Význam deregulace mikroRNA v molekulární patogenezi a histologické transformaci folikulárního lymfomu

Download PDF English version

Authors: K. Musilová ^1,2; J. Deván ^1,2; L. Zlámalíková ³; L. Křen ³; H. Mociková ⁴; V. Procházka ⁵; J. Mayer ¹; M. Trněný ⁶; A. Janíková ¹; M. Mráz ^1,2
Authors‘ workplace: Interní hematologická a onkologická klinika LF MU a FN Brno ¹; Centrum molekulární medicíny, CEITEC – Středoevropský technologický institut, MU, Brno ²; Ústav patologie, FN Brno ³; Interní hematologická klinika 3. LF UK a FN Královské Vinohrady, Praha ⁴; Hemato-onkologická klinika LF UP a FN Olomouc ⁵; I. interní klinika – klinika hematologie 1. LF UK a VFN v Praze ⁶
Published in: Klin Onkol 2017; 30(Supplementum1): 163-165
Category: Article

Overview

Východiska:
Molekulární patogeneze folikulárního lymfomu (FL) je charakteristická významnou úlohou deregulace epigenetických regulátorů. Významná část případů FL je spojena s aberantní expresí krátkých nekódujících regulačních molekul, tzv. mikroRNA (miRNA). V naší práci jsme studovali asociaci změn exprese miRNA s histologickou transformací FL do difuzního velkobuněčného B lymfomu (DLBCL).

Materiál a metody:
Pro identifikaci změn hladin miRNA během transformace FL byla provedena globální analýza exprese 377 miRNA u 16 vzorků (8 párů) pacientů s FL vs. transformovaným FL (tFL) (TLDA miRNA karty; Thermo Fisher Scientific). Asociace exprese vybraných miRNA s klinicko-biologickými charakteristikami a cílovými proteiny byla dále analyzována v kohortě 89 pacientů s FL.

Výsledky:
Analýza párových FL-tFL odhalila pět miRNA se statisticky významnou změnou exprese (p < 0,05). Čtyři miRNA vykazovaly sníženou expresi a jedna miRNA zvýšenou expresi v tFL oproti FL. Nižší hladiny jedné z těchto miRNA byly asociovány s vyšší proliferační aktivitou FL buněk (Ki-67 > 20 %), vyšším rizikovým skóre FLIPI (≥ 3) a kratším celkovým přežitím pacientů. Dále jsme potvrdili, že tato miRNA reguluje ve FL hladiny proteinu FOXP1. Pacienti s vysokou expresí FOXP1 (> 70 % pozitivních buněk) měli kratší celkové přežití ve srovnání s pacienty s nízkou expresí FOXP1 (< 30 % pozitivních buněk). Hladiny proteinu FOXP1 byly také vyšší ve většině vzorků tFL oproti FL před transformací.

Závěr:
Popsali jsme miRNA spojené s transformací FL do agresivnějšího DLBCL a konkrétní miRNA, která může sloužit jako dobrý prognostický marker. Zjistili jsme, že na úrovni molekulárních drah se pokles hladin této tFL-asociované miRNA projevuje zvýšenou expresí FOXP1 a předpokládáme, že právě zvýšená aktivita tohoto proto-onkogenu přispívá k histologické transformaci FL.

Klíčová slova:
folikulární lymfom – mikroRNA – histologická transformace

Folikulární lymfom (FL) je nejčastějším typem indolentního nehodgkinského lymfomu s incidencí 3–4/100 000 za rok. Navzdory výraznému zlepšení přežití pacientů po zavedení imunoterapie zůstává toto onemocnění dodnes nevyléčitelným [1]. Jeho průběh je charakteristický opakovanými relapsy vedoucími ke vzniku rezistentního onemocnění nebo k transformaci do agresivnějšího typu lymfomu (typicky difuzního velkobuněčného B lymfomu – DLBCL). První náhled do molekulární podstaty FL přinesly práce, které identifikovaly přítomnost translokace genu BCL2 do oblasti pod vlivem zesilovačů IGH genů u téměř všech případů tohoto nemocnění [2]. Detailnější pochopení mechanizmů řídících vznik a vývoj této malignity umožnil však až rozvoj metod sekvenování nové generace. Takto byly identifikovány desítky dalších aberací, z nichž mnohé jsou sdíleny většinou pacientů [3]. Proces histologické transformace, kterému podléhá 30–40 % pacientů s FL, s sebou navíc nese další specifické aberace [4]. Patogeneze FL je komplexní souhrou vzájemných interakcí deregulovaných onkogenů, tumor supresorů, epigenetických regulátorů a faktorů nádorového mikroprostředí. Pochopení molekulárních mechanizmů, které jsou zodpovědné za vznik, vývoj a transformaci FL, je důležitou součástí cesty ke zlepšení stratifikace pacientů do prognostických skupin a k vývoji účinné cílené léčby.

