Štúdia identifikuje genetický prepínač, ktorý pomáha leukemickým bunkám vyhnúť sa chemoterapii

Vedci opísali molekulárny trik, ktorý umožňuje, aby sa akútna myeloidná leukémia (AML) po liečbe tak často vracala. Nový článok v časopise Blood Cancer Discovery ukazuje, že počas relapsu sa u niektorých pacientov aktivuje „alternatívny program“ génu RUNX1: je to izoforma RUNX1C, ktorá sa prudko zvyšuje, spúšťa BTG2 a uvádza leukemické bunky do stavu pokoja, v ktorom chemoterapeutické lieky nemajú takmer žiadny účinok. Blokovaním RUNX1C (antisense oligonukleotidmi) a súčasným podávaním štandardnej chemoterapie sa výskumníkom podarilo „prebudiť“ bunky a zvýšiť ich citlivosť na liečbu – v kultúrach aj u myší.

Pozadie štúdie

Akútna myeloidná leukémia (AML) zostáva ochorením s relapsom: aj po úspešnej indukčnej chemoterapii sa u významnej časti pacientov vyskytne relaps. Jedným z hlavných vysvetlení je „skrývanie“ niektorých buniek v stave pokoja (quiescencie), ktorý je charakteristický pre leukemické kmeňové bunky (LSC). Zatiaľ čo deliace sa blasty odumierajú, pomalé a spiace klony prežívajú priebeh ochorenia a reštartujú nádor. Pochopenie molekulárnych prepínačov tohto dormančného stavu je kľúčom k prekonaniu rezistencie na lieky.

RUNX1 hrá ústrednú úlohu v transkripčnej regulácii hematopoézy – nie je to však jediný proteín, ale rodina izoforiem vznikajúcich z alternatívnych promótorov a zostrihu. U ľudí je izoforma RUNX1C kódovaná „distálnym“ promótorom P1, zatiaľ čo RUNX1A/1B sú kódované „proximálnym“ P2; distribúcia izoforiem závisí od vývojového štádia a typu bunky. Zloženie izoforiem môže radikálne zmeniť správanie buniek – od zachovania kmeňových vlastností až po onkogénne vlastnosti – ale špecifický príspevok RUNX1C k relapsu AML a chemorezistencii zostáva nejasný.

Súbežne sa hromadili údaje o rodine antiproliferatívnych proteínov BTG/Tob (najmä BTG2), ktoré sa viažu na komplex CCR4-NOT a urýchľujú „dehydratáciu“ matrixových RNA (deadenyláciu), čím znižujú ich stabilitu a globálne potláčajú syntézu proteínov. V imunitnom systéme práve BTG1/BTG2 pomáhajú udržiavať bunkovú dormanciu; je logické predpokladať, že podobné mechanizmy dokážu „uspať“ rakovinové bunky a chrániť ich pred cytostatikami. Priama súvislosť medzi izoformami RUNX1 a BTG2 a dormančným fenotypom v AML však až donedávna zostala hypotézou.

Ďalšou medzerou je metodologická. Väčšina expresných štúdií pri AML zohľadňovala celkové hladiny génov bez rozlišovania medzi izoformami a zriedkavo analyzovala párové vzorky „pred liečbou → relaps“ u tých istých pacientov. Takýto dizajn je kritický, ak relaps nie je spúšťaný „génovým ziskom“, ale prepínaním promótora/izoforiem na pozadí epigenetických posunov. Vyplnenie tejto medzery znamená získanie cieľov pre izoformne špecifickú terapiu (napr. oligonukleotidy zamerané na RNA), ktoré dokážu „prebudiť“ spiace bunky a urobiť ich zraniteľnými voči chemoterapii.

V tejto súvislosti nová štúdia v časopise Blood Cancer Discovery testuje, či má relabujúca AML epigenetický „klik“ v RUNX1 s posunom smerom k RUNX1C a či RUNX1C a BTG2 tvoria os, ktorá uvádza bunky do dormancie a zvyšuje rezistenciu na lieky. Autori používajú párové vzorky „pred terapiou/relapsom“, analýzu izoforiem RNA, funkčné testy a izoformne špecifické antisense oligonukleotidy – nielen na opis dormančného podpisu, ale aj na testovanie jeho reverzibility a farmakologickej zraniteľnosti.

