Ген MECOM (MDS1 and EVI1 complex locus) расположен на хромосоме 3 (3q26.2), кодирует транскрипционный фактор, участвующий в клеточной пролиферации, дифференцировке, регуляции клеточного цикла, а также регуляции процессов гемопоэза и апоптоза. Ген MECOM вносит существенный вклад в развитие некоторых онкогематологических заболеваний, таких как миелодиспластический синдром (МДС), острый миелобластный лейкоз (ОМЛ) и хронический миелобластный лейкоз (ХМЛ). Результатом альтернативного сплайсинга гена MECOM является экспрессия нескольких альтернативных транскриптов, в т.ч. MDS1, EVI1, сEVI1, EVI1?324 и MDS1/EVI1 [1, 2].

Изоформа EVI1 (ecotropic viral integration site-1) является транскрипционным фактором, содержащем домены типа «цинковые пальцы», и регулирует развитие гемопоэтических клеток на ранних этапах кроветворения. Помимо своей транскрипционной активности EVI1 участвует в регуляции эпигенетической программы экспрессии генов путем взаимодействия с гистон-метилтрансферазой SUV39H1 [4] и ДНК-метилтрансферазами DNMT3A и DNMT3B [5]. Предполагается, что изоформы EVI1 и MDS1/EVI1 имеют противоположные патогенетические механизмы действия при злокачественной трансформации гемопоэтических клеток: EVI1 является онкогеном, в то время как MDS1/EVI1 обладает опухолево-супрессивной активностью.

Участие гена MECOM в патогенезе острого лейкоза (ОЛ) может быть опосредованно как через различные хромосомные аномалии, так и за счет аберрантно высокой экспрессии данного транскрипта в клетках костного мозга. Высокий уровень экспрессии гена MECOM наблюдается в 10-28% случаев у пациентов с ОМЛ. Механизмы активации аберрантной экспрессии гена MECOM, а также следствия данного феномена изучены недостаточно. Однако предполагается, что гены RUNX1 и ELK1 могут регулировать экспрессию MECOM на уровне его промоторной области [2]. Согласно данным литературы, высокие показатели экспрессии гена EVI1 являются неблагоприятным прогностическим маркером, в то время как уровень экспрессии транскрипта MDS1/EVI1, вероятнее всего, не связан с прогнозом заболевания. Высокие показатели экспрессии транскрипта EVI1 ассоциированы с перестройками гена MLL. Согласно Hidemasa Matsuo et al. [6] неблагоприятная прогностическая значимость аберрантной экспрессии данного транскрипта гена MECOM сохраняется в группе ОМЛ с перестройками гена MLL, в частности у детей с реаранжировкой MLL-AF9 (клинически гетерогенная группа, требующая определения дополнительных факторов прогноза). Тем не менее, количество исследований, посвященных изучению значения аберрантной экспрессии различных транскриптов гена MECOM в патогенезе ОЛ, невелико, чем и объясняется необходимость данного исследования.

Цель- изучение соотношения количественных характеристик экспрессии транскриптов EVI1 и MDS1/EVI1 гена MECOM, а также экспрессии всех его сплайс-вариантов (cEVI1) в различных молекулярно-цитогенетических группах пациентов с ОМЛ.

Исследуемая группа первично-диагностируемых ОМЛ составила 26 пациентов детского возраста, проходивших лечение в ГУ «Республиканском научно-практическом центре детской онкологии, гематологии и иммунологии». В зависимости от молекулярно-цитогенетических характеристик опухолевых клеток пациенты были стратифицированы на следующие группы: дети с транслокацией t (8;21) - 8 (30,8%), аномалиями 11q23 - 9 (34,6%), нормальным кариотипом - 5 (19,2%) и комплексным кариотипом - 4 (15,4%).

