Caracterización de los progenitores hematopoyéticos CD34+ en las neoplasias mieloproliferativas y su papel en la evolución de la carga mutacional

Abstract

Las neoplasias mieloproliferativas (NMP) son enfermedades clonales de la célula madre hematopoyética que se caracterizan por la proliferación de una o más de las líneas mieloides. Se acuerdo con la clasificación actual de la OMS, las NMP cromosoma Filadelfia negativas clásicas incluyen la policitemia vera (PV), la trombocitemia esencial (TE) y la mielofibrosis primaria (MFP). En el año 2005 se describió la mutación p.V617F del gen JAK2 presente en el 95% de los pacientes con PV y en la mitad de los casos de TE y MFP. Más recientemente, se han descrito mutaciones que afectan al gen MPL y mutaciones en el gen de la CALR en los pacientes con TE y MFP JAK2 no mutadas. Todas estas mutaciones se consideran mutaciones driver o conductoras de las NMP. Adicionalmente, se han descrito otras mutaciones somáticas que no actúan primariamente en la proliferación celular, pero que pueden modificar el efecto de las mutaciones driver. Las NMP JAK2V617F mutadas se caracterizan por la coexistencia de progenitores clonales JAK2V617F mutados y no mutados. El conocimiento de la carga mutacional de JAK2V617F y de las mutaciones non-driver a nivel de los progenitores hematopoyéticos podría proporcionar información sobre la base biológica de los cambios clínicos evolutivos, especialmente, la transformación a mielofibrosis y leucemia aguda. Asimismo, la carga mutacional a nivel progenitor también podría influir en la respuesta al tratamiento. Algunos autores postulan que las NMP CALR mutadas son una entidad distinta de las JAK2 mutadas, tanto desde el punto de vista biológico, como clínico y pronóstico. Estas observaciones podrían ser la consecuencia de un comportamiento diferente a nivel de los progenitores hematopoyéticos.

En este contexto, el presente trabajo de investigación ha caracterizado las subpoblaciones de progenitores hematopoyéticos (CD34+CD38- y CD34+CD38+) de pacientes con NMP JAK2 y CALR mutadas y se ha correlacionado la carga mutacional con la fase evolutiva de la enfermedad, la presencia de mutaciones adicionales y con la presencia de dominancia clonal. Asimismo, se han evaluado las diferencias en el tamaño del clon mutado de los progenitores mutados de acuerdo con el genotipo JAK2 o CALR. Finalmente, se ha investigado el efecto del tratamiento con inhibidores de JAK2 en la evolución de la carga mutacional a nivel progenitor.

Los resultados del primer trabajo mostraron que el porcentaje de células CD34+ con mutación V617F del gen JAK2 en los pacientes con PV aumenta durante la evolución de la enfermedad y que en la MF post-PV existe un predominio de progenitores hematopoyéticos mutados probablemente como consecuencia de la expansión de los clones homocigotos. Finalmente, se observó que en el momento del diagnóstico de la PV puede existir hematopoyesis clonal debido a la expansión de clones con mutaciones adicionales. En el segundo trabajo pudimos demostrar que la proporción de progenitores hematopoyéticos mutados es diferente de acuerdo con el genotipo de las NMP. Los pacientes con mutación de CALR se caracterizan por una expansión de los progenitores mutados, mientras que los pacientes con TE y PV JAK2V617F presentan un pequeño porcentaje de progenitores mutados con una alta capacidad de diferenciación. Por último, analizamos la evolución de la carga mutacional de JAK2V617F en una serie de 7 pacientes con NMP durante los primeros 12 meses de tratamiento con un inhibidor de JAK2 (Ruxolitinib). Los resultados obtenidos sugieren que dicho fármaco tiene una escasa capacidad de modificar la carga mutacional de JAK2V617F en las células CD34+ en los pacientes con PV y MF.

Myeloproliferative neoplasms (MPN) are clonal diseases that origin from hematopoietic stem cell and are characterized by a proliferation of one or more of the myeloid cell types. According to the current WHO Classification, classic Philadelphia negative MPN include polycythemia vera (PV), essential thrombocythemia (TE) and primary mielofibrosis (PMF). In 2005, JAK2V617F mutation was described in 95% of PV patients and in half of ET and PMF patients. More recently, mutations affecting MPL or CALR gene have been reported in patients with JAK2V617F negative TE and PMF. All these mutations are considered driver mutations. In addition, other somatic mutations that do not act primarily on cell proliferation, but can modify the effect of the driver mutations, have been described. JAK2V617F MPN are characterized by the coexistence of normal and JAK2V617F-mutated progenitors. Knowledge of the mutational allele burden of JAK2V617F at the progenitor level could provide information on the biological basis of evolutionary clinical changes, especially myelofibrotic and acute leukemia transformation. Moreover, the mutational load at the progenitor level may also influence treatment response. Finally, some authors postulate that CALR mutated MPN are a distinct entity from a biological, clinical and prognostic point of view from JAK2V617F MPN. These observations could be the consequence of a different behaviour at the level of hematopoietic progenitors. In this sense, this work has characterized different subpopulations of hematopoietic progenitor cells (CD34+CD38- and CD34+CD38+) from patients with JAK2V617F and CALR-mutated MPN and their mutational allele burden has been correlated with disease status, presence of additional mutations and presence of clonal dominance. Also, we compared the mutational allele burden at the progenitor level according to the genotype (JAK2 or CALR). Finally, we evaluated the effect of the treatment with JAK2 inhibitors on the JAK2V617F mutant allele burden of the progenitor cells. In our first study, we showed that the percentage of CD34+ cells carrying JAK2V617F mutation increases during the evolution of the disease in PV patients. Moreover, we could demonstrate that the transformation to myelofibrosis is characterized by a predominance of JAK2V617F progenitor cells probably due to the expansion of homozygous clones. Finally, we observed that at the time of PV diagnosis there may be clonal hematopoiesis due to the expansion of clones with additional mutations. In the second study, we could show that the proportion of mutated hematopoietic progenitors is different according to the genotype. Patients with CALR-mutated MPN are characterized by an expansion of mutated progenitors, whereas patients with JAK2V617F ET and PV present a low percentage of mutated progenitors with a high differentiation capacity. Finally, we analysed the evolution of the mutational allele burden of JAK2V617F in 7 patients with MPN during the first 12 months of treatment with JAK2 inhibitor (Ruxolitinib). The results suggest that ruxolitinib has a minimal effect on the JAK2V617F mutant allele burden variation in CD34+ cells.