Giải trình tự exome xác định các đột biến FLT3 N676K tái phát trong bệnh bạch cầu yếu tố liên kết lõi

Blood - Tập 120 - Trang 404 - 2012
Sabrina Opatz1, Harald Polzer2, Tobias Herold1, Nikola P Konstandin1, Bianka Ksienzyk1, Alexander Graf3, Stefan Krebs3, Helmut Blum3, Karl Peter Hopfner4, Purvi M. Kakadia1, Stephanie Schneider1, Annika Dufour1, Jan Braess5, Michael Heuser6, Wolfgang Hiddemann1, Karsten Spiekermann1, Stefan K Bohlander7, Philipp A Greif2
1Department of Internal Medicine 3, Ludwig-Maximilians-Universität (LMU), Munich, Germany
2Clinical Cooperative Group Leukemia, Helmholtz Zentrum München, Munich, Germany
3Laboratory for Functional Genome Analysis at the Gene Center, Ludwig-Maximilians-Universität (LMU), Munich, Germany
4Department of Biochemistry at the Gene Center, Ludwig-Maximilians-Universität (LMU), Munich, Germany
5Hämatologie und Onkologie, Krankenhaus der Barmherzigen Brüder, Regensburg, Germany
6Hematology, Hemostasis, Oncology and Stem Cell Transplantation, Hannover Medical School, Hannover, Germany
7Laboratory for Leukemia Diagnostics, Dept. of Internal Medicine III, University Hospital Großhadern, Ludwig-Maximilians-Universität, Munich, Germany

