Pētījumā atklāts ģenētisks slēdzis, kas palīdz leikēmijas šūnām izvairīties no ķīmijterapijas

Zinātnieki ir aprakstījuši molekulāru triku, kas ļauj akūtai mieloleikozei (AML) tik bieži atgriezties pēc ārstēšanas. Jauns raksts žurnālā Blood Cancer Discovery liecina, ka recidīva laikā dažiem pacientiem tiek aktivizēta RUNX1 gēna "alternatīvā programma": tieši RUNX1C izoforma strauji palielinās, aktivizējot BTG2 un novietojot leikēmijas šūnas miera stāvoklī, kurā ķīmijterapijas zālēm gandrīz nav nekādas iedarbības. Bloķējot RUNX1C (ar antisensu oligonukleotīdiem) un vienlaikus veicot standarta ķīmijterapiju, pētnieki spēja "pamodināt" šūnas un palielināt to jutību pret ārstēšanu – gan kultūrās, gan pelēs.

Pētījuma pamatojums

Akūta mieloleikoze (AML) joprojām ir recidivējoša slimība: pat pēc veiksmīgas indukcijas ķīmijterapijas ievērojamai daļai pacientu rodas recidīvs. Viens no galvenajiem skaidrojumiem ir dažu šūnu "slēpšanās" miera stāvoklī (klusuma stāvoklī), kas raksturīgs leikēmijas cilmes šūnām (LSC). Lai gan dalošie blasti iet bojā, lēni un snaudoši kloni izdzīvo un atjauno audzēja darbību. Šīs miera stāvokļa molekulāro slēdžu izpratne ir galvenais, lai pārvarētu zāļu rezistenci.

RUNX1 ir centrāla loma hematopoēzes transkripcijas regulācijā, taču tas nav atsevišķs proteīns, bet gan izoformu saime, kas rodas no alternatīviem promotoriem un splaisinga. Cilvēkiem RUNX1C izoformu kodē "distālais" P1 promotors, savukārt RUNX1A/1B kodē "proksimālais" P2; izoformu sadalījums ir atkarīgs no attīstības stadijas un šūnu tipa. Izoformu sastāvs var radikāli mainīt šūnu uzvedību – sākot no cilmes šūnu saglabāšanas līdz onkogēnām īpašībām –, taču RUNX1C specifiskā ietekme uz AML recidīvu un ķīmijrezistenci joprojām nav skaidra.

Paralēli uzkrājās dati par antiproliferatīvo olbaltumvielu BTG/Tob saimi (īpaši BTG2), kas saistās ar CCR4-NOT kompleksu un paātrina matricas RNS "dehidratāciju" (deadenilāciju), samazinot to stabilitāti un globāli nomācot olbaltumvielu sintēzi. Imūnsistēmā tieši BTG1/BTG2 palīdz uzturēt šūnu miera stāvokli; ir loģiski pieņemt, ka līdzīgi mehānismi var "iemidzināt" vēža šūnas, aizsargājot tās no citostatiskiem līdzekļiem. Tomēr tieša saikne starp RUNX1 izoformām un BTG2, kā arī AML snaudošo fenotipu līdz nesenam laikam palika hipotēze.

Vēl viena nepilnība ir metodoloģiska. Lielākā daļa AML ekspresijas pētījumu ir ņēmuši vērā kopējo gēnu līmeni, nenošķirot izoformas un reti analizējot pāra “pirms ārstēšanas → recidīva” paraugus vieniem un tiem pašiem pacientiem. Šāds dizains ir kritiski svarīgs, ja recidīvu izraisa nevis “gēnu pieaugums”, bet gan promotera/izoformas pārslēgšanās uz epigenetisku nobīžu fona. Šīs nepilnības aizpildīšana nozīmē mērķu iegūšanu izoformām specifiskai terapijai (piemēram, RNS mērķtiecīgi oligonukleotīdi), kas var “pamodināt” snaudošas šūnas un padarīt tās neaizsargātas pret ķīmijterapiju.

Ņemot vērā iepriekšminēto, jaunā rakstā žurnālā Blood Cancer Discovery tiek pārbaudīts, vai recidivējošai AML ir epigenetisks "klikšķis" RUNX1 ar nobīdi RUNX1C virzienā un vai RUNX1C un BTG2 veido asi, kas ievieto šūnas miera stāvoklī un palielina zāļu rezistenci. Autori izmanto pāra "pirmsterapijas/recidīva" paraugus, RNS izoformu analīzi, funkcionālās pārbaudes un izoformām specifiskus antisensu oligonukleotīdus - ne tikai, lai aprakstītu miera stāvokļa pazīmes, bet arī lai pārbaudītu tās atgriezeniskumu un farmakoloģisko ievainojamību.

Kā mēs pie tā nonācām?

Autori izmantoja neparastu pieeju: viņi salīdzināja leikēmijas paraugus no tiem pašiem pacientiem pirms ārstēšanas un recidīva laikā, analizējot RNS izoformas, nevis tikai "kopējo" gēnu ekspresiju. Šis pāra dizains ļāva viņiem redzēt, ka, slimībai atkārtojoties, mainās ne tikai RUNX1 līmenis, bet gan tā izoformu attiecība – tieši RUNX1C paaugstinās. Paralēli komanda pārbaudīja, kas notiek mehānikā: viņi identificēja "slēdzi" DNS (RUNX1 regulējošā reģiona metilēšana), RUNX1C mērķi – BTG2 gēnu – un funkcionālās sekas – šūnu miera stāvokli un zāļu rezistenci.

