300 likes | 608 Views
Diagnostyka cytogenetyczna i molekularna białaczek. Tomasz Sacha. Jesienna Szkoła Onkologii Falenty 21-23 października 2005. Aberracje cytogenetyczne w ostrych białaczkach. Zmiany numeryczne: Hipodiploidia (mniej niż 46 chromosomów) w 10-15% OBS Hiperploidia w 5-19% OBL, 2-3% w OBS
E N D
Diagnostyka cytogenetyczna i molekularna białaczek Tomasz Sacha Jesienna Szkoła Onkologii Falenty 21-23 października 2005
Aberracje cytogenetyczne w ostrych białaczkach Zmiany numeryczne: • Hipodiploidia (mniej niż 46 chromosomów) w 10-15% OBS • Hiperploidia w 5-19% OBL, 2-3% w OBS Zmiany strukturalne (>200 powtarzalnych opisanych): • Bez uchwytnego związku z określonym typem białaczki - +8, -7, 7q- lub 5q- • Występujące częściej w określonych typach białaczek
Aberracje cytogenetyczne w ostrej białaczce szpikowej – znaczenie rokownicze • t(15;17) PML-RARalfa, Mbcr i mbcr (M3), • t(8;21), AML-ETO (AML:20%, M2:40%)* 20-30% AML • inv 16, CBF-MYH11 (M4eo)* • kariotyp prawidłowy • kariotyp „inny”, złożone aberracje Korzystne rokowniczo Pośrednie ryzyko Niekorzystne rokowniczo
Podział białaczek wg WHO I. Ostre białaczki szpikowe (OBS) • OBS z określonymi zmianami cytogenetycznymi t(15;17), PML/RARalfa+ (M3 wg FAB) t(8;21),AML/ETO + (M2 wg FAB) inv 16, CBFbeta/MYH1+ (M4eo wg FAB) 11q23, MLL z wieloliniową dysplazją • OBS o nieokreślonej specyfikacji cytogenetycznej (wg FAB) II. Ostre białaczki limfoblastyczne
Użyteczność metod biologii molekularnej w diagnostyce ostrych białaczek • Bardzo heterogenna grupa osób z prawidłowym kariotypem, lub kariotypem „others” (np.40-60% AML) • Zmiany submikroskopowe: aberracje wewnątrzgenowe: duplikacje, mutacje punktowe, MLL,FLT3, c-KIT,RAS małe insercje lub delecje • Zmiana ekspresji genów: EVI1, BAALC, WT1
Chromosom Philadelfia Powstaje gen hybryda Bcr/Abl Translokacja między chromosomami 9 i 22
t(9;22)(q34;q11) in the course of CML YOUR LOGO HERE 4 5 1 2 3 6 8 9 10 12 7 11 17 13 14 15 16 18 21 22 19 20 X Y 7 Department of Haematology, Collegium Medicum Jagiellonian University, Kraków, Poland
e1’ e2’ b2 b3 e19 -bcr m-bcr M-bcr ABL Ib Ia a2 a3 a11 BCR e1 BCR-ABL e1a2 b2a2 b3a2 e19a2
Stopień redukcji patologicznego klonu komórek stwierdzanego dostępnymi metodami badawczymi - poziomy (typy) odpowiedzi. 13 10 Diagnoza / nawrót 12 100 Remisja hematologiczna 10 Ph’ dodatni 11 10 10 Remisja cytogenetyczna (Ph’+ = 0) 10 1 10 Real-Time PCR dodatni 9 0.1 10 8 0. 01 10 Stosunek BCR-ABL / ABL (%) Całkowita ilość komórek białaczkowych 7 0. 001 10 Gniazdowa RT-PCR dodatni 6 0. 0001 Remisja molekularna 10 5 10 4 10 BCR-ABL niewykrywalny 3 10 2 10 10 0 0
Zalety konwencjonalnego badania cytogenetycznego • Detekcja dodatkowych aberracji cytogenetycznych • Wykrywanie resztkowej populacji zdrowych komórek • hemopoetycznych • Określenie charakterystycznego polimorfizmu • chromosomalnego
Anomalie cytogenetyczne zaostrzenia CML • Najczęstsze anomalie • trisomia 8 • izochromosom i(17) • trisomia 19 • dodatkowy chromosom • Ph’ • Rzadsze anomalie • monosomia 7 • monosomia 17 • monosomia Y • trisomia 17 • trisomia 21 • translokacja t(3;21) (q26;q22)
Wady konwencjonalnego badania cytogenetycznego • Brak wykrywania Ph’ u ok. 10% chorych na CML • Trudności techniczne - wymóg uzyskania odpowiedniej ilości • dobrych jakościowo, dzielących się komórek. • Niska czułość
Zalety hybrydyzacji immunofluorescencyjnej in situ (FISH) • Możliwość badania ilościowego • Analiza większej ilości komórek niż w klasycznej • cytogenetyce • Wysoka wiarygodność w ocenie odpowiedzi cytogenetycznej • Materiał: krew obwodowa
Wady hybrydyzacji immunofluorescencyjnej in situ (FISH) • Wyniki fałszywie pozytywne • Badanie nieprzydatne gdy Ph’ w < 5-10% komórek
Zalety i wady RT-PCR (reakcja odwrotnej transkrypcji i polimerazowa reakcja łańcuchowa) • Czułość: 10^-5 - 10^-6 - zaleta czy wada? • Konieczność szczególnej kontroli: wyniki fałszywie ujemne • wyniki fałszywie dodatnie • Wyniki negatywne mimo CML? • Trudności interpretacyjne: diagnostyczne • monitorowanie leczenia
Introduction of Q-PCR for monitoring of Bcr-Abl Bcr-Abl after allo-SCT detected by RT-PCR 1 Bcr-Abl pos. 2 Bcr-Abl neg. 3 4 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 moths after allo-SCT • 1996 - ECMLSG: Q-PCR is appropriate method for Bcr-Abl monitoring • Real-time Q-PCR is recommended as a sensitive and accurate method of MRD monitoring in CML patients treated with imatinib
Amplification plot of patient samples analyzed in Dept.of Haematology, Kraków by Real-Time Q-PCR AbiPrism 7700.
