Implicación de las alteraciones en el número de copias en el pronóstico y progresión de la leucemia aguda linfoblástica de línea B del adulto

Abstract

El 75% de los pacientes con leucemia aguda linfoblástica (LAL) tiene alteraciones cromosómicas recurrentes (numéricas o estructurales). Dichas anomalías (alteraciones primarias) tienen valor pronóstico independiente de otras variables y ello se tiene en cuenta para administrar un tratamiento adaptado al riesgo de cada leucemia. Sin embargo, el impacto pronóstico que pueden tener las alteraciones secundarias (p.ej. mutaciones puntuales o alteraciones en el número de copias) no está tan claro. Es probable que éstas jueguen un papel importante en la respuesta al tratamiento, ya que no todos los pacientes con el mismo cariotipo responden igual a la terapia. Con el fin de identificar nuevos marcadores pronósticos en la LAL de línea B, se ha analizado la frecuencia y significado pronóstico de las alteraciones en el número de copias (CNA) en muestras de pacientes de LAL B madura y LAL de precursores B. En el primer trabajo de esta Tesis Doctoral se identificaron las deleciones de los genes EBF1, IKZF1 y CDKN2A/B como factores pronósticos independientes en una serie de 142 pacientes adolescentes y adultos de LAL de precursores B analizados en el momento del diagnóstico. Concretamente, las deleciones de EBF1 se asociaron con una menor probabilidad de alcanzar la remisión completa, las deleciones de IKZF1 se relacionaron con una mayor probabilidad de sufrir una recaída de la enfermedad, mientras que las deleciones de CDKN2A/B estaban presentes en pacientes con menor probabilidad de supervivencia global. Por tanto, la detección de estas alteraciones genéticas identifica un subgrupo de pacientes con LAL de alto riesgo, los cuales podrían beneficiarse de tratamientos más intensivos, a la espera de tratamientos más específicos contra dichas alteraciones. En el segundo trabajo se evidenció que las LAL de precursores B y las LAL B maduras tienen un perfil genético diferente. En este sentido, la frecuencia de alteraciones de mal pronóstico identificadas en el primer trabajo fue mucho menor en los pacientes con LAL B madura que en los pacientes con LAL de precursores B. Este hecho podría explicar, en parte, el mejor pronóstico que muestran las LAL B maduras en comparación con las de precursores B. Sin embargo, pese a que se detectaron deleciones potencialmente relacionadas con la agresividad y diseminación de las LAL B maduras (CDKN2A/B, RB1 y región 14q32.33), no se consiguió identificar ninguna CNA con valor pronóstico en estos pacientes. Finalmente, en el tercer trabajo se analizaron muestras en recaída de pacientes con LAL de precursores B. Mediante la comparación de muestras pareadas de diagnóstico y recaída de cada paciente se observó un aumento significativo del número de CNA durante la progresión de la leucemia. Además, se evidenció una gran diversidad de rutas metabólicas afectadas por CNA, sin que se detectara una firma genética recurrente en recaída, a excepción de la adquisición de deleciones homocigotas en el gen CDKN2A/B (frecuencia del ~50%). Las rutas metabólicas más afectadas en recaída fueron las que afectan a la diferenciación de los linfocitos B, al control del ciclo celular y a la apoptosis, entre otras. Las alteraciones en genes involucrados en la proliferación celular, la homeostasis de las células madre hematopoyéticas y la resistencia a fármacos fueron las más comunes entre las CNA adquiridas de novo en recaída. A excepción de una paciente, todos los pacientes mostraron cambios genéticos respecto al diagnóstico y la mayoría de recaídas provenían de un clon ancestral al detectado en el momento del diagnóstico. La identificación de CNA específicas de recaída puede contribuir a diseñar nuevos tratamientos que aumenten la probabilidad de supervivencia de los pacientes en esta situación, que actualmente es de tan sólo el 10%.

Approximately, 75% of acute lymphoblastic leukemia (ALL) patients show recurrent chromosomal abnormalities (numerical and structural). These are primary alterations that have been extensively related to patients’ prognosis. The predictive value of these chromosomal aberrations is taken into account for treatment assignment. However, the prognostic value of secondary alterations (i.e., point mutations or copy number alterations) is less clear. These alterations may play an important role in the response to the therapy, as not all patients with the same karyotype show the same response to treatment. With the aim to identify new prognostic markers in patients with B lineage ALL, the frequency and prognostic significance of copy number alterations (CNA) in patients with mature and precursor B ALL have been analyzed. In the first study of this Doctoral Thesis EBF1, IKZF1 and CDKN2A/B deletions at diagnosis were identified as markers with independent prognostic value in a series of 142 adolescent and adult patients with precursor B ALL. Specifically, EBF1 deletions were associated with a lower probability of achieving complete remission, IKZF1 deletions were related to a greater relapse probability while CDKN2A/B deletions were present in patients with lower survival probability. Therefore, the detection of these genetic alterations identifies a subset of high risk patients who may benefit from a more intensive treatment, while new and more specific treatments are developed against these alterations. In the second study, a clear difference in the genetic profiles of mature B and precursor B ALL was observed. In this sense, the frequency of the alterations associated with poor prognosis detected in the first study was much lower in mature B ALL compared to precursor B ALL patients. This fact may explain, in part, the better prognosis of mature B compared to that of precursor B ALL. However, although some deletions potentially related to the aggressiveness and dissemination of mature B ALL (CDKN2A / B, RB1 and 14q32.33 region) were detected, no CNAs with prognostic value could be identified in these patients. Finally, relapse samples of patients with precursor B ALL were analyzed in the third study. Comparison of paired diagnostic and relapse samples from each patient showed a significant increase in the number of CNAs during the progression of leukemia. In addition, a great diversity of metabolic pathways affected by CNA without a recurrent genetic signature at relapse was evidenced, except for the acquisition of homozygous deletions in the CDKN2A/B gene (~50% frequency). The most frequently involved metabolic pathways at relapse were those related with differentiation of B lymphocytes, cell cycle control and apoptosis, among others. Alterations in genes involved in cell proliferation, hematopoietic stem cell homeostasis, and drug resistance were the most common among the newly acquired CNAs at relapse. With the exception of one patient, all patients showed at relapse genetic changes compared to the diagnosis and most relapses came from an ancestral clone to that detected at the time of diagnosis. The identification of relapse-specific CNAs may contribute to the design of new treatments that could increase the probability of survival of relapsed patients, which currently stands at 10%.