Specifické postavení mezi epigenetickými regulátory zaujímají malé nekódující regulační molekuly RNA, tzv. mikroRNA (miRNA). Tyto posttranskripční regulátory genové exprese jsou zapojeny v regulaci klíčových buněčných procesů a známý vztah jejich deregulace k vývoji některých hematoonkologických onemocnění (chronická lymfocytární leukemie – CLL, DLBCL atd.) umožňoval předpokládat jejich významné postavení také u FL. Skutečně se zdá, že deregulace miRNA je součástí patogeneze mnoha případů FL a změny hladin některých z nich mohou ovlivnit proces histologické transformace FL [5].

Množství miRNA deregulovaných u FL přímo či nepřímo ovlivňuje signalizaci z B buněčného receptoru (BCR) maligních B buněk. Pro lepší pochopení dopadu jejich deregulace se musíme zaměřit na fyziologické úlohy jejich cílových molekul. Po stimulaci BCR dochází k fosforylaci tyrozinkináz SRC a SYK, což umožní konverzi PIP2 na PIP3 zprostředkovanou kinázou PI3K. PIP3 je druhým poslem s klíčovou rolí v aktivaci mnoha vnitrobuněčných signálních kaskád, jehož tvorba je přímo vázána na aktivaci povrchových receptorů [6]. Samotná konverze je velice precizně regulována tyrozin fosfatázami (PTEN, SHIP-1, PTPN11, PTPRJ), jejichž hladiny zase souvisí s aktivitou miRNA (miR-21, miR-155, klastr miR-17-92) [7]. Kromě delecí genů pro zmíněné fosfatázy jsou právě zvýšené hladiny těchto miRNA jednou z hlavních příčin aberantní BCR signalizace v buňkách FL. Zvýšené hladiny jedné z těchto miRNA (miR-17-5p) byly popsány rovněž v souvislosti s histologickou transformací FL [5], kde zřejmě souvisí se zvýšenou expresí MYC, který je přímým aktivátorem miR-17-92 [8].

Podobně jako protein kódující geny, také miRNA fungují jako onkogeny i tumor supresory a jejich rovnováha je klíčem k homeostáze na buněčné i tkáňové úrovni. Onkogenní aktivita zmíněných miRNA je fyziologicky balancována tumor supresorovými miR-150 a miR-31. Korelace poklesu hladiny miR-31 s procesem histologické transformace byla již popsána, přičemž klíčovým důsledkem této deregulace je zřejmě patologické zvýšení exprese PI3K a transkripčního faktoru E2F2 [5]. V případě miR-150 byla sice popsána její snížená exprese u CLL v asociaci se špatnou prognózou [9], avšak její dopad na chování nádorových buněk a prognózu pacientů u FL zatím zkoumán nebyl. V naší práci jsme se zaměřili na analýzu změn hladin miRNA v průběhu histologické transformace FL a z 377 analyzovaných miRNA právě miR-150 vykazovala změnu nejvýznamnější. Nízké hladiny této miRNA byly také spjaty s významně vyšší proliferační aktivitou buněk (Ki-67 > 20 %) a vyšší hodnotou prognostického indexu FLIPI (≥ 3). Retrospektivní analýza přežívání navíc ukázala, že pacienti s nízkými hladinami miR-150 přežívají významně kratší dobu než pacienti s vyšší (> medián) expresí miR-150 (medián přežití 6,2 let vs. nedosažen). Je tedy pravděpodobné, že tato miRNA hraje v patogenezi FL významnou roli, zbývá však objasnit její funkce na úrovni vnitrobuněčné signalizace. Již dříve jsme prokázali schopnost miR-150 tlumit BCR signalizaci prostřednictvím inhibice proteinů GAB1 a FOXP1 u CLL [9]. Tyto výsledky a také dříve popsaná asociace zvýšených hladin FOXP1 se špatnou prognózou u FL a DLBCL byly důvodem ke zkoumání vztahu deregulace miR-150 k expresi FOXP1 v našem souboru pacientů s FL a tFL [9–11]. Imunohistochemické hodnocení vzorků ukázalo, že hladiny miR-150 jsou u pacientů s vysokou hladinou proteinu FOXP1 (> 70 % pozitivních buněk) významně nižší oproti nízce či středně FOXP1-pozitivním vzorkům. Vysoká hladina proteinu FOXP1 navíc souvisela s významně kratším přežitím FL pacientů oproti pacientům s nízkými hladinami FOXP1. V souladu s klesající hladinou miR-150 při histologické transformaci jsme rovněž detekovali vyšší expresi FOXP1 v tFL oproti FL před transformací.

