Μελέτη του αντιγονικού υποδοχέα BCR στη χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία

Abstract

Chronic lymphocytic leukemia (CLL) is the most common leukemia in the Western world. CLL is characterized by the accumulation of small, mature monoclonal CD5+, CD19+, CD20low, CD23+, Iglow B lymphocytes. The study of the B cell receptors (BCRs) in CLL has offered valuable biological insight; however, several issues remain unresolved. In the present study, we sought answers to these issues through the immunogenetic analysis of CLL and related entities. In particular, the study can be subdivided in three parts: (i) comparison of the IG gene repertoire in CLL cases of the common MD vs the rare G subtype; (ii) IG gene repertoire analysis of monoclonal B lymphocytosis (MBL), which is considered as a pre-leukemic state of CLL; and, (iii) molecular investigation of CLL animal models. a) IG gene repertoire comparisons in CLL patients of the common MD vs. the G isotype CLL cells express immunoglobulins of the MD and only rarely of the G isotype. The origin and ontogenetic relationship of the rare G isotype with the common MD isotype is not clear. In the present study we compared the IG gene repertoire of 584 cases carrying immunoglobulins of the MD isotype vs. 81 cases who carried immunoglobulins of the G isotype. This comparison revealed significant differences, indicating that CLL clones of the G isotype are a distinct subgroup with unique clinical and biological differences. Furthermore, the high frequency of stereotyped receptors in this subgroup probably indicates that intense antigenic stimulation is responsible for IG class switch. b) Comparison of the IG gene repertoire in MBL vs. CLL The presence of small monoclonal B lymphocytic populations in healthy individuals was known for many decades. These monoclonal populations, referred as MBL, usually have CLL-like immunophenotype. The immunophenotypic similarity with CLL cells attracted the attention of investigators as it is not yet known if MBL clones are a pre-leukemic state or they simply represent an aspect of immune-senescence. We examined blood samples from 1725 healthy individuals in order to study the presence of MBL. Furthermore, we compared the gene repertoire and the molecular characteristics of the IGHV-D-J rearrangements in MBL vs. CLL. This comparison revealed that the molecular characteristics of the IGs in MBL differ significantly from those detected in CLL. Only a small fraction of MBL cases, due to e.g. IG gene features and/or additional cytogenetic abnormalities, can be transformed into CLL. c) Study of gene repertoire in CLL mouse models The study of animal models that develop blood disorders similar to CLL is important for the definition of the normal B cell counterpart of CLL and the elucidation of early events taking place during CLL transformation. Recently, a mouse model was constructed in which the human TCL1 oncogene was transferred under the control of the immunoglobulin promoter. Immunophenotypic, molecular and cytogenetic studies have shown that the TCL1tg mouse model can develop a blood disorder which resembles the aggressive form of human CLL.

Η χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία είναι η πιο κοινή λευχαιμία στο Δυτικό κόσμο και χαρακτηρίζεται από τη συσσώρευση ώριμων, μικρών μονοκλωνικών CD5+, CD19+, CD20low, CD23+, Iglow Β λεμφοκυτταρικών πληθυσμών. Παρότι η μελέτη των γονιδίων των ανοσοσφαιρινών στη ΧΛΛ προσέφερε σημαντικές ενδείξεις, ωστόσο αρκετά ερωτήματα παραμένουν αναπάντητα. Η παρούσα διδακτορική εργασία αναζητεί σχετικές απαντήσεις μέσω της ανοσογενετικής ανάλυσης της ΧΛΛ με βασικά θέματα: (i) συγκριτική ανάλυση ρεπερτορίου μεταξύ περιπτώσεων του κοινού MD υποτύπου και του σπάνιου G υποτύπου της νόσου, (ii) διεξοδική μελέτη ρεπερτορίου στη μονοκλωνική Β λεμφοκυττάρωση (ΜΒΛ), που πιθανολογείται ως πρόδρομη οντότητα της ΧΛΛ και (iii) στην μοριακή διερεύνηση ζωικών μοντέλων της ΧΛΛ. Α) Συγκριτική ανάλυση του ρεπερτορίου των γονιδίων των ανοσοσφαιρινών σε ασθενείς με χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία ισοτύπου MD ή G Συνήθως οι ανοσοσφαιρίνες των ΧΛΛ λεμφοκυττάρων φέρουν ισότυπο MD. Ωστόσο, σ’ ένα μικρό αριθμό περιπτώσεων οι ανοσοσφαιρίνες φέρουν ισότυπο G. Ακόμη δεν έχει καθοριστεί η προέλευση και η σχέση του σπάνιου ισοτύπου G με το πιο συχνό υποσύνολο MD, καθώς οι μελέτες που έχουν πραγματοποιηθεί μέχρι τώρα περιλάμβαναν μικρό αριθμό, δυσχεραίνοντας την εξαγωγή σαφών συμπερασμάτων. Στην παρούσα μελέτη συμπεριλήφθηκαν 665 ασθενείς με ΧΛΛ, από τους οποίους οι 584 εξέφραζαν ανοσοσφαιρίνες ισότυπου MD ενώ οι 81 ανοσοσφαιρίνες ισότυπου G. Η συγκριτική ανάλυση του ρεπερτορίου των γονιδίων και των μοριακών χαρακτηριστικών των ανοσοσφαιρινών αποκάλυψε σημαντικές διαφορές μεταξύ των δύο υποομάδων, οι οποίες υποδηλώνουν ότι οι ασθενείς με ΧΛΛ που φέρουν ανοσοσφαιρίνες ισότυπου G αποτελούν ιδιαίτερη υποομάδα, με διακριτές κλινικές και βιολογικές ιδιότητες. Β) Συγκριτική ανάλυση ρεπερτορίου των γονιδίων των ανοσοσφαιρινών σε ασθενείς με χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία και υγιή άτομα με μονοκλωνική Β λεμφοκυττάρωση Η παρουσία μικρών μονοκλωνικών Β λεμφοκυτταρικών πληθυσμών σε υγιή άτομα είναι γνωστή εδώ και αρκετά χρόνια. Αυτοί οι μονοκλωνικοί πληθυσμοί συνήθως έχουν παρόμοιο ανοσοφαινότυπο με τα κύτταρα της ΧΛΛ. Η ανοσοφαινοτυπική ομοιότητα των πληθυσμών ΜΒΛ με τα ΧΛΛ λεμφοκύτταρα οδήγησε στη συστηματική μελέτη τους, για ν’ αποσαφηνιστεί αν η ΜΒΛ αποτελεί προ-ΧΛΛ στάδιο ή απλώς είναι το αποτέλεσμα της γήρανσης του ανοσοποιητικού συστήματος. Στην παρούσα μελέτη εξετάστηκαν με κυτταρομετρία ροής 1725 υγιή άτομα για την ανίχνευση πληθυσμών ΜΒΛ. Βρέθηκαν συνολικά 89 περιπτώσεις ΜΒΛ τύπου ΧΛΛ, από τις οποίες οι περισσότερες έφεραν μικρό συνολικό αριθμό Β λεμφοκυττάρων αλλά και κλωνικών Β λεμφοκυττάρων. Στη συνέχεια, αναλύθηκε το ρεπερτόριο των ανοσοσφαιρινών στη ΜΒΛ και έγινε συγκριτική ανάλυση με το αντίστοιχο ρεπερτόριο στη ΧΛΛ. Η σχετική συγκριτική ανάλυση έδειξε ότι στις περισσότερες περιπτώσεις οι ανοσοσφαιρίνες των ΜΒΛ πληθυσμών τύπου ΧΛΛ διαφέρουν πολύ από τις ανοσοσφαιρίνες της ΧΛΛ. Με βάση αυτά τ’ αποτελέσματα προτείνεται ότι ένα πολύ μικρό ποσοστό ΜΒΛ περιπτώσεων, πιθανότατα λόγω της δομής του BCR υποδοχέα και/ή επιπρόσθετων γενετικών βλαβών, μπορεί να μετασχηματιστούν σε ΧΛΛ. Γ) Μελέτη των γονιδίων των ανοσοσφαιρινών σε ζωικά μοντέλα της ΧΛΛ Η ανάπτυξη ζωικών μοντέλων της ΧΛΛ είναι σημαντική για την κατανόηση των μηχανισμών της λευχαιμογένεσης. Πρόσφατα δημιουργήθηκε το διαγονιδικακό μοντέλο ποντικού TCL1tg, στο οποίο το ανθρώπινο πρωτο-ογκογονίδιο TCL1 υπερεκφράζεται στα Β λεμφοκύτταρα.