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Nuovo Strumento Genetico Migliora la Classificazione dell'ALL Pediatrico

ALLIUM migliora l'accuratezza nella classificazione dei sottotipi di leucemia linfoblastica acuta pediatrica.

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Leucemia linfoblastica acuta pediatrica (ALL) è un tipo di cancro che colpisce il sangue e il midollo osseo. È importante capire che ci sono diversi gruppi di pazienti con ALL, che possono essere categorizzati in base a specifiche modifiche genetiche nelle loro cellule. Queste modifiche genetiche possono aiutare i medici a prevedere come un paziente potrebbe rispondere al trattamento.

Sottotipi di B-cell Precursor ALL

Un tipo di ALL si chiama B-cell precursor ALL (BCP-ALL). Questa condizione spesso comporta grandi cambiamenti nei cromosomi, come avere troppi o troppo pochi cromosomi, o parti dei cromosomi che vengono riorganizzate. Prima dell'uso di metodi avanzati di test genetici, un numero significativo di pazienti (circa il 30%) non aveva risultati chiari riguardo al loro specifico sottotipo, rendendo più difficile scegliere il trattamento migliore.

Progressi nei Test Genetici

Recentemente, tecniche più avanzate come il sequenziamento RNA ad alta risoluzione hanno permesso ai ricercatori di trovare nuovi sottotipi di ALL segnati da fusioni genetiche specifiche. Alcuni di questi includono DUX4, ZNF384, MEF2D e NUTM1. Questi nuovi sottotipi possono rendere la diagnosi e il trattamento dell'ALL più efficaci. Tuttavia, l'importanza esatta di questi nuovi sottotipi identificati è spesso poco chiara a causa di dati limitati sui pazienti.

Per studiare meglio questi sottotipi meno comuni, i ricercatori hanno esaminato grandi database di pazienti raccolti nel tempo. Analizzare questi dati ha aiutato a costruire un quadro più chiaro della situazione per chi ha sottotipi rari.

Espressione genica e Metilazione del DNA

La maggior parte delle modifiche genetiche in ALL sono strettamente collegate all'attività di specifici geni. La nuova tecnologia di sequenziamento RNA è diventata cruciale perché può identificare sia geni di fusione che profili di espressione genica in un colpo solo. Questo metodo potrebbe eventualmente sostituire tecniche più vecchie e complicate usate nelle cliniche.

Una sfida è che l'RNA può degradarsi rapidamente, rendendo difficile lavorare con campioni più vecchi. Tuttavia, studiare la metilazione del DNA-dove alcune modifiche chimiche possono contrassegnare il DNA senza alterare il codice genetico-si è dimostrato altrettanto efficace. I pattern di metilazione possono comunque fornire informazioni utili sulla malattia, anche da campioni più vecchi conservati nelle biobanche.

Introduzione di ALLIUM

Lo studio attuale presenta un nuovo strumento chiamato ALLIUM, che utilizza sia i dati di metilazione del DNA che di espressione genica per classificare i sottotipi di ALL. Questo strumento è stato testato su un ampio gruppo di 1131 pazienti provenienti dai paesi nordici. Con questo approccio, molti pazienti precedentemente classificati come aventi un sottotipo poco chiaro ora hanno una classificazione più precisa.

Progettazione dello Studio e Raccolta Dati

I dati provenivano da campioni di midollo osseo o sangue di pazienti diagnosticati tra il 1996 e il 2013. I campioni sono stati analizzati per varie caratteristiche genetiche, inclusi profili di DNA e RNA. I ricercatori hanno combinato questi dati con dati già stabiliti per assegnare Sottotipi molecolari ai pazienti.

Del gruppo iniziale, molti pazienti avevano i loro sottotipi identificati usando metodi standard. Tuttavia, alcuni sono rimasti senza una chiara classificazione, etichettati come B-other. L'introduzione di ALLIUM ha aiutato a identificare nuove caratteristiche genetiche in una parte significativa di questi pazienti.

Classificazione dei Sottotipi Molecolari

Per costruire ALLIUM, i ricercatori hanno creato modelli di classificazione utilizzando dati di pazienti i cui sottotipi erano conosciuti. I modelli sono stati testati su vari set di dati per garantire l'accuratezza. ALLIUM si è dimostrato molto sensibile nel determinare il corretto sottotipo molecolare per molti pazienti.

Lo strumento ha identificato geni chiave e siti di metilazione rilevanti per distinguere diversi sottotipi. È stato efficace nel raggruppare i campioni in base ai profili genetici, mostrando che diversi sottotipi spesso hanno pattern unici.

