Študija identificira genetsko stikalo, ki pomaga levkemijskim celicam izogniti se kemoterapiji

Znanstveniki so opisali molekularni trik, ki omogoča, da se akutna mieloična levkemija (AML) po zdravljenju tako pogosto ponovi. Nov članek v reviji Blood Cancer Discovery kaže, da se med ponovitvijo pri nekaterih bolnikih aktivira »alternativni program« gena RUNX1: izoforma RUNX1C se močno poveča, kar sproži BTG2 in levkemične celice spravi v mirovanje, stanje, v katerem kemoterapevtska zdravila skoraj nimajo učinka. Z blokiranjem RUNX1C (z antisense oligonukleotidi) in sočasnim dajanjem standardne kemoterapije so raziskovalci lahko »prebudili« celice in povečali njihovo občutljivost na zdravljenje – v kulturah in pri miših.

Ozadje študije

Akutna mieloična levkemija (AML) ostaja bolezen, pri kateri se bolezen ponovi: tudi po uspešni indukcijski kemoterapiji se pri znatnem deležu bolnikov ponovi bolezen. Ena od glavnih razlag je »skrivanje« nekaterih celic v stanju mirovanja (quiescence), značilnem za levkemične matične celice (LSC). Medtem ko delitvene blaste celice odmrejo, počasni in mirujoči kloni preživijo potek bolezni in ponovno zaženejo tumor. Razumevanje molekularnih stikal tega mirovanja je ključnega pomena za premagovanje odpornosti na zdravila.

RUNX1 ima osrednjo vlogo pri transkripcijski regulaciji hematopoeze – vendar ne gre za eno samo beljakovino, temveč za družino izooblik, ki izhajajo iz alternativnih promotorjev in spajanja. Pri ljudeh izoobliko RUNX1C kodira "distalni" promotor P1, medtem ko RUNX1A/1B kodira "proksimalni" P2; porazdelitev izooblik je odvisna od razvojne faze in tipa celice. Sestava izooblik lahko radikalno spremeni vedenje celic – od ohranjanja matičnih lastnosti do onkogenih lastnosti – vendar specifičen prispevek RUNX1C k ponovitvi AML in kemorezistentnosti ostaja nejasen.

Vzporedno so se kopičili podatki o družini antiproliferativnih proteinov BTG/Tob (zlasti BTG2), ki se vežejo na kompleks CCR4-NOT in pospešujejo "dehidracijo" matričnih RNK (deadenilacijo), kar zmanjšuje njihovo stabilnost in globalno zavira sintezo beljakovin. V imunskem sistemu prav BTG1/BTG2 pomagata ohranjati celično mirovanje; logično je domnevati, da lahko podobni mehanizmi "uspavajo" rakave celice in jih zaščitijo pred citostatiki. Vendar pa je neposredna povezava med izooblikami RUNX1 in BTG2 ter mirujočim fenotipom pri AML do nedavnega ostala hipoteza.

Druga vrzel je metodološke narave. Večina študij izražanja pri AML je upoštevala skupne ravni genov, ne da bi razlikovala med izooblikami, in le redko analizirala parne vzorce »pred zdravljenjem → recidiv« pri istih bolnikih. Takšna zasnova je ključnega pomena, če recidiva ne sproži »pridobitev gena«, temveč preklapljanje promotorja/izooblike na ozadju epigenetskih premikov. Zapolnitev te vrzeli pomeni pridobitev tarč za terapijo, specifično za izooblike (npr. oligonukleotidi, usmerjeni na RNA), ki lahko »prebudijo« mirujoče celice in jih naredijo ranljive za kemoterapijo.

Glede na to nova raziskava v reviji Blood Cancer Discovery preizkuša, ali ima recidivna AML epigenetski »klik« v genu RUNX1 s premikom proti genu RUNX1C in ali RUNX1C in BTG2 tvorita os, ki celice spravi v stanje mirovanja in poveča odpornost na zdravila. Avtorji uporabljajo parne vzorce »pred terapijo/recidivom«, analizo izooblik RNA, funkcionalne teste in izoformno specifične protismiselne oligonukleotide – ne le za opis podpisa mirovanja, temveč tudi za testiranje njegove reverzibilnosti in farmakološke ranljivosti.

Kako smo prišli do tega?

Avtorji so se odločili za nenavaden pristop: primerjali so vzorce levkemije istih bolnikov pred zdravljenjem in ob ponovitvi bolezni, pri čemer so analizirali izooblike RNA in ne le "skupne" ekspresije genov. Ta parna zasnova jim je omogočila, da so ugotovili, da se ob vrnitvi bolezni ne spremeni le raven RUNX1, temveč razmerje med njegovimi izooblikami – poveča se RUNX1C. Vzporedno je ekipa preverila, kaj se dogaja v mehaniki: identificirali so "stikalo" na DNK (metilacija regulatorne regije RUNX1), tarčo RUNX1C – gen BTG2, in funkcionalne posledice – celično mirovanje in odpornost na zdravila.

