Studija identificira genetski prekidač koji pomaže stanicama leukemije da izbjegnu kemoterapiju

Znanstvenici su opisali molekularni trik koji omogućuje da se akutna mijeloična leukemija (AML) tako često vraća nakon liječenja. Novi rad u Blood Cancer Discovery pokazuje da se tijekom relapsa kod nekih pacijenata aktivira "alternativni program" gena RUNX1: upravo se izoforma RUNX1C naglo povećava, pokrećući BTG2 i stavljajući stanice leukemije u stanje mirovanja, stanje u kojem kemoterapijski lijekovi gotovo da nemaju učinka. Blokiranjem RUNX1C (antisense oligonukleotidima) i istovremenim davanjem standardne kemoterapije, istraživači su uspjeli "probuditi" stanice i povećati njihovu osjetljivost na liječenje - u kulturama i kod miševa.

Pozadina studije

Akutna mijeloična leukemija (AML) ostaje bolest recidiva: čak i nakon uspješne indukcijske kemoterapije, značajan udio pacijenata doživljava recidiv. Jedno od glavnih objašnjenja je "skrivanje" nekih stanica u stanju mirovanja (quiescencije), karakterističnom za matične stanice leukemije (LSC). Dok blasti koji se dijele umiru, spori i uspavani klonovi preživljavaju tijek i ponovno pokreću tumor. Razumijevanje molekularnih prekidača ovog mirovanja ključno je za prevladavanje otpornosti na lijekove.

RUNX1 igra središnju ulogu u transkripcijskoj regulaciji hematopoeze - ali nije riječ o jednom proteinu, već o obitelji izoformi koje proizlaze iz alternativnih promotora i splajsiranja. Kod ljudi, izoforma RUNX1C kodirana je "distalnim" P1 promotorom, dok su RUNX1A/1B kodirane "proksimalnim" P2; distribucija izoformi ovisi o razvojnom stadiju i vrsti stanice. Sastav izoformi može radikalno promijeniti ponašanje stanica - od održavanja matičnih svojstava do onkogenih svojstava - ali specifičan doprinos RUNX1C recidivu AML i kemorezistenciji ostao je nejasan.

Paralelno s tim, akumulirali su se podaci o obitelji antiproliferativnih proteina BTG/Tob (posebno BTG2), koji se vežu na CCR4-NOT kompleks i ubrzavaju "dehidraciju" matričnih RNA (deadenilaciju), smanjujući njihovu stabilnost i globalno potiskujući sintezu proteina. U imunološkom sustavu, upravo BTG1/BTG2 pomažu u održavanju stanične dormancije; logično je pretpostaviti da slični mehanizmi mogu "uspavati" stanice raka, štiteći ih od citostatika. Međutim, izravna veza između izoformi RUNX1 i BTG2 te dormanentnog fenotipa u AML-u ostala je hipoteza do nedavno.

Druga praznina je metodološka. Većina studija ekspresije u AML-u uzimala je u obzir ukupne razine gena, bez razlikovanja izoformi i rijetko analizirajući uparene uzorke „prije liječenja → relaps“ kod istih pacijenata. Takav dizajn je ključan ako relaps nije potaknut „dobitkom gena“, već promjenom promotora/izoforme na pozadini epigenetičkih pomaka. Popunjavanje ove praznine znači dobivanje ciljeva za terapiju specifičnu za izoforme (npr. oligonukleotidi usmjereni na RNA) koji mogu „probuditi“ uspavane stanice i učiniti ih ranjivima na kemoterapiju.

U tom kontekstu, novi rad u časopisu Blood Cancer Discovery testira ima li relaps AML epigenetički "klik" u RUNX1 s pomakom prema RUNX1C, te tvore li RUNX1C i BTG2 os koja stanice dovodi u stanje mirovanja i povećava otpornost na lijekove. Autori koriste uparene uzorke "prije terapije/relapsa", analizu izoformi RNA, funkcionalne testove i izoformno-specifične antisense oligonukleotide - ne samo za opisivanje potpisa mirovanja, već i za testiranje njegove reverzibilnosti i farmakološke ranjivosti.

Kako smo došli do ovoga?

Autori su primijenili neobičan pristup: usporedili su uzorke leukemije od istih pacijenata prije liječenja i pri recidivu, analizirajući izoforme RNA, a ne samo "ukupnu" ekspresiju gena. Ovaj parni dizajn omogućio im je da vide da kada se bolest vrati, ne mijenja se samo razina RUNX1, već i omjer njegovih izoformi - RUNX1C raste. Paralelno s tim, tim je provjerio što se događa u mehanici: identificirali su "prekidač" na DNA (metilacija regulatorne regije RUNX1), metu RUNX1C - gen BTG2, te funkcionalne posljedice - staničnu dormantnost i otpornost na lijekove.

