IDENTIFICATION OF CELLULAR MARKERS FOR THE IKZF1PLUS SUBGROUP OF B-CELL ACUTE LYMPHOBLASTIC LEUKAEMIA

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Details
  • Presentation type: PD - PostDoctoral
  • Track: Molecular Biology
  • Keywords: IKZF1plus; Cellular markers; Acute lymphoblastic leukaemia;

Authors:

  • 1 Research Centre, Instituto Nacional de Câncer - INCA
  • 2 Division of Clinical Research, Instituto Nacional de Câncer José Alencar Gomes da Silva (INCA), Rio de Janeiro, Brazil
  • 3 Research Centre, Instituto Nacional de Câncer - INCA / INCA
  • 4 Universidade Federal do Rio de Janeiro
  • 5 Onco-Haematology / Prontobaby Hospital da Criança Ltda / Prontobaby Hospital da Criança Ltda
  • 6 Flow Cytometry Laboratory / Amaral Carvalho Foundation / Amaral Carvalho Foundation
  • 7 Paediatric Oncology Unit / Instituto de Medicina Integral Prof Fernando Figueira / Instituto de Medicina Integral Prof Fernando Figueira
  • 8 Onco-Haematology Section / Instituto Estadual de Hematologia Arthur Siqueira Cavalcanti / Instituto Estadual de Hematologia Arthur Siqueira Cavalcanti
  • 9 Pesquisa Clínica / INSTITUTO NACIONAL DE CANCER / Instituto Nacional de Câncer

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Abstract

INTRODUCTION AND OBJECTIVES: B-cell precursor acute lymphoblastic leukaemia (B-ALL) can be classified by the occurrence of several primary genetic alterations. Recently, a new subgroup – named IKZF1plus – was associated with a worse prognosis and a higher risk of relapse in both paediatric and adult B-ALL cases. This subgroup presents a genetic profile defined by the co-occurrence of IKZF1 deletion and CDKN2A, CDKN2B (homozygous), PAX5 or PAR1 deletion, in the absence of ERG alteration. Herein, we aim to identify cellular markers that could be used for the prediction of the IKZF1plus group. MATERIAL AND METHODS: Two independent case series (TARGET and MECS) are being evaluated. The majority of patients were male (60%) and aged ≤21 years-old in both case series. The patients from our lab were all diagnosed between 2018 and 2019. We used the TARGET database (WGS, RNA-seq and clinical data) for the and characterize the groups of patients: IKZF1plus, IKZF1del and IKZF1wild. The retrospective and prospective molecular characterization of samples from our lab is performed by conventional and digital MLPA. The chi-square and Fisher tests were used to verify the statistical significance of the association between the different variables evaluated. Values of P <0.05 were considered statistically significant. RESULTS AND CONCLUSION: A total of 125 patients from TARGET were included, which were grouped as IKZF1plus (13%), IKZF1del (9%) and IKZF1wild (78%). In consequence of an enrichment of IKZF1plus cases in the B-others subgroup, we used this subgroup to perform differential expression analyses using DESeq2 to compare the three IKZF1 groups. Four genes showed increased expression, while thirteen had decreased expression in the IKZF1plus group vs the others. Among these differentially expressed genes (DEG), those that encode membrane proteins were KCNA5, GREB1, EPOR, SDK1 and PTPRB. Moreover, CRLF2 had the highest expression when comparing IKZF1plus vs wild-type. So far, 108 patients from our lab have been molecularly characterized with 15.5%, 18.5% and 63.8% being grouped as IKZF1plus, IKZF1del and IKZF1wild, respectively. Digital MLPA analyses showed an increase in the frequency of VPREB1 deletions in patients with IKZF1plus and IKZF1del. We identified that KCNA5, GREB1, EPOR, SDK1 and PTPRB are potential biomarkers to identify the IKZF1plus subgroup. Among DEG, those that encode membrane proteins, such as the 5 biomarkers mentioned above, are the best candidate to be used as markers for immunophenotyping analyses. Furthermore, CRLF2 expression might be a good candidate marker to identify this subtype.

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Caroline Blunck

Olá, Dra Luciana! Obrigada pela pergunta.

Então, os mecanismos que levam à superexpressão do gene CRLF2 em LLA-CPB ainda não foram totalmente elucidados. Porém,  já é descrito que algumas anormalidades genéticas tais como alterações cromossômicas que resultam em fusões gênicas como IGH-CRLF2, P2RY8-CRLF2  e até mutações em CRLF2 são possíveis causas da superexpressão de CRLF2 em LLA-CPB. Trazendo agora para o contexto de IKZF1, um estudo recente (Ge
et al, 2016) mostrou que IKZF1 se liga ao promotor de CRLF2 suprimindo sua expressão por meio do recrutamento de metiladores da cromatina e isso leva a um o que aumento da trimetilação da lisina 9 da histona 3. Podendo esta ser uma evidência de que IKZF1 suprime a expressão de CRLF2. 

Sabemos que IKZF1 é um fator de transcrição que fisiologicamente reprime ou ativa genes envolvidos na diferenciação linfóide através da remodelação da cromatina. O splincing alternativo de mRNA de IKZF1 gera pelo menos 13 variantes diferentes, incluindo isorfomas curtas  e longas. Essas isoformas desempenham papéis diferentes dependendo da sua capacidade de ligação ao DNA. De forma geral, as deleções do gene IKZF1  ocorrem frequentemente tanto na leucemia do adulto como na leucemia pediátrica. Essas deleções dão origem as mesmas isoformas geradas pelo splincing e isso tem sido constantemente associado ao prognóstico ruim dos pacientes. Pode ser que determinados tipos de deleções do gene IKZF1 tenham um impacto direto tanto na expressão de CRLF2  como em VPREB1. 

Vale lembrar que IKZF1 plus foi recentemente descrito e por definição já apresenta um conjunto de deleções tanto no gene IKZF1 como em outros genes importantes no contexto da LLA-CPB. Por este motivo entendemos que ainda se faz necessário a realização de ensaios funcionais para investigar se há uma relação direta entre esses genes.

Luciana Souza de Paiva

Boa tarde, Caroline! Obrigada pelos esclarecimentos. Você pretende realizar algum ensaio funcional para observar a relação entre esses genes?

Author

Caroline Blunck

Olá! Como objetivo inicial do nosso trabalho não pensamos em avaliar a relação funcional entre esses genes. Mas entendo que esta é uma questão importante para discutir com a equipe de trabalho. Um caminho, talvez, seria realizar a indução da expressão de algumas isoformas de IKZF1 e verificar como CRLF2 se comporta. 

Author

Caroline Blunck

Olá, Sara! Obrigada!

Para alcançar os objetivos propostos no nossos estudo estão sendo avaliadas duas séries de casos independentes. A primeira contempla os dados que foram disponibilizados através da iniciativa do National Cancer Institute (NCI): Therapeutically Applicable Research to Generate Effective Treatments (TARGET) 
segunda é formada pelos pacientes cadastrados  em nosso laboratório (MECS). Esta segunda série de casos trata-se da nossa coorte de validação. Atualmente, temos realizado ensaios de expressão na série de casos MECS. 

Quanto a realização de ensaios ensaios funcionais, não pensamos inicialmente conduzir o trabalho para este caminho. Entretanto, o grupo IKZF1 plus foi recentemente identificado e pouco se sabe sobre suas características moleculares. Por este motivo, entedemos que a possibilidade da realização de ensaios funcionais seja importante para discutir com a equipe de trabalho. Mais um vez obrigada!