Lösemi ve Genetik

Lösemi ve Genetik
Doç.Dr.Hüseyin Onay
Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Genetik AD
DNA Nedir? Kromozom Nedir?
Gen‐Lokus‐Allel Nedir?
• Gen:
– Kalıtımın temel fiziksel ve işlevsel birimi
– DNA’ nın proteinlere kodlanan bölümü
• Lokus:
– Bir genin kromozom üzerindeki yerleşim yeri
• Allel:
– Bir genin homolog kromozomlar üzerinde
bulunan kopyalarına verilen isim
Ekzon‐İntron Nedir?
Gen Organizasyonu
Mutasyon‐Polimorfizm Nedir?
• Her ikisi de DNA düzeyinde değişikliklerdir
– Mutasyon, toplumda %1’ den daha nadir
• FMF: M694V
– Polimorfizm, %1’ den daha sık • SNP(Single Nucleotide Polymorphism)
• Protein düzeyinde hastalık yapıcı etki varsa mutasyondur Mutasyon Tipleri Nelerdir?
Molecular Cell Biology. 4th.New York: 2000
Kromozomal Bozukluklar
Kromozomal Bozukluklar
FISH
Kantitatif RT‐PCR (qPCR)
Kantitatif RT‐PCR (qPCR)
Kopya Sayısı Değişiklikleri‐CNV
• CNV
– 1kb’ dan büyük kopya sayısı değişiklikleri
• CMA
– Kromozomal mikroarray
– aCGH/SNParray
NGS‐MiSeq
NGS‐Myeloid Panel
•
•
•
•
•
•
AML
MDS
MPN
CML
CMML
JMML
Akut Lösemi
• ALL (%75‐80)
• B‐ALL (%85)
• T‐ALL (%15)
• AML (%25‐30)
• En sık gözlenen çocukluk çağı kanseri
– 46‐57/ 1.000.000
Pérez‐Saldivar ML et al. BMC Cancer, 2011
Dawning JR et al. Nature Genetics, 2012
ALL Biyolojisi
Nigro LL et al. J Pediatr Hematol Oncol, 2013
ALL
Bhojwani D, et al. Pediatr Clin N Am, 2015
ALL Biyolojisi
Hunger SP et al. Blood, 2015
ALL
• En önemli prognostik faktörler
– Yaş
– Kan hücresi sayımı
– İmmünfenotip
– MRH
– Karyotip
Erlinger S et al. Gastroenterology, 2014
Hunger SP et al. Blood, 2015
ALL
• Sayısal kromozom
bozuklukları
– Hiperdiploidi
– Hipodiploidi
• Yapısal kromozom
bozuklukları
– Translokasyon
– İnversiyon
• Gen ekspresyon
değişiklikleri
• Tek gen mutasyon ve
delesyonları
•
•
•
•
Karyotip
FISH
Dizi Analizi
CGH
– CNV
• aCGH
– CNV
• SNParray
– CNV+LOH
• WGS‐WES
Szychot E et al. Adv Clin Exp Med, 2014
ALL
• ALL biyolojisinin anlaşılması
– 200’ e yakın gen
– Sağkalım
• 1950 %0‐10
• 2015 %90
– Philedelphia kromozomu
• ABL tirozin kinaz inhibitörleri
• Tedavi oranı %35 %70
Erlinger S et al. Gastroenterology, 2014
ALL
Bhojwani D, et al. Pediatr Clin N Am, 2015
B‐ALL Sitogenetik
Anomali
Kromozom/Gen
Sıklık (%)
t(9q34;22q11.2)*
BCR‐ABL1
2‐5
t(4q21;11q23)
AFF1‐MLL (KMT2A)
5‐7 (%60 12 ay altında)
iAMP21
%2
t(11q23;..)*
MLL
t(17;19)
TCF3‐HLF
Yakın Haploidi*
Kr.Sayısı <30
Düşük Hipodiploidi*
Kr.Sayısı 30‐39
Yakın Triploidi
Kr.Sayısı 60‐78
%1
B‐ALL Sitogenetik
Anomali
Kromozom/Gen
t(12;21)*
ETV6‐RUNX1
Yüksek hiperdiploidi*
51‐65 kromozom
25
t(1q23;19p13.3)*
PBX1‐TCF3
5‐30
der(19)t(1;19)(q23;p13.3)
Sıklık (%)
Juárez‐Velázquez et al., Clinical Epidemiology of Acute Lymphoblastic Leukemia ‐ From the Molecules to the Clinic, 2013
B‐ALL Tek Gen •
Lenfoid gelişimin transkripsiyonel regülasyonu
– PAX5
– IKZF1
– EBF1
•
Tümör baskılayıcı,hücre siklus kontrolü
– TP53
– RB1
– CDKN2A
•
Sitokin reseptör ve tirozin kinaz
– ABL1, ABL2, CRLF2, CSF1R, EPOR, FLT3, IL2RB, IL7R, JAK1/2/3, NTRK3,PDGFRB
•
Ras sinyal yolağı
– NF1, KRAS, NRAS, PTPN11
•
Epigenetik modifikasyon
– CREBBP, SETD2, MLL2, NSD2
ALL
• Kromozomal anomaliler öncüldür
