Uuring tuvastab geneetilise lüliti, mis aitab leukeemiarakkudel keemiaravi vältida

Teadlased on kirjeldanud molekulaarset trikki, mis võimaldab ägedal müeloidleukeemial (AML) pärast ravi nii sageli tagasi tulla. Uus artikkel ajakirjas Blood Cancer Discovery näitab, et ägenemise ajal aktiveerub mõnedel patsientidel RUNX1 geeni "alternatiivne programm": just RUNX1C isovorm suureneb järsult, käivitades BTG2 ja pannes leukeemiarakud puhkeolekusse, seisundisse, kus keemiaravi ravimitel pole peaaegu mingit mõju. RUNX1C blokeerimisega (antisenss-oligonukleotiididega) ja samaaegselt standardse keemiaravi manustamisega suutsid teadlased rakke "üles äratada" ja suurendada nende tundlikkust ravi suhtes – nii kultuurides kui ka hiirtel.

Uuringu taust

Äge müeloidleukeemia (AML) on endiselt retsidiividega haigus: isegi pärast edukat induktsioonkeemiaravi kogeb märkimisväärne osa patsientidest retsidiivi. Üks peamine seletus on mõnede rakkude "peitmine" puhkeolekusse (vaiksesse olekusse), mis on iseloomulik leukeemia tüvirakkudele (LSC-dele). Samal ajal kui jagunevad blastid surevad, jäävad aeglased ja uinunud kloonid ellu ja taaskäivitavad kasvaja. Selle puhkeoleku molekulaarsete lülitite mõistmine on ravimiresistentsuse ületamise võti.

RUNX1 mängib keskset rolli vereloome transkriptsioonilises regulatsioonis – kuid see ei ole üksik valk, vaid alternatiivsete promootorite ja splaissingu teel tekkivate isovormide perekond. Inimestel kodeerib RUNX1C isovormi "distaalne" P1 promootor, samas kui RUNX1A/1B kodeerib "proksimaalne" P2; isovormide jaotus sõltub arengustaadiumist ja rakutüübist. Isovormide koostis võib rakkude käitumist radikaalselt muuta – alates tüviraku säilitamisest kuni onkogeensete omadusteni –, kuid RUNX1C konkreetne panus AML-i retsidiivi ja kemoresistentsuse tekkesse on jäänud ebaselgeks.

Paralleelselt kogunesid andmed antiproliferatiivsete valkude perekonna BTG/Tob (eelkõige BTG2) kohta, mis seonduvad CCR4-NOT kompleksiga ja kiirendavad maatriks-RNA-de "dehüdratsiooni" (deadenüleerimist), vähendades nende stabiilsust ja pärssides globaalselt valgusünteesi. Immuunsüsteemis aitavad just BTG1/BTG2 säilitada rakkude puhkeseisundit; on loogiline eeldada, et sarnased mehhanismid võivad vähirakke "uinutada", kaitstes neid tsütostaatikumide eest. Siiski on RUNX1 isovormide ja BTG2 otsene seos AML-i uinunud fenotüübiga jäänud hüpoteesiks kuni viimase ajani.

Teine lünk on metodoloogiline. Enamik AML-i ekspressiooniuuringuid on võtnud arvesse kogu geenide taset, eristamata isovorme ja harva analüüsides samadel patsientidel paarisproove, mis on moodustatud ravieelselt → retsidiivilt. Selline disain on kriitilise tähtsusega, kui retsidiivi ei käivita mitte „geeni juurdekasv“, vaid promootori/isovormi ümberlülitumine epigeneetiliste nihete taustal. Selle lünga täitmine tähendab isovormispetsiifilise ravi sihtmärkide (nt RNA-le suunatud oligonukleotiidide) saamist, mis suudavad uinunud rakke „üles äratada“ ja muuta need keemiaravi suhtes haavatavaks.

Selle taustal uurib Blood Cancer Discovery uus artikkel, kas retsidiveerunud AML-il on RUNX1-s epigeneetiline „klõps“ nihkega RUNX1C suunas ning kas RUNX1C ja BTG2 moodustavad telje, mis viib rakud puhkeseisundisse ja suurendab ravimiresistentsust. Autorid kasutavad paarisproove „ravieelsest/retsidiveerunud“ perioodist, RNA isovormi analüüsi, funktsionaalseid analüüse ja isovormispetsiifilisi antisenss-oligonukleotiide – mitte ainult puhkeseisundi kirjeldamiseks, vaid ka selle pöörduvuse ja farmakoloogilise haavatavuse testimiseks.

Kuidas me selleni jõudsime?

Autorid kasutasid ebatavalist lähenemisviisi: nad võrdlesid samadelt patsientidelt võetud leukeemiaproove enne ravi ja ägenemise ajal, analüüsides RNA isovorme, mitte ainult "kogu" geeniekspressiooni. See paarisdisain võimaldas neil näha, et haiguse taastumisel ei muutu mitte ainult RUNX1 tase, vaid ka selle isovormide suhe – just RUNX1C tõuseb. Paralleelselt kontrollis meeskond, mis toimub mehaanikas: nad tuvastasid DNA-s "lüliti" (RUNX1 regulatiivse piirkonna metüleerimine), RUNX1C sihtmärgi – BTG2 geeni – ja funktsionaalsed tagajärjed – rakkude puhkeoleku ja ravimiresistentsuse.