Ako sme sa k tomu dostali?

Autori zvolili nezvyčajný prístup: porovnávali vzorky leukémie od rovnakých pacientov pred liečbou a pri relapse, pričom analyzovali izoformy RNA, a nielen „celkovú“ expresiu génov. Tento párový dizajn im umožnil vidieť, že keď sa ochorenie vráti, nemení sa len hladina RUNX1, ale aj pomer jeho izoforiem – stúpa RUNX1C. Súbežne tím skúmal, čo sa deje v mechanizme: identifikovali „prepínač“ na DNA (metylácia regulačnej oblasti RUNX1), cieľ RUNX1C – gén BTG2, a funkčné dôsledky – bunkovú dormanciu a rezistenciu na lieky.

• Izoforma je dôležitá. RUNX1 existuje v niekoľkých variantoch; ich nerovnováha sa už dlho predpokladá pri hematologických ochoreniach, ale úloha RUNX1C pri relapse AML bola jasne preukázaná v klinickom materiáli.
• Epigenetický „klik“. Počas relapsu sa v regulačnej zóne RUNX1 objaví metylová značka, ktorá spôsobí, že nádorové bunky „prepnú“ na produkciu RUNX1C.
• Os RUNX1C→BTG2. RUNX1C aktivuje BTG2, známy rastový supresor, ktorý inhibuje transkripčno-translačné procesy a podporuje dormentálny fenotyp. V tomto režime sa bunky takmer nedelia – a „prešmyknú sa“ pod vplyvom chemoterapie.

Čo ukázali experimenty

• U pacientov (omikov): v párových vzorkách pred terapiou a pri relapse bol RUNX1C konzistentne zvýšený; BTG2 a pokojové signatúry sa s ním zvyšovali.
• In vitro: nútená expresia RUNX1C znížila citlivosť buniek AML na niekoľko chemoterapeutických liekov; knockout/knockdown RUNX1C obnovil citlivosť.
• U myší pridanie anti-RUNX1C ASO k štandardnej chemoterapii znížilo nádorovú záťaž: bunky „prebudili z hibernácie“, začali sa deliť – a stali sa zraniteľnými voči liekom.

Prečo je to dôležité?

Klasickým obrazom relapsu AML sú klonálne zdrojové bunky, ktoré „prežijú“ liečbu, často pomalú a spiace, pre ktoré sú cytostatiká slabým dráždivým činidlom. Nová práca identifikuje špecifickú molekulárnu páku tohto dormančného stavu – os RUNX1C→BTG2 – a demonštruje, že ju možno farmakologicky upraviť na úrovni izoforiem RNA. Ide o posun od stratégie „zabiť rýchlo sa deliace bunky“ k stratégii „prebudiť ich a zabiť“.

Čo sa tým môže zmeniť v praxi?

• Nový cieľ: RUNX1C ako terapeutický cieľ pri relabovanej/chemorezistentnej AML. Prístup s antisense oligonukleotidmi (ASO) alebo inými technológiami zameranými na RNA.
• Kombinácie „ASO + chemoterapia“. Cieľom je synchronizovať cyklus: prebudiť bunky z pokojového stavu a liečiť ich vo fáze maximálnej zraniteľnosti.
• Výberové biomarkery: Zvýšenie hladiny RUNX1C/BTG2 a metylácia regulátora RUNX1 pri relapse sú kandidátmi na stratifikáciu pacientov a monitorovanie rizika.

Kontext: Čo sme už vedeli o RUNX1 a BTG2

• RUNX1 je kľúčový transkripčný faktor hematopoézy; v onkohematológii je paradoxný: môže sa správať ako supresor alebo onkogén - kontext a izoforma rozhodujú o veľa.
• BTG2 je supresor rastu/diferenciácie a mediátor stresovej signalizácie; jeho aktivácia často vedie k spomaleniu bunkového cyklu a „kľudu“ – čo je prospešné za normálnych podmienok a v nádoroch pomáha prežiť stres z terapie.

Obmedzenia, ktoré treba mať na pamäti

• Cesta do klinickej praxe. Smer ASO pre onkohematológiu sa len formuje; sú potrebné štúdie bezpečnosti/podávania a presné kombinované režimy s chemoterapiou.
• Heterogenita AML. Nie všetci pacienti recidívujú prostredníctvom osi RUNX1C→BTG2