MDS: Basic and Translational: Disease Mechanisms and Therapeutic Vulnerabilities in Molecular Genetic Subtypes of MDSBasic and Translational: Molecular Drivers and Therapeutic Implications
Die bearbeiteten Zusammenfassungen von Oncoletter basieren auf den Angaben in den Abstracts
- 343 Mis-Splicing Derived Neoantigens and Cognate T Cell Receptors in Splicing Factor Mutant Myeloid Neoplasms
- 344 MDS-Associated SF3B1 Mutations Promote Aberrant Hematopoietic Cell Fate Choice By Disrupting Mediator Kinase Module Component CDK8
- 345 Mitochondrial Transcriptional-Translational Conflict Contributes to Defective Erythropoiesis and Disease Progression in Splicing Factor Mutant Myelodysplastic Syndromes
- 346 Clonal Origin of Therapy-Related Myeloid Neoplasms after Autologous Stem Cell Transplant
- 347 Bi-Allelic DDX41 Mutations Exert Stage Specific Effects on Hematopoiesis to Promote Disease
- 348 Deficit of microRNA (miR)-142 Promotes Transformation of Clonal Myeloid Disorder into Acute Myeloid Leukemia (AML)
Won Jun Kim, Edie I. Crosse, Emma De Neef, et al.
343 Von falschem Spleißen abgeleitete Neoantigene und kognitive T-Zell-Rezeptoren in myeloischen Neoplasien mit Spleißfaktor-Mutation
Daten mit unmittelbaren therapeutischen Auswirkungen
Mutationen in RNA-Spleißfaktoren sind bei MDS und AML am häufigsten. Diese Mutationen verursachen laut den Studienautoren spezifische Spleißveränderungen, die potenzielle Ziele für T-Zell-basierte Immuntherapien sein könnten.
Die Autoren identifizierten gemeinsame Neoantigene, die durch Mutationen in SRSF2 und ZRSR2 entstehen und auf HLA-Klasse I präsentiert werden. Diese Neoantigene weckten immunogene Reaktionen und die Autoren entdeckten T-Zell-Rezeptoren (TCRs), die selektiv leukämische Zellen eliminieren können.
Durch Analyse von RNA-seq-Daten von myeloischen Leukämiepatienten mit SRSF2- oder ZRSR2-Mutationen ermittelten die Autoren tumorspezifische mRNA-Isoformen. Insgesamt wählten sie 56 Kandidaten aus der SRSF2-Mutante und 19 von der ZRSR2-Mutante zur weiteren Untersuchung. Kandidatenpeptide wurden synthetisiert und ihre HLA-I-Bindung validiert. Ein bestimmtes Peptid aus dem SRSF2-Mutation-induzierten Exon 4-Skipping in CLK3 war immunogen. Primäre menschliche T-Zellen mit diesen TCRs zeigten eine spezifische Zytolyse von leukämischen Zellen, die das CLK3-Neoantigen exprimieren.
Die Entdeckung immunogener Neoantigene in Spleißfaktor-Mutationen wirft Fragen zur Entwicklung maligner Erkrankungen angesichts potenzieller Immunreaktionen auf. Die Autoren isolierten antigenreaktive CD8+ T-Zellen aus PBMCs von MDS/AML-Patienten mit Spleißfaktor-Mutationen. Einzelzellanalyse zeigte, dass neoantigenreaktive CD8+ T-Zellen im Blut von MDS- und AML-Patienten klonal expandieren, aber eine beeinträchtigte zytotoxische Funktion aufweisen.
Für Hochrisiko-MDS und AML ist die allogene Stammzelltransplantation (allo-SCT) weiterhin die beste kurative Therapie. TCR-Analysen vor und nach allo-SCT zeigten vom Spender stammende TCRs, die leukämische Zellen erkennen und lysieren konnten.
Fazit
Insgesamt identifizieren diese Daten laut den Studienautoren wiederkehrende RNA-Fehlsplicing-Ereignisse als Quellen für handlungsfähige öffentliche Neoantigene in myeloischen Malignomen und liefern einen Konzeptnachweis für die genetische Umlenkung von T-Zellen zur Erkennung dieser Ziele. Diese Daten haben unmittelbare therapeutische Auswirkungen, da die vorgestellten TCRs laut den Studienautoren für die transgene TCR-T-Zelltherapie verwendet werden können.
Elizabeth Alice Bonner, Axia Song, Erica A Arriaga-Gomez, et al.