• Isovorm on oluline. RUNX1 esineb mitmes variandis; nende tasakaalustamatust on hematoloogiliste haiguste puhul juba ammu kahtlustatud, kuid RUNX1C roll AML-i ägenemises on kliinilises materjalis selgelt tõestatud.
• Epigeneetiline "klõps". Relapsi ajal ilmub RUNX1 regulatiivsesse tsooni metüülmärk, mis põhjustab kasvajarakkude "lülitumise" RUNX1C tootmiseks.
• RUNX1C→BTG2 telg. RUNX1C aktiveerib BTG2, tuntud kasvusupressori, mis pärsib transkriptsiooni-translatsiooni protsesse ja soodustab uinunud fenotüübi teket. Selles režiimis rakud peaaegu ei jagune – ja „lipsuvad läbi“ keemiaravi mõjul.

Mida katsed näitasid

• Patsientidel (omika): paarisproovides enne ravi ja retsidiivi ajal oli RUNX1C pidevalt kõrgenenud; BTG2 ja puhkeseisundi signatuurid suurenesid koos sellega.
• In vitro: RUNX1C sunnitud ekspressioon muutis AML-rakud vähem tundlikuks mitmete keemiaravimite suhtes; RUNX1C väljalülitamine/vaigistamine taastas tundlikkuse.
• Hiirtel vähendas RUNX1C-vastase ASO lisamine standardsele keemiaravile kasvajakoormust: rakud "tuli talveunest välja", hakkasid jagunema ja muutusid ravimite suhtes haavatavaks.

Miks see oluline on?

AML-i retsidiivi klassikaline pilt on see, kus klonaalsed lähterakud jäävad ravist „ellu“, sageli aeglaselt ja uinunud olekus, mille puhul tsütostaatikumid on nõrk ärritaja. Uus töö tuvastab selle uinunud seisundi spetsiifilise molekulaarse hoova – RUNX1C→BTG2 telje – ja näitab, et seda saab farmakoloogiliselt muuta RNA isovormide tasandil. See on nihe strateegialt „hävita kiiresti jagunevad rakud“ strateegiale „ärata nad üles ja tapa nad“.

Mida see praktikas muuta võib?

• Uus sihtmärk: RUNX1C terapeutilise sihtmärgina retsidiveerunud/kemorisistentse AML-i korral. Antisenss-oligonukleotiid (ASO) või muud RNA-sihipärased tehnoloogiad.
• "ASO + keemiaravi" kombinatsioonid. Idee on tsükli sünkroniseerimises: tuua rakud puhkeseisundist välja ja ravida neid maksimaalse haavatavuse faasis.
• Valiku biomarkerid: RUNX1C/BTG2 taseme tõus ja RUNX1 regulaatori metüleerimine retsidiivi ajal on patsientide stratifitseerimise ja riski jälgimise kandidaadid.

Kontekst: Mida me juba teadsime RUNX1 ja BTG2 kohta

• RUNX1 on vereloome peamine transkriptsioonifaktor; onkohematoloogias on see paradoksaalne: see võib käituda nii supressori kui ka onkogeenina – kontekst ja isovorm määravad palju.
• BTG2 on kasvu/diferentseerumise pärssija ja stressisignaali vahendaja; selle aktiveerimine põhjustab sageli rakutsükli aeglustumist ja „vaikse seisundi“ tekkimist – mis on kasulik normaalsetes tingimustes ja aitab kasvajate puhul ravistressiga toime tulla.

Piirangud, mida meeles pidada

• Tee kliinikusse. ASO suund onkohematoloogias on alles kujunemas; vaja on ohutus-/manustamisuuringuid ja täpseid kombinatsioonravimeid keemiaraviga.
• AML-i heterogeensus. Mitte kõigil patsientidel ei esine retsidiivi RUNX1C→BTG2 telje kaudu; nende patsientide valimiseks, kellel see „lüliti“ tõeliselt sisse lülitatakse, on vaja valideeritud paneele.
• Tulemuste tõendid: Seni on näidatud rakkudel/hiirtel ja patsientide molekulaarsel profiilimisel; ellujäämise eeliste kohta rääkimiseks on vaja kliinilisi uuringuid.

Mis edasi saab?

• ASO väljatöötamine RUNX1C jaoks ja äratus-ja-tappa protokollid keemiaravi faasimisega.
• Biomarkerite (RUNX1C, BTG2, RUNX1 metülatsioon) kliiniline testimine latentse resistentsuse varajaseks avastamiseks.
• Isovormiline onkoloogia ulatub AML-ist kaugemale: testitakse, kas sarnased isovormi "lülitid" on peidetud ka teistes verevähkides ja tahketes kasvajates.

Allikas: Han C. jt. Isovormispetsiifiline RUNX1C-BTG2 telg reguleerib AML-i vaikimisseisundit ja keemiaravi resistentsust. Blood Cancer Discovery, 2025. https://doi.org/10.1158/2643-3230.BCD-24-0327