Caracterización genética de la leucemia mielomonocítica crónica de bajo riesgo citogenético

Abstract

La leucemia mielomonocítica crónica (LMMC) es una entidad que presenta una gran heterogeneidad a nivel clínico, morfológico y genético. El 70-75% de los pacientes con LMMC presenta un cariotipo normal al diagnóstico y hasta el 80% de los pacientes se clasifica en el grupo citogenético de bajo riesgo (cariotipo normal o pérdida aislada del cromosoma Y). Sin embargo, este grupo es muy heterogéneo a nivel clínico y un subgrupo de estos pacientes presenta una enfermedad más agresiva con un curso clínico desfavorable. La hipótesis global de esta tesis es que los pacientes con LMMC de bajo riesgo citogenético presentan diferencias a nivel genético y que las alteraciones detectadas mediante técnicas de alta resolución y/o sensibilidad, poco usadas en el ámbito asistencial, podrían contribuir a definir mejor el pronóstico de este subgrupo de pacientes. Esta tesis se presenta por compendio de publicaciones e incluye tres trabajos. Los Trabajos I y II se focalizan en caracterizar una serie de pacientes con LMMC de bajo riesgo citogenético, mediante la aplicación de microarrays de SNP (SNP-A) (Trabajo I) y mediante la secuenciación masiva dirigida de un panel de 83 genes (Trabajo II). El Trabajo I muestra que un 67% de los pacientes con LMMC y citogenética de bajo riesgo presenta alteraciones no detectables por citogenética convencional, como alteraciones submicroscópicas en el número de copias (ganancias y pérdidas de material genético) y la presencia de regiones con pérdida de heterocigosidad (LOHs). El perfil de estas alteraciones es muy heterogéneo, siendo las LOHs intersticiales de los cromosomas 4q, 7q y 11q las anomalías más recurrentes. Los pacientes con LOHs intersticiales, así como aquellos con un tamaño de genoma afectado ≥11 Mb, presentan una supervivencia global y una supervivencia libre de progresión inferiores al resto de los pacientes. El Trabajo II muestra que el 98% de los pacientes con LMMC de bajo riesgo citogenético presenta al menos una mutación somática en el conjunto de genes estudiados. Cabe destacar que más del 90% de los pacientes presenta al menos una mutación en uno de estos tres genes: ASXL1, TET2 o SRSF2, lo cual puede ser de gran utilidad a nivel diagnóstico. Este estudio también muestra que tanto la presencia como el número de mutaciones en determinados genes (ASXL1, EZH2, NRAS y SRSF2) confieren un pronóstico desfavorable. En cambio, las mutaciones de TET2 son indicativas de un buen pronóstico en ausencia de mutaciones de riesgo adverso. Por tanto, la aplicación de SNP-A y el estudio de determinados genes en los pacientes con LMMC de bajo riesgo citogenético, permite identificar un subgrupo de pacientes con peor pronóstico que podría beneficiarse de una monitorización más continuada y de tratamientos más intensivos. Más del 60% de las mutaciones detectadas en estos pacientes afecta a reguladores epigenéticos. El Trabajo III se focaliza en analizar las alteraciones en la metilación del ADN en una serie de pacientes con LMMC, mediante el uso de microarrays de metilación. En este trabajo se identifican vías de señalización, así como genes concretos, cuya metilación se encuentra alterada en estos pacientes y que podrían jugar un papel en la enfermedad. Este trabajo también muestra que el perfil de metilación del ADN se asocia con las características clínico-biológicas de los pacientes y con su supervivencia. El estudio de los mecanismos epigenéticos subyacentes a un proceso neoplásico, como la metilación del ADN, puede contribuir al conocimiento de la patogénesis de la enfermedad.

Chronic myelomonocytic leukemia (CMML) is a clonal hematopoietic disease very heterogeneous at the clinical, morphological and genetic level. Around 70-75% of patients with CMML present with a normal karyotype at diagnosis, and up to 80% of cases present with low risk cytogenetic features (normal karyotype and isolated loss of Y chromosome). However, this group is clinically heterogeneous and a subset of these patients has a more aggressive disease characterized by a poor outcome. The hypothesis of this thesis is that patients with CMML and low risk cytogenetic features have different genetic abnormalities and that the alterations detected by high resolution and/or sensitivity techniques, not commonly used in the clinical routine, could contribute to better define the prognosis of these patients. This thesis includes three studies. Studies I and II focus on the characterization of a series of patients with CMML and low risk cytogenetic features, using SNP microarrays (SNP-A) (Study I) and targeted deep sequencing of an 83 myeloid-related panel (Study II). Study I shows that 67% of patients with CMML and low risk cytogenetic features have alterations not detectable by conventional cytogenetics, such as the presence of submicroscopical copy number alterations (gains and losses) and regions with loss of heterozygosity (LOHs). The profile of these alterations is very heterogeneous, with LOHs in chromosomes 4q, 7q y 11q being the most recurrent abnormalities. Patients with interstitial LOHs, as well as those with an affected genome size ≥11 Mb, have an inferior overall survival and progression free survival. Study II shows that 98% of patients with CMML and low risk cytogenetic features have at least one somatic mutation in the studied genes. Of note, >90% of patients have at least a mutation in one of the following genes: ASXL1, TET2 or SRSF2, which can be used for diagnostic purposes. This study also shows that both the presence and the number of mutations in specific genes (ASXL1, EZH2, NRAS y SRSF2) confer and adverse outcome and associate with lower overall survival and progression free survival. On the other hand, TET2 mutations correlate with favorable outcomes in the absence of adverse risk gene mutations. Therefore, both the application of SNP-A and the study of a specific group of genes in patients with CMML and low risk cytogenetic features, allow to identify a subgroup of patients with a poor outcome that could beneficiate of closing monitoring and more intensive treatments. More than 60% of the detected mutations affect genes involved in epigenetic regulation. Study III focuses on analyzing the DNA methylation alterations in a series of CMML patients, by using DNA methylation microarrays. In this study, different signaling pathways, as well as specific genes, that could play a role in the disease, are identified by differential methylation analysis with a group of healthy controls. This study also shows that the DNA methylation profile of CMML patients correlates with specific clinical, biological and genetic features as well as with the prognosis of the patients. Therefore, altered patterns of DNA methylation may be an important determinant of the different clinical behavior of CMML patients.