryocytiske markører (CD41a og CD61) .

Ikke-tilfeldige kromosomavvik (f.eks. slettinger, translokasjoner) er identifisert hos omtrent 52 % av alle voksne primære AML-pasienter og har lenge vært anerkjent som de genetiske hendelsene som forårsaker og fremmer denne sykdommen. Visse cytogenetiske abnormiteter, inkludert t(8;21)(q22;q22), t(15;17)(q22;q12) og inv(16)(p13.1;q22) er assosiert med lengre remisjon og overlevelse, mens endringer av kromosom 5, 7, kompleks karyotype (beskrevet som >3 kromosomavvik) og 11q23 er assosiert med dårlig respons på terapi og kortere total overlevelse.

Flere studier har rapportert korrelasjoner av avvikende uttrykte markører med klinisk utfall i AML. For eksempel har CD7- og CD25-ekspresjon blitt assosiert med dårlig prognose ved normal karyotype (NK) AML. IL3-reseptoren alfa (CD123) er overuttrykt i 45 % av AML-pasientene, og dette høyere uttrykket har også vært assosiert med dårlig utfall og korrelert med mutasjoner i det fms-lignende tyrosinkinasereseptoren (FLT3) genet. En konsistent antigenprofil med høyt CD33-ekspresjon har også blitt assosiert med AML med mutert nukleofosmin (NPM1). Lo-Coco et al., (2015) resultater tyder på at CD34/25/123/99+ve leukemi-assosierte immunfenotyper (LAIPs) er strengt assosiert med FLT3-ITD positive celler. Denne identifiseringen gjennom multiparametrisk flowcytometri ved diagnostisering av et immunfenotypisk fingeravtrykk assosiert med disse subklonene er et nytt og forenklet verktøy med forbedret følsomhet for å løse opp disse klonene og tillater pasientstratifisering og risikotilpasset behandling med potensiell innvirkning på utfallet av sykdommen.

For tiden er det etiologiske middelet og patogenesen til AML ikke helt klart, bare noen få AML-tilfeller kan klassifiseres nøyaktig gjennom tradisjonell cellulær morfologisk klassifisering. Dermed er det svært vanskelig å bedømme sykdomstilstanden og forutsi prognose. Feil uttrykk for spesifikke gener er et vanlig funn ved AML og kan indusere klinisk relevante biologiske undergrupper. Følgelig vil identifisering av nye biomarkører som kan forutsi utfall eller veilede behandlingsvalg gi mer bidrag til den kliniske behandlingen av AML.

X-kromosomaneuploider har lenge vært assosiert med kreft hos mennesker, men årsakssammenheng er ikke fastslått. Hos pattedyr utløses X-kromosominaktivering (XCI) av X-inaktivt spesifikt transkript (Xist) RNA for å utjevne genuttrykk mellom kjønnene. Hos mennesker inaktiveres ett X-kromosom (Xi) i hver kvinnelig celle for å oppnå transkripsjonsbalanse. Et X-koblet inaktiveringssenter (XIC) er ansvarlig for initieringen av X-inaktivering. Den nøyaktige størrelsen på XIC er uklar, men den inkluderer Xistgene på Xq13.2. Dette koder for et stort ikke-kodende RNA som i utgangspunktet uttrykkes på begge X-kromosomene før det slutter å uttrykke på den aktive X og blir oppregulert på X som skal inaktiveres. Xist RNA-produktet dekker det fremtidige Xi-kromosomet, og sprer seg ut fra XIC.

X-inaktivt spesifikt transkripsjons-RNA var en av de første lange ikke-kodende RNA-ene (lncRNA-er) som ble oppdaget på begynnelsen av 1990-tallet, et tiår før Human Genome Project (HGP) avslørte at det store flertallet av genomet vårt står for ikke-kodende sekvenser. Xist er et 19 kb, spleiset, uoversatt regulatorisk transkript som dekker X-kromosomet som det uttrykkes fra i cis. Xist RNA er hovedregulatoren for XCI, den epigenetiske prosessen som utjevner dosen av X-koblede gener mellom kvinnelige (XX) og mannlige (XY) pattedyr. Sletting av Xist-genet resulterer i skjev inaktivering av villtype X-kromosomet, noe som indikerer at dette stedet er essensielt for gendemping.

De tidlige transgene studiene avslørte også to nøkkeltrekk ved Xists funksjon. For det første er Xist RNAs evne til å utløse gendemping strengt avhengig av utviklingskonteksten. For det andre har Xist forskjellige oppgaver, for eksempel cis-lokalisering til kromosomet det uttrykkes fra og evnen til å utløse gendemping, og disse oppgavene formidles av genetisk uavhengige domener av RNA. Dessuten resulterer upassende demping av menneskelig Xist i kvalitativt avvikende stamceller. Mens Xist har blitt undersøkt omfattende i cellekultur, har in vivo-studier vært begrenset, men ingen av disse studiene har blitt gjort på mennesker.

I noen tilfeller har Xist RNA feillokalisering og sporadisk Xi-reaktivering blitt observert. For eksempel viste en studie på en eggstokkreftcellelinje en forstyrrelse av Xist-ekspresjon og potensiell reaktivering av Membrane Palmitoylated Protein-1 (MPP1) (p55) genet. Tidligere studie viste at det inaktive X-kromosomet er genetisk ustabilt i kreft, da denne studien rapporterte en høyere mutasjonsrate på det inaktive X sammenlignet med resten av genomet.

Xist-sletting i blodrommet til mus viste at mutante hunner utviklet en svært aggressiv myeloproliferativ neoplasma og myelodysplastisk syndrom (blandet MPN/MDS) med 100 % penetrans. Viktige sykdomskomponenter inkluderer primær myelofibrose, leukemi, histiocytisk sarkom og vaskulitt. De fant at proliferative og dysplastiske endringer var tilstede i alle hematopoietiske celletyper. Xist-mangelfulle hematopoietiske stamceller (HSCs) viste også avvikende modning og aldersavhengig tap av langsiktige HSCs.

Studien deres antyder at human hematologisk kreft kan skyldes overdosering av X, enten fra Xist-tap på Xi eller fra duplisering av Xa. Og de foreslo at karsinogenese er drevet av en rekke endringer som skjer i HSC og akkumuleres videre i modne hematopoietiske celler. Disse endringene initieres av tap av Xist, noe som fører til progressiv X-reaktivering, som igjen induserer en kaskade av ugunstige genomomfattende endringer som inkluderer dysregulering av gener involvert i DNA-replikasjon, kromosomsegregering, cellesykluskontrollpunkter og hematopoiesis. En svikt i HSC-modning og tap av langvarig HSC i margen forskyver hematopoiesis progressivt til ekstramedullære steder, noe som resulterer i ekstra medullær hematopoiesis (EMH), og dermed kausalt knytte X-kromosomet til kreft hos mus. Dermed konkluderte de med at Xist RNA ikke bare er nødvendig for å opprettholde XCI, men også undertrykker kreft in vivo.

Faktisk bringer den nye rollen til avvikende gendosering i sykdommer, enten det er X-kromosomet eller for autosomer, med seg mulig anvendelse av medisiner som påvirker epigenetiske regulatorer i potensielle terapeutiske strategier.

Til dags dato er det ingen publiserte studier på mennesker om Xist-genet og dets forhold til immunfenotyping hos AML-pasienter. Så dette vil være den første studien designet for å forklare dens uutforskede vei i AML og oppdage dens prognostiske rolle og immunfenotypiske assosiasjon.