Tóm tắt

Tóm tắt Đột biến đảo ngược inv(16) hoặc chuyển vị t(16;16) và t(8;21) là những sự tái sắp xếp thường gặp trong bệnh bạch cầu dòng tế bào tuỷ cấp (AML), dẫn đến hình thành các gen hợp nhất CBFB/MYH11 hoặc RUNX1/RUNX1T1. Những sắp xếp này được phát hiện ở 15-20% các trường hợp AML người lớn mới và được liên kết với tiên lượng tốt. CBFB và RUNX1 tạo thành yếu tố liên kết lõi (CBF), là yếu tố phiên mã cần thiết cho quá trình tạo máu và phát triển tế bào dòng myeloid. Bằng cách làm gián đoạn hoạt động phiên mã sinh lý của CBF, các protein hợp nhất này gây ức chế các gen mục tiêu của CBF dẫn đến việc chặn quá trình biệt hóa. Vì sự biểu hiện của CBFB/MYH11 hoặc RUNX1/RUNX1T1 tự nó không đủ để gây ra bệnh bạch cầu nên có khả năng rằng các đột biến bổ sung là cần thiết cho quá trình chuyển đổi ác tính. Để xác định một cách có hệ thống các đột biến có thể cộng tác với CBFB/MYH11 trong quá trình sinh bệnh bạch cầu, chúng tôi đã thực hiện giải trình tự exome của một mẫu AML có inv(16). Mẫu được chọn dựa trên sự sẵn có và không có thêm các biến thể di truyền được biết đến. Bằng cách so sánh trình tự exome AML với trình tự exome của một mẫu khỏi bệnh từ cùng một bệnh nhân, chúng tôi đã xác định được các biến thể trình tự đặc hiệu cho bệnh bạch cầu như đã được mô tả trước đó (Greif et al., 2012, Blood). Sử dụng phương pháp này, chúng tôi tìm thấy một đột biến N676K trong miền gắn ATP (TKD1) của gen kinase tyrosine liên quan fms (FLT3). Các đột biến ảnh hưởng đến N676 dẫn đến những thay đổi axit amin khác nhau (N676D hoặc N676S) đã được phát hiện lần đầu trong một nghiên cứu về khả năng kháng các chất ức chế kinase tyrosine (TKI) ở các tế bào Ba/F3 biểu hiện FLT3 sao chép nội bộ (ITD) (Cools et al., 2004, Cancer Res). Một đột biến điểm N676K đã được báo cáo trong một bệnh nhân AML có cytogenetically bình thường (CN) với FLT3-ITD và kháng TKI (Heidel et al., 2006, Blood). Ngược lại, bệnh nhân của chúng tôi với inv(16) và FLT3 N676K không có FLT3-ITD bổ sung nào. Trong một nhóm 69 bệnh nhân có inv(16), chúng tôi tìm thấy tổng cộng 4 bệnh nhân có đột biến FLT3 N676K (4/69, 6%). Trong 14 bệnh nhân có t(16;16) và 36 bệnh nhân có t(8;21), chúng tôi phát hiện một bệnh nhân mỗi nhóm có FLT3 N676K (1/14, 7% và 1/36, 3%). Do đó, tần suất đột biến tổng thể đối với các bệnh nhân có sắp xếp CBFB/MYH11 là 6% (5/83). Không có bệnh nhân CBF AML có đột biến FLT3 N676K nào có FLT3-ITD bổ sung. Trong 90 bệnh nhân CN-AML, chúng tôi chỉ phát hiện một đột biến FLT3 N676K và bệnh nhân bị ảnh hưởng có FLT3-ITD đồng thời. Chúng tôi hiện đang kiểm tra tần suất đột biến FLT3 N676K trong các nhóm CBF-AML độc lập. Để kiểm tra khả năng chuyển đổi, chúng tôi đã biểu hiện đột biến FLT3 N676K trong các tế bào Ba/F3. Như các đối chứng, chúng tôi đã biểu hiện FLT3 kiểu hoang dã (WT), các đột biến FLT3 D835Y hoặc ITD song song. Biểu hiện bề mặt tế bào của N676K tương đương với WT nhưng tăng lên so với D835Y và ITD. Các thử nghiệm tăng sinh tế bào đã được thực hiện trong sự hiện diện và vắng mặt của IL-3 hoặc ligand FLT3 (FL). FLT3 N676K dẫn đến sự tăng trưởng tế bào độc lập vào IL-3 và FL, đạt 25% mức tăng trưởng do IL-3 tác động. Việc ức chế FLT3 bởi AC220 hoặc PKC412 đã loại bỏ sự tăng sinh này, nhưng N676K có phần kháng thuốc hơn so với ITD. Trái ngược với việc biểu hiện ITD dẫn đến phosphoryl hóa STAT5, việc biểu hiện N676K dẫn đến phosphoryl hóa MAPK và AKT. Profil gene biểu hiện của các bệnh nhân có inv(16) cho thấy rằng các bệnh nhân với đột biến bổ sung FLT3 N676K cho thấy sự tăng cường đáng kể của các bộ gene bao gồm phân giải protein qua ubiquitin, tính kết dính tế bào và con đường tín hiệu JAK/STAT. Theo mô hình cấu trúc, đột biến N676K ổn định hình dạng của miền kinase giữa miền juxtamembrane (JMD) và một túi kỵ nước là mục tiêu của các chất ức chế FLT3. Do đó, các đột biến N676K có thể giảm sự tự ức chế của FLT3 bởi JMD và cũng ảnh hưởng tiêu cực đến độ gắn kết của các chất ức chế FLT3. Bài báo của chúng tôi là báo cáo đầu tiên về các đột biến FLT3 N676 tái phát trong sự vắng mặt của FLT3-ITD. Các phát hiện của chúng tôi chỉ ra một mối liên hệ cụ thể giữa các đột biến FLT3 N676K với bệnh bạch cầu CBF. Dựa trên các thử nghiệm chức năng của chúng tôi, N676K hoạt động như một đột biến có chức năng tăng cường. Mặc dù FLT3 đã được biết đến hơn một thập kỷ là có đột biến ở một phần ba bệnh nhân AML, nhưng có vẻ như quang phổ của các đột biến FLT3 vẫn chưa được hiểu rõ, đặc biệt là trong các nhóm cytogenetic xác định của AML. Việc sàng lọc đột biến không thiên lệch bằng cách giải trình tự exome cho phép phát hiện các biến thể trình tự mới ngay cả trong các gen đã được nghiên cứu kỹ lưỡng. Các thông báo: Krebs: Illumina: Thù lao. Greif:Illumina: Thù lao.

Từ khóa


Thông tin
Thông tin xuất bản

Blood

Tập 120

404

Thông tin tác giả