Molekulární cytogenetika chronické lymfocytární leukémie

Mgr. Lenka KRŮZOVÁ

Doctoral thesis

Molecular cytogenetics of chronic lymphocytic leukemia

Abstract:

Chronická lymfocytární leukémie CLL je nejčastější hematologickou malignitou v západních zemích a je typická svou klinickou heterogenitou. Přístup k nemocným, volbu léčebné strategie a dobu přežití od diagnózy ovlivňují prognostické faktory. Kromě klinických znaků (např. zdvojovacího času lymfocytů a dalších zahrnutých ve stážovacích systémech podle Rai a Binet) se jedná o imunofenotypické markery (expresi CD38), mutační stav IGHV, pohlaví či věk pacientů a v neposlední řadě také chromozomové aberace. Ty v současné době detekujeme až u 82 % pacientů a jejich vyšetření je součástí diagnostických doporučení. Nejčastěji se setkáváme s delecemi oblasti 13q14, genů ATM, TP53 a trizomií chromozomu 12, které jsou součástí tzv. CLL panelu vyšetřovaného metodou fluorescenční in situ hybridizace (FISH). Tato práce se věnuje jak teoretické charakterizaci rekurentních cytogenetických aberací v kontextu molekulárně cytogenetickém a molekulárně biologickém, tak konkrétním výsledkům analýz molekulárně cytogenetických vyšetření provedených v Laboratoři cytogenetiky a molekulární cytogenetiky Hemato-onkologické kliniky Fakultní nemocnice Olomouc a Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci. Zaměřila jsem se na méně časté aberace a jejich dopad na průběh onemocnění. Studovali jsme vliv komplexního karyotypu (3 a více cytogenetických aberací v jednom klonu) na celkové přežívání pacientů s CLL a souvislosti s delecemi dlouhého ramene chromozomu 11, krátkého ramene chromozomu 17 a mutacemi genu TP53. Dále jsme se zabývali delecemi na dlouhém rameni chromozomu 6, u kterých jsme určili minimální deletovanou oblast a vytipovali kandidátní gen FOXO3 se sníženou relativní expresí. Také jsme provedli analýzu zmnožení krátkých ramen chromozomu 2, které se často vyskytují již v době diagnózy CLL a korelují s výskytem komplexního karyotypu. Potvrdili jsme, že všechny studované aberace mají negativní prognostický význam a celkové přežívání nemocných je s těmito změnami signifikantně kratší. Výsledky této práce mohou přispět k pochopení patogeneze CLL a lepší stratifikaci pacientů na základě jejich cytogenetických aberací, což je v dnešní době cílené terapie nutností. I s ohledem na omezené možnosti kultivace patologických B-lymfocytů navrhujeme zařazení dalších sond do klasického CLL panelu vyšetřovaného metodou interfázní FISH, popřípadě provádění metody arrayCGH (array komparativní genomová hybridizace), mapující nebalancované změny celého genomu.

Abstract:

Chronic lymphocytic leukemia (CLL) is the most common hematological malignancy in Western countries and is characterized by its clinical heterogeneity. Prognostic factors affect clinical outcome, overall survival as well as treatment strategy. In addition to clinical features, such as lymphocyte doubling time and others included in clinical staging systems of Rai and Binet, they are mainly represented by immunophenotypical markers (expression of CD38), mutational status of IGHV, sex or age of CLL patients, and last but not least by chromosome aberrations. Cytogenetic changes are detected in up to 82% of patients and their examination is part of the diagnostic recommendations. Deletions of 13q14, ATM, TP53 genes and trisomy of chromosome 12 are the most frequent cytogenetics aberrations and they are part of the CLL panel examined by fluorescence in situ hybridization (FISH). This thesis covers theoretical characterization of recurrent cytogenetic aberrations in the context of molecular cytogenetics and molecular biology as well as real results of cytogenetic analyses performed at the Laboratory of Cytogenetics and Molecular Cytogenetics at the Department of Hemato-oncology, University Hospital Olomouc and Faculty of Medicine and Dentistry Palacky University in Olomouc. I focused on less frequent aberrations and their impact on patient's outcome. We studied the effect of complex karyotype (3 or more cytogenetic aberrations in one clone) on the overall survival of CLL patients and its association with deletions of long arm of chromosome 11, short arm of chromosome 17 and mutations of TP53 gene. Furthermore, we focused on deletions along of the long arm of chromosome 6, we determined the minimal deleted region and identified a candidate gene FOXO3 with reduced relative expression. Last but not least, we performed an analysis of gains of the short arm of chromosome 2, which often occured at the time of diagnosis of CLL and correlated with a complex karyotype. We confirmed that all studied aberrations had negative prognostic impact. The overall survival of patients with these changes is significantly shorter. The results of these studies may contribute to better understanding of the CLL pathogenesis and better patient´s stratification based on their cytogenetic aberrations, which is necessary in the era of targeted therapies. Considering the limited possibilities of cultivation of pathological B-lymphocytes, we suggest either the inclusion of additional probes into the classical CLL panel examined by the interphase FISH, or using the arrayCGH (array comparative genomic hybridisation) method for mapping the unbalanced aberrations of whole genome.

Keywords

chronická lymfocytární leukémie (CLL), molekulární cytogenetika, chromozomové aberace, komplexní karyotyp, delece 6q, zmnožení 2p

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 5. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Helena Urbánková, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Medicine and Dentistry

Doctoral programme / field:
Medical Genetics / Medical Genetics