– MZ ikizlerde
• Füzyon genleri için konkordant
• İkincil tek gen defektleri için diskonrdant
– Tr ve anöploidiler bir hastanın hücrelerinde universal olarak bulunur
• Submikroskobik varyasyonlar değişiklik gösterir
– Karşılaştırılabilir hastalar hastalık basamaklarında uyumlu
translokasyonlar gösterir
– Dizi analizi sonuçları bağımsız genlerde mutasyonlar olan
subklonal popülasyonlar gösterir
Hunger SP et al. Blood, 2015
MLL‐KMT2A
• MLL
– 11q23
– Kötü prognoz
– Infant lösemide %80
– Histon metil transferaz
• H3K4 metillenmesinden sorumlu
• Lenfosit gelişimi üzerine etkili genler
– HOX
– IKZF1
Nigro LL et al. J Pediatr Hematol Oncol, 2013
MLL‐KMT2A
• Mutasyon oluşması ve saptanması yakın
• Prenatal/postnatal
– İnfantta saptanıyorsa
• Prenatal
– >2y
• Postnatal
• En düşük mutasyon oranına sahip tip
Nigro LL et al. J Pediatr Hematol Oncol, 2013
Hunger SP et al. Blood, 2015
BCR‐ABL1
• Pediatrik Ph+B‐ALL
– %90 P190
– Agresif
– %3‐5
– İki yolak üzerinden etki
• RAS‐MAPK
• PI3K‐AKT
t(1;19) TCF3‐PBX1
• TCF3
– 19p13
– Tüm dokularda eksprese
– İki transkripsiyon faktörü kodlar
• E12‐E47
– IGK geni enhancer bölgesine bağlanır
• PBX1
– 1q23
– Birçok fetal ve adult dokuda eksprese (Lenfoid dokular hariç)
– Homeobox geni
• Füzyon geni
– E12/47’ nin transkripsiyonel aktivasyon domaini
– PBX1’ in DNA bağlayan ve protein dimerizasyon domainleri
t(1;19) TCF3‐PBX1
• Olası mekanizmalar
– PBX1‐HOX hedef genlerinin direkt aktivasyonu
– Füzyon proteini bir HOX proteinine daha bağlanır ve TCF3’ ün güçlü transaktivasyon domaini ile aktiflenir
– TCF3/PBX1/HOX kompleksi normalde lenfoid
hücrelerde baskılanmış bazı genleri aktive eder
• WNT‐16
– Periferal lenfoid organlarda eksprese
– Kİ’ de eks (‐)
» TCF3/PBX1 (+)
• Kİ’ de eks (+)
t(12;21) ETV6‐RUNX1
• En sık gözlenen genetik bozukluk
• ETV6
– Trankripsiyonel baskılayıcı
– 2 domain • HLH protein dimerizasyon
• ETS DNA bağlayıcı
• RUNX1 (CBFA2)
– Transkripsiyon faktörü
– CBFB ile birlikte TF oluştururlar
Ford Am, et al. J Clin İnvest, 2009
t(12;21) ETV6‐RUNX1
• Füzyon geni
• RUNX1 hedef genlerine bağlanır
• İnhibe eder
– HDAC‐bağımlı baskılayıcı gibi davranır
• Normal ETV6 baskılanır
– HLH aracılı heterodimerizasyon
• Homolog ETV6 delesyonu
– TS gen
• ETV6/RUNX1
– Normal prenatal gelişimde B progenitör hücrelerde
• %1
– %1’ inde ALL
Ford Am, et al. J Clin İnvest, 2009
Hipodiploidi
• <46 kromozom
– Near‐haploid
• 24‐31
• Sadece çocuklarda
• Tetraploidizasyon
– Düşük hipodiploidi
• 32‐39
– Yüksek Hipodiploidi
• 40‐43
– Near diploid
• 44‐45
Holmfeldt L, et al. Nat Genet, 2013
Hipodiploidi
• Hipodiploidi WGS/WES
– 129 olgu
– Near Haploid
• %70 olguda RAS ve RTK’ da aktive edici mutasyon
• %13 IKZF3
– Düşük hipodiploid
• %91,2 TP53 mutasyonu
• %52,9 IKZF2
• %41,2 RB1 değişiklikleri
– Her iki grupta da
• RAS ve PI3K yolağı aktive
– PI3K inh. Holmfeldt L, et al. Nat Genet, 2013
Hiperdiploidi
• Çocukta en sık
gözlenen tip
– %30 • X,4,6,10,14,17,18,21
– %75 olguda
• Eşlik eden yapısal
kromozom anomalisi
– %50 olguda
• dup1q
• del6q
– t(9;22)
Paulsson K, et al. Nat Genet, 2015
Hiperdiploidi
• WGS: 16 olgu
• WES: 39 olgu
– Somatik değişiklikler (SNV, İns/del,subs.)
