Γονιδιωματική αστάθεια στο επιθήλιο μετά από αλλογενή μεταμόσχευση αιμοποιητικών κυττάρων: μηχανισμός και κλινική σημασία

Abstract

We hypothesized that chronic tissue stress due to interaction of alloreactive donor cells with host epithelium after allogeneic hematopoietic cell transplantation (allo-HCT) may cause genomic alterations. We therefore analysed 176 buccal samples obtained from 71 unselected allotransplanted patients for microsatellite instability (MSI). MSI was observed in 52% of allotransplanted patients but never in 31 healthy or auto-transplanted controls. The patient age, the donor age, a female-to-male transplantation and a low number of CD34+ cells in the graft were significantly correlated with genomic instability. There was a trend for increasing risk of MSI for patients who experienced severe graft-versus-host-disease. Secondary malignancy was diagnosed in 5 (14%) of the MSI+ and only in 1 (3%) MSI- patient. In an in-vitro model of mutation analysis we found significant induction of frameshift mutations and DNA strand breaks in HaCaT keratinocytes co-cultured with Mixed Lymphocyte Cultures (MLC) but not after their exposure to IFN-γ, TNF-α, TGF-β, MLC-supernatant, peripheral blood mononuclear cells (PBMC) or phytohemagglutinin stimulated PBMC. A ROS mediated mechanism is implicated. Our in-vivo and in-vitro data show that alloreactions after allo-HCT may induce genomic alterations in epithelium. Progress in understanding DNA damage and repair after allo-HCT can potentially provide molecular biomarkers and therapeutic targets.

Υποθέσαμε ότι το χρόνιο ιστικό στρες που προκαλείται από τις αλλοαντιδράσεις μετά από αλλογενή Μεταμόσχευση Αιμοποιητικών Κυττάρων (άλλο-ΜΑΚ) μπορεί να επάγει την εμφάνιση γονιδιωματικής αστάθειας (GI) στους επιθηλιακούς ιστούς. Για αυτό, 176 στοματικά επιχρίσματα από 71 ασθενείς μετά από άλλο-ΜΑΚ αναλύθηκαν για την ανίχνευση αστάθειας μικροδορυφορικών αλληλουχιών (microsatellite instability-MSI). Tα αποτελέσματα συσχετίσθηκαν με κλινικές παραμέτρους. Σε ένα in vitro σύστημα ανίχνευσης μεταλλάξεων ελέγξαμε την υπόθεση ότι οι αλλοαντιδράσεις μπορεί να επάγουν τη GI στην κυτταρική σειρά HaCaT. Ανιχνεύθηκε MSI στο 52% των αλλομεταμοσχευμένων ασθενών ενώ δεν ανιχνεύθηκε MSI σε ασθενείς μετά από αυτόλογη ΜΑΚ και υγιείς εθελοντές. Βρέθηκε σημαντική συσχέτιση της εμφάνισης MSI με την ηλικία του ασθενούς και του δότη, τη μεταμόσχευση από γυναίκα σε άνδρα και τον αριθμό CD34+ κυττάρων στο μόσχευμα. Οι ασθενείς με ιστορικό σοβαρού βαθμού αντίδρασης μοσχεύματος εναντίον ξενιστή είχαν μεγαλύτερο σχετικό κίνδυνο για εμφάνιση MSI. Δευτεροπαθής κακοήθεια διαγνώσθηκε σε 5 από τους MSI+ ενώ μόνο σε ένα από τους MSI- ασθενείς. Στο in-vitro σύστημα ανίχνευσης GI παρατηρήθηκε σημαντική επαγωγή μεταλλάξεων και βλάβης του DNA μετά από επώαση των HaCaT κυττάρων με Μεικτή Λεμφοκυτταρική Καλλιέργεια (MLC) ενώ η επίδραση με κυτταροκίνες, υπερκείμενο MLC ή ενεργοποιημένα με PHA περιφερικά μονοπύρηνα κύτταρα δεν προκάλεσε την επαγωγή GI. Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν τη συμμετοχή των ενεργών ριζών οξυγόνου στον υποκείμενο μηχανισμό. Οι in vivo και in vitro μελέτες μας επιβεβαιώνουν ότι παράγοντες που ενέχονται στο αλλοαντιδραστικό μικροπεριβάλλον μετά από άλλο-ΜΑΚ μπορεί να προκαλέσουν GI στο επιθήλιο. Η κατανόηση του υποκείμενου μηχανισμού μπορεί να αναδείξει νέους βιοδείκτες και θεραπευτικούς στόχους.