Leucemia Megacariocitica Acuta
AMKL è un sottotipo di AML caratterizzato da megacarioblasti anormali che esprimono glicoproteine di superficie specifiche delle piastrine. La biopsia del midollo osseo dimostra frequentemente un’estesa mielofibrosi, rendendo spesso difficile l’aspirazione in questi pazienti. L’AMKL è rara negli adulti, si verifica solo nell’1% dei pazienti con AML, ma comprende tra il 4% e il 15% dei casi di AML infantile. In pediatria, la malattia è divisa in due grandi sottogruppi: AMKL in pazienti con sindrome di Down (DS-AMKL) e AMKL in pazienti senza sindrome di Down (non-DS-AMKL). L’AMKL è il tipo più frequente di AML nei bambini con sindrome di Down, e l’incidenza in questi pazienti è 500 volte più alta che nella popolazione generale. Le mutazioni somatiche in GATA1 si trovano in quasi tutti i casi di DS-AMKL e precedono lo sviluppo della leucemia, come indicato dalla loro presenza in pazienti con malattia mieloproliferativa transitoria (TMD) nel periodo neonatale. La non-DS-AMKL pediatrica è un gruppo eterogeneo di pazienti, una proporzione significativa dei quali è portatrice di oncogeni chimerici tra cui RBM15-MKL1, CBFA2T3-GLIS2, NUP98-KDM5A e riarrangiamenti del gene MLL.
LaDS-AMKL è associata a un disturbo ematologico nell’infanzia, chiamato TMD. In questo disordine, una popolazione clonale di megacarioblasti si accumula nel sangue periferico. Questi blasti sono fenotipicamente indistinguibili dai blasti leucemici AMKL, e nella maggior parte dei casi la remissione è spontanea entro 3 mesi in assenza di trattamento. In circa il 20% dei casi di TMD i pazienti svilupperanno MDS o AMKL. Si ritiene che la TMD abbia origine nell’utero, poiché sono state trovate mutazioni in GATA1, la lesione genetica associata alla TMD, presenti alla nascita in pazienti che soffrivano di TMD. Il sequenziamento dell’esoma di TMD ha rivelato che le mutazioni non silenti in questi blasti sono principalmente limitate al gene GATA1. Al contrario, i blasti AMKL portano un maggior carico di mutazioni, con ulteriori lesioni nei geni epigenetici e di segnalazione delle chinasi che portano alla progressione della malattia. Collettivamente, questi risultati sostengono un modello per cui i blasti TMD sorgono secondari alle mutazioni GATA1, acquisendo questo cosiddetto primo colpo e persistono nel midollo osseo. Ulteriori lesioni possono quindi verificarsi, fornendo gli eventi di cooperazione che sono necessari per la leucemia completa per sviluppare.
Le proteine GATA sono fattori di trascrizione, tre dei quali sono espressi principalmente nelle cellule ematopoietiche (GATA1, GATA2 e GATA3). GATA1 è richiesto per lo sviluppo di eritrociti, megacariociti, eosinofili e mastociti. Le mutazioni rilevate nei pazienti DS con AMKL consistono in brevi delezioni, inserzioni e mutazioni puntiformi nell’esone 2 che introducono un codone di stop prematuro. Questa proteina mutante più corta mantiene la capacità di legare il DNA e di interagire con il suo cofattore, ma manca del dominio di attivazione trascrizionale e quindi ha un potenziale di transattivazione ridotto. GATA1 è in grado di attivare i geni specifici del lignaggio e di reprimere i geni di mantenimento dei progenitori a seconda dei cofattori presenti. La deregolazione di questi bersagli contribuisce all’arresto differenziativo visto con il GATA1 troncato che non è più in grado di transattivare la trascrizione dei geni specifici del lignaggio. Dato che solo il 20% dei TMD progredisce verso la leucemia, quali sono allora gli eventi o le alterazioni successive che promuovono lo stato preleucemico a quello di una neoplasia completamente trasformata? L’esoma e il sequenziamento mirato di 46 geni hanno fornito informazioni su questa domanda, identificando geni mutati in modo ricorrente in tre categorie principali: coesina, regolatori epigenetici e molecole di segnalazione. Questi includono i geni del complesso della coesina STAG2, RAD21, SMC3, SMC1A, NIPBL e CTCF; i geni del complesso PRC2 EZH2 e SUZ12; così come le chinasi come JAK1, JAK2, JAK3, MPL, KRAS e NRAS.
