Tag: leukemia

Posted on

Aktivoivat STAT3 mutaatiot ja LGL-leukemia: autoimmuniteetin ja maligniteetin kohtauspaikka.

LGL (large granular lymphocytic) leukemia on krooninen sairaus jota karakterisoi sytotoksisten lymfosyyttien klonaalinen proliferaatio. Sairauteen liittyy ilmeisiä autoimmuunipiirteitä, usein nivelreuma, ja sen synnyn oletetaan liittyvän antigeenispesifisen T-soluvasteen häiriötilaan. Hoitovaste immunosuppressiiviselle hoidolle ei yleensä ole kovin hyvä. Satu Mustjoen tutkimusryhmä on tehnyt tämän sairauden parissa uraauurtavaa työtä. Pari vuotta sitten ryhmä osoitti, että valtaosassa tapauksista on patologisesti kasvavissa soluissa osoitettavissa toiminnallisesti aktivoiva somaattinen STAT3-geenin mutaatio (Koskela ym. NEJM 2012).

Nyt julkaistussa työssä Mustjoen ryhmä osoittaa suurella potilasmateriaalilla (213 LGL-leukemiapotilasta, joista valtaosa USA:sta) , että monilla potilailla onkin yllättäen useampia erilaisia STAT3 mutaatioita jotka muodostavat lymfosyyttiklooneja. Mutaatioiden esiintymisellä ja lukumäärällä oli myös selkeä yhteys potilaan kliinisiin oireisiin. Tutkimus tehtiin käyttäen uusimman sukupolven tehosekvensointia (deep sequencing), joka osoittautui herkäksi ja luotettavaksi menetelmäksi mutatoituneiden kloonien tunnistamiseksi.

Tämä tutkimus on jälleen yksi esimerkki siitä miten kehittyvien geneettisten työkalujen avulla opitaan ymmärtämään sairauksien syntymekanismeja ja sen myötä hoitoja. Ei ole ihme, että tavanomainen immunosuppressiivinen lääkehoito ei ole oikein toiminut LGL-leukemiassa. Jatkossa toiveet on syytä asettaa patogeneettisen mekanismin ytimeen pureutuviin STAT-inhibiittoreihin. Tutkimus lisää myös mielenkiintoisella tavalla ymmärtämystämme autoimmuunisairauksien mekanismeista.

Rajala HL, Olson T, Clemente MJ, Lagström S, Ellonen P, Lundan T, Hamm DE, Uz Zaman SA, Lopez Marti JM, Andersson EI, Jerez A, Porkka K, Maciejewski JP, Loughran TP, Mustjoki S. The analysis of clonal diversity and therapy responses using STAT3 mutations as a molecular marker in large granular lymphocytic leukemia. Haematologica. 2014 Oct 3. pii: haematol.2014.113142. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 25281507

Posted on

Leukemiatutkimus etenee vauhdilla – uusia mutaatioita ja potentiaalisia hoidon kohteita

Solunsisäinen viestintä säätelee geenien luentaa ja näin mm. solujen erilaistumista, jakautumisaktiivisuutta ja kuolemaa. Leukemiassa mm. PI3K-AKT ja STAT välitteiset signaalireitit säätelevät kasvua lisääviä ominaisuuksia ja solukuolemaa estäviä mekanismeja. Eräät leukemiat voivat myös aiheuttaa immuunivälitteistä sytopeniaa ja muita autoimmuunisairauksia. Uuden sukupolven sekvensointimenetelmät (NGS) ovat osoittautuneet erityisen hyödyllisiksi tutkittaessa leukemioiden somaattisia mutaatioita, joita on mahdollista käyttää täsmähoidon kohteina. Satu Mustjoen johtama ryhmä julkaisi viime vuonna työn (Koskela ym. N Engl J Med. 2012 May 17;366(20):1905-13), jossa hyödynnettiin NGS teknologiaa ja havaittiin STAT3 mutaatioita 40%:ssa (31/77) tapauksista tietyssä T-soluleukemian alatyypissä (T-cell large granular lymphocytic leukemia, T-LGL). Kaikki mutaatiot osuivat kohtaan (SH2 domein), joka on vastuussa tämän signaalimolekyylin dimerisaatiosta ja aktivaatiosta. STAT3 mutatoituneilla potilailla oli enemmän sytopeniaa (neutropeniaa) ja nivelreumaa kuin ei-mutatoituneita, vahvistaen näin löydön kliinistä merkitystä. Jerez ym. (Blood. 2012 Oct 11;120(15):3048-57) julkaisivat kunnioitusta herättävän laajan materiaalin tästä harvinaisesta leukemian alatyypistä, jossa STAT3 SH2 alueen mutaatioita löytyi 28%:ssa (33/120) T-LGL taudissa ja 30%:ssa (15/50) saman taudin NK-solu alatyyppiä (NK-LGL). Myös tässä työssä oli vahva panostus em. Suomalaisen työryhmän osalta. STAT proteiinien rooli on saanut lisävahvistusta Mustjoen ryhmän työn ansiosta LGL taudissa. STAT3 mutaationegatiivisia LGL näytteitä tutkittaessa löytyi mutaatioita STAT5b geenistä, jotka jälleen paikantuivat SH2 alueelle aktivoiden tämän signaalivälittäjän (Rajala ym. Blood. 2013 May 30;121(22):4541-50). Mutaatio on harvinainen (2%), mutta taudin kulku erityisen aggressiivinen. Mutatoituneiden STAT proteiinien merkitys näiden leukemioiden kantasoluissa, taudin progressiossa ja mahdollisina hoidon kohteina on aktiivisen tutkimuksen kohteena (Rajala ja Mustjoki. Oncotarget. 2013 Jun;4(6):808-9).

