АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЙ АНОМАЛЬНОГО МЕТИЛИРОВАНИЯ ДНК В ПРОЦЕССЕ КОМПЛЕКСНОГО ЛЕЧЕНИЯ ПРИ ОСТРОМ МИЕЛОИДНОМ ЛЕЙКОЗЕ У ДЕТЕЙ

Нарушение распределения метилирования является функциональным событием процесса лейкемогенеза и терапевтической мишенью эпигенетических препаратов. Для идентификации аномального метилирования при остром миелоидном лейкозе (ОМЛ) у детей была разработана система мультилокусной метилчувствительной полимеразной цепной реакции (МЧ-ПЦР) для фрагментов, принадлежащих промоторным областям генов EGFLAM, TMEM176A/176B, GSG1L, CLDN7, CXCL14 и SOX8, отобранных с использованием метода непредвзятого скрининга дифференциального метилирования геномов. Система обладает чувствительностью 90-91% в отношении определения наличия злокачественного процесса, является универсальной системой маркеров ОМЛ у детей, перекрывающей всей молекулярные подтипы опухоли. Проанализированы образцы биологического материала костного мозга (КМ) 39 пациентов с ОМЛ. Курс лечения пациентов включал 4-5 блоков химиотерапии (XT), в зависимости от выставленной группы риска, а также эпигенетические препараты - ATRA и дакоген. Для пациентов с содержанием миелобластов <40% — средний индекс метилирования (ИМ) составил 0,197 ± 0,181, а для пациентов с количеством миелобластных клеток >40% — 0,514 ± 0,228 (р = 0,000736). В группе с низким ИМ полностью отсутствует метилирование генов CLDN7, GSGL1 и EGFLAM. На 15 день после начала первого блока химиотерапии КМ пациентов с первоначальным содержанием миелобластов <40% демонстрирует полное отсутствие метилирования, содержание бластных клеток (БКМ) при этом варьирует от 0 до 40%. В группе с первоначально высоким содержанием миелобластных клеток происходит снижение среднего ИМ c 0,514 до 0,41 за счет снижения частоты метилирования генов CXCL14, TMEM176A/176B, GSGL1 и SOX8, при этом снижения частоты метилирования CLDN7и EGFLAM практически не происходит. 5-дневный курс деметилирующей терапии, сопровождается ростом содержания БКМ и выравниванием профиля метилирования при среднем количестве БКМ в обеих группах <3%. С помощью разработанной системы возможна оценка злокачественной прогрессии БКМ, которые после проведения XT считаются морфологически нормальными, при этом демонстрируя профиль аномального метилирования опухолевых клеток.

1. Li S, Mason CE, Melnick A. Genetic and epigenetic heterogeneity in acute myeloid leukemia. Curr Opin Genet Dev. 2016. 36:100-106. doi: 10.1016/j.gde.2016.03.011.

2. Swerdlow SH, Campo E, Harris NL et al. WHO Classification of Tumours of Haematopoietic and Lymphoid Tissues. IARC Press, Lyon, France. 2008.

3. Gaidzik V, Dohner K. Prognostic implications of gene mutations in acute myeloid leukemia with normal cytogenetics. Semin. Oncol. 2008. 35:346-355. doi: 10.1053/j.seminoncol.2008.04.005.

4. Valerio DG, Katsman-Kuipers JE, Jansen JH et a l. Mapping epigenetic regulator gene mutations in cytogenetically normal pediatric acute myeloid leukemia. Haematologica. 2014. 99(8):e130 — e132. doi:10.3324/haematol.2013.094565.

5. Okano M, Bell DW, Haber DA, Li E. DNA methyltransferases Dnmt3a and Dnmt3b are essential for de novo methylation and mammalian development. Cell. 1999. 99:247 — 257.

6. Herman JG, Civin CI, Issa J.-P.J et al. Distinct patterns of inactivation of p15INK4B and p16INK4A characterize the major types of hematological malignancies. Cancer Res. 1997. 57(5): 837-41.