t(1;22), che è visto esclusivamente nei bambini con AMKL, fonde RBM15 e MKL1. MKL1 è un coattivatore trascrizionale per il fattore di risposta al siero (SRF), un fattore di trascrizione che regola l’espressione dei geni coinvolti nella crescita, proliferazione e differenziazione cellulare, così come i geni che controllano il citoscheletro di actina. In cellule non stimolate MKL1 si associa con monomeri di G-actina e viene trattenuto nel citoplasma. In seguito alla stimolazione e alla polimerizzazione dell’actina mediata da Rho, i pool di G-actina sono esauriti e MKL1 si trasferisce nel nucleo, associandosi con SRF per attivare la trascrizione genica. RBM15 codifica una proteina contenente tre motivi di riconoscimento dell’RNA N-terminale che si legano agli acidi nucleici e un dominio paralogo di Spen e un ortologo C-terminale (SPOC) che si pensa interagisca con i complessi corepressori SMRT e NCoR, così come RBPJ, un fattore di trascrizione a valle della segnalazione Notch. La fusione di MKL1 a RBM15 deregolamenta la normale localizzazione intracellulare di MKL1 in modo che diventi costitutivamente localizzata nel nucleo, con conseguente attivazione di SRF anche in assenza di stimoli. Oltre al programma trascrizionale SRF, la fusione attiva anche aberrantemente i bersagli trascrizionali RBPJ. Mentre entrambi i programmi di trascrizione hanno dimostrato di essere deregolati dal gene di fusione, il grado in cui contribuiscono alla trasformazione non è ancora chiaro.
Fino a poco tempo fa, con l’eccezione della fusione RBM15-MKL1, l’eziologia genetica di non-DS-AMKL era rimasta sfuggente. Il sequenziamento del trascrittoma di una piccola coorte ha identificato un’inversione criptica sul cromosoma 16 nella metà dei pazienti che ha portato all’unione di CBFA2T3, un membro della famiglia ETO di corepressori nucleari, a GLIS2, un membro della famiglia GLI di fattori di trascrizione. Il profilo di espressione genica di CBFA2T3-GLIS2 AMKL era distinto da quello delle cellule AMKL prive di questo trascritto chimerico, e da altri sottotipi genetici di AML pediatrica. Inoltre, il gene di fusione CBFA2T3-GLIS2 conferiva una prognosi sfavorevole, un risultato che è stato poi confermato. L’espressione di CBFA2T3-GLIS2 in Drosophila e nelle cellule ematopoietiche murine induce la segnalazione della proteina morfogenica ossea (BMP), un percorso non precedentemente implicato nella LAM, e risulta in un marcato aumento della capacità di auto-rinnovamento dei progenitori ematopoietici. Le cellule che esprimono CBFA2T3-GLIS2 sono rimaste dipendenti dal fattore di crescita in vitro e non riescono a indurre la leucemia nei topi, coerentemente con un requisito di mutazioni cooperative. Nel complesso, l’onere totale delle mutazioni somatiche nei casi CBFA2T3-GLIS2-esprimenti è basso; tuttavia, molti sono stati trovati per portare lesioni in un gene Janus kinase (JAK) e/o un’amplificazione somatica della regione critica della sindrome di Down sul cromosoma 21.
In aggiunta a CBFA2T3-GLIS2, circa l’8% dei casi pediatrici non-DS-AMKL portano la fusione NUP98-KDM5A. NUP98, un membro della famiglia delle nucleoporine con attività di transattivazione, fuso a KDM5A, un PHD finger legato a H3K4me3, è stato inizialmente descritto nella AML adulta. Quando introdotto nel midollo osseo murino, questo oncogene di fusione induce un arresto della differenziazione mieloide e i topi sviluppano la LAM con una latenza media di 69 giorni. Wang e colleghi hanno dimostrato che questa fusione è legata ai mononucleosomi H3K4me3, mostrando che il dito PHD gioca un ruolo nel puntare la fusione al genoma. È interessante notare che l’analisi microarray ha identificato diverse proteine polycomb che trasportano segni H3K4me3 da trascrivere in risposta alla fusione, mentre i geni housekeeping con segni H3K4me3 costitutivi sono rimasti invariati. I bersagli polycomb interessati, confermati dall’immunoprecipitazione della cromatina, includono geni upregolati nella leucemia MLL-arrangiata come HOXA5, HOXA7, HOXA9, HOXA10, MEIS1 e PBX1. Inoltre, gli autori dimostrano un blocco nel legame PRC2, il complesso che antagonizza le proteine polycomb attraverso la repressione trascrizionale dei geni bersaglio. Pertanto, la fusione NUP98-KDM5A è in grado di impedire il silenziamento di fattori di trascrizione critici che svolgono un ruolo nel mantenimento dello stato di progenitore ematopoietico, simile ai riarrangiamenti del gene MLL. Non è forse sorprendente, quindi, che eventi di fusione MLL-AF9 e MLL-AF10 siano stati rilevati anche in non-DS-AMKL. Poiché queste lesioni si trovano anche in altri sottotipi di AML, è probabile che vi siano ulteriori fattori che contribuiscono allo sviluppo della malattia megacarioblastica. Le mutazioni cooperanti, la cellula bersaglio e il microambiente hanno tutti il potenziale per dirigere il lineage durante il processo di trasformazione.