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Genetische Einblicke in fortgeschrittene chronische myeloische Leukämie

Studie zeigt genetische Änderungen, die zu besseren Behandlungen für fortgeschrittene CML führen könnten.

Zafar Iqbal, N. Alanazi, A. AlGarni, S. Almukhaylid, M. AlMajed, S. Alanazi, M. Khan, M. Sabar, A. Jameel, A. Hussian, D. Almaghlouth, A. Alsuwaidani, G. Alsalem, N. AlMutairi, H. Almasoudi, B. AlShehab, S. Alfayez, M. Butwyibah, B. Alnajad, F. Alali, A. Al-Rasasi, K. Adeel, S. Al Hakeem, T. Karar, F. Alsaab, Y. Taleb, S. Shahbaz, S. Malik, A. Mahmood, S. Basit, M. Anharullah, A. Aleem, I. F. Zafar, R. Naeem, M. Shamas

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Genetische Veränderungen Genetische Veränderungen bei fortgeschrittener CML CML-Behandlungen. Forschung findet Mutationen für bessere
Inhaltsverzeichnis

Chronische myeloische Leukämie (CML) ist eine Art von Krebs, der das Blut und das Knochenmark betrifft. Sie entsteht durch das unkontrollierte Wachstum bestimmter Blutkörperchen, speziell einer Art namens Granulozyten. Bei CML spielt eine genetische Veränderung, die als Philadelphia-Chromosom bekannt ist, eine zentrale Rolle. Diese Veränderung tritt auf, wenn Teile von zwei Chromosomen ihre Plätze tauschen und ein neues Gen entsteht, das das Wachstum des Krebses antreibt.

CML ist relativ selten und betrifft 1 bis 2 von 100.000 Erwachsenen weltweit. Sie macht etwa 15 % aller neuen Fälle von Leukämie bei Erwachsenen aus.

Stadien der CML

CML verläuft in drei Stadien:

  1. Chronische Phase (CP): Zu Beginn zeigt sich CML oft als chronische Phase, in der die Patienten sich nicht krank fühlen und jahrelang normal leben können. In dieser Phase gibt es eine hohe Anzahl von unreifen Blutkörperchen, aber die Patienten haben normalerweise eine gute Überlebensrate.

  2. Akzelerierte Phase (AP): Einige Patienten können in eine akzelerierte Phase übergehen, in der die Erkrankung aggressiver wird. In diesem Stadium können die Patienten mehr Symptome zeigen und sprechen möglicherweise nicht gut auf die Behandlung an.

  3. Blast Crisis (BC): Dies ist die schwerste Phase der CML, die sich durch einen schnellen Anstieg unreifer Zellen auszeichnet. Patienten in dieser Phase haben oft eine sehr schlechte Prognose und überleben möglicherweise nur wenige Monate.

Symptome der CML

Viele Menschen mit CML bemerken frühzeitig keine Symptome. Allerdings können mit dem Fortschreiten der Krankheit Symptome wie folgt auftreten:

  • Müdigkeit
  • Gewichtsverlust
  • Nachtschweiss
  • Fieber
  • Anämie (niedriger Anteil roter Blutkörperchen)
  • Hoher Anteil weisser Blutkörperchen
  • Vergrösserung der Milz (Splenomegalie)

Behandlungsoptionen

CML hat sich über die Jahre dank Fortschritten in der Behandlung verändert. Die Hauptstütze der CML-Behandlung sind eine Gruppe von Medikamenten, die als Tyrosinkinase-Inhibitoren (TKIs) bekannt sind.

  • Imatinib: Das war der erste TKI, der für CML zugelassen wurde und die Aussichten für Patienten erheblich verändert hat.
  • Nilotinib und Dasatinib: Das sind andere TKIs, die in Fällen eingesetzt werden, in denen Imatinib nicht wirksam ist.

Trotz dieser Fortschritte können einige Patienten möglicherweise nicht auf TKIs ansprechen oder entwickeln möglicherweise eine Resistenz gegen sie, insbesondere in den späteren Stadien der Krankheit.

Studienschwerpunkt

In dieser Studie wurden Patienten mit fortgeschrittener CML untersucht, insbesondere solche in der akzelerierten Phase und in der Blast-Krise. Die Forscher wollten genetische Veränderungen bei diesen Patienten identifizieren, die auf neue Behandlungsoptionen hinweisen könnten.

Sie sammelten Informationen von 141 CML-Patienten über mehrere Jahre. Einige Patienten wurden mit Imatinib behandelt, während andere aufgrund von Resistenz auf alternative Behandlungen umgestellt wurden. Die Studie untersuchte auch, wie verschiedene genetische Mutationen die Reaktionen der Patienten auf die Behandlung beeinflussten.

