Tyrimas nustato genetinį jungiklį, kuris padeda leukemijos ląstelėms išvengti chemoterapijos

Mokslininkai aprašė molekulinį triuką, dėl kurio ūminė mieloidinė leukemija (AML) po gydymo atsinaujina taip dažnai. Naujame straipsnyje, paskelbtame žurnale „ Blood Cancer Discovery“, teigiama, kad atkryčio metu kai kuriems pacientams aktyvuojama RUNX1 geno „alternatyvi programa“: būtent RUNX1C izoforma smarkiai padidėja, suaktyvindama BTG2 ir leukemijos ląsteles perkeldama į ramybės būseną, kai chemoterapiniai vaistai beveik neturi jokio poveikio. Blokuodami RUNX1C (antisensiniais oligonukleotidais) ir tuo pačiu metu taikydami standartinę chemoterapiją, tyrėjai sugebėjo „pažadinti“ ląsteles ir padidinti jų jautrumą gydymui – tiek kultūrose, tiek pelėse.

Tyrimo kontekstas

Ūminė mieloidinė leukemija (ŪML) išlieka recidyvuojančia liga: net ir po sėkmingos indukcinės chemoterapijos nemaža dalis pacientų patiria recidyvą. Vienas iš pagrindinių paaiškinimų yra kai kurių ląstelių „slėpimasis“ ramybės būsenoje, būdingoje leukemijos kamieninėms ląstelėms (LKL). Nors besidalijančios blastos žūsta, lėtai veikiantys ir neveiklūs klonai išgyvena eigą ir iš naujo paleidžia naviką. Šios ramybės būsenos molekulinių jungiklių supratimas yra labai svarbus norint įveikti atsparumą vaistams.

RUNX1 atlieka pagrindinį vaidmenį kraujodaros transkripcijos reguliavime, tačiau tai ne vienas baltymas, o izoformų šeima, atsirandanti iš alternatyvių promotorių ir splaisingo. Žmonių organizme RUNX1C izoformą koduoja „distalinis“ P1 promotorius, o RUNX1A/1B – „proksimalinis“ P2; izoformų pasiskirstymas priklauso nuo vystymosi stadijos ir ląstelės tipo. Izoformų sudėtis gali radikaliai pakeisti ląstelės elgseną – nuo kamieniškumo išlaikymo iki onkogeninių savybių, – tačiau konkretus RUNX1C indėlis į AML atkrytį ir atsparumą chemoterapijai lieka neaiškus.

Lygiagrečiai buvo kaupiami duomenys apie antiproliferacinių baltymų BTG/Tob šeimą (ypač BTG2), kurie jungiasi prie CCR4-NOT komplekso ir pagreitina matricos RNR „dehidrataciją“ (deadenilinimą), sumažindami jų stabilumą ir globaliai slopindami baltymų sintezę. Imuninėje sistemoje būtent BTG1/BTG2 padeda palaikyti ląstelių ramybės būseną; logiška manyti, kad panašūs mechanizmai gali „užmigdyti“ vėžio ląsteles, apsaugodami jas nuo citostatikų. Tačiau tiesioginis ryšys tarp RUNX1 izoformų ir BTG2 bei ramybės būsenos fenotipo AML atveju iki šiol išliko hipoteze.

Kita spraga yra metodologinė. Daugumoje AML raiškos tyrimų buvo atsižvelgta į bendrą genų lygį, neatskiriant izoformų ir retai analizuojant suporuotus „prieš gydymą → atkrytis“ mėginius iš tų pačių pacientų. Toks dizainas yra labai svarbus, jei atkrytį sukelia ne „genų prieaugis“, o promotoriaus/izoformos perjungimas epigenetinių pokyčių fone. Norint užpildyti šią spragą, reikia gauti taikinius izoformoms specifinei terapijai (pvz., RNR nukreiptus oligonukleotidus), kurie gali „pažadinti“ ramybės būsenos ląsteles ir padaryti jas pažeidžiamas chemoterapijai.

Atsižvelgiant į tai, naujame žurnale „Blood Cancer Discovery“ paskelbtame straipsnyje tiriama, ar recidyvuojanti AML turi epigenetinį „spragtelėjimą“ RUNX1 gelyje su poslinkiu RUNX1C link, ir ar RUNX1C ir BTG2 sudaro ašį, kuri perkelia ląsteles į ramybės būseną ir padidina atsparumą vaistams. Autoriai naudoja suporuotus „prieš terapiją / atkryčio“ mėginius, RNR izoformų analizę, funkcinius tyrimus ir izoformoms būdingus antisensinius oligonukleotidus – ne tik ramybės būsenos požymiams apibūdinti, bet ir jų grįžtamumui bei farmakologiniam pažeidžiamumui patikrinti.

Kaip mes prie to priėjome?

Autoriai pasirinko neįprastą metodą: jie palygino tų pačių pacientų leukemijos mėginius prieš gydymą ir atsinaujinimo metu, analizuodami RNR izoformas, o ne tik „bendrą“ genų raišką. Šis porinis dizainas leido jiems pamatyti, kad ligai atsinaujinus, keičiasi ne tik RUNX1 lygis, bet ir jo izoformų santykis – padidėja RUNX1C. Lygiagrečiai komanda patikrino, kas vyksta mechanikoje: jie nustatė DNR „jungiklį“ (RUNX1 reguliavimo srities metilinimą), RUNX1C taikinį – BTG2 geną, ir funkcines pasekmes – ląstelių ramybės būseną ir atsparumą vaistams.