Bcr-Abl kinetics in CML patients in Chronic Phase treated with Imatinib - Real-Time Q-PCR Comb.Th Transcript level vs positive control BC
Metody ilościowej detekcji BCR/ABL - Q-PCR • Ilość transkryptu bcr/abl we krwi obwodowej silnie koreluje • z odsetkiem komórek Ph’ + w szpiku • Wzrastająca ilość transkryptu bcr/abl we krwi obwodowej • poprzedza wystąpienie nawrotu cytogenetycznego i • hematologicznego.
Metody ilościowej detekcji BCR/ABL - Q-PCR • Informacja o wzroście ekspresji BCR/ABL krytyczna dla • pacjentów z alternatywnymi możliwościami leczenia (auto-, • mini allo-, standardowa allotransplantacja, inne) • Informacja o minimalnej ilości komórek białaczkowych • istotna w przewidywaniu długotrwałej kontroli choroby • Wartość prognostyczna ilości bcr/abl we krwi obwodowej • po 3 miesiącach terapii Imatinibem dla uzyskania odpowiedzi • cytogenetycznej (redukcja >3 log) 22
Potencjalne mechanizmy oporności na imatinib Wzrost komórek niezależny od aktywności Bcr-Abl Wzrost komórek zależny od aktywności Bcr-Abl Amplifikacja/ hiperekspresja genu BCR-ABL Wtórne zaburzenia genetyczne Mutacje w domenie kinazy Imatinib Bcr-Abl Zmutowana Bcr-Abl Ewolucja klonalna von Bubnoff et al. Leukemia. 2003;17:829.
“P loop” Miejsca mutacji w obrębie domen kinazy Y253F E355G M244V M351T Q252H Q252H L248V F317L F359V E255V E255K G250E T315I H396R S417Y E459K F486S E279K Miejsce wiązania ATP Pętla aktywacyjna koniec karboksylowy Ilość pacjentów z daną mutacją Różne mutacje tego samego aminokwasu
Zależność pomiędzy występującą mutacją BCR-ABL a fazą CML French Cooperative Study Group (2004) CP AP p BP n=52 n=17 n=10 P-loop 19% 47% 0.028 50% T315l 15% 18% ns 40% Inne 66% 35% 0.029 10% • średni czas trwania leczenia imatinibem 30 mcy (2-54) • średni czas monitorowania leczenia 42 mce (4-54)
Występowanie mutacji BCR-ABL a progresja CML French Cooperative Study Group (2004) Progresja (def): zgon, faza akceleracji, faza kryzy blastycznej P-Loop i T315L Inne p (n=18) (n=34) Progresja 61% 26,5 0,019 11/18 9/34 P-Loop T315L Inne p (n=8) (n=10) (n=24) Progresja 50% 75% 26,5 ns 5/10 6/8 9/34
Pokonanie oporności poprzez zwiększenie dawek imatinibu French Cooperative Study Group (2004) Oceniani pacjenci odpowiedź (czas) 1/10 (10%) CHR: 1 (2.5 mo) MCR: CCR: P-loop 10/18 (56%) E255K 0/6 CHR: MCR: CCR: T315I 6/11) (55%) 11/24 (46%) Inne 24/40 (60%) (M244V,E275K,M351T F359V,V379I,L387M, H396R) CHR: 7 median 16,1(6,2-29) MCR: 2 10 i 21,5 mcy CCR: 2 9 i 18 mcy
t(15;17) t(9;22) inv(16) Schoch et al. PNAS, 99, 10008-13, 2002
t(9;22) t(15;17) inv(16) t(11q23)/MLL Kohlmann et al. GCC, 37, 396-405, 2003