Zeitschrift für Blut und Lymphe

Bewertung der DNA-Methylierung und Genexpression der JAK2- und STAT3-Gene bei akuter lymphatischer Leukämie

Abstract

Majid Naderi, Maryam Emami*, Mohammad Shojaei, Tahmine Davoodi und Dor Mohammad Kordi Tamandani

Akute lymphatische Leukämie (ALL) ist die häufigste maligne Erkrankung bei Kindern. Die primäre Therapieform umfasst die Verabreichung einer Induktionschemotherapie allein oder in Kombination mit verschiedenen Heilungsstrategien. Vorhandene Erkenntnisse deuten darauf hin, dass epigenetische Mechanismen als Mediatoren des Einflusses vererbter genetischer Variationen auf phänotypische Merkmale dienen können. Daher zielte unsere Untersuchung darauf ab, die potenzielle Rolle der DNA-Methylierung bei der Vermittlung der Auswirkungen genetischer Risikoloci auf ALL im Kindesalter festzustellen. Bei Säugetieren stellt der JAK/STAT-Signalweg den wichtigsten Signalmechanismus für eine breite Palette von Zytokinen und Wachstumsfaktoren dar. Die Aktivierung von JAK induziert Zellproliferation, Migration, Differenzierung und Apoptose. Es wurden zahlreiche therapeutische Eingriffe entwickelt, um diesen Signalweg zu modulieren, die unterschiedliche Wirksamkeitsgrade und Mängel aufweisen. Diese bahnbrechende Studie beleuchtet den Methylierungsstatus von JAK2 und STAT3 sowie die mRNA-Expressionsprofile bei ALL-Patienten sowohl vor als auch nach der Verabreichung des Medikaments. Wir untersuchten, ob es während der Chemotherapie zu Veränderungen der Methylierung und Genexpression zwischen den beiden Genen kam.

Diese Studie, die von 2015 bis 2017 durchgeführt wurde, verwendete ein Fallkontrolldesign. Sie umfasste 50 Blutproben von Personen, bei denen kürzlich akute lymphatische Leukämie (ALL) diagnostiziert worden war und die noch keine Chemotherapie erhalten hatten. Nach einem zweimonatigen Zeitraum der Medikamenteneinnahme wurden diese Proben erneut getestet. Die Studienpopulation bestand aus 23 Männern und 27 Frauen mit einem Durchschnittsalter von 7,52 ± 4,13 Jahren. Zusätzlich wurden 50 Blutproben von gesunden Freiwilligen ohne nennenswerte Erkrankungen in die Studie aufgenommen. Diese Kontrollgruppe bestand ebenfalls aus 23 Männern und 27 Frauen mit einem Durchschnittsalter von 12,36 ± 5,63 Jahren. Alle Proben wurden bei einer Temperatur von -80 °C gelagert, bis eine molekulare Analyse durchgeführt werden konnte. Die Methylierungshäufigkeit des JAK2-Gens betrug 35 (70 %) in der Blutprobe des neu diagnostizierten Patienten (Probe 1), 18 (36 %) in der Blutprobe, die nach der Chemotherapie des Patienten entnommen wurde (Probe 2) und 3 (6 %) in den Blutproben der gesunden Kontrollpersonen. Das STAT3-Gen wies eine Methylierungsrate von 54 % (N = 27) in Probe 1, 32 % (N = 16) in Probe 2 und 4 % (N = 2) in der Kontrollgruppe auf. Ein Vergleich zwischen methylierten und unmethylierten Proben zeigte eine signifikante Diskrepanz zwischen den Fällen und Kontrollen in Bezug auf JAK2 (OR1 = 36,55; 95 % KI: 9,81 bis 136,10, P < 0,0001) und STAT3 (OR1 = 28,17; 95 % KI: 6,16 bis 128,80, P < 0,0001). Darüber hinaus wurde ein bemerkenswerter Unterschied zwischen Patienten, die eine Chemotherapie erhielten, und den gesunden Personen in Bezug auf JAK2 (OR2 = 8,81; 95 % KI: 2,39 bis 32,40, P = 0,0011) und STAT3 (OR2 = 11,29; 95 % KI: 2,43 bis 52,38, P = 0,0020) beobachtet. Anders ausgedrückt: Als wir den Methylierungsstatus von Patienten nach der Verabreichung eines Chemotherapeutikums im Verhältnis zu ihrem Zustand vor der Behandlung untersuchten, wurde ein statistisch signifikanter Befund in JAK2 beobachtet (OR3 = 4,14; 95 % KI: 1,79 bis 9,57, P = 0,0009). In STAT3 wurden jedoch keine Unterschiede festgestellt (OR3 = 2,49; 95 % KI: 1,10 bis 5). Im Rahmen dieser Untersuchung untersuchten wir die Unterschiede zwischen der Methylierung der Promotor-DNA und der Expression von Genen innerhalb dieses Signalwegs bei Patienten, die das Medikament am ersten Tag erhielten, sowie die Unterschiede zur Kontrollgruppe. Chemotherapeutika behinderten den Zellzyklus und milderten die Nebenwirkungen, insbesondere im Zusammenhang mit Knochenmarkmetastasen, die in den Folgejahren von einem Rückfall der Patienten abhängig waren.