344 MDS-assoziierte SF3B1-Mutationen fördern die abweichende Wahl des hämatopoetischen Zellschicksals durch Störung der Mediator-Kinase-Modul-Komponente CDK8
Ergebnisse werfen neues Licht auf die Ätiologie von MDS
Es wird laut den Studienautoren angenommen, dass somatische SF3B1-Mutationen früh in der Pathogenese myeloischer Erkrankungen wie MDS auftreten. Diese Mutationen beeinflussen hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen (HSPCs) und lenken sie in Richtung der myeloischen Linien, während sie die erythroide Reifung beeinträchtigen. Ein direkter Zusammenhang zwischen SF3B1-Mutationen und der Zellschicksalswahl in HSPCs wurde jedoch noch nicht nachgewiesen.
Eine aktuelle Studie legt nahe, dass mutiertes SF3B1 die Transkription durch gestörte RNA-Polymerase-II-Prozessivität verändert. Die Autoren stellen die Hypothese auf, dass SF3B1-Mutationen das Spleißen von Transkriptionsregulatoren stören und so die hämatopoetische Differenzierung verändern.
Die Meta-Analyse der Autoren von RNA-seq-Daten zeigt, dass SF3B1-Mutationen mit der Unterdrückung von CDK8 verbunden sind. Mutiertes SF3B1 fördert eine kryptische Spleißstelle, was zum Abbau von CDK8 führt. Funktionelle Assays mit CDK8-spezifischen shRNAs zeigten, dass CDK8-KD-HSPCs mehr myeloide Kolonien und Zellen produzieren als Kontroll-HSPCs.
In Mausmodellen reduzierten CDK8-KD-HSPCs den Chimärismus menschlicher Zellen beträchtlich und erhöhten den Anteil reifer myeloischer Zellen. Die Knochenmarkszellularität war verringert und es gab mehr myeloische Vorläuferzellen. Transkriptomische Analysen zeigten, dass CDK8-KD-HSPCs weniger homöostatische HSPC-Gene und mehr myeloische Differenzierungs- und Onkogenese-Gene exprimierten.
Zusammengefasst deuten die Ergebnisse der Autoren darauf hin, dass der Verlust von CDK8 die hämatopoetische Differenzierung und Zellschicksalswahl durch Deregulierung von Transkriptionsnetzwerken beeinflusst.
Fazit
Die Studie identifiziert CDK8 als einen wichtigen Regulator der HSPC-Homöostase und der Bestimmung des Zellschicksals bei SF3B1-mutierten MDS. Die Deletion von CDK8 reduziert nicht nur die Fitness und führt zu einer Ausrichtung der HSPCs auf myelomonozytäre Linien, sondern spiegelt auch die Phänotypen wider, die bei SF3B1-mutierten MDS beobachtet werden. Dieses Ergebnis stellt einen direkten Zusammenhang zwischen einem SF3B1-mutierten Spleißereignis und einer verzerrten hämatopoetischen Differenzierung her und wirft ein neues Licht auf die Ätiologie von MDS.
Qiaoli Li, Fei Yang, Yuanyi Ling, et al.
345 Mitochondrialer Transkriptions-Translations-Konflikt trägt bei myelodysplastischen Syndromen mit Spleißfaktor-Mutation zu defekter Erythropoese und Krankheitsprogression bei
Rapamycin als potenzielle therapeutische Strategie für MDS-Patienten mit SF3B1-Mutation
Myelodysplastische Syndrome (MDS) sind laut den Studienautoren myeloische Krebserkrankungen, die von hämatopoetischen Stammvorläuferzellen (HSPC) ausgehen. Sie sind durch Zytopenie, dysplastische Hämatopoese und ein hohes Risiko für akute myeloische Leukämie gekennzeichnet.
SF3B1 ist der häufigste mutierte Spleißfaktor bei MDS und deutet meist auf eine gute Prognose hin, tritt aber auch bei Patienten mit überschüssigen Blasten auf.
Um die Eigenschaften von SF3B1-mutierten HSPCs bei MDS zu untersuchen, führten die Autoren Einzelzell-RNA-Sequenzierung und Genotypisierung von CD34+ HSPCs aus dem Knochenmark durch. Sie fanden bei MDS-Patienten mit geringem Risiko mehr mutierte Zellen entlang der erythroiden Trajektorie und bei solchen mit höherem Risiko mehr unreife myeloische Populationen.
Die Autoren etablierten iPS-Zelllinien von MDS-Patienten mit SF3B1-K700E-Mutation und führten RNA-Seq und Ribo-Seq durch. Die Ergebnisse zeigten eine aktivierte Transkription und unausgewogene Translation in SF3B1-mutierten Zellen sowie dysfunktionale Mitochondrien. Während der Differenzierung ging die Produktion von Erythroblasten in mutierten Zellen zurück und es trat erhöhter endoplasmatischer Retikulumstress auf.
