Γενετικές παραλλαγές-πολυμορφισμοί των γονιδίων των Fcγ υποδοχέων: κλινικές και λειτουργικές επιπτώσεις στην εφαρμογή των μονοκλωνικών αντισωμάτων

Abstract

Polymorphisms in FcγRIIα (CD32) and FcγRIIIα (CD16) receptors are associated with responses to the CD20 directed IgG1 monoclonal antibody rituximab among patients with indolent lymphoma. Rituximab is an important therapeutic for Waldenström’s macroglobulinemia (WM). The contribution of FcγRIIIα-158 polymorphisms, as well as at other positions, in response to rituximab has not been reported for WM. In these studies, we sequenced all coding regions of the FcγRIIIα from a series of 58 patients with WM to first define potential polymorphisms, and then correlated these findings to their response to rituximab. We observed single nucleotide variations in five codons of the FcγRIIα. Two were commonly observed and predicted for amino acid polymorphisms at FcγRIIIα-48: leucine/leucine (L/L), leucine/arginine (L/R), and leucine/histidine (L/H). Polymorphisms at FcγRIIIα-158 were phenylalanine/phenylalanine (F/F), phenylalanine/valine (F/V), and valine/valine (V/V). A clear linkage between these polymorphisms was detected and all patients with FcγRIIIα-158 F/F were always FcγRIIIα-48 L/L (p<.001). The response was significantly higher (p-0.03) for FcγRIIIα-158 V/V (40%) and V/F (35%) versus F/F (9%) supporting a primary role for FcγRIIIα-158 polymorphisms in predicting rituximab responses. Since polymorphisms in FcγRIIα-131 have been reported to influence rituximab responses, we performed directed sequencing of the genomic DNA coding region of FcγRIIα for 52 healthy individuals. Two common polymorphisms were observed for FcγRIIα (positions 27 and 131) and FcγRIIIα (positions 48 and 158). Importantly, we observed linkage among polymorphisms within and between FcγRIIα and FcγRIIIα, including the expression of histidine at FcγRIIα-131H and valine at FcγRIIIα-158V, both of which are associated with enhanced responses to rituximab. The results of these studies demonstrate that there is wide linkage within and between polymorphisms in FcγRIIα and FcγRIIIα, and may provide an explanation for why polymorphisms at FcγRIIα are associated with rituximab responses despite a lack of impact on IgG1 binding. The presence of valine (V) at FcγRIIIα-158 is shown to improve clinical response to rituximab in NHLS including WM. However, little is known about the basic mechanisms for this observation. We therefore sought to delineate differences in molecular and functional level among healthy individuals representing the three polymorphic groups (V/V, V/F and F/F). We observed higher levels of FcγRIIIα transcripts among individuals with FcγRIIIα-158 V/V versus V/F or F/F (p<0,001); increased cell-surface CD16 expression on NK-cells from individuals expressing at least one valine at FcγRIIIα-158 versus F/F (p-0.029), as well as augmented rituximab binding and rituximab-dependent ADCC activity. These results suggest that individuals expressing at least one V at FcγRIIIα-158 might, in part, have better clinical outcomes due to increased CD16 expression, rituximab binding, and rituximab-mediated ADCC.

Οι πολυμορφισμοί των FcγRIIα (CD32) και FcγRIIIα (CD16) έχουν συσχετισθεί με την έκβαση των ασθενών στη θεραπεία με ριτουξιμάμπη. Η ριτουξιμάμπη είναι ένα IgG1 MA, που στοχεύει το αντιγόνο CD20 και αποτελεί βασικό παράγοντα της θεραπείας ασθενών με NHL, συμπεριλαμβανομένης και της μακροσφαιριναιμίας του Waldenström (WM). Ωστόσο, οι ανταποκρίσεις στη θεραπεία είναι ετερογενείς και ο ρόλος των πολυμορφισμών του FcγRIIIα είναι άγνωστος στην WM. Στην παρούσα μελέτη, καθορίσθηκαν αρχικά οι πολυμορφισμοί ολόκληρης της μεταγραφικής περιοχής του FCGR₃A σε 58 ασθενείς με WM και σε ομάδα ελέγχου με 52 υγιείς εθελοντές. Στη συνέχεια διερευνήθηκε ο ρόλος αυτών των πολυμορφισμών στην ανταπόκριση των ασθενών σε μονοθεραπεία με ριτουξιμάμπη. Στη μελέτη συμπεριλάβαμε και ανάλυση των πολυμορφισμών του FCGR₂A γονιδίου στην ομάδα ελέγχου, επειδή η έκφραση ιστιδίνης (Η) στη θέση FcγRIIα-131H/H έχει συσχετισθεί με υψηλότερα ποσοστά ανταποκρίσεων στη θεραπεία με ριτουξιμάμπη. Οι συχνότεροι πολυμορφισμοί και για τις δύο ομάδες αφορούσαν SNP στις θέσεις που κωδικοποιούν τα αμινοξέα 48 και 158 του FcγRIIIα υποδοχέα με συχνότερα αλλήλια της λευκίνης (L) και φαινυλαλανίνης (F), αντίστοιχα. Οι συχνότεροι πολυμορφισμοί του FCGR₂A αφορούσαν αντικαταστάσεις νουκλεοτιδίων στις θέσεις που κωδικοποιούν τα αμινοξέα 27 και 131 του υποδοχέα, με συχνότερα αλλήλια της γλουταμίνης (Q) και της ιστιδίνης (H) αντίστοιχα. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων διαπιστώθηκε γενετική συσχέτιση μεταξύ των γονοτύπων των θέσεων FcγRIIIα-158 και -48 και στις δύο ομάδες μελέτης (όλοι οι 158 F/F) είναι και 48 L/L, p<.001). Φάνηκε επίσης ότι η ανταπόκριση των ασθενών στη θεραπεία με ριτουξιμάμπη εξαρτάται κυρίως από τον πολυμορφισμό FcγRIIIα-158. Οι συνολικές ανταποκρίσεις ήταν μεγαλύτερες για τους V/V και V/F έναντι των F/F (40% και 35% έναντι 9% αντίστοιχα, p=0.03), γεγονός που υποδηλώνει τη σαφή υπεροχή του πολυμορφισμού στη θέση 158 έναντι της θέσης 48 στον καθορισμό της ανταπόκρισης στη θεραπεία με ριτουξιμάμπη. Στην ομάδα ελέγχου, διαπιστώθηκε ευρεία γενετική σύνδεση μεταξύ των γονοτύπων του FcγRIIΙα και FcγRIIα. Ιδιαίτερα σημαντική ήταν η συσχέτιση της έκφρασης (H) στη θέση FcγRIIα-131 και της έκφρασης (V) στη θέση FcγRIIIα158. Η παρουσία αυτών των δύο αμινοξέων έχει συσχετισθεί με αυξημένα ποσοστά ανταπόκρισης στη θεραπεία με ριτουξιμάμπη. Από τη διερεύνηση του πολυμορφισμού FcγRIIIα158 σε μοριακό και λειτουργικό επίπεδο διαπιστώθηκαν: (α) υψηλότερα επίπεδα μεταγράφων του γονιδίου στους V/V σε σύγκριση με τους V/F και F/F, (β) μεγαλύτερος αριθμός CD16 ανά NK κύτταρο στους φέροντες τουλάχιστον ένα αλλήλιο V (V/V ή V/F συγκριτικά με τους F/F) και (γ) μεγαλύτερη ικανότητα σύνδεσης της ριτουξιμάμπης και της ADCC (V/V > V/F > F/F). Συμπεραίνουμε επομένως, ότι οι V/V και V/F έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα κλινικής ανταπόκρισης στη θεραπεία με ριτουξιμάμπη, που οφείλεται: (α) στην αυξημένη έκφραση του CD16 στην επιφάνεια των NK κυττάρων τους, (β) στην καλύτερη σύνδεση της ριτουξιμάμπης και (γ) σε μεγαλύτερη ADCC.