Patientenkriterien

Die Forscher schlossen Patienten aus einem medizinischen Zentrum ein, die mit CML diagnostiziert wurden. Sie unterteilten die Patienten in drei Gruppen basierend auf ihrem Krankheitsstadium:

  • Chronische Phase (CP)
  • Akzelerierte Phase (AP)
  • Blast Crisis (BC)

Die Studie wollte gemeinsame Muster in den Genen der Patienten finden, die auf effektive Behandlungen hinweisen könnten.

Testmethoden

Blutproben von Patienten wurden entnommen, um das genetische Material (DNA) zu analysieren. Die Forscher verwendeten fortschrittliche Techniken, um nach Mutationen in den mit CML assoziierten Genen sowie in solchen zu suchen, die mit anderen Arten von Leukämie verbunden sind.

Sie konzentrierten sich auf bekannte Gene, die Mutationen in anderen Leukämien aufwiesen, einschliesslich akuter myeloischer Leukämie (AML) und akuter lymphatischer Leukämie (ALL). Das Ziel war es, gezielte Mutationen zu finden, die mit bestehenden Therapien behandelbar sind.

Ergebnisse

Die Forscher identifizierten zahlreiche genetische Varianten in der DNA von Patienten, insbesondere bei denen mit fortgeschrittener Erkrankung. Einige dieser Mutationen waren bereits bekannt, dass sie mit der Reaktion auf Behandlungen bei anderen Arten von Leukämie in Verbindung stehen.

  • Gene wie RPTOR, BRCA1/BRCA2 und andere zeigten bemerkenswerte Mutationsraten bei Patienten in der Blast-Krise.
  • Die Studie wies auf signifikante Zunahmen von Mutationen von der akzelerierten Phase zur Blast-Krise hin, was darauf hindeutet, dass diese Mutationen wichtig sein könnten, um fortgeschrittene CML zu verstehen und zu behandeln.

Behandelbare Mutationen

Die Forscher identifizierten mehrere Mutationen, die potenziell von bestehenden Medikamenten gezielt werden könnten. Das ist wichtig, denn neue Verwendungen für bereits zugelassene Medikamente zu finden, kann Zeit und Ressourcen sparen und schnellere Behandlungsoptionen ermöglichen.

Diese Medikamente umfassen:

  • Arsenic-Trioxid
  • Venetoclax
  • Doxorubicin
  • Azacitidin

Diese Medikamente haben sich als wirksam bei der Behandlung anderer Arten von Leukämie erwiesen und könnten neuen Hoffnung für CML-Patienten, insbesondere für die, die nicht auf die Standard-TKIs ansprechen, bieten.

Behandlungsergebnisse

Die Studie bemerkte auch, wie unterschiedlich die Patienten auf die Behandlung reagierten. Während viele gut auf die anfänglichen Therapien ansprachen, zeigten Patienten in der Blast-Krise viel schlechtere Ergebnisse.

  • Fast 75 % der Patienten in dieser Phase sprachen schlecht auf die Behandlung an.
  • Im Vergleich dazu waren die Überlebensraten für Patienten in der chronischen Phase deutlich besser.

Diese Ergebnisse unterstreichen den dringenden Bedarf an besseren Ansätzen zur Behandlung von Patienten mit fortgeschrittener CML.

Fazit

Zusammenfassend beleuchtet diese Studie die genetische Landschaft der CML, insbesondere in fortgeschrittenen Stadien. Sie hebt die Bedeutung hervor, die spezifischen Mutationen bei Patienten zu verstehen, da diese entscheidende Hinweise für die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien liefern könnten.

Durch die Identifizierung dieser behandelbaren Mutationen hofft man, bestehende Medikamente umzupolen, um effektivere Behandlungspläne für Patienten mit CML zu erstellen, insbesondere für diejenigen, die sich in den schwierigsten Phasen der Krankheit befinden.

Die Notwendigkeit für weitere Forschung in diesem Bereich ist entscheidend, da sie verspricht, die Ergebnisse für die von chronischer myeloischer Leukämie Betroffenen zu verbessern.