Die Autoren testeten mehrere Medikamente, um die Anämie in mutierten Zellen zu behandeln; jedoch war nur Rapamycin, ein mTOR-Inhibitor, erfolgreich und verbesserte die erythroide Differenzierung spezifisch in SF3B1-mutierten Zellen.
Fazit
Zusammenfassend bieten die Ergebnisse Einblicke in die kritische Rolle der mitochondrialen Transkription und Translation bei der Steuerung der Erythropoese über den mTOR-Signalweg. Die Autoren vermuten, dass die SF3B1-Mutation dysfunktionale Mitochondrien und eine erhöhte ESR verursacht, was zu einer abweichenden mitochondrialen Translation und einer beeinträchtigten Proteinsynthese führt, und schlagen Rapamycin als potenzielle therapeutische Strategie für MDS-Patienten mit SF3B1-Mutation vor, um die Anämie durch Hemmung der stressinduzierten mTOR-Aktivierung zu lindern.
Hidetaka Uryu, Koichi Saeki, Hiroshi Haeno, et al.
346 ASH stuft diesen Abstract als klinisch relevant ein
Klonaler Ursprung von therapiebedingten myeloischen Neoplasmen nach autologer Stammzelltransplantation
Zwei verschiedene Wege für die Entwicklung von t-MN nach einer ASCT
Therapiebedingte myeloische Neoplasien (t-MN) sind laut den Studienautoren eine schwerwiegende Komplikation der Krebs-Chemotherapie, besonders nach autologer Stammzelltransplantation (ASCT) bei multiplem Myelom (MM) oder Lymphom. Frühere Studien ergaben, dass klonale Hämatopoese (CH) ein erhöhtes Risiko für t-MN nach ASCT darstellt. Es bleibt jedoch unklar, ob CH-Mutationen in peripheren Blutstammzellen (PBSC) sich zu t-MN-Klonen entwickeln.
Die Autoren untersuchten 9 MM-Patienten, die nach ASCT t-MNs entwickelten, mit einer medianen Latenzzeit von 3 Jahren. Einzelzellkolonien aus PBSCs dieser Patienten wurden mittels Ganzgenomsequenzierung (WGS) analysiert. Insgesamt wurden 1.032 Kolonien sequenziert. Passende t-MN-Proben wurden mit Massen-WGS an Knochenmarksproben untersucht. Phylogenetische Bäume der PBSCs zeigten parallele Entwicklungen von TP53- und PPM1D-Mutationen. Die Mutationslast war in TP53-, PPM1D- und Wildtyp-Kolonien vergleichbar.
Integrierte phylogenetische Analysen identifizierten den klonalen Ursprung von t-MNs in 5 von 9 PBSC-Proben. Der Ursprung konnte auf eine einzelne Stammzelle mit TP53-Mutationen zurückgeführt werden. In den PBSCs von 4 Patienten war die MRCA nicht nachweisbar. Bei zwei dieser Patienten wurden melphalanbedingte Mutationssignaturen gefunden, was auf einen Ursprung in nicht mobilisierten HSZ des Knochenmarks hindeutet.
Fazit
Die Ergebnisse deuten laut den Studienautoren darauf hin, dass es zwei verschiedene Wege für die Entwicklung von t-MN nach einer ASCT gibt: Einen, der von mutierten Stammzellen in mobilisierten PBSCs ausgeht, und einen anderen, der von nicht mobilisierten Stammzellen des Knochenmarks ausgeht. Weitere Studien sind erforderlich, um die klinischen Auswirkungen dieser unterschiedlichen Entwicklungswege bei t-MNs zu klären.
Benjamin Kroger, Yuanyuan Ji, Toby Thomas, et al.
347 Bi-Allelische DDX41-Mutationen üben stadienspezifische Effekte auf die Hämatopoese aus und fördern die Krankheit
Weitere Profilierung der HSCs bei diesen Patienten verspricht ein besseres Verständnis der Biologie der DDX41-assoziierten Krankheit
Keimbahnmutationen in der DEAD-Box-Helikase 41 (DDX41) sind laut den Studienautoren eine bedeutende vererbbare Ursache für myeloische Malignome und betreffen etwa 4 % der akuten myeloischen Leukämie (AML) und myelodysplastischen Syndrome (MDS). Oft ist die zweite Kopie des DDX41-Gens somatisch mutiert. Diese Mutationen fördern die Expansion hämatopoetischer Stammzellen (HSZ), was zu einer unzureichenden Differenzierung führt.
Die Studie untersuchte 11 Patienten mit DDX41-mutiertem AML/MDS, wobei 40 % von ihnen unbekannte somatische DDX41-Mutationen aufwiesen. Diese Mutationen traten besonders häufig in HSZ auf, waren aber im unfraktionierten Knochenmark (BM) weniger sichtbar. Durchflusszytometrische Analysen zeigten eine erhöhte Anzahl unreifer Lin-CD34+CD38-Zellen bei g/s-mutierten Fällen.