• Izoforma je važna. RUNX1 postoji u nekoliko varijanti; njihova neravnoteža se dugo sumnjala kod hematoloških bolesti, ali uloga RUNX1C u recidivu AML jasno je dokazana u kliničkom materijalu.
• Epigenetski "klik". Tijekom relapsa, metilna oznaka pojavljuje se u regulatornoj zoni RUNX1, uzrokujući da tumorske stanice "pređu" na proizvodnju RUNX1C.
• RUNX1C→BTG2 os. RUNX1C aktivira BTG2, poznati supresor rasta koji inhibira transkripcijsko-translacijske procese i potiče uspavani fenotip. U ovom načinu rada, stanice se gotovo ne dijele - i "provlače" se pod kemoterapijom.

Što su eksperimenti pokazali

• Kod pacijenata (omika): u sparenim uzorcima prije terapije i pri relapsu, RUNX1C je bio konzistentno povišen; BTG2 i signali u mirovanju rasli su zajedno s njim.
• In vitro: prisilna ekspresija RUNX1C učinila je AML stanice manje osjetljivima na nekoliko kemoterapijskih lijekova; nokautiranje/knockdown RUNX1C vratilo je osjetljivost.
• Kod miševa, dodavanje anti-RUNX1C ASO standardnoj kemoterapiji smanjilo je opterećenje tumorom: stanice su "izašle iz hibernacije", počele su se dijeliti - i postale osjetljive na lijekove.

Zašto je ovo važno?

Klasična slika relapsa AML-a je klonske izvorne stanice koje "preživljavaju" liječenje, često sporo i uspavano, za koje citostatici predstavljaju slab iritans. Novi rad identificira specifičnu molekularnu polugu ovog mirovanja - os RUNX1C→BTG2 - i pokazuje da se ona može farmakološki prilagoditi na razini izoformi RNA. Ovo je pomak od strategije "ubij stanice koje se brzo dijele" do strategije "probudi ih i ubij".

Što se to može promijeniti u praksi?

• Nova meta: RUNX1C kao terapijska meta kod relapsa/kemorezistentne AML. Pristup antisense oligonukleotida (ASO) ili drugih tehnologija usmjerenih na RNA.
• Kombinacije "ASO + kemoterapija". Ideja je sinkronizirati ciklus: probuditi stanice iz mirovanja i tretirati ih u fazi maksimalne ranjivosti.
• Biomarkeri za odabir: povišenje RUNX1C/BTG2 i metilacija RUNX1 regulatora pri relapsu su kandidati za stratifikaciju pacijenata i praćenje rizika.

Kontekst: Ono što smo već znali o RUNX1 i BTG2

• RUNX1 je ključni transkripcijski faktor hematopoeze; u onkohematologiji je paradoksalan: može se ponašati kao supresor ili onkogen - kontekst i izoforma mnogo odlučuju.
• BTG2 je supresor rasta/diferencijacije i medijator signalizacije stresa; njegova aktivacija često rezultira usporavanjem staničnog ciklusa i "mirovanjem" - što je korisno u normalnim uvjetima, a kod tumora pomaže u preživljavanju stresa uzrokovanog terapijom.

Ograničenja koja treba imati na umu

• Put do klinike. Smjer ASO za onkohematologiju tek se formira; potrebne su studije sigurnosti/isporuke i precizni kombinirani režimi s kemoterapijom.
• Heterogenost AML-a. Neće svi pacijenti imati relaps putem osi RUNX1C→BTG2; bit će potrebni validirani paneli za odabir onih kod kojih je „prekidač“ zaista uključen.
• Dokazi o ishodima: Do sada je dokazano na stanicama/miševima i molekularnom profiliranju pacijenata; potrebna su klinička ispitivanja kako bi se govorilo o koristi za preživljavanje.

Što je sljedeće?

• Razvoj ASO za RUNX1C i protokola "wake-and-kill" s fazama kemoterapije.
• Kliničko testiranje biomarkera (RUNX1C, BTG2, metilacija RUNX1) za rano otkrivanje uspavane rezistencije.
• Izoformna onkologija nadilazi AML: testiranje jesu li slični izoformni 'prekidači' skriveni u drugim karcinomima krvi i solidnim tumorima.

Izvor: Han C. i dr. Izoformno specifična os RUNX1C-BTG2 upravlja mirovanjem AML i kemorezistencijom. Blood Cancer Discovery, 2025. https://doi.org/10.1158/2643-3230.BCD-24-0327