Выделение мононуклеарных клеток было выполнено с использованием градиента плотности Histopaque (Sigma, USA), выделение РНК проводилось с применением TRI-reagent (Sigma, USA). Синтез кДНК проведен с помощью SuperScript® III (Invitrogen, USA) согласно инструкциям производителя. Количественная оценка экспрессии изучаемых транскриптов осуществлялась методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени. Праймеры были подобраны таким образом, чтобы дать оценку общей экспрессии всех возможных транскриптов гена MECOM (cEVI1) и в частности, транскриптов EVI1 и MDS1/EVI1 [3]. Анализ проводился в дуплетах с подсчетом среднего значения Сt для каждого гена. Результаты нормировались по экспрессии гена GUS, выступающего в качестве внутреннего контроля. Данные были выражены в относительном уровне экспрессии гена-мишени. Статистическая обработка проводилась с использованием программ Microsoft Excel 2010 и Statistica 8.0.

Аберрантная экспрессия гена MECOM была зарегистрирована в 88,5% случаев (23 пациента). При этом 73,1% образцов (19 человек) имели высокий уровень экспрессии транскрипта MDS1/EVI1. В то время как 15,4% исследуемых образцов: два пациента с транслокацией t(9;11), один с транслокацией t (8;21), один с экспрессией химерного онкогена (MLL-ENL) характеризовались экспрессией транскрипта EVI1 (все EVI1+ пациенты имеют положительный уровень экспрессии MDS1/EVI1). Кроме того, 15,4% исследуемых образцов: два пациента с нормальным кариотипом, два с транслокацией t (9;11) характеризуются положительным уровнем экспрессии cEVI1 и отсутствием экспрессии MDS1/EVI1 и EVI1, что указывает на экспрессию других альтернативных сплайс-вариантов гена MECOM в данных образцах. Статистически значимых различий между экспрессией транскриптов MDS1/EVI1 и сEVI1 в группе с высокой экспрессией обоих транскриптов не установлено и, следовательно, высокие значения сEVI1 обусловлены в первую очередь экспрессией MDS1/EVI1.

Высокий уровень экспрессии сEVI1 ассоциирован с транслокацией t(9;11) (p=0,046) и перестройкой MLL-AF9 (p=0,012) (рисунок 1). Отсутствие взаимосвязи между показателями экспрессии транскрипта MDS1/EVI1 и аномалий 11 хромосомы может указывать на повышение экспрессии сEVI1 за счет других транскриптов изучаемого гена. Можно предположить, что в качестве такого транскрипта выступает EVI1, так как три из четырех EVI1+ пациентов несут в своем геноме изменения в регионе 11q23. Данное предположение согласуется с результатами других авторов. Так, в исследовании Ho P.A . et al. показано, что приблизительно у 40% пациентов с высокими показателями экспрессии EVI1 были идентифицированы реаранжировки гена MLL.

Группа комплексного кариотипа характеризуется высокой экспрессией сEVI1 (р=0,005) в первую очередь за счет экспрессии MDS1/EVI1 (р=0,007) (рисунок 2).

Таким образом, можно предположить, что активация экспрессии различных транскриптов гена MECOM осуществляется через разные механизмы и может быть опосредована определенными молекулярно-цитогенетическими изменениями. Так, для пациентов с молекулярными и цитогенетическими нарушениями региона 11q23 характерна экспрессия транскрипта EVI1, ассоциированная с неблагоприятным прогнозом, в то время как экспрессия MDS1/EVI1 чаще всего регистрируется в группе с 3 и более цитогенетическими нарушениями.

В результате исследования не было выявлено ассоциаций между показателями экспрессии изученных сплайс-вариантов, что может быть связано с размером обследуемых групп. Расширение групп пациентов с аномалиями 11q23 и комплексным кариотипом имеет важное практическое значение, так как данные молекулярно-цитогенетические группы являются клинически гетерогенными и нуждаются в дополнительных маркерах стратификации по группам риска. Изучение биологических основ активации и следствия гиперэкспрессии гена MECOM может внести существенный вклад в понимание патогенеза и оптимизации терапии ОМЛ. Так, недавние исследования показали, что группа EVI1+ ОМЛ может иметь положительный терапевтический ответ на лечение с использованием антитела САМРАТН-1Н (CD52). Кроме того, ген MECOM может вступать в качестве мишени для иммунотерапии, что обусловлено его высокой ассоциацией с опухолевым фенотипом.

Рисунок 1 – Уровень экспрессии сEVI1 в группах пациентов с аномалиями региона 11q23
Рисунок 2 - Уровень экспрессии транскриптов гена MECOM в группах пациентов с комплексным кариотипом