Prestazioni di ALLIUM

Quando si confrontano i risultati di ALLIUM con modelli precedenti, ha mostrato prestazioni equivalenti o migliori in molti casi. I risultati hanno sottolineato che ALLIUM potrebbe identificare i sottotipi in modo efficace utilizzando sia i dati di metilazione del DNA che di espressione genica. Questo approccio doppio ha consentito una classificazione più chiara dei pazienti e una maggiore comprensione delle loro condizioni specifiche.

Riclassificazione dei Casi B-Other

ALLIUM è riuscito a riclassificare un numero significativo di pazienti precedentemente etichettati come B-other. Applicando lo strumento, molti pazienti hanno ricevuto una nuova e accurata designazione del sottotipo. Infatti, oltre l'85% di questi pazienti è stato riclassificato con successo in sottotipi noti.

I ricercatori hanno anche stabilito un sistema a più livelli per valutare la fiducia delle assegnazioni dei sottotipi. Questo sistema ha aiutato a categorizzare i pazienti in base alla chiarezza dei loro dati molecolari. Ad esempio, alcuni pazienti avevano prove forti a sostegno del loro nuovo sottotipo, mentre altri avevano risultati meno chiari.

Risultati per i Pazienti e Dati di Sopravvivenza

Grazie ai dati di follow-up disponibili per molti pazienti, i ricercatori hanno potuto analizzare i tassi di sopravvivenza in base alle nuove classificazioni. Lo studio ha riportato i tassi di sopravvivenza generale e i tassi di sopravvivenza senza eventi per i diversi sottotipi. Hanno scoperto che certi sottotipi mostrano tassi di successo variabili nei risultati del trattamento.

Particolarmente, i pazienti con nuovi sottotipi identificati hanno mostrato differenze significative nei tassi di sopravvivenza rispetto a quelli con tipi precedentemente stabiliti. Alcuni sottotipi erano associati a risultati migliori, mentre altri hanno presentato più difficoltà.

Implicazioni dello Studio

I risultati di questo studio evidenziano l'importanza di testare e classificare accuratamente l'ALL. Comprendere la specifica composizione genetica di ciascun cancro del paziente può guidare le decisioni di trattamento e fornire informazioni sulla prognosi.

Lo studio sottolinea la necessità di continui avanzamenti nei metodi di test genetici. Strumenti come ALLIUM possono migliorare l'accuratezza, consentendo una migliore stratificazione dei pazienti e opzioni di trattamento più personalizzate.

Conclusione

In generale, lo studio dimostra il potere di integrare più tipi di dati genetici per comprendere e trattare meglio l'ALL pediatrica. La capacità di classificare più pazienti con precisione può portare a tassi di sopravvivenza migliorati e risultati migliori.

Mentre i ricercatori continuano a esplorare le basi genetiche dell'ALL, strumenti come ALLIUM svolgeranno un ruolo importante nel facilitare diagnosi e trattamenti precisi su misura per le condizioni uniche di ciascun paziente. Questa ricerca apre la porta a studi futuri per esplorare ulteriormente la complessità genetica dell'ALL e migliorare la cura dei pazienti.

Fonte originale

Titolo: Multimodal classification of molecular subtypes in pediatric acute lymphoblastic leukemia

Estratto: Genomic analyses have redefined the molecular subgrouping of pediatric acute lymphoblastic leukemia (ALL). Molecular subgroups guide risk-stratification and targeted therapies, but outcomes of recently identified subtypes are often unclear, owing to limited cases with comprehensive profiling and cross-protocol studies. We developed a machine learning tool (ALLIUM) for the molecular subclassification of ALL in retrospective cohorts as well as for up-front diagnostics. ALLIUM uses DNA methylation and gene expression data from 1131 Nordic ALL patients to predict 17 ALL subtypes with high accuracy. ALLIUM was used to revise and verify the molecular subtype of 280 cases with undefined/B-other molecular phenotype, resulting in a single revised subtype for 85.4% of these cases. Our study shows the power of combining DNA methylation and gene expression data for resolving ALL subtypes and provides the first comprehensive population-based retrospective cohort study of molecular subtype frequencies in the Nordic countries, identifying subgroups with differential survival outcomes.

Autori: Jessica Nordlund, O. Krali, Y. Marincevic-Zuniga, G. Arvidsson, A. P. Enblad, A. Lundmark, S. Sayyab, V. Zachariadis, M. Heinäniemi, J. Suhonen, L. Oksa, K. Vepsäläinen, I. Öfverholm, G. Barbany, A. Nordgren, H. Lilljebjörn, T. Fioretos, H. O. Madsen, H. V. Marquart, T. Flaegstad, E. Forestier, O. G. Jonsson, J. Kanerva, O. Lohi, U. Noren-Nyström, K. Schmiegelow, A. Harila, M. Heyman, G. Lönnerholm, A.-C. Syvänen

Ultimo aggiornamento: 2023-03-27 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.03.24.23287613

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.03.24.23287613.full.pdf

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia medrxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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