Acute Megakaryocytás Leukémia
Az AMKL az AML egyik altípusa, amelyet a vérlemezke-specifikus felszíni glikoproteint expresszáló abnormális megakaryoblastok jellemeznek. A csontvelőbiopszia gyakran kiterjedt myelofibrózist mutat, ami gyakran megnehezíti az aspirációt ezeknél a betegeknél. Az AMKL felnőtteknél ritka, az AML-es betegek mindössze 1%-ánál fordul elő, de a gyermekkori AML-esetek 4%-15%-át teszi ki. A gyermekgyógyászatban a betegséget két fő alcsoportra osztják: AMKL Down-szindrómás betegeknél (DS-AMKL) és AMKL Down-szindróma nélküli betegeknél (nem-DS-AMKL). Az AMKL a Down-szindrómás gyermekeknél a leggyakoribb AML-típus, és előfordulása ezeknél a betegeknél 500-szor nagyobb, mint az általános populációban. A GATA1 szomatikus mutációi a DS-AMKL majdnem minden esetében megtalálhatók, és megelőzik a leukémia kialakulását, amint azt az újszülöttkori átmeneti myeloproliferatív betegségben (TMD) szenvedő betegeknél jelenlétük jelzi. A gyermekkori nem DS-AMKL a betegek heterogén csoportja, jelentős részük kiméra onkogéneket hordoz, köztük RBM15-MKL1, CBFA2T3-GLIS2, NUP98-KDM5A és MLL génátrendeződéseket.
A DS-AMKL egy csecsemőkori hematológiai rendellenességgel, úgynevezett TMD-vel jár. Ebben a rendellenességben a megakarioblasztok klonális populációja halmozódik fel a perifériás vérben. Ezek a blastok fenotípusosan nem különböztethetők meg az AMKL leukémiás blastoktól, és az esetek többségében kezelés nélkül 3 hónapon belül spontán remisszió következik be. A TMD esetek körülbelül 20%-ában a betegeknél MDS vagy AMKL alakul ki. Úgy vélik, hogy a TMD méhen belül keletkezik, mivel a TMD-vel összefüggő genetikai elváltozás, a GATA1 mutációit már születéskor kimutatták a TMD-ben szenvedő betegeknél. A TMD exomszekvenálása kimutatta, hogy a nem szilenciális mutációk ezekben a blastokban elsősorban a GATA1 génre korlátozódnak. Ezzel szemben az AMKL-blasztok nagyobb mutációs terhet hordoznak, az epigenetikus és kináz-szignál géneket érintő további elváltozások vezetnek a betegség progressziójához. Ezek az eredmények együttesen alátámasztanak egy olyan modellt, amelyben a TMD-blasztok másodlagosan a GATA1 mutációk miatt keletkeznek, megszerzik ezt az úgynevezett első találatot, és a csontvelőben perzisztálnak. Ezután további elváltozások léphetnek fel, amelyek biztosítják a teljes leukémia kialakulásához szükséges együttműködő eseményeket.
A GATA-fehérjék transzkripciós faktorok, amelyek közül három főként a vérképző sejtekben fejeződik ki (GATA1, GATA2 és GATA3). A GATA1 szükséges az eritrociták, megakariociták, eozinofilek és hízósejtek fejlődéséhez. Az AMKL-ben szenvedő DS betegeknél kimutatott mutációk rövid deléciókból, inszerciókból és pontmutációkból állnak a 2. exonon belül, amelyek egy korai stop kodont vezetnek be. Ez a rövidebb mutáns fehérje megtartja a DNS-hez kötődés és a kofaktorral való kölcsönhatás képességét, de hiányzik belőle a transzkripciós aktivációs domén, és így csökkent a transzaktivációs potenciál. A GATA1 a jelen lévő kofaktoroktól függően képes aktiválni a vonalspecifikus géneket és elnyomni a progenitor-fenntartó géneket. E célpontok deregulációja hozzájárul a differenciálódás leállásához, amelyet a csonka GATA1 esetében figyelhetünk meg, amely már nem képes transzaktiválni a vonal-specifikus gének transzkripcióját. Tekintettel arra, hogy a TMD-nek csak 20%-a fejlődik leukémiává, melyek azok a későbbi események vagy változások, amelyek a preleukémiás állapotot teljesen átalakult malignitássá teszik? A 46 gén exom- és célzott szekvenálása betekintést nyújtott ebbe a kérdésbe, és három fő kategóriában azonosított ismétlődően mutálódott géneket: koheszin, epigenetikai szabályozók és szignálmolekulák. Ezek közé tartoznak a koheszin komplex génjei: STAG2, RAD21, SMC3, SMC1A, NIPBL és CTCF; a PRC2 komplex génjei: EZH2 és SUZ12; valamint olyan kinázok, mint a JAK1, JAK2, JAK3, MPL, KRAS és NRAS.
