Leucemie acută megacariocitară
AMKL este un subtip de LMA caracterizat de megakaryoblaste anormale care exprimă glicoproteina de suprafață specifică plachetelor. Biopsia măduvei osoase demonstrează frecvent o mielofibroză extinsă, ceea ce face adesea dificilă aspirația la acești pacienți. AMKL este rară la adulți, apărând la doar 1% din pacienții cu LMA, dar cuprinde între 4% și 15% din cazurile de LMA la copii. În pediatrie, boala este împărțită în două subgrupe majore: AMKL la pacienții cu sindrom Down (DS-AMKL) și AMKL la pacienții fără sindrom Down (non-DS-AMKL). AMKL este cel mai frecvent tip de LMA la copiii cu sindrom Down, iar incidența la acești pacienți este de 500 de ori mai mare decât în populația generală. Mutațiile somatice în GATA1 se găsesc în aproape toate cazurile de DS-AMKL și preced dezvoltarea leucemiei, după cum indică prezența lor la pacienții cu boală mieloproliferativă tranzitorie (TMD) în perioada neonatală. Non-DS-AMKL pediatrică este un grup eterogen de pacienți, dintre care o proporție semnificativă este purtătoare de oncogene chimerice, inclusiv RBM15-MKL1, CBFA2T3-GLIS2, NUP98-KDM5A și rearanjamente ale genelor MLL.
DS-AMKL este asociată cu o tulburare hematologică în perioada neonatală, denumită TMD. În această tulburare, o populație clonală de megacarioblaste se acumulează în sângele periferic. Acești blastocite nu se disting din punct de vedere fenotipic de blastocitele leucemice AMKL, iar în majoritatea cazurilor remisiunea este spontană în decurs de 3 luni în absența tratamentului. În aproximativ 20% din cazurile de TMD, pacienții vor dezvolta SMD sau AMKL. Se consideră că TMD își are originea in utero, deoarece s-a constatat că mutațiile în GATA1, leziunea genetică asociată cu TMD, au fost prezente la naștere la pacienții care au suferit de TMD. Secvențierea exomului TMD a relevat faptul că mutațiile nonsilențioase din aceste blaste sunt limitate în principal la gena GATA1. În schimb, blastele AMKL poartă o încărcătură mai mare de mutații, cu leziuni suplimentare în genele epigenetice și de semnalizare a kinazelor care duc la progresia bolii. În mod colectiv, aceste constatări susțin un model prin care blastele TMD apar secundar mutațiilor GATA1, dobândind acest așa-numit first hit și persistând în măduva osoasă. Leziuni suplimentare pot apărea apoi, oferind evenimentele cooperante care sunt necesare pentru ca leucemia completă să se dezvolte.
Proteinele GATA sunt factori de transcripție, dintre care trei sunt exprimate în principal în celulele hematopoietice (GATA1, GATA2 și GATA3). GATA1 este necesară pentru dezvoltarea eritrocitelor, a megacariocitelor, a eozinofilelor și a mastocitelor. Mutațiile detectate la pacienții DS cu AMKL constau în deleții scurte, inserții și mutații punctuale în cadrul exonului 2 care introduc un codon de oprire prematură. Această proteină mutantă mai scurtă își păstrează capacitatea de a lega ADN-ul și de a interacționa cu cofactorul său, dar îi lipsește domeniul de activare transcripțională și, prin urmare, are un potențial redus de transactivare. GATA1 este capabilă să activeze genele specifice liniei și să reprime genele de menținere a progenitorilor, în funcție de cofactorii prezenți. Dereglarea acestor ținte contribuie la stoparea diferențierii observată în cazul GATA1 trunchiat, care nu mai este capabil să transactiveze transcripția genelor specifice liniei. Având în vedere că doar 20 % din TMD evoluează spre leucemie, care sunt atunci evenimentele sau modificările ulterioare care promovează starea preleucemică la cea de malignitate complet transformată? Secvențierea exomului și secvențierea țintită a 46 de gene a oferit informații cu privire la această întrebare, identificând gene cu mutații recurente în trei categorii majore: cohesina, regulatorii epigenetici și moleculele de semnalizare. Acestea includ genele complexului de cohesină STAG2, RAD21, SMC3, SMC1A, NIPBL și CTCF; genele complexului PRC2 EZH2 și SUZ12; precum și kinaze precum JAK1, JAK2, JAK3, MPL, KRAS și NRAS.