Rajala HL, Mustjoki S. STAT5b in LGL leukemia – a novel therapeutic target?
Oncotarget. 2013 Jun;4(6):808-9.

Rajala HL, Eldfors S, Kuusanmäki H, van Adrichem AJ, Olson T, Lagström S, Andersson EI, Jerez A, Clemente MJ, Yan Y, Zhang D, Awwad A, Ellonen P, Kallioniemi O, Wennerberg K, Porkka K, Maciejewski JP, Loughran TP Jr, Heckman C, Mustjoki S. Discovery of somatic STAT5b mutations in large granular lymphocytic leukemia. Blood. 2013 May 30;121(22):4541-50.

Posted on

Uuden fuusioproteiinin signalointi akuutissa lymfoblastisessa leukemiassa

Yksilöllistetty lääkehoito (“personalized medicine”) – oikea lääke oikealle potilaalle oikeaan aikaan ja oikein annostettuna – on paitsi jo näköpiirissä olevaa hoidon tulevaisuutta myös lääketieteen suuria haasteita. Tämän hetken parhaat esimerkit yksilöllistetystä lääkehoidosta ovat syöpätaudeista, joissa täsmälääkehoitoa on voitu antaa tarkoin valikoiduille täsmäpotilaille. Valikoinnin perustana on ollut se, että syöpäkudoksesta on pystytty osoittamaan aktivoitunut signalointireitti, johon syöpäkudos on addiktoitunut ja jonka vaimentamiseen on olemassa – tai siihen on kehitetty – spesifinen inhibiittori. Usein, mutta ei kuitenkaan aina, aktivoituun signalointireittiin liittyy lisääntynyt proteiinien fosforylaatio eli kinaasiaktiivisuus, mikä on syntynyt joko geenimutaation tai fuusioproteiinien muodostumisen kautta.

Ensimmäinen esimerkki kinaasiaktiivisuutta sisältävistä fuusioproteiinista ja sen aiheuttaman taudin täsmähoidosta on ns. Philadelphia-kromosomisiirtymä eli kahden geenin vääränlainen yhdistymä kromosomien 9 ja 22 välillä, minkä seurauksena kehittyy krooninen myeloinen leukemia. Tässä tapauksessa fuusioproteiini on BCR-ABL1-tyrosiinikinaasi, jonka toiminnan estämiseksi – ja siten leukemian hoitoon – kehitettiin aluksi imatinibi ja myöhemmin vieläkin tehokkaampia inhibiittoreita.

Leukemia-aikakauslehden artikkelissa Satu Mustjoki ja Kimmo Porkka ovat yhdessä kansainvälisten kollegoidensa kanssa kuvanneet viisi akuuttia lymfoblastista leukemiaa sairastavaa potilasta, joilta oli löydetty uudenlainen fuusiogeeni, jonka tyrosiinikinaasipartneri on myös ABL1 (=Abelson-kinaasi; leukemiaviruksen kinaasin nimen mukaisesti). Tässä tapauksessa fuusiogeenin partneri on peräisin RCSD1-geenistä, jonka kaksi ensimmäistä eksonia on liittynyt ABL1-geenin eksoniin 4 eli geenien yhdistyminen on tapahtunut intronin 3 kohdalla. Huomionarvoista on, että lähes kaikissa muissa ABL1-fuusiogeeneissä (mm. BCR-ABL1:ssä) vääränlainen geenien yhdistyminen tapahtuu eri kohdassa ABL1-geeniä eli introneiden 1 tai 2 kohdalla. Merkittävä havainto tässä artikkelissa on se, että RCSD1-ABL1-proteiinin toiminta säätelee erilaisia signalointireittejä kuin BCR-ABL1-proteiini. Tämä on seurausta paitsi fuusioproteiinien aminopäiden erilaisuudesta johtuen erilaisesta partnerista myös siitä, että ABL1-kinaasin toiminnalliset alueet ovat erilaisen yhdistymiskohdan vuoksi toisistaan hieman poikkeavia. Tämän seurauksena RCSD1-ABL1-tyrosiinikinaasi vuorovaikuttaa solussa erilaisessa ympäristössä kuin BCR-ABL1-kinaasi ja aktivoi siitä johtuen omanlaisiaan signalointireittejä.

RCSD1-ABL1-kinaasin aiheuttaman akuutin lymfoblastisen leukemian hoidossa ei ole vielä saavutettu merkittäviä hoitotuloksia käyttäen tyrosiinikinaasi-inhibiittoreita (imatinibi tai dasatinibi). Kyseinen kahden geenin vääränlainen yhdistymä on kuitenkin harvinainen, ja hoidettuja potilaita on siksi ollut vain muutama. Tämän artikkelin tuoman uuden tiedon pohjalta lienee mahdollista suunnitella tulevia täsmähoitomuotoja, joissa estetään samanaikaisesti paitsi RCSD1-ABL1-tyrosiinikinaasin aktiivisuus myös sen aktivoima signalointireitti.

 Acute lymphoblastic leukemia associated with rcsd1-abl1 novel fusion gene has distinct gene expression profile from BCR-ABL fusion. De Braekeleer E, Douet-Guilbert N, Guardiola P, Rowe D, Mustjoki S, Zamecnikova A, Bahar SA, Jaramillo G, Berthou C, Bown N, Porkka K, Ochoa C, De Braekeleer M. Leukemia, 2012, doi:10.1038/leu.2012.332.