Originalquelle

Titel: Investigations on druggable gene mutations related to AML/ALL lineage genes in Advanced Phases of CML: Implications in patient-tailored therapy of blast crisis CML in TKI era

Zusammenfassung: Background: Chronic Myeloid Leukemia (CML) is a myeloproliferative stem cell malignancy. Chronic Phase CML (CP-CML) is treatable with overall survival equivalent to the general population. Nevertheless, a proportion of CP-CML progresses to the accelerated phase (AP-CML) and ultimately blast crisis (BC-CML), with the latter having an overall survival (OS) of 3-23 months, making it almost a fatal manifestation. Therefore, the treatment of BC-CML is one of the biggest challenges in modern cancer medicine. Moreover, the OS of BC-CML is very variable indicating its heterogeneity. Although BC-CML is a different clinical entity than acute leukemias, it resembles AML (as myeloid BC-CML) or ALL (lymphoid BC-CML). Therefore, this study was designed to find out AML-/ALL lineage gene mutations in BC-CML using very sensitive next-generation sequencing. Patients & Methods: The study included 141 CML patients (123 CP-CML as control groups; 6 AP-CML and 12 BC-CML as experimental groups). Most of the patients received imatinib mesylate (IM) as first-line treatment. All response criteria were per European LeukemiaNet (ELN) guidelines 2020. Whole exome sequencing (WES) was carried out to find out druggable gene mutations and the druggability of the mutated genes was determined using the online Artificial intelligence (AI) tool www.pandrugs.com. SAS/STAT software version 9.4 was used for data analysis (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA). For statistical computing, the R package was employed (Vienna, Austria). The study was approved by the ethical committee of KAIMRC and carried out per the guidelines of the Helsinki Declaration Results: Overall male-to-female ratio was 1.6:1 and the mean age was 36.4 (range: 9 -67) years. Eighteen (12.8%) patients progressed to AP-CML while 12 (8.5%) to BC-CML finally. BC-ML patients had overall poorer response to TKIs and higher mortality rate (75%) that prompted to look for additional gene mutations. WES showed overall 64 AML-/ALL- associated gene mutated in advanced phase CML patients. Overall WES coverage was about 110X. AP-CML had 1644 variants, whereas BC-CML had 2531 variants, with a 54% gain in mutations from AP-CML to BC-CML (P< 0.000001). Among AML-/ALL- related mutated genes were NPM1 (%1.98), DNMT3A (%1.86), PML (%1.82), AKT1 (%1.62), CBL (%1.30), JAK2 (%0.71), TET2 (%0.59), IDH1 (%0.32), and BCL2. These mutations can be targeted by some drugs already approved by FDA to treat different blood cancers and include that included Venetoclax, Ivosidenib, Azacitidine, Decitabine, Doxorubicin, Vincristine, Quizartinib, Pacritinib, Vandetanib and Bortezomib. Conclusions: Our studies highlighted the role of myeloid-/lymphoid-lineage genetic abnormalities in CML blast crisis transformation and TKI-resistance. Whole-exome sequencing (WES)-based mutational analysis of BC-CML as experimental group and CP-CML as well as healthy subjects as controls found that genes exclusively mutated in BC-CML samples, in addition to BCR-ABL1, were RPTOR, BRCA1/2, STAB1, NF1, ACIN1, EGFR, NDRG2, ERG, MYH11, NPM1, DNMT3A, PML, AKT, CBL, JAK2, FLT-3, TET2, IDH1/2 and BCL2. Bioinformatics-based drug discovery (pandrugs2) analysis of WES data revealed various FDA-approved drugs targeting these blood cancer-related gene mutations detected in our BC-CM. It is important to mention that many of these drugs are already in clinical trials for BC-CML. . Hence we conclude that pan-cancer genetic analysis of BC-CML subjects by employing sensitive NGS assays coupled with AI-based drug discovery tools can detect druggable gene mutations in these patients that can provide rich sources of drug repurposing for personalized therapy of this fatal BC-CML. Keywords: Blast crisis Chronic Myeloid Leukemia; druggable mutations; pa-tient-tailored treatment; AML lineage genes; ALL lineage genes.

Autoren: Zafar Iqbal, N. Alanazi, A. AlGarni, S. Almukhaylid, M. AlMajed, S. Alanazi, M. Khan, M. Sabar, A. Jameel, A. Hussian, D. Almaghlouth, A. Alsuwaidani, G. Alsalem, N. AlMutairi, H. Almasoudi, B. AlShehab, S. Alfayez, M. Butwyibah, B. Alnajad, F. Alali, A. Al-Rasasi, K. Adeel, S. Al Hakeem, T. Karar, F. Alsaab, Y. Taleb, S. Shahbaz, S. Malik, A. Mahmood, S. Basit, M. Anharullah, A. Aleem, I. F. Zafar, R. Naeem, M. Shamas

Letzte Aktualisierung: Dec 22, 2024

Sprache: English

Quell-URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.09.08.24313260

Quell-PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.09.08.24313260.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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