WNT signalizace u B-lymfoproliferativních malignit

Mgr. Lucie Poppová, Ph.D.

Doctoral thesis

WNT signalization in B-lymphoprolifetative malignancies

Abstract:

Chronická lymfocytární leukemie (CLL) je malignita s velmi variabilním průběhem nemoci. Jednou z buněčných drah, které významně ovlivňují vznik a průběh CLL je WNT signalizace. WNT signalizace se dělí na dvě větve, kanonickou a nekanonickou a dosud není jednotný názor, která dráha je klíčová pro CLL. Ve své dizertační práci jsem se zaměřila na studium exprese a funkce tří WNT ligandů: ligand WNT3, typicky aktivující kanonickou WNT/β-kateninovou dráhu spojovanou nejčastěji s patogenezí kolorektálního karcinomu, a ligandy WNT5A a WNT5B aktivující nekanonickou WNT/PCP dráhu, která je důležitá při embryogenezi a hraje významnou roli při metastázování. Tyto tři ligandy byly vybrány na základě zvýšené exprese u CLL pacientů oproti zdravým jedincům a z důvodu vysoce variabilní exprese mezi CLL pacienty. Z práce vyplynulo, že expresní profily kanonického ligandu WNT3 a nekanonických ligandů WNT5A/B jsou opačné a míra jejich exprese souvisí s agresivitou CLL. Je důležité, že nízká exprese WNT3, nebo vysoká exprese WNT5A, byly schopny odlišit pacienty s horší prognózou v rámci jinak prognosticky příznivé skupiny pacientů s mutovaným IGHV (M-CLL). CLL lymfocyty s vysokou expresí WNT5A používají ligand WNT5A k autokrinní stimulaci, což vede k deregulaci migračních mechanismů. Hladina WNT5A/B zůstává v průběhu onemocnění podobná. Oproti tomu zvýšená produkce ligandu WNT3 je pravděpodobně určena pro komunikaci s buňkami mikroprostředí v počátečních fázích nemoci a s postupem onemocnění exprese WNT3 klesá. Již bylo publikováno, že na rozvoji CLL se podílí také epigenetické mechanismy, a že u některých malignit včetně akutních leukemií byly detekovány změny v metylaci promotoru WNT5A, které souvisely s mírou exprese WNT5A. Ve snaze najít důvod, proč byla exprese ligandu WNT5A u 62 % CLL pacientů v naší kohortě nedetekovatelná, jsem ve spolupráci s laboratoří Manuela Perucho provedla DNA metylační analýzu promotoru genu WNT5A. U M-CLL pacientů jsem našla tři CpG místa, jejichž metylační profil souvisel s mírou exprese genu WNT5A. Pro srovnání s našimi výsledky jsem také aplikovala metodu klasifikace CLL pacientů dle metylačního statusu pěti CpG markerů vycházející z výsledků laboratoře Martín-Subera. Naše výsledky potvrzují, že tato metoda umožňuje klasifikovat pacienty do tří klinicko-biologicky odlišných skupin. Z hlediska prognózy se tyto skupiny překrývají se skupinami definovanými expresí WNT5A a mutačním statusem IGHV. Tato práce ukazuje, že WNT dráha je u CLL deregulována na několika úrovních a hraje důležitou roli v CLL patogenezi.

Abstract:

Chronic lymphocytic leukemia (CLL) is a malignancy with very variable disease course. One of the pathways significantly affecting the CLL origin and course is WNT signaling. WNT signaling is basically divided into two branches, canonical and non-canonical and it is still unclear which one plays the key role in CLL. In my PhD thesis I focused on studying the expression and function of three WNT ligands: WNT3 typically activating canonical WNT/β-catenin pathway which known for its role in colorectal carcinoma pathogenesis, and WNT5A and WNT5B activating non-canonical WNT/PCP pathway which plays a key role in embryogenesis and tumor metastasis. These ligands were selected due to their overexpression in CLL compared to healthy individuals and because of a highly variable expression among CLL patients. The thesis reveals that the expression profiles of canonical WNT3 and non-canonical WNT5A/B are reversed and their expression is associated with disease aggressiveness. In particular, it is important that low WNT3-expression or high WNT5A- expression were able to distinguish patients with worse prognosis within otherwise prognostically favourable IGHV-mutated subgroub (M-CLL). High expression CLL-lymphocytes use WNT5A ligand to autocrine stimulation leading to migration deregulation. WNT5A/B-expression remains stable during disease course. In contrast, increased WNT3-expression is likely to be intended for communication with the microenvironment during an early disease stages and later it declines with the disease progression. In CLL development, epigenetic mechanisms are also involved and, in some malignancies including acute leukemias, an aberrant methylation of WNT5A promoter correlates with WNT5A gene expression. To reveal the reason for undetectable WNT5A-expression in 62% of CLL in our cohort I joined the laboratory of Manuel Perucho in Badalona, Spain and I have conducted methylation analysis of the WNT5A promoter in CLL patients. Within M-CLL I have found three CpG sites of which methylation profile was associated with WNT5A-expression. I have also applied the classification published by Martín-Subero laboratory based on methylation of five CpG markers and compared the data with our previous results. I confirmed the ability of this approach to classify CLL patients into three clinico-biologically distinct subgroups. These subgroups overlap with our subgroups defined by WNT5A-expression and IGHV mutational status. This thesis shows that in CLL, WNT signaling is deregulated on multiple levels and it plays an important role in CLL pathogenesis.

Keywords

Chronická lymfocytární leukemie, Chronic lymphocytic leukemia, CLL, WNT/PCP dráha, WNT/PCP pathway, WNT/β-kateninová dráha, WNT/β-catenin pathway, WNT5A, WNT5B, WNT3, IGHV, prognóza, prognosis, metylace DNA, DNA methylation

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 3. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 6. 6. 2019
• Supervisor: Mgr. Šárka Pavlová, Ph.D.
• Reader: doc. RNDr. Sabina Ševčíková, Ph.D., PharmDr. Antonín Libra, Ph.D., RNDr. Filip Vrbacký, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Medicine

Doctoral programme / field:
Oncology (4-years) / Oncology