Nieprawidłowości chromosomalne w przewlekłej białaczce szpikowej: chromosom Philadelphia

Chromosom Philadelphia jest charakterystyczny dla CML lub przewlekła białaczka szpikowa który jest klonalnym nowotworem rozwijającym się z hematopoetycznych komórek macierzystych.

Ten guz był pierwszym, w którym wykazywał oznaki charakterystycznego markera chromosomalnego. Odkrycie dokonane w 1960 r. W Filadelfii zostało dokonane przez amerykańskich badaczy DA Hungerford i PC Nowell, w związku z czym ten marker nazwano terminem Filadelfia chromosom-Ph. I to odkrycie było początkiem klinicznej cytogenetyki w onkologii.

Czym jest chromosom?

Może pojawić się w przypadku innych typów białaczek. Chromosom Philadelphia jest skróconym chromosomem, który należy do grupy małych acrocentrycznych. Każda normalna komórka kobieca z tej grupy zawiera 2 pary - 21 i 22, ale komórka męska zawiera nie cztery, ale pięć takich chromosomów, ponieważ oprócz 21 i 22 par jest również włączony chromosom Y.

Bez G-gięcia, czyli z normalnym kolorem, Ph-chromosom jest wykrywany u prawie każdego pacjenta cierpiącego na CML, a mianowicie w 95-98 procentach przypadków. Na chromosomach różnie zabarwionych wyraźnie widać, że jedna z 22 par jest skrócona.

Jaki jest procent wykrycia?

Około 90% pacjentów jest widocznych w każdej analizowanej metafazie, podczas gdy u pozostałych pacjentów wykrywane są obie komórki z chromosomem Ph i komórkami normalnymi.

Ponadto, w niektórych przypadkach, Ph-chromosom jest zarejestrowany w mniejszości komórek szpiku kostnego. Translokację (9; 22) obserwuje się w megakariocytach, komórkach szpikowych, limfocytach B i T oraz erytroblastach. Fakt ten jest dowodem, że choroba pochodzi od poprzednika hematopoezy, niezatwierdzonej komórki.

Słynny amerykański naukowiec JD Rowley w 1973 roku ustalił tworzenie chromosomu Philadelphia z powodu zrównoważonej translokacji chromosomu 9 i 22 (sekcje 22qll i 9q34), oraz nie w wyniku delecji chromosomu 22. Ponadto powstają dwa markery chromosomowe, które są oznaczone następująco: 9q + i 22q- (Ph). Czasami można obserwować zmiany, które ukrywają skrócone 22 chromosomy, tak zwany ukryty chromosom Ph, czyli mały fragment oderwany od chromosomu może "przykleić się" do zepsutego chromosomu 22 i przerwać "przebranie". Takie przebranie jest wystarczająco proste, aby ujawnić się z różnym ubarwieniem. Czy CCM jest obowiązkowe z chromosomem Philadelphia? To pytanie jest często zadawane. Ta analiza jest bardzo pouczająca.

Nietypowe translokacje

W około 10% przypadków można zaobserwować atypowe translokacje, gdy standardowe badanie cytologiczne może umożliwić przeniesienie części 22 chromosomu nie na 9, ale na jakikolwiek inny. Ponadto, w niektórych przypadkach z CML, wykrywane są złożone translokacje Ph z udziałem nie 3 (22 i 9 chromosomów), ale 3 lub więcej chromosomów.

Stwierdzono, że chromosomy 9 i 22 biorą udział w prawie każdej translokacji Ph, ale nie zawsze jest to możliwe przy przeprowadzaniu standardowych badań cytogenetycznych, jednak stwierdzono to podczas stosowania PCR i FISH.

Wielu badaczy uważa, że ​​rodzaj translokacji Ph (złożonej, nietypowej, standardowej) nie ma wartości klinicznej.

Podział genów

Zastosowanie molekularnych metod genetycznych przyczyniło się do odkrycia, że ​​luka w chromosomie 9 przechodzi przez protoonkogen (gen ABL), który wcześniej zidentyfikowano u myszy w jednym z wirusów białaczki. Na chromosomie 22 obserwuje się, że gen BCR pęka. Wynikiem połączenia BCR i fragmentów genów ABL jest tworzenie chimerycznego genu BCR-ABL, zazwyczaj zlokalizowanego na 22 usuniętym chromosomie.

W jaki sposób chromosom Philadelphia wywołuje białaczkę?

Około 70% przypadków charakteryzuje się wykryciem produktu innego chimerycznego genu oprócz transkryptu BCR-ABL, który powstaje z powodu t (9; 22) -ABL-BCR na der (9), ale jego rola w rozwoju przewlekłej białaczki szpikowej nie została wyjaśniona.

