Análisis de una sola célula aclara los patrones de mutación en los cánceres mieloides

Las neoplasias mieloides son enfermedades clonales de células madre o progenitoras hematopoyéticas. Las neoplasias mieloides, incluida la leucemia mieloide aguda (LMA), surgen de la expansión de estas células madre y progenitoras hematopoyéticas que adquieren mutaciones somáticas.

El perfil molecular en bloque ha sugerido que las mutaciones se adquieren de forma escalonada: los genes mutantes con altas frecuencias de alelos variantes aparecen temprano en la leucemogénesis y se cree que las mutaciones con frecuencias de alelos variantes más bajas se adquieren más tarde.

Un gran equipo de hematólogos y oncólogos del Centro de Cáncer Memorial Sloan Kettering (Nueva York, NY, EUA), delineó el marco clonal de las neoplasias mieloides. Realizaron un perfil mutacional de una sola célula en 146 muestras de 123 pacientes, mapearon las trayectorias clonales de cada muestra y observaron las mutaciones que se combinaron para promover la expansión y el dominio clonal. Los investigadores también combinaron la expresión de proteínas con el análisis mutacional para mapear el genotipo somático y la arquitectura clonal con el inmunofenotipo. En general, dijeron, estos hallazgos proporcionaron información sobre la patogenia de la transformación mieloide y cómo la complejidad clonal evoluciona con la progresión de la enfermedad.

El equipo utilizó un panel de amplicones personalizado de Mission Bio (Sur de San Francisco, CA, EUA), que cubre 31 genes que mutan con frecuencia, para realizar la secuenciación de una sola célula. Secuenciaron 740.529 células de 146 muestras de pacientes en el momento del diagnóstico y/o la recaída. Las mutaciones más comunes que identificaron fueron en DNMT3A, TET2, NPM1 y FLT3. Luego investigaron los subtipos de enfermedades, subdividiendo los casos en muestras con mutaciones epigenéticas, muestras con mutaciones de señalización, muestras sin mutaciones epigenéticas y muestras con efectores de señalización epigenéticos y mutaciones concomitantes. De las 80 muestras de LMA con mutaciones epigenéticas, casi el 53% albergaba mutaciones en más de un modificador epigenético. En casi todos los casos, las mutaciones del regulador epigenético estaban en el mismo clon, y en el 81% de los casos las mutaciones concurrentes estaban dentro del clon dominante, lo que sugiere una cooperación entre mutaciones epigenéticas.

El número de mutaciones por muestra fue significativamente mayor en las LMA que en las neoplasias mieloproliferativas (MPN) y en las MPN que en las hematopoyesis clonales (HC). El aumento de mutaciones por muestra fue más pronunciado en los casos de LMA con mutaciones efectoras de señalización, específicamente las de RAS y FLT3. Luego, los investigadores pudieron identificar las contribuciones específicas de genes a la expansión clonal, encontrando que las mutaciones en IDH2, NPM1 y JAK2 casi siempre estaban presentes en el clon dominante, mientras que las mutaciones FLT3 y RAS estaban presentes solo en subclones menores en algunos pacientes, y en clones dominantes en otros. En cuatro de seis pacientes en los que la enfermedad se transformó de MPN a LMA, observaron una alteración significativa en la arquitectura clonal, con la aparición de nuevos clones dominantes.

Los autores concluyeron que los datos sugerían que las neoplasias mieloides se manifiestan como un ecosistema complejo de clones que evoluciona con el tiempo, y que la scADN-seq da una idea de este entorno que no se puede ver con la secuenciación masiva convencional. Los estudios de la arquitectura clonal a nivel unicelular nos dan una idea de cómo la complejidad clonal contribuye a la patogénesis de la transformación mieloide. El estudio fue publicado el 28 de octubre de 2020 en la revista Nature.

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Centro de Cáncer Memorial Sloan Kettering
Mission Bio