• Ortalama 1292 • Kodlayıcı bölgede 7,5 değişiklik
– 3 yaş üzerinde olanda:1812
– 1‐3 yaş :325 Paulsson K, et al. Nat Genet, 2015
Ph‐Like ALL
• BCR‐ABL1’ e benzer ekspresyon paterni
• Pediatrik olgularda
– %10‐13
• CRLF2
– %47 olguda
– Thmic stromal derived lymphopoietin receptor
– Ekspresyon artışı önemli
• IGH‐CRLF2
• P2RY8‐CRLF2
• Aktive edici mutasyonlar
– F232C
– Kötü prognoz
Hunger SP et al. Blood, 2015
T‐ALL
Genetik değişiklik
Sıklık (%)
Özellik
t(1;7)(p32;q35), t(1;14)(p32;q11) interstitial del1p32, TAL1 disregülasyonu
15‐18
+
t(11;14)(p15;q11) 5’ LMO2 delesyonu, LMO2 disregülasyonu
10
+
t(10;14)(q24;q11), t(7;10)(q35;q24)
TLX1 [HOX11] disregülasyonu
7
++
t(5;14)(q35;q32)
TLX3 disregülasyonu
20
‐
t(10;11)(p13;q14) PICALM‐MLLT10
10
‐
MLL‐MLLT1 [MLL‐ENL]
2‐3
+ (diğer MLL)
9q34 amplifikasyonu (NUP214‐ABL1 kodlar)
6
t(7;9)(q34;q34)
<%1
Early T‐cell precursor ALL
10‐15
‐
Hunger SP et al. Blood, 2015
T‐ALL
Genetik değişiklik
Sıklık (%)
Özellik
NOTCH mutasyonları
50
+
PTEN‐AKT‐mTOR
50
‐
CDN2A/2B delesyonları
70
‐
Nigro LL, et al. J Pediatr Hematol Oncol, 2013
T‐ALL
Trimarchi T, et al. Cell, 2014
T‐ALL
Herranz D, et al. Nat Med, 2014
Kişiselleştirilmiş Tıp‐ALL
• BCR‐ABL+ ALL
– İmatinib mesylate
• TEL‐AML1+ ALL
– HDAC inh.
• FLT3+
– FLT3 tirozin kinaz inh.
Jain KK. Textbook of Personalized Medicine, 2015
Kişiselleştirilmiş Tıp‐ALL
• TPMT
– 6‐mercaptopurine
– Azathiopurine
– 6‐thioguanine
AML
Rooij JDE et al. J Clin Med, 2015
AML
•
İyi prognoz grubu
– t(15;17)[PML‐RARα]
– t(8;21)[AML1‐ETO]
– inv16[CBFβ‐MYH11], t(16;16)
•
Orta Risk Grubu
– MLL kimerik füzyon genleri
– Normal karyotip (%20‐30)
– +8
•
• t(1;22)(p13;q13)
• t(7;12)(q36;p13)
• t(11;12)(p15;p13)
Yüksek Risk Grubu
–
–
–
–
–
–
‐5/del(5q)
‐7//del(7q)
inv3/t(3,3)
Kompleks karyotip
ATRX düşük ekspresyonu
RUNX3 yüksek ekspresyonu
Szychot E et al. Adv Clin Exp Med, 2014
AML
• Tip 1
–
–
–
–
–
–
FLT3
KIT
N‐RAS
K‐RAS
PTPN11
WT1
• Tip 2
–
–
–
–
–
PML‐RARα
AML1‐ETO
11q23/MLLr
CEBPA
NPM
Rooij JDE et al. J Clin Med, 2015
AML
Rooij JDE et al. J Clin Med, 2015
AML/FLT3
• Fms‐like tyrosine kinase receptor‐3
Szychot E et al. Adv Clin Exp Med, 2014
AML‐Tedavi
• Tirozin kinaz inhibitörleri
– FLT3
• DOT1L inhibitörleri
– MLLr
• Hipometile yapıcı ajanlar
– Decitabine, azacitidine
• Dasatinib
– KIT D816V/Y mutasyonu olan imatinib‐resistant hastalarda
Rooij JDE et al. J Clin Med, 2015
Kalıtsal Lösemi Predispozisyon Sendromları
Stieglitz E et al. Ther Adv Hematol, 2013