7. Kelly TK, De Carvalho DD, Jones PA. Epigenetic modifications as therapeutic targets. Nature Biotechnology. 2010. 28:1069-1078. doi: 10.1038/nbt.1678.

8. Simmons D. Epigenetic influence and disease. Nature Education. 2008. 1(1):6.

9. Boultwood J, Wainscoat JS. Gene silencing by DNA methylation in haematological malignancies. Br J Haematol. 2007. 138:3-11. DOI:10.1111/j.1365-2141.2007.06604.x.

10. Ehrlich M. DNA hypomethylation in cancer cells. Epigenomics. 2009. doi: 10.2217/epi.09.33.

11. Stresemann C, Lyko F. Modes of action of the DNA methyl-transferase inhibitors azacytidine and decitabine. Int J Cancer. 2008. 123(1):8-13. doi: 10.1002/ijc.23607.

12. Tanas AS, Rudenko (Shkarupo) VV, Kuznetsova EB, Zaletayev DV, Strelnikov VV. Epigenomics. 2010. 2(2):325-33. doi: 10.2217/epi.10.3.

13. Руденко В.В., Немировченко В.С., Tанас А.С., Попа А.В., Казакова С.А., Кузнецова Е.Б., Залетаев Д.В., Стрельников В.В. Новые маркеры аномального метилирования ДНК при остром миелоидном лейкозе у детей, идентифицированные непредвзятым скринингом дифференциального метилирования геномов. Медицинская генетика. 2015. 14(1): 36-44.

14. Rius M, Lyko F. Epigenetic cancer therapy: rationales, targets and drugs. Oncogene. 2012. 31(39):4257-65. doi: 10.1038/onc.2011.601.

15. Navada SC, Steinmann J, Lubbert M, Silverman LR. Clinical development of demethylating agents in hematology. J Clin Invest. 2014. 124(1): 40-6. doi: 10.1172/JCI69739.

16. West AC, Johnstone RW. New and emerging HDAC inhibitors for cancer treatment. J Clin Invest. 2014. 124(1):30-9. doi: 10.1172/JCI69738.

17. Ahuja N, Easwaran H, Baylin SB. Harnessing the potential of epigenetic therapy to target solid tumors. J Clin Invest. 2014. 124(1):56-63. doi: 10.1172/JCI69736.

18. Lakshmikuttyamma A, Scott SA, DeCoteau JF, Geyer CR. Reexpression of epigenetically silenced AML tumor suppressor genes by SUV39H1 inhibition. Oncogene. 2010. 29:576-588. doi: 10.1038/onc.2009.361.

19. The cancer genome atlas research network. Genomic and epigenomic landscapes of adult de novo acute myeloid leukemia. N Engl J Med. 2013. 368(22):2059-2074. DOI: 10.1056/NE-JMoa1301689.

20. Paschka P, Schlenk RF, Gaidzik VI, Habdank M, Krînke J, Bullinger L, Spàth D, Kayser S, Zucknick M, Gîtze K, Horst HA, Germing U, Dîhner H, Dîhner K. IDH1 and IDH2 mutations are frequent genetic alterations in acute myeloid leukemia and confer adverse prognosis in cytogenetically normal acute myeloid leukemia with NPM1 mutation without FLT3 internal tandem duplication. Journal of Clinical Oncology. 2010. 28(22): 3636-3643. doi: 10.1200/JCO.2010.28.3762.

21. Lund K, John J Cole JJ, VanderKraats ND, McBryan T, Pchelintsev NA, Clark W, Copland M, John R Edwards JR, Peter D Adams PD. DNMT inhibitors reverse a specific signature of aberrant promoter DNA methylation and associated gene silencing in AML. Genome Biolog. 2014. 15:406. doi: 10.1186/s13059-014-0406-2.