• Izoformai ir nozīme. RUNX1 pastāv vairākos variantos; to nelīdzsvarotība jau sen ir aizdomas par hematoloģiskām slimībām, taču RUNX1C loma AML recidīvā ir skaidri pierādīta klīniskajos materiālos.
• Epigenetisks "klikšķis". Recidīva laikā RUNX1 regulējošajā zonā parādās metilgrupas atzīme, kas izraisa audzēja šūnu "pārslēgšanos" uz RUNX1C ražošanu.
• RUNX1C→BTG2 ass. RUNX1C aktivizē BTG2, zināmu augšanas nomācēju, kas kavē transkripcijas-translācijas procesus un veicina snaudošu fenotipu. Šajā režīmā šūnas gandrīz nedalās un ķīmijterapijas laikā "izslīd cauri".

Ko parādīja eksperimenti

• Pacientiem (omika): pāru paraugos pirms terapijas un recidīva laikā RUNX1C līmenis bija pastāvīgi paaugstināts; līdz ar to palielinājās BTG2 un miera stāvokļa paraksti.
• In vitro: RUNX1C piespiedu ekspresija padarīja AML šūnas mazāk jutīgas pret vairākām ķīmijterapijas zālēm; RUNX1C izslēgšana/deaktivizēšana atjaunoja jutību.
• Pelēm, pievienojot anti-RUNX1C ASO standarta ķīmijterapijai, tika samazināts audzēja slogs: šūnas "atdzīvojās no ziemas miega", sāka dalīties un kļuva neaizsargātas pret zālēm.

Kāpēc tas ir svarīgi?

Klasiskā AML recidīva aina ir klonālu avota šūnu “izdzīvošana” pēc ārstēšanas, kas bieži vien ir lēna un snaudoša, un citostatiķi ir vājš kairinātājs. Jaunajā darbā ir identificēta specifiska šīs snaudas molekulārā svira – RUNX1C→BTG2 ass – un pierādīts, ka to var farmakoloģiski pielāgot RNS izoformu līmenī. Šī ir pāreja no stratēģijas “nogalināt ātri dalošās šūnas” uz stratēģiju “pamodināt tās un nogalināt tās”.

Ko tas var mainīt praksē?

• Jauns mērķis: RUNX1C kā terapeitisks mērķis recidivējošas/ķīmijrezistentas AML gadījumā. Antisenss oligonukleotīdu (ASO) vai citu RNS mērķtiecīgu tehnoloģiju pieeja.
• "ASO + ķīmijterapijas" kombinācijas. Ideja ir sinhronizēt ciklu: izvest šūnas no miera stāvokļa un ārstēt tās maksimālās ievainojamības fāzē.
• Atlases biomarķieri: RUNX1C/BTG2 līmeņa paaugstināšanās un RUNX1 regulatora metilēšana recidīva laikā ir pacientu stratifikācijas un riska uzraudzības kandidāti.

Konteksts: Ko mēs jau zinājām par RUNX1 un BTG2

• RUNX1 ir galvenais hematopoēzes transkripcijas faktors; onkohematoloģijā tas ir paradoksāli: tas var darboties kā supresors vai onkogēns — konteksts un izoforma daudz ko nosaka.
• BTG2 ir augšanas/diferenciācijas nomācējs un stresa signalizācijas mediators; tā aktivācija bieži izraisa šūnu cikla palēnināšanos un “miera stāvokli”, kas ir labvēlīgi normālos apstākļos, un audzēju gadījumā palīdz pārciest terapijas stresu.

Ierobežojumi, kas jāpatur prātā

• Ceļš uz klīniku. ASO virziens onkohematoloģijā tikai veidojas; nepieciešami drošības/ievades pētījumi un precīzas kombinētās shēmas ar ķīmijterapiju.
• AML heterogenitāte. Ne visiem pacientiem slimība atkārtojas, izmantojot RUNX1C→BTG2 asi; būs nepieciešamas validētas grupas, lai atlasītu tos, kuriem šis “slēdzis” patiešām ir ieslēgts.
• Rezultātu pierādījumi: Līdz šim pierādīts šūnās/pelēs un pacientu molekulārajā profilēšanā; lai runātu par izdzīvošanas ieguvumiem, ir nepieciešami klīniskie pētījumi.

Kas tālāk?

• ASO izstrāde RUNX1C un modināšanas un nogalināšanas protokoliem ar ķīmijterapijas fāzēšanu.
• Biomarķieru (RUNX1C, BTG2, RUNX1 metilēšanas) klīniskā testēšana latentas rezistences agrīnai atklāšanai.
• Izoformas onkoloģija sniedzas tālāk par AML: tiek pārbaudīts, vai līdzīgi izoformas "slēdži" ir paslēpti citos asins vēža veidos un cietos audzējos.

Avots: Han C. et al. Izoformai specifiska RUNX1C-BTG2 ass nosaka AML miera stāvokli un ķīmijrezistenci. Blood Cancer Discovery, 2025. https://doi.org/10.1158/2643-3230.BCD-24-0327