Naše výsledky ukazují, že proces histologické transformace FL je asociován se změnami hladin některých miRNA. Jako první jsme identifikovali asociaci tohoto procesu s poklesem tumor supresorové miR-150 a alespoň z části objasnili molekulární mechanizmus, kterým snižování hladiny této miRNA k transformaci FL přispívá. V současné době se intenzivně věnujeme objasnění mechanizmů, které vedou ke snížené expresi miR-150 a identifikaci dalších cílových genů a bio-logických procesů, jež tato miRNA v buňkách FL reguluje.

Práce byla podpořena z programového projektu Ministerstva zdravotnictví ČR s reg. č. 16-29622A. Veškerá práva podle předpisů na ochranu duševního vlastnictví jsou vyhrazena.

Autoři deklarují, že v souvislosti s předmětem studie nemají žádné komerční zájmy.

Redakční rada potvrzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritéria pro publikace zasílané do biomedicínských časopisů.

Mgr. Kateřina Musilová

Centrum molekulární biologie a genové terapie

Interní hematologická a onkologická klinika

LF MU a FN Brno

Černopolní 9

625 00 Brno

e-mail: musilova.kate@gmail.com

Obdrženo: 5. 3. 2017

Přijato: 26. 3. 2017

Sources

1. Benešová K, Trněný M. Folikulární lymfom. Klin Onkol 2015; 28 (Suppl 3): 3S73–3S79. doi: 10.14735/amko20153S73.

2. Tsujimoto Y, Cossman J, Jaffe E et al. Involvement of the bcl-2 gene in human follicular lymphoma. Science 1985; 228 (4706): 1440–1443.

3. Okosun J, Bödör C, Wang J et al. Integrated genomic analysis identifies recurrent mutations and evolution patterns driving the initiation and progression of follicular lymphoma. Nat Genet 2014; 46 (2): 176–181.

4. Pasqualucci L, Khiabanian H, Fangazio M et al. Genetics of follicular lymphoma transformation. Cell Rep 2014; 6 (1): 130–140. doi: 10.1016/j.celrep.2013.12.027.

5. Thompson MA, Edmonds MD, Liang S et al. miR-31 and miR-17-5p levels change during transformation of follicular lymphoma. Hum Pathol 2016; 50: 118–126. doi: 10.1016/j.humpath.2015.11.011.

6. Mráz M, Doubek M, Mayer J. Inhibice signalizace B buněčným receptorem: první cílená léčba u chronické lymfocytární leukemie a dalších B buněčných lymfomů. Klin Onkol 2013; 26 (3): 179–185.

7. Musilova K, Mraz M. MicroRNAs in B-cell lymphomas: how a complex biology gets more complex. Leukemia 2015; 29 (5): 1004–1017. doi: 10.1038/leu.2014.351.

8. O’Donnell KA, Wentzel EA, Zeller KI et al. c-Myc-regulated microRNAs modulate E2F1 expression. Nature 2005; 435 (7043): 839–843.

9. Mraz M, Chen L, Rassenti LZ et al. miR-150 influences B-cell receptor signaling in chronic lymphocytic leukemia by regulating expression of GAB1 and FOXP1. Blood 2014; 124 (1): 84–95. doi: 10.1182/blood-2013-09-527 234.

10. Banham AH, Connors JM, Brown PJ et al. Expression of the FOXP1 transcription factor is strongly associated with inferior survival in patients with diffuse large B-cell lymphoma. Clin Cancer Res 2005; 11 (3): 1065–1072.

11. Green MR, Gandhi MK, Courtney MJ et al. Relative abundance of full-length and truncated FOXP1 isoforms is associated with differential NFkappaB activity in follicular lymphoma. Leuk Res 2009; 33 (12): 1699–1702. doi: 10.1016/j.leukres.2009.05.004.