Immunfenotypning och Xist-gen i AML (Xist)

Akut myeloid leukemi (AML) är en heterogen sjukdom som kännetecknas av klonal expansion av myeloida progenitorer (blaster) i benmärgen och perifert blod. med hög dödlighet och varierande prognos. AML är den vanligaste akuta leukemin hos vuxna och står för ~80 procent av fallen i denna grupp. Det finns cirka 19 520 nya fall av AML i USA (USA) varje år och 10 670 dödsfall från AML. I Egypten var förekomsten av AML 0,96 % för män och 1,14 % för kvinnor enligt resultaten av Egyptens National Population-Based Registry Program (2008-2011). Diagnos av AML baserad på morfologisk diagnos med proliferation av blastceller ≥ 20% av märgceller, flödescytometrisk immunfenotypning och cytogenetiska abnormiteter.

Immunfenotypning via flödescytometri omfattar ytterligare en snabb teknik för att förutsäga utfall vid AML, även om endast ett fåtal markörer ännu är etablerade som prognostiska faktorer vid klinisk rutindiagnostik, trots att nya och snabbt tillgängliga markörer behövs för att förbättra behandlingsbesluten hos AML-patienter. Detta är ännu mer eftersom behandling av AML-patienter måste inledas omedelbart efter diagnos. AML-blaster uttrycker antigener som också finns på friska omogna myeloidceller, inklusive vanliga differentieringsmarkörer (CD) CD13, CD33 och CD34. Andra cellmarkörer uttrycks beroende på den morfologiska subtypen av AML och stadium av differentieringsblock såsom monocytiska differentieringsmarkörer (CD4, CD14, CD11b, CD11c, CD64, CD36), erytroida (CD36, CD71) och megakaryocytiska markörer (CD41a och CD61) .

Icke-slumpmässiga kromosomavvikelser (t.ex. deletioner, translokationer) identifieras hos cirka 52 % av alla vuxna primära AML-patienter och har länge erkänts som de genetiska händelser som orsakar och främjar denna sjukdom. Vissa cytogenetiska abnormiteter, inklusive t(8;21)(q22;q22), t(15;17)(q22;q12) och inv(16)(p13.1;q22) är associerade med längre remission och överlevnad, medan förändringar av kromosom 5, 7, komplex karyotyp (beskrivs som >3 kromosomavvikelser) och 11q23 är associerade med dåligt svar på terapi och kortare total överlevnad.

Flera studier har rapporterat korrelationer mellan avvikande uttryckta markörer med kliniskt utfall vid AML. Till exempel har uttryck av CD7 och CD25 associerats med dålig prognos vid normal karyotyp (NK) AML. IL3-receptorn alfa (CD123) överuttrycks i 45 % av AML-patienterna, och detta högre uttryck har också associerats med dåligt resultat och korrelerat med mutationer i den fms-liknande tyrosinkinasreceptorgenen (FLT3). En konsekvent antigen profil med högt CD33-uttryck har också associerats med AML med muterat nukleofosmin (NPM1). Lo-Coco et al., (2015) resultat tyder på att CD34/25/123/99+ve leukemiassocierade immunfenotyper (LAIPs) är strikt associerade med FLT3-ITD-positiva celler. Denna identifiering genom multiparametrisk flödescytometri vid diagnos av ett immunfenotypiskt fingeravtryck associerat med dessa subkloner är ett nytt och förenklat verktyg med förbättrad känslighet för att reda ut dessa kloner och tillåter patientstratifiering och riskanpassad behandling med potentiell inverkan på utfallet av sjukdomen.

För närvarande är det etiologiska medlet och patogenesen av AML inte helt klart, endast ett fåtal AML-fall kan klassificeras korrekt genom traditionell cellulär morfologisk klassificering. Det är således mycket svårt att bedöma sjukdomstillståndet och förutsäga prognos. Felaktigt uttryck av specifika gener är ett vanligt fynd vid AML och kan inducera kliniskt relevanta biologiska undergrupper. Följaktligen kommer identifiering av nya biomarkörer som kan förutsäga resultat eller vägleda behandlingsval ge mer bidrag till den kliniska hanteringen av AML.

X-kromosomaneuploidier har länge associerats med cancer hos människor, men kausalitet har inte fastställts. Hos däggdjur triggas X-kromosominaktivering (XCI) av X-inaktivt specifikt transkript (Xist) RNA för att utjämna genuttryck mellan könen. Hos människor inaktiveras en X-kromosom (Xi) i varje kvinnlig cell för att uppnå transkriptionell balans. Ett X-länkat inaktiveringscenter (XIC) ansvarar för initieringen av X-inaktivering. Den exakta storleken på XIC är oklart men den inkluderar Xistgene vid Xq13.2. Detta kodar för ett stort icke-kodande RNA som initialt uttrycks på båda X-kromosomerna innan det upphör uttrycket på det aktiva Xet och blir uppreglerat på Xet som ska inaktiveras. Xist RNA-produkten täcker den framtida Xi-kromosomen och sprider sig från XIC.

X-inaktivt specifikt transkript-RNA var ett av de första långa icke-kodande RNA (lncRNA) som upptäcktes i början av 1990-talet, ett decennium innan Human Genome Project (HGP) avslöjade att den stora majoriteten av vårt genom står för icke-kodande sekvenser. Xist är ett 19 kb skarvat, oöversatt regulatoriskt transkript som täcker X-kromosomen från vilket det uttrycks i cis. Xist RNA är huvudregulatorn för XCI, den epigenetiska processen som utjämnar dosen av X-länkade gener mellan kvinnliga (XX) och manliga (XY) däggdjur. Borttagning av Xist-genen resulterar i skev inaktivering av X-kromosomen av vildtyp, vilket indikerar att detta lokus är väsentligt för gentystnad.

De tidiga transgena studierna avslöjade också två nyckelfunktioner i Xists funktion. För det första är förmågan hos Xist RNA att utlösa gentystnad strikt beroende av utvecklingskontexten. För det andra har Xist olika uppgifter, såsom cis-lokalisering till kromosomen från vilken den uttrycks och förmågan att utlösa gentystnad, och dessa uppgifter förmedlas av genetiskt oberoende domäner av RNA:t. Dessutom resulterar olämplig tystnad av mänsklig Xist i kvalitativt avvikande stamceller. Medan Xist har undersökts omfattande i cellkultur, har in vivo-studier varit begränsade, men ingen av dessa studier har gjorts på människa.

I vissa fall har Xist-RNA-fellokalisering och sporadisk Xi-reaktivering observerats. Till exempel visade en studie på en äggstockscancercellinje en störning av Xist-uttryck och potentiell reaktivering av genen Membrane Palmitoylated Protein-1 (MPP1) (p55). Tidigare studie visade att den inaktiva X-kromosomen är genetiskt instabil i cancer eftersom denna studie rapporterar en högre mutationsfrekvens på det inaktiva X jämfört med resten av genomet.

Xist-deletion i blodutrymmet hos möss visade att mutanta honor utvecklade en mycket aggressiv myeloproliferativ neoplasma och myelodysplastiskt syndrom (blandad MPN/MDS) med 100 % penetrans. Betydande sjukdomskomponenter inkluderar primär myelofibros, leukemi, histiocytiskt sarkom och vaskulit. De fann att proliferativa och dysplastiska förändringar var närvarande i alla hematopoetiska celltyper. Dessutom visade Xist-deficienta hematopoetiska stamceller (HSCs) avvikande mognad och åldersberoende förlust av långvariga HSCs.

Deras studie antyder att humana hematologiska cancerformer kan bero på överdosering av X, antingen från Xist-förlust på Xi eller från duplicering av Xa. Och de föreslog att karcinogenes drivs av en serie förändringar som sker i HSC och ackumuleras ytterligare i mogna hematopoetiska celler. Dessa förändringar initieras av förlust av Xist, vilket leder till progressiv X-reaktivering, vilket i sin tur inducerar en kaskad av ogynnsamma genomomfattande förändringar som inkluderar dysreglering av gener involverade i DNA-replikation, kromosomsegregation, cellcykelkontrollpunkter och hematopoiesis. Ett misslyckande med HSC-mognad och förlust av långvarig HSC i märgen flyttar gradvis hematopoiesen till extramedullära ställen, vilket resulterar i extra medullär hematopoies (EMH), och därigenom kopplar X-kromosomen till cancer hos möss. Således drog de slutsatsen att Xist RNA inte bara krävs för att upprätthålla XCI utan även undertrycker cancer in vivo.

Faktum är att den framväxande rollen av avvikande gendosering i sjukdomar, oavsett om det är X-kromosomen eller för autosomer, för med sig den möjliga tillämpningen av läkemedel som påverkar epigenetiska regulatorer i potentiella terapeutiska strategier.

Hittills finns det inga publicerade studier på människa om Xist-genen och dess samband med immunfenotypning hos AML-patienter. Så detta kommer att vara den första studien utformad för att förklara dess outforskade väg i AML och upptäcka dess prognostiska roll och immunfenotypiska association.