Usunięcie

Ustalono również bardzo ważny fakt: około 20-25% pacjentów z przewlekłą białaczką szpikową ma delecję w markerze 9q + chromosom. Anomalii tej nie można wykryć za pomocą prostej analizy chromosomalnej, ale można ją zobaczyć podczas używania FISH z specjalnie zaprojektowanymi sondami.

Rozmiar delecji jest różny dla każdego pacjenta: miejsce delecji może zawierać sekwencje genu BCR, które są przenoszone z chromosomu 22 do chromosomu 9, sekwencje na samym chromosomie 9 lub oba.

Występowanie delecji z utworzeniem swoistego t (9; 22) zostało również ustalone w tym samym czasie, gdy jego częstość w grupach pacjentów, którzy byli badani na różnych etapach przewlekłej białaczki szpikowej była taka sama.

Jak dotąd, zastosowanie tej metody diagnostycznej (informatywnej prognostyki) niestety nie weszło w szeroką praktykę kliniczną ze względu na jej złożoność i wymaganie drogiego sprzętu i odczynników.

Jej rola w postępie CML

Delecja markera 9q + odgrywa ważną rolę w progresji CML, ale wciąż nie jest w pełni zrozumiała. Gdy sekwencje kodujące genu ABL i / lub BCR są odrzucane z powodu delecji, powoduje to ekspresję tylko jednego chimerycznego genu BCR-ABL, ale nie zachodzi ekspresja genu ABL-BCR. Prawdopodobnie to wydarzenie odgrywa również ważną rolę w progresji białaczki. Ponadto badacze dyskutują o możliwości dezaktywacji nieznanych jeszcze genów supresyjnych, które są zlokalizowane w regionie chromosomalnej delecji.

Białko z mol. m. 210 tysięcy jest kodowanych przez chimeryczny gen BCR-ABL, który ma większą aktywność kinazy białkowej niż normalny produkt protoonkogenowy ABL (H145). Podczas białaczki, która u myszy jest wywoływana przez wirus Abelsona, aktywność onkogenna jest białkiem, produktem genu hybrydowego gag / abl, który ma wysoką aktywność kinazy białkowej. Eksperyment przeprowadził wycięcie genu gag / abl, po którym wirus nie mógł już powodować białaczki u myszy. Oznacza to, że chromosom Philadelphia jest markerem tej choroby.

Więcej o genach BCR i ABL

Podczas badania genów BCR i ABL pod kątem pęknięć w CML stwierdzono, że ich pacjenci mają różną lokalizację. Na przykład, w genie ABL, długość odcinka, w którym mogą występować przerwy, jest duża, do 200 kb, aw genie BCR przerwy są zlokalizowane w małej części o wielkości 8,5 kb, czyli można mówić o obecności grupy pęknięć, które dały nazwę samej BCR - Region klastrowy punktu przerwania.

W wielu przypadkach t (9; 22) pęknięcia genu BCR znajdują się w miejscu M-BCR, a długa część genu BCR jest włączona do genu chimerycznego, co powoduje pojawienie się białka charakterystycznego dla CML P210Bcr / Abl. Co więcej, w t (9, 22) przerwy w genie BCR mogą być zlokalizowane w miejscach, które nazywane są m-bcr i u-bcr. Rozbicie regionu Bm-bcr prowadzi do powstania białka chimerycznego P190Bcr / Abl, to znaczy, że jest mniejsze niż P210Bcr / Abl. A lokalizacja przerw w u-bcr prowadzi do powstania większego białka P230Bcr / Abl.

Te różnice molekularne nie są ściśle skorelowane z kliniczną cechą białaczki. Na przykład R190Bcr / Abl występuje w 2 różnych typach białaczek: Ph-dodatnich limfoblastów ostra białaczka i przewlekła białaczka granulocytowa z wyraźną monocytozą i cechami mieloplastycznymi. Jeśli wykryje się R230Bcr / Abl, wówczas można zaobserwować obraz neutrofilowej przewlekłej białaczki szpikowej, tj. Białaczki szpikowej, którego wzór krwi jest reprezentowany przez pojedyncze metamielocyty i dojrzałe neutrofile. Ponadto nazwa neutrofilowej białaczki granulocytowej jest od dłuższego czasu używana do oznaczania przewlekłej białaczki szpikowej z obecnością Ph (BCR-ABL) (względnie łagodny wariant obserwowany u osób w podeszłym wieku, a czasami u młodzieży).

Każde z powyższych białek można wykryć w przewlekłej białaczce szpikowej. Opisano również dość częste połączenie 2 typów białek (R1900Bcr / Abl i Р210Bcr / Abl) w białaczce limfatycznej i przewlekłej typowej białaczce szpikowej.