Mittels RDM-Seq konnten die Autoren DDX41 g/s-mutierte HSZ entlang ihrer Differenzierung verfolgen. Die g/s-mutierten Klone dominierten den HSC/multipotenten Vorläuferpool und wurden seltener bei ausgereiften Zellen. Zudem identifizierten die Autoren spezifische Treibermutationen wie TP53 K132R und EZH2 G625R, die in frühen Stadien verbleiben und die Differenzierung behindern.
Schließlich führten die Autoren differenzielle Genexpressionsanalysen durch und fanden heraus, dass g/s-mutierte Zellen eine reduzierte Expression von H3K27me3-regulierten Genen aufweisen. Dieses Verhalten deutet darauf hin, dass DDX41-Mutationen die PRC2-vermittelte Genregulation beeinflussen können, was zur Expansion der HSCs beiträgt.
Fazit
Die Ergebnisse deuten laut den Studienautoren darauf hin, dass Keimbahn-DDX41-mutierte AML und MDS eine andere Ätiologie haben als sporadische Erkrankungen. Sie unterstützen ein Modell, bei dem DDX41-Keimbahn- und somatische Ko-Mutationen die Expansion von HSZ vorantreiben, die zu einer effektiven Hämatopoese nicht fähig sind, wobei sich Zytopenien nach dem Ausfall von HSZ mit funktionellem DDX41 entwickeln und expandierte DDX41 g/s-mutierte HSZ als Blasten nachgewiesen werden. Dies könnte die klinischen Merkmale der DDX41-mutierten Erkrankung erklären, wie z. B. schwere Zytopenien, eine hypozelluläre BM und das Fehlen einer proliferativen AML. Diese Studien zeigen auch, wie Analysen von unfraktioniertem BM die DDX41 g/s-mutierten Klone übersehen können, die den Krankheitsphänotyp bestimmen. Eine weitere Profilierung der HSCs bei diesen Patienten verspricht laut den Studienautoren ein besseres Verständnis der Biologie der DDX41-assoziierten Krankheit.
Yongfang Xu, Huafeng Wang, Fang Chen et al.
348 Ein Mangel an microRNA (miR)-142 fördert die Umwandlung einer klonalen myeloischen Störung in eine akute myeloische Leukämie (AML)
miR-142-Defizit spielt Schlüsselrolle bei der sAML-Transformation und unterstützt mögliche therapeutische Intervention mit miR-142-imitierenden Substanzen
Die 5-Jahres-Überlebensrate für AML-Patienten beträgt laut den Studienautoren etwa 30 %, was neue, sichere und wirksame Medikamente erforderlich macht. Patienten mit klonalen hämatopoetischen Vorerkrankungen (ACHD) haben eine schlechtere Prognose und werden oft von klinischen Studien ausgeschlossen. Die Mechanismen der AML-Transformation sind komplex und unvollständig erforscht.
MiRNAs regulieren Ziel-Boten-RNAs und beeinflussen dadurch Proteinproduktion. MiR-142, das auf Chromosom 17q22 liegt, spielt eine Rolle in der Hämatopoese und der Differenzierung von Immunzellen. Ein Verlust des mir142-Gens in Mäusen reduziert die Produktion hämatopoetischer Zellen und Immunkomponenten. Mutationen oder Herunterregulierung von miR-142 wurden bei verschiedenen Leukämien festgestellt.
Unsere Forschung zeigt, dass ein Defizit an miR-142 in Mausmodellen die Transformation von MPN zu AML fördert. Mir142-/-Flt3ITD/ITD-Mäuse entwickelten Aggressive AML, während Mir142+/+Flt3ITD/ITD-Mäuse nur MPN hatten. Ähnliche Ergebnisse zeigten sich bei MDS-Modellen. Ein miR-142-Defizit führt zu einer raschen Progression zur AML und verkürzt das Überleben signifikant.
Während diese Studien die Rolle von miR-142 bei der sAML-Transformation belegen, bleiben die zugrunde liegenden Mechanismen unklar. Es scheint, dass ein miR-142-Defizit den mitochondrialen Stoffwechsel fördert und die Expansion von LSCs unterstützt. Zudem beeinträchtigt es die Funktion von T- und NK-Zellen, was die antileukämische Überwachung schwächt.
Fazit
Zusammenfassend haben die Autoren gezeigt, dass das miR-142-Defizit eine Schlüsselrolle bei der sAML-Transformation spielt, was eine mögliche therapeutische Intervention mit miR-142-imitierenden Substanzen unterstützt. Diese Behandlungsstudien laufen noch und werden auf der Tagung vorgestellt.