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Next Generation Sequencing nello studio delle LAM-infant

Identificazione di mutazioni comuni in leucemie mieloidi acute infant con cariotipo normale mediante metodiche di Next-Generation Sequencing

Le leucemie acute mieloidi (LAM) sono un gruppo eterogeneo di disordini proliferativi clonali secondarie a trasformazione maligna di un progenitore emopoietico o di una cellula staminale emopoietica (HSC). Le LAM rappresentano il 10-20% dei casi di leucemia acuta dell'età pediatrica (Smith MA et al. J Clin Oncol 1999) e l'incidenza annuale riportata nei paesi industrializzati è di circa 7-8 casi per milione di bambini/adolescenti di età inferiore a 18 anni(Stevens RF et al. J Haematol 1998). Le AML-Infant sono un sottogruppo di pazienti molto ristretto con un profilo prognostico decisamente sfavorevole. Attualmente solo il 40% dei pazienti AML presenta uno specifico marcatore molecolare riconoscibile e utilizzabile nel definire la prognosi di determinati sottogruppi leucemici, mentre la maggioranza delle AML all'esordio è costituita dalla cosiddetta classe a cariotipo normale (CN-LAM), ossia una classe in cui i pazienti sono privi di anomalie citogenetiche. L’andamento clinico non uniforme di tali pazienti suggerisce che la caratterizzazione genetica è indispensabile per una più adeguata e corretta stratificazione del rischio di queste AML non ancora meglio identificate.

Con lo sviluppo del sequenziamento massivo-parallelo, meglio conosciuto come NextGeneration Sequencing, si è arrivati ad oggi a poter sequenziare un intero genoma (Whole-Genome Sequencing) con tempi e costi relativamente contenuti. Il sequenziamento del genoma, dell'esoma e del trascrittoma sono approcci sempre più utilizzati anche nello studio delle LAM in quanto essi rappresentano un nuovo e potente strumento per identificare delle mutazioni che possono essere implicate nella leucemogenesi (Welch JS and Link DCAmerican Society of Hematology Hematol 2011). Tramite il sequenziamento massivo-parallelo sono già stati sequenziati interi genomi (Ley TJ et al. Nature 2008) o il DNA-esonico (Ley TJ et al. N Engl J Med 2010; Mardis ER et al. N Engl J Med 2009) di LAM a cariotipo normale nell'adulto e si sono individuate delle mutazioni (DNMT3A, IDH1, IDH2) che si sono poi rivelate essere ricorrenti in differenti sottogruppi leucemici LAM e che sono in parte rilevanti in termini prognostici e terapeutici (Ley TJ et al. Nature 2008; Mardis ER et al. N Engl J Med2009). D'altro canto, in ambito pediatrico, non sono ancora stati allestiti studi volti al sequenziamento dell'intero genoma, dell'esoma o del trascrittoma.

Scopo della Ricerca

Lo scopo di questo progetto di ricerca è quello di chiarire il profilo genetico delle Leucemie Mieloidi Acute Infantili con cariotipo normale mediante l’utilizzo delle Tecnologie di Next Generation Sequencing. Tale studio permetterà, tramite l’individuazione di possibili mutazioni comuni (recurring mutations), di caratterizzare delle specifiche alterazioni genetiche che possano avere una rilevanza prognostica e terapeutica. La peculiarità del progetto consta soprattutto nel considerare il genoma dei pazienti che hanno sviluppato la leucemia prima di compiere l’anno di vita, presupponendo che le caratteristiche genomiche di questa patologia quasi “congenita” possano differire da quelle degli adulti. Questo è il primo studio che si propone di ottenere la sequenza completa del trascrittoma di casi di LAM-Infant a cariotipo normale e le conoscenze acquisite permetteranno una più profonda comprensione del processo di leucemogenesi consentendo una migliore classificazione dei pazienti nelle più appropriate classi di rischio. Da ciò si potrà poi partire per ridefinire in maniera sempre più accurata i profili prognostici permettendo, in ultima istanza, un adeguamento sempre più personalizzato dei protocolli di terapia.

Riferimenti bibliografici

  1. Smith MA, Rubinstein L, Anderson JR, et al. Secondary leukemia or myelodysplastic syndrome after treatment with epipodophyllotoxins. J Clin Oncol 1999; 17:569-77
  2. Stevens RF, Hann IM, Wheatley K, et al: Marked improvements in outcome with chemotherapy alone in paediatric acute myeloid leukemia: results of the United Kingdom Medical Research Council’s 10th AML trial. MRC Childhood Leukaemia Working Party. Br J Haematol 1998; 101:130-40
  3. Meyerson M, Gabriel S and Getz G. Advances in understanding cancer genomes through second generation sequencing. Nature Reviews Genetics 2010; 11: 685
  4. Ozsolak F and Milos MP. RNA sequencing: advances, challenges and opportunities. Nature Reviews Genetics 2011; 12:87
  5. Ley TJ, Ding L, Walter MJ, McLellan MD, Lamprecht T, Larson DE, et al. DNMT3A Mutations in Acute Myeloid Leukemia . N Engl J Med 2010; 363:2424-33
  6. Ley TJ, Mardis ER, Ding L, Fulton B, McLellan MD,Chen K, et al. DNA sequencing of a cytogenetically normal acute myeloid leukaemia genome. Nature 2008; 456: 66-72
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  9. Palanisamy, N. et al. Rearrangements of the RAF kinase pathway in prostate cancer, gastric cancer and melanoma. Nature Med. 2010 16:793–798
  10. Pantaleo A, Astolfi A, Indo V, Moore R, Thiessen N, Heinrich C, Gnocchi C, Santini D, Catena F, Formica S, Martelli PL, Casadio R, Pession A, Biasco G. SDHA Loss-of-Function Mutations in KIT–PDGFRA Wild Type Gastrointestinal Stromal Tumors Identified by Massively Parallel Sequencing. J Natl Cancer Inst 2011;103:983–987
  11. Welch JS and Link DC. Genomics of AML: Clinical Applications of Next-Generation Sequencing. American Society of Hematology Hematol 2011