УДК: 616.155.392-036.11:573.113]-07-053.2
Год издания: 2014
Особенности экспрессии генов BAALC, MN1, ERG и WT1 при остром миелобластном лейкозе у детей
Пахомова И.В., Кустанович А.М., Алейникова О.В.
Рубрики: 34.15.23, 34.15.51
Республиканский научно-практический центр детской онкологии и гематологии
Тема НИР: «Прогностическое значение определения аберрантной экспрессии генов BAALC, ERG, MN1, EVI1 при остром лейкозе у детей» в рамках ГПНИ «Медицина и фармация».
Сроки выполнения НИР: 2014–2015 гг.
Научный руководитель: канд. биол. наук А.М. Кустанович.
Источник финансирования: госбюджет.
В настоящее время широко изучается возможность использования аберрантной экспрессии генов BAALC, MN1, ERG и WT1 в качестве прогностического фактора при остром миелобластном лейкозе (ОМЛ). Расширение панели молекулярно-биологических маркеров позволит не только спрогнозировать течение заболевания, и следовательно, оптимизировать стратификацию пациентов по группам риска, но и увеличит вероятность создания новых более эффективных препаратов для лечения данного заболевания, имеющих направленный характер действия.
Наибольшее внимание при поиске новых клинически значимых молекулярных маркеров уделяется подгруппе ОМЛ без видимых молекулярно-цитогенетических изменений, что обусловлено высокой заболеваемостью (около 20-45% от всех первично диагностируемых ОМЛ), внутригрупповой гетерогенностью, а также отсутствием возможности выбора риск-адаптированной терапии (пациенты с ОМЛ и нормальным кариотипом (НК-ОМЛ) относятся к промежуточной группе риска). При анализе данных литературы оценить прогностическое значение гиперэкспрессии генов BAALC, MN1, ERG и WT1 при НК-ОМЛ не представляется возможным, поскольку опубликованные результаты противоречивы. Однако большая часть исследований свидетельствует о наличии прогностической значимости аберрантной экспрессии исследуемых генов, главным образом BAALC и ERG, при НК-ОМЛ как у детей, так и взрослых. Единичные исследования свидетельствуют о наличии неблагоприятной прогностической ценности высоких значений экспрессии генов BAALC, MN1, ERG и WT1 при ОМЛ с аберрантным кариотипом.
Цель - изучение особенностей экспрессии генов BAALC, MN1, ERG, WT1 при ОМЛ у детей, а также оценка прогностической значимости аберрантной экспрессии этих генов в группах пациентов с ОМЛ, характеризующихся нормальным и аберрантным кариотипом.
Материалом для исследования послужили образцы костного мозга 51 ребенка с первичным ОМЛ. Распределение включенных в исследование пациентов по цитогенетическим группам: лейкозные бласты 10 пациентов характеризовались наличием транслокации t (8;21), у 1 ребенка - inv (16), у 11 - перестройками 11q23 и у 13 детей лейкозный клон имел нормальный кариотип.
Определение уровня экспрессии генов BAALC, MN1, ERG, WT1 осуществлялось методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени. Анализ проводился в дуплетах с подсчетом среднего значения Сt для каждого гена. Результаты нормировались по экспрессии внутреннего контроля, в качестве которого был использован ген GUS, и выражались в относительном уровне экспрессии гена-мишени. Далее полученные вариационные ряды разбивались по медиане на группы с низким и высоким уровнем экспрессии каждого из изучаемых генов.
С целью более рационального использования реактивов и образцов, а также уменьшения трудоемкости исследования была изучена возможность создания мультиплексной ПЦР для амплификации нескольких последовательностей-мишеней в образце. Для каждого из изучаемых генов были подобраны специфичные пары праймеров, а также TaqMan-зонды с определенными репортерными красителями (FAM для гена GUS, HEX для гена BAALC, ROX для MN1 и Cy5 для гена ERG).
В процессе выполнения данного этапа работы была проведена амплификация генов GUS, BAALC, MN1 и ERG с использованием сингплексной, дуплексной и квадроплексной ПЦР, содержащей по одному, два и четыре набора праймеры/зонд в одной реакционной смеси соответственно. В качестве матрицы использовалась кДНК клеточной линии Kasumi-1. Для выявления наиболее оптимального варианта мультиплексной ПЦР был проведен сравнительный анализ значений Ct каждого гена, полученных в результате амплификации с использованием сингплексной и мультиплексных ПЦР (таблица 1).