Naukowcy nie znają rzeczywistej częstotliwości białek BCR-ABL "atypowych" pi w obecności typowej przewlekłej białaczki szpikowej, ponieważ nie przeprowadzali rozległych badań.

Rola BCR-ABL w rozwoju przewlekłej białaczki szpikowej

Kluczową rolę genu BCR-ABL i jego produktu, a mianowicie białka P210 w rozwoju przewlekłej białaczki szpikowej, wykazano w różnych systemach in vitro i in vivo. Na przykład, po transdukcji bcr / abl do hematopoetycznych komórek macierzystych myszy i ich późniejszej transplantacji przez syngeniczne napromienione zwierzęta, ta ostatnia rozwija chorobę mieloproliferacyjną, podobną do przewlekłej ludzkiej białaczki szpikowej. Ustalono, że potencjał onkogenny powoduje wysoką aktywność kinazy tyrozynowej białka chimerycznego BCR-ABL. Jedną z głównych złośliwych transformacji komórek jest zdarzenie deregulacji aktywności kinazy tyrozynowej.

Kiedy naukowcy wstrzyknęli komórki wykazujące ekspresję p210Bcr / Abl do letalnych napromieniowanych myszy, niektóre zwierzęta rozwinęły białaczkę podobną do ludzkiej przewlekłej białaczki szpikowej, a inne z różnych krwiotwórczych nowotworów komórek: nowotwory erytroidalne, białaczki mielomonocytowe, mięsaki siatkowatokomórkowe, komórki pre-B i T, komórki T i komórki T. chłoniaki, guzy makrofagów. Przyczyna różnic nie została odkryta. Takie eksperymenty pokazują, że cały łańcuch zdarzeń prowadzących do rozwoju przewlekłej białaczki szpikowej nie został jeszcze ustalony. Ale fakt pozostaje. W tej chorobie chromosom Philadelphia wykryty jest w komórkach szpiku kostnego. Leczenie zostanie omówione poniżej.

Co jeszcze znalazłeś u pacjentów?

Uzyskaliśmy dane wskazujące na znaczący wzrost masy komórek krwiotwórczych i elementów krwi w ciele pacjentów z przewlekłą białaczką szpikową, głównie z powodu gwałtownego wzrostu żywotności takich komórek, ponieważ aktywowany gen ABL (w genie BCR-ABL) hamuje apoptozę - zaprogramowaną komórkę śmierć Ponadto gen ten zwiększa proliferację komórek mieloidalnych.

Istnieje powód, aby sądzić, że w przypadku przewlekłej białaczki szpikowej, funkcja spec. Białka komórkowe, tj. międzypiny, powodujące osłabioną adhezję do zrębowych elementów młodych komórek szpikowych i komórki białaczkowe pnia, również są unikane przez negatywne wpływy regulacyjne. Można to stwierdzić. Obecność chromosomu Philadelphia jest patognomoniczna w przypadku przewlekłej białaczki szpikowej.

Wnioski

Najbardziej rozpowszechniona formuła patogenezy molekularnej jest następująca: chimeryczny gen BCR-ABL koduje białko, które stale aktywuje aktywność kinazy tyrozynowej, co prowadzi do aktywacji dużej liczby szlaków sygnałowych, jak również wyraźnych zmian w apoptozie, adhezji i cyklu komórkowym. Uważa się, że te zdarzenia są wystarczające do określenia złośliwej transformacji komórkowej i utrzymania fenotypu nowotworu.

Ale wciąż głównym markerem jest chromosom Philadelphia.

Leczenie

Aby zahamować aktywność patologicznych leukocytów niezbędnych do ratowania życia pacjentów, potrzebują drugiej linii terapii. W tym celu stosuje się nilotynib - substancję, która blokuje transmisję sygnału z chromosomu Philadelphia.

W końcu to powoduje, że szpik kostny produkuje uszkodzone leukocyty w dużych ilościach.

Eksperci otrzymują 3 kroki. Podczas pierwszego uzyskuje się remisję hematologiczną, normalizację badania krwi i stan pacjenta (wielkość jego śledziony).

Ale chromosom Philadelphia pozostaje w komórkach. Po drugie, remisję cytogenetyczną uzyskuje się, gdy ten chromosom nie zostanie wykryty w komórkach. Po trzecie, podczas przeprowadzania badań molekularnych komórek krwi w wyniku ekspozycji na inhibitory kinazy tyroksy- nowej, szpik nie wykrywa patologicznego genu.

Przeszczep szpiku kostnego

Czy TCM wiąże się z chromosomem Philadelphia? Taki przeszczep wykonuje się u pacjentów z ostrą białaczką szpikową. Również prawdziwie zgodny dawca może być trudny do znalezienia. Jest to bardzo poważna i długa operacja. Ale pozwala przywrócić normalne funkcjonowanie szpiku kostnego.