t(1;22), amely kizárólag AMKL-es csecsemőknél fordul elő, az RBM15 és az MKL1 fúziója. Az MKL1 a szérum válasz faktor (SRF) transzkripciós koaktivátora, egy olyan transzkripciós faktoré, amely szabályozza a sejtnövekedésben, proliferációban és differenciálódásban részt vevő gének, valamint az aktin citoszkeleton szabályozását végző gének kifejeződését. Stimulálatlan sejtekben az MKL1 a G-aktin monomerekhez társul és a citoplazmában marad. Stimulációt és Rho-mediált aktin-polimerizációt követően a G-aktin poolok kimerülnek, és az MKL1 transzlokálódik a sejtmagba, az SRF-hez társulva aktiválja a génátírást. Az RBM15 egy olyan fehérjét kódol, amely három N-terminális RNS-felismerő motívumot tartalmaz, amelyek nukleinsavakhoz kötődnek, valamint egy Spen paralóg és ortológ C-terminális (SPOC) domént, amely feltehetően kölcsönhatásba lép az SMRT és NCoR korepresszor komplexekkel, valamint az RBPJ-vel, a Notch jelátvitel után következő transzkripciós faktorral. Az MKL1 és az RBM15 fúziója deregulálja az MKL1 normál intracelluláris lokalizációját, így az konstitutívan a sejtmagban lokalizálódik, ami az SRF aktiválódását eredményezi ingerek hiányában is. Az SRF transzkripciós program mellett a fúzió az RBPJ transzkripciós célpontokat is rendellenesen aktiválja. Bár mindkét transzkripciós programról kimutatták, hogy a fúziós gén deregulálja, még mindig nem világos, hogy milyen mértékben járulnak hozzá az átalakuláshoz.
A közelmúltig, az RBM15-MKL1 fúzió kivételével, a nem-DS-AMKL genetikai etiológiája megfoghatatlan maradt. Egy kis kohorsz transzkriptom szekvenálása a betegek felében a 16-os kromoszómán egy rejtélyes inverziót azonosított, amely a CBFA2T3, a nukleáris korepresszorok ETO családjának tagja, és a GLIS2, a transzkripciós faktorok GLI családjának tagja közötti összekapcsolódást eredményezte. A CBFA2T3-GLIS2 AMKL génexpressziós profilja különbözött az e kiméra transzkriptumot nem tartalmazó AMKL sejtekétől és a gyermekkori AML más genetikai altípusaitól. Továbbá a CBFA2T3-GLIS2 fúziós gén rossz prognózist eredményezett, amit azóta megerősítettek. A CBFA2T3-GLIS2 expressziója Drosophila és egér vérképző sejtekben csontmorfogén protein (BMP) jelátvitelt indukál, egy olyan útvonalat, amelyet korábban nem érintettek az AML-ben, és a vérképző progenitorok önmegújító képességének jelentős növekedését eredményezi. A CBFA2T3-GLIS2-expresszáló sejtek in vitro növekedési faktorfüggők maradtak, és nem indukálnak leukémiát egerekben, ami összhangban van a kooperatív mutációk követelményével. Összességében a CBFA2T3-GLIS2-expresszáló esetekben a szomatikus mutációk teljes terhe alacsony; azonban több esetben találtak olyan elváltozást, amely vagy a Janus kináz (JAK) génben és/vagy a 21. kromoszómán lévő Down-szindróma kritikus régiójának szomatikus amplifikációját hordozza.
A CBFA2T3-GLIS2 mellett a nem-DS-AMKL gyermekkori esetek körülbelül 8%-a hordozza a NUP98-KDM5A fúziót. A NUP98-t, egy transzaktivációs aktivitással rendelkező nukleoporin családtagot, amely a KDM5A-hoz, egy H3K4me3-kötő PHD-ujjhoz fuzionált, eredetileg felnőtt AML-ben írták le. Ha ezt a fúziós onkogént egerek csontvelőjébe juttatják be, myeloid differenciálódási leállást idéz elő, és az egerekben átlagosan 69 napos látenciával alakul ki AML. Wang és munkatársai kimutatták, hogy ez a fúzió H3K4me3 mononukleoszómákhoz kötődik, ami azt mutatja, hogy a PHD-ujj szerepet játszik a fúziónak a genomra való irányításában. Érdekes módon a microarray-elemzés számos H3K4me3-jelet hordozó polikombfehérjét azonosított, amelyek a fúzió hatására transzkripcionálisan felszabályozódtak, míg a konstitutív H3K4me3-jelet hordozó háztartási gének változatlanok maradtak. A kromatin immunprecipitációval megerősített érintett polikomb célpontok közé tartoznak az MLL-rendeződésű leukémiában felszabályozott gének, mint például a HOXA5, HOXA7, HOXA9, HOXA10, MEIS1 és PBX1. A szerzők továbbá a PRC2 kötődésének blokkolását mutatják ki, amely komplex a célgének transzkripciós represszióján keresztül antagonizálja a polikomb fehérjéket. Ezért a NUP98-KDM5A fúzió képes megakadályozni a kritikus transzkripciós faktorok elnémítását, amelyek az MLL génátrendeződésekhez hasonlóan szerepet játszanak a vérképzőszervi progenitor státusz fenntartásában. Így talán nem meglepő, hogy az MLL-AF9 és MLL-AF10 fúziós eseményeket nem-DS-AMKL-ben is kimutatták. Mivel ezek az elváltozások az AML más altípusaiban is megtalálhatók, valószínűleg további tényezők is hozzájárulnak a megakarioblasztos betegség kialakulásához. Az együttműködő mutációk, a célsejt és a mikrokörnyezet mind képesek irányítani a vonalvezetést a transzformációs folyamat során.