Применение квадроплексной ПЦР характеризуется низкой эффективностью амплификации, что проявляется более высокими значениями Ct в сравнении с соответствующей характеристикой сингплексных ПЦР. При проведении дуплексных ПЦР в парах GUS - MN1 и BAALC - ERG показатели амплификации остаются идентичными таковым при сингплексной ПЦР. Таким образом, полученные данные указывают на возмож Применение квадроплексной ПЦР характеризуется низкой эффективностью амплификации, что проявляется более высокими значениями Ct в сравнении с соответствующей характеристикой сингплексных ПЦР. При проведении дуплексных ПЦР в парах GUS - MN1 и BAALC - ERG показатели амплификации остаются идентичными таковым при сингплексной ПЦР. Таким образом, полученные данные указывают на возможность объединения олигонуклеотидов для амплификации генов GUS и MN1, а также BAALC и ERG в одной реакционной смеси при использовании метода ПЦР в реальном времени.
Наличие экспрессии гена BAALC было зарегистрировано в 98% случаев, гена ERG - в 98%, генов MN1 и WT1 - в 100%. Общая характеристика экспрессии исследуемых генов представлена в таблице 2.
Изучение особенностей аберрантной экспрессии в группах с дефектами длинного плеча 11-й хромосомы позволило установить ряд ассоциаций. Так, в группе с аномалиями 11q23 (n=5) были зарегистрированы более низкие значения экспрессии гена WT1 в сравнении с группой без указанных генетических дефектов (n=32) (р=0,02). Кроме того, низкие значения гена WT1 при ОМЛ ассоциированы с перестройкой MLL-AF9, что графически отражено на рис. 1 (р=0,047).
Примечание. Исследуемые группы: 0 - без реаранжировок гена MLL-AF9 (n=30); 1 - с реаранжировками гена MLL-AF9 (n=4).
В результате исследования установлено наличие неблагоприятного прогностического значения аберрантной экспрессии гена WT1 в группе НК-ОМЛ, на что указывают более низкие показатели общей выживаемости в группе с высокой экспрессией указанного гена (рис. 2). В общей группе, а также в группах пациентов с аберрантным кариотипом статистически значимых закономерностей между уровнями экспрессии генов BAALC, MN1, ERG, WT1 и показателями общей, бессобытийной и безрецидивной выживаемости установлено не было.
Таким образом, наличие экспрессии генов BAALC, MN1, ERG, WT1 зарегистрировано в 98-100% образцов. Установлено, что у пациентов с аномалиями 11q23 (р=0,02), в частности с реаранжировкой MLL-AF9, наблюдается более низкая экспрессия гена WT1 (р=0,047). Высокая экспрессия WT1 ассоциирована с худшей общей выживаемостью в группе ОМЛ с нормальным кариотипом (р=0,03). Прогностической значимости аберрантной экспрессии генов BAALC, MN1, ERG в исследуемой группе не установлено.
На основании полученных данных можно сделать вывод о наличии клинического значения гиперэкспрессии гена WT1, а также о возможности использования данного молекулярно-биологического маркера в качестве прогностического у детей с ОМЛ без видимых цитогенетических изменений. Особый интерес аберрантная экспрессия WT1 представляет с точки зрения отслеживания минимальной остаточной болезни. Кроме того, WT1 является одной из наиболее перспективных мишеней для направленной терапии ОЛ. В настоящее время проводятся клинические испытания пептидной вакцины на основе WT1, а также вакцины на основе дендритных клеток, активированных пептидами WT1.
Область применения: клиническая гематология, молекулярная генетика.
Рекомендации по использованию: определение уровня экспрессии гена WT1 в образцах костного мозга пациентов детского возраста с НК-ОМЛ может служить прогностическим маркером при выборе тактики лечения.
Предложения по сотрудничеству: результаты, полученные в ходе выполнения проекта, перспективны в плане дальнейшего практического применения. Могут быть использованы в фундаментальных исследованиях по биологии опухолевой клетки, а также внедрены в практику профильных лечебных учреждений. Совместные исследования по тематике. Сотрудничество в области диагностики и изучения биологии лейкозных клеток.