t(1;22), care se observă exclusiv la copiii cu AMKL, fuzionează RBM15 și MKL1. MKL1 este un coactivator transcripțional pentru factorul de răspuns seric (SRF), un factor de transcripție care reglează expresia genelor implicate în creșterea, proliferarea și diferențierea celulară, precum și a genelor care controlează citoscheletul de actină. În celulele nestimulate, MKL1 se asociază cu monomerii de G-actină și este reținut în citoplasmă. În urma stimulării și a polimerizării actinei mediate de Rho, rezervele de G-actină se epuizează și MKL1 se translocă în nucleu, asociindu-se cu SRF pentru a activa transcrierea genelor. RBM15 codifică o proteină care conține trei motive de recunoaștere a ARN-ului N-terminal care se leagă de acizii nucleici și un domeniu Spen paralog și ortolog C-terminal (SPOC) despre care se crede că interacționează cu complexele corepresoare SMRT și NCoR, precum și cu RBPJ, un factor de transcripție din aval de semnalizarea Notch. Fuziunea MKL1 cu RBM15 dereglează localizarea intracelulară normală a MKL1, astfel încât aceasta devine localizată constitutiv în nucleu, ceea ce duce la activarea SRF chiar și în absența stimulilor. În plus față de programul de transcripție SRF, fuziunea activează, de asemenea, în mod aberant, țintele transcripționale RBPJ. Deși s-a demonstrat că ambele programe de transcripție sunt dereglate de gena de fuziune, gradul în care acestea contribuie la transformare este încă neclar.
Până de curând, cu excepția fuziunii RBM15-MKL1, etiologia genetică a non-DS-AMKL a rămas evazivă. Secvențierea transcriptomului unei mici cohorte a identificat o inversiune criptică pe cromozomul 16 la jumătate dintre pacienți, care a dus la alăturarea CBFA2T3, un membru al familiei ETO de corepresori nucleari, la GLIS2, un membru al familiei GLI de factori de transcripție. Profilul de expresie genetică al AMKL CBFA2T3-GLIS2 a fost diferit de cel al celulelor AMKL lipsite de acest transcript chimeric și de alte subtipuri genetice de AML pediatrică. În plus, gena de fuziune CBFA2T3-GLIS2 a conferit un prognostic nefavorabil, o constatare care a fost confirmată ulterior. Expresia CBFA2T3-GLIS2 în celulele hematopoietice din Drosophila și din celulele hematopoietice murine induce semnalizarea proteinei morfogene osoase (BMP), o cale care nu a fost implicată anterior în LMA, și are ca rezultat o creștere semnificativă a capacității de auto-reînnoire a progenitorilor hematopoietici. Celulele care exprimă CBFA2T3-GLIS2 au rămas dependente de factorii de creștere in vitro și nu reușesc să inducă leucemie la șoareci, în concordanță cu cerința de mutații cooperative. În general, încărcătura totală de mutații somatice în cazurile care exprimă CBFA2T3-GLIS2 este scăzută; cu toate acestea, s-a constatat că mai multe dintre ele sunt purtătoare de leziuni fie într-o genă a Janus kinazei(JAK) și/sau o amplificare somatică a regiunii critice a sindromului Down de pe cromozomul 21.
În plus față de CBFA2T3-GLIS2, aproximativ 8% din cazurile pediatrice non-DS-AMKL poartă fuziunea NUP98-KDM5A. NUP98, un membru al familiei nucleoporinelor cu activitate de transactivare, fuzionat cu KDM5A, un deget PHD care se leagă de H3K4me3, a fost descris inițial în LMA la adulți. Atunci când este introdusă în măduva osoasă murină, această oncogenă de fuziune induce o oprire a diferențierii mieloide, iar șoarecii dezvoltă LMA cu o latență medie de 69 de zile. Wang și colegii săi au demonstrat că această fuziune se leagă de mononucleozomii H3K4me3, demonstrând că degetul PHD joacă un rol în direcționarea fuziunii către genom. În mod interesant, analiza microarray a identificat mai multe proteine polycomb purtătoare de marcaje H3K4me3 care au fost transcrise în mod crescut ca răspuns la fuziune, în timp ce genele de menținere cu marcaje H3K4me3 constitutive au rămas neschimbate. Printre țintele policombiene afectate, confirmate prin imunoprecipitare cromatină, se numără genele care au crescut în leucemia cu aranjament MLL, cum ar fi HOXA5, HOXA7, HOXA9, HOXA10, MEIS1 și PBX1. Mai mult decât atât, autorii demonstrează un blocaj în legarea PRC2, complexul care antagonizează proteinele polycomb prin reprimarea transcripțională a genelor țintă. Prin urmare, fuziunea NUP98-KDM5A este capabilă să împiedice reducerea la tăcere a factorilor de transcripție critici care joacă un rol în menținerea statutului progenitorilor hematopoietici, similar rearanjamentelor genice MLL. Prin urmare, poate că nu este surprinzător faptul că evenimentele de fuziune MLL-AF9 și MLL-AF10 au fost, de asemenea, detectate în non-DS-AMKL. Deoarece aceste leziuni se regăsesc și în alte subtipuri de LMA, există probabil factori suplimentari care contribuie la dezvoltarea bolii megacarioblastice. Mutațiile care cooperează, celula-țintă și micro-mediul, toate au potențialul de a direcționa linia genetică în timpul procesului de transformare.