Immunofenotypowanie i gen Xist w AML (Xist)

Ostra białaczka szpikowa (AML) jest chorobą heterogenną charakteryzującą się klonalną ekspansją prekursorów szpiku (blastów) w szpiku kostnym i krwi obwodowej. z wysoką śmiertelnością i zmiennym rokowaniem. AML jest najczęstszą ostrą białaczką u dorosłych, stanowiąc ~ 80 procent przypadków w tej grupie. Każdego roku w Stanach Zjednoczonych (USA) odnotowuje się około 19 520 nowych przypadków AML i 10 670 zgonów z powodu AML. W Egipcie częstość występowania AML wynosiła 0,96% dla mężczyzn i 1,14% dla kobiet, zgodnie z wynikami Narodowego Programu Rejestracji Ludności Egiptu (2008-2011). Rozpoznanie AML na podstawie rozpoznania morfologicznego z proliferacją komórek blastycznych ≥ 20% komórek szpiku, immunofenotypowania metodą cytometrii przepływowej i nieprawidłowości cytogenetycznych.

Immunofenotypowanie za pomocą cytometrii przepływowej obejmuje dodatkową szybką technikę przewidywania wyniku w AML, chociaż tylko kilka markerów zostało jeszcze ustalonych jako czynniki prognostyczne w rutynowej diagnostyce klinicznej, pomimo faktu, że potrzebne są nowe i szybko dostępne markery, aby poprawić decyzje dotyczące leczenia pacjentów z AML. Tym bardziej, że leczenie pacjentów z AML należy rozpocząć natychmiast po postawieniu diagnozy. Blasty AML eksprymują antygeny występujące również na zdrowych niedojrzałych komórkach szpiku, w tym markery wspólnego różnicowania (CD) CD13, CD33 i CD34. Inne markery komórkowe ulegają ekspresji w zależności od podtypu morfologicznego AML i stadium bloku różnicowania, takie jak markery różnicowania monocytów (CD4, CD14, CD11b, CD11c, CD64, CD36), markery erytroidalne (CD36, CD71) i markery megakariocytarne (CD41a i CD61) .

Delecje, translokacje) są identyfikowane u około 52% wszystkich dorosłych pacjentów z pierwotną AML i od dawna są uznawane za zdarzenia genetyczne, które powodują i promują tę chorobę. Pewne nieprawidłowości cytogenetyczne, w tym t(8;21)(q22;q22), t(15;17)(q22;q12) i inv(16)(p13.1;q22) wiążą się z dłuższą remisją i przeżyciem, podczas gdy zmiany chromosomów 5, 7, złożonego kariotypu (opisywane jako aberracje chromosomowe >3) i 11q23 wiążą się ze słabą odpowiedzią na leczenie i krótszym całkowitym przeżyciem.

W kilku badaniach opisano korelacje nieprawidłowo wyrażanych markerów z wynikami klinicznymi w AML. Na przykład ekspresję CD7 i CD25 powiązano ze złym rokowaniem w AML z prawidłowym kariotypem (NK). Receptor IL3 alfa (CD123) ulega nadekspresji u 45% pacjentów z AML, a ta wyższa ekspresja była również związana ze złym wynikiem i skorelowana z mutacjami w genie receptora kinazy tyrozynowej podobnej do fms (FLT3). Spójny profil antygenowy z wysoką ekspresją CD33 został również powiązany z AML ze zmutowaną nukleofosminą (NPM1). Wyniki Lo-Coco i in., (2015) sugerują, że immunofenotypy związane z białaczką (LAIP) CD34/25/123/99+ są ściśle związane z komórkami dodatnimi pod względem FLT3-ITD. Ta identyfikacja za pomocą wieloparametrycznej cytometrii przepływowej przy diagnozie immunofenotypowego odcisku palca związanego z tymi subklonami jest nowatorskim i uproszczonym narzędziem o zwiększonej czułości do rozwikłania tych klonów i umożliwiającym stratyfikację pacjentów i leczenie dostosowane do ryzyka z potencjalnym wpływem na wynik choroby.

Obecnie czynnik etiologiczny i patogeneza AML nie są całkowicie jasne, tylko kilka przypadków AML można dokładnie sklasyfikować za pomocą tradycyjnej klasyfikacji morfologicznej komórek. Dlatego bardzo trudno jest ocenić stan chorobowy i przewidzieć rokowanie. Niewłaściwa ekspresja określonych genów jest częstym objawem w AML i może indukować klinicznie istotne podzbiory biologiczne. W związku z tym identyfikacja nowych biomarkerów, które mogłyby przewidywać wynik lub kierować wyborem leczenia, wniesie większy wkład w kliniczne zarządzanie AML.

Aneuploidie chromosomu X od dawna kojarzone są z nowotworami u ludzi, ale związek przyczynowy nie został ustalony. U ssaków inaktywacja chromosomu X (XCI) jest wyzwalana przez nieaktywny specyficzny transkrypt (Xist) RNA w celu wyrównania ekspresji genów między płciami. U ludzi jeden chromosom X jest inaktywowany (Xi) w każdej komórce żeńskiej w celu osiągnięcia równowagi transkrypcyjnej. Centrum inaktywacji sprzężone z X (XIC) jest odpowiedzialne za inicjację inaktywacji X. Dokładny rozmiar XIC jest niejasny, ale obejmuje Xistgen w Xq13.2. To koduje duży niekodujący RNA, który jest początkowo wyrażany na obu chromosomach X, zanim ustanie na aktywnym X i zostanie zwiększony na X, który ma zostać inaktywowany. Produkt Xist RNA pokrywa przyszły chromosom Xi, rozprzestrzeniając się z XIC.

Specyficzny transkrypt RNA X-nieaktywny był jednym z pierwszych długich niekodujących RNA (lncRNA), które odkryto na początku lat 90. Xist jest złożonym, nie podlegającym translacji transkryptem regulatorowym o długości 19 kb, który pokrywa chromosom X, z którego jest wyrażany w cis. Xist RNA jest głównym regulatorem XCI, procesu epigenetycznego, który wyrównuje dawki genów sprzężonych z chromosomem X między samicami (XX) i samcami (XY) ssaków. Delecja genu Xist powoduje wypaczoną inaktywację chromosomu X typu dzikiego, co wskazuje, że to locus jest niezbędne do wyciszania genów.

Wczesne badania transgeniczne ujawniły również dwie kluczowe cechy funkcji Xist. Po pierwsze, zdolność Xist RNA do wywoływania wyciszania genów jest ściśle zależna od kontekstu rozwojowego. Po drugie, Xist ma różne zadania, takie jak lokalizacja cis na chromosomie, z którego jest wyrażany, oraz zdolność do wywoływania wyciszania genów, a zadania te są pośredniczone przez genetycznie niezależne domeny RNA. Ponadto niewłaściwe wyciszenie ludzkiego Xist skutkuje jakościowo nieprawidłowymi komórkami macierzystymi. Podczas gdy Xist był szeroko badany w hodowli komórkowej, badania in vivo były ograniczone, jednak żadne z tych badań nie zostało przeprowadzone na ludziach.

W niektórych przypadkach zaobserwowano błędną lokalizację Xist RNA i sporadyczną reaktywację Xi. Na przykład jedno badanie na linii komórkowej raka jajnika wykazało zakłócenie ekspresji Xist i potencjalną reaktywację genu białka palmitoilowanego błony 1 (MPP1) (p55). Poprzednie badanie wykazało, że nieaktywny chromosom X jest genetycznie niestabilny w raku, ponieważ to badanie wykazało wyższy wskaźnik mutacji na nieaktywnym chromosomie X w porównaniu z resztą genomu.

Delecja Xist w przedziale krwi myszy wykazała, że ​​zmutowane samice rozwinęły wysoce agresywny nowotwór mieloproliferacyjny i zespół mielodysplastyczny (mieszany MPN / MDS) ze 100% penetracją. Istotne składowe choroby obejmują pierwotne zwłóknienie szpiku, białaczkę, mięsaka histiocytarnego i zapalenie naczyń. Odkryli, że zmiany proliferacyjne i dysplastyczne były obecne we wszystkich typach komórek krwiotwórczych. Również hematopoetyczne komórki macierzyste z niedoborem Xist (HSC) wykazywały nieprawidłowe dojrzewanie i zależną od wieku utratę długoterminowych HSC.

Ich badanie sugeruje, że ludzkie nowotwory hematologiczne mogą wynikać z przedawkowania X, albo z utraty Xist na Xi, albo z duplikacji Xa. Zasugerowali, że rakotwórczość jest napędzana przez szereg zmian zachodzących w HSC i dalej gromadzonych w dojrzałych komórkach krwiotwórczych. Zmiany te są inicjowane przez utratę Xist, co prowadzi do postępującej reaktywacji X, co z kolei indukuje kaskadę niekorzystnych zmian w całym genomie, które obejmują rozregulowanie genów zaangażowanych w replikację DNA, segregację chromosomów, punkty kontrolne cyklu komórkowego i hematopoezę. Niepowodzenie dojrzewania HSC i utrata długoterminowej HSC w szpiku stopniowo przesuwają hematopoezę do miejsc pozaszpikowych, powodując hematopoezę pozaszpikową (EMH), tym samym przyczynowo łącząc chromosom X z rakiem u myszy. W związku z tym doszli do wniosku, że Xist RNA nie tylko jest wymagane do utrzymania XCI, ale także hamuje raka in vivo.

Rzeczywiście, pojawiająca się rola nieprawidłowego dawkowania genów w chorobach, czy to chromosomu X, czy autosomów, niesie ze sobą możliwe zastosowanie leków wpływających na regulatory epigenetyczne w potencjalnych strategiach terapeutycznych.

Do tej pory nie ma opublikowanych badań na ludziach dotyczących genu Xist i jego związku z immunofenotypowaniem u pacjentów z AML. Będzie to więc pierwsze badanie mające na celu wyjaśnienie jego niezbadanej ścieżki w AML i wykrycie jego roli prognostycznej i powiązania immunofenotypowego.