• Izoforma svarbi. RUNX1 egzistuoja keliais variantais; jų disbalansas jau seniai įtariamas hematologinių ligų atveju, tačiau RUNX1C vaidmuo AML atkryčio metu buvo aiškiai įrodytas klinikinėje medžiagoje.
• Epigenetinis „spragtelėjimas“. Atkryčio metu RUNX1 reguliavimo zonoje atsiranda metilo žymė, dėl kurios naviko ląstelės „persijungia“ prie RUNX1C gamybos.
• RUNX1C→BTG2 ašis. RUNX1C aktyvuoja BTG2, žinomą augimo slopintoją, kuris slopina transkripcijos-transliacijos procesus ir skatina ramybės fenotipą. Šiuo režimu ląstelės beveik nesidalija ir „praslysta“ chemoterapijos metu.

Ką parodė eksperimentai

• Pacientams (omika): suporuotuose mėginiuose prieš gydymą ir recidyvo metu RUNX1C buvo nuolat padidėjęs; kartu padidėjo BTG2 ir ramybės būsenos parašai.
• In vitro: priverstinė RUNX1C raiška sumažino AML ląstelių jautrumą keliems chemoterapiniams vaistams; RUNX1C nokautas/nugalėjimas atkūrė jautrumą.
• Pelėms, pridėjus anti-RUNX1C ASO prie standartinės chemoterapijos, sumažėjo naviko našta: ląstelės „išėjo iš žiemos miego“, pradėjo dalytis ir tapo pažeidžiamos vaistų.

Kodėl tai svarbu?

Klasikinis AML atkryčio vaizdas yra toks, kai kloninės kilmės ląstelės „išgyvena“ gydymą, dažnai lėtą ir ramybės būsenoje, kuriam citostatikai yra silpnas dirgiklis. Naujame darbe nustatomas specifinis šios ramybės būsenos molekulinis svertas – RUNX1C→BTG2 ašis – ir parodoma, kad jį galima farmakologiškai reguliuoti RNR izoformų lygmeniu. Tai perėjimas nuo strategijos „nužudyti greitai besidalijančias ląsteles“ prie strategijos „jas pažadinti ir sunaikinti“.

Ką tai gali pakeisti praktiškai?

• Naujas taikinys: RUNX1C kaip terapinis taikinys recidyvuojančios/chemoterapijai atsparios AML atveju. Antisensinių oligonukleotidų (ASO) arba kitų RNR taikinių technologijų metodas.
• „ASO + chemoterapijos“ deriniai. Idėja – sinchronizuoti ciklą: išvesti ląsteles iš ramybės būsenos ir gydyti jas maksimalaus pažeidžiamumo fazėje.
• Atrankos biožymenys: RUNX1C/BTG2 padidėjimas ir RUNX1 reguliatoriaus metilinimas recidyvo metu yra pacientų stratifikacijos ir rizikos stebėjimo kriterijai.

Kontekstas: Ką mes jau žinojome apie RUNX1 ir BTG2

• RUNX1 yra pagrindinis kraujodaros transkripcijos faktorius; onkohematologijoje jis paradoksaliai veikia kaip slopintojas arba onkogenas – daug ką lemia kontekstas ir izoforma.
• BTG2 yra augimo / diferenciacijos slopintojas ir streso signalizacijos tarpininkas; jo aktyvacija dažnai sulėtina ląstelių ciklą ir sukelia „ramybės būseną“, kuri yra naudinga normaliomis sąlygomis, o navikų atveju padeda išgyventi terapijos stresą.

Apribojimai, į kuriuos reikia atsižvelgti

• Kelias į kliniką. ASO onkohematologijos kryptis dar tik formuojasi; reikalingi saugumo / veiksmingumo tyrimai ir tikslūs kombinuoti režimai su chemoterapija.
• AML heterogeniškumas. Ne visiems pacientams pasireiškia recidyvas per RUNX1C→BTG2 ašį; norint atrinkti tuos, kuriems „jungiklis“ iš tiesų įjungtas, reikės patvirtintų grupių.
• Rezultatų įrodymai: iki šiol įrodyta ląstelėse/pelėse ir pacientų molekuliniame profiliavime; norint kalbėti apie naudą išgyvenamumui, reikia atlikti klinikinius tyrimus.

Kas toliau?

• ASO kūrimas RUNX1C ir pažadinimo bei nužudymo protokolams su chemoterapijos faze.
• Klinikinis biožymenų (RUNX1C, BTG2, RUNX1 metilinimo) tyrimas ankstyvam latentinio atsparumo nustatymui.
• Izoforminė onkologija neapsiriboja AML: tikrinama, ar panašūs izoforminiai „jungikliai“ yra paslėpti kituose kraujo vėžiuose ir kietuose navikuose.

Šaltinis: Han C. ir kt. Izoformai būdinga RUNX1C-BTG2 ašis valdo AML ramybės būseną ir atsparumą chemoterapijai. „ Blood Cancer Discovery“, 2025 m. https://doi.org/10.1158/2643-3230.BCD-24-0327