• Izoforma je pomembna. RUNX1 obstaja v več variantah; njihovo neravnovesje je bilo že dolgo domnevno pri hematoloških boleznih, vendar je bila vloga RUNX1C pri ponovitvi AML jasno dokazana v kliničnem gradivu.
• Epigenetski "klik". Med ponovitvijo bolezni se v regulatorni coni RUNX1 pojavi metilna oznaka, zaradi česar tumorske celice "preklopijo" na proizvodnjo RUNX1C.
• Os RUNX1C→BTG2. RUNX1C aktivira BTG2, znani zaviralec rasti, ki zavira transkripcijsko-translacijske procese in spodbuja mirujoči fenotip. V tem načinu se celice skoraj ne delijo – in »zdrsnejo« skozi kemoterapijo.

Kaj so pokazali poskusi

• Pri bolnikih (omiki): v parnih vzorcih pred terapijo in ob ponovitvi bolezni je bil RUNX1C dosledno povišan; BTG2 in parametri v mirovanju so se zvišali skupaj z njim.
• In vitro: prisilna ekspresija RUNX1C je zmanjšala občutljivost celic AML na več kemoterapevtskih zdravil; izločanje/izločanje RUNX1C je povrnilo občutljivost.
• Pri miših je dodajanje ASO proti RUNX1C standardni kemoterapiji zmanjšalo tumorsko breme: celice so "prišle iz hibernacije", se začele deliti – in postale ranljive za zdravila.

Zakaj je to pomembno?

Klasična slika ponovitve AML je, da klonske izvorne celice »preživijo« zdravljenje, pogosto počasno in mirujoče, za kar so citostatiki šibko dražilno sredstvo. Novo delo identificira specifično molekularno ročico tega mirovanja – os RUNX1C→BTG2 – in dokazuje, da jo je mogoče farmakološko prilagoditi na ravni izooblik RNA. To je premik od strategije »ubij hitro deleče se celice« k strategiji »prebudi jih in ubij«.

Kaj se lahko s tem spremeni v praksi?

• Nova tarča: RUNX1C kot terapevtska tarča pri recidivni/kemorezistentni AML. Pristop z antisense oligonukleotidi (ASO) ali drugimi tehnologijami, usmerjenimi v RNA.
• Kombinacije "ASO + kemoterapija". Ideja je sinhronizirati cikel: celice prebuditi iz mirovanja in jih zdraviti v fazi največje ranljivosti.
• Selekcijski biomarkerji: zvišanje RUNX1C/BTG2 in metilacija regulatorja RUNX1 ob ponovitvi bolezni so kandidati za stratifikacijo bolnikov in spremljanje tveganja.

Kontekst: Kaj smo že vedeli o RUNX1 in BTG2

• RUNX1 je ključni transkripcijski faktor hematopoeze; v onkohematologiji je paradoksalen: lahko se obnaša kot supresor ali onkogen - veliko odločata kontekst in izoforma.
• BTG2 je zaviralec rasti/diferenciacije in mediator stresne signalizacije; njegova aktivacija pogosto povzroči upočasnitev celičnega cikla in »mirovanje« – kar je koristno v normalnih pogojih, pri tumorjih pa pomaga preživeti stres zaradi terapije.

Omejitve, ki jih je treba upoštevati

• Pot do klinike. Smer ASO za onkohematologijo se šele oblikuje; potrebne so študije varnosti/izvajanja in natančni kombinirani režimi s kemoterapijo.
• Heterogenost AML. Pri vseh bolnikih se ponovitev ne pojavi prek osi RUNX1C→BTG2; za izbiro tistih, pri katerih je »stikalo« resnično vklopljeno, bodo potrebne validirane plošče.
• Dokazi o rezultatih: Do sedaj dokazano pri celicah/miših in molekularnem profiliranju bolnikov; za razpravo o koristih za preživetje so potrebna klinična preskušanja.

Kaj sledi?

• Razvoj ASO za RUNX1C in protokolov wake-and-kill s fazno kemoterapijo.
• Klinično testiranje biomarkerjev (RUNX1C, BTG2, metilacija RUNX1) za zgodnje odkrivanje mirujoče odpornosti.
• Izoformna onkologija presega AML: testiranje, ali so podobna izoformna "stikala" skrita tudi v drugih vrstah krvnega raka in solidnih tumorjih.

Vir: Han C. et al. Izoformno specifična os RUNX1C-BTG2 ureja mirovanje in kemorezistentnost AML. Blood Cancer Discovery, 2025. https://doi.org/10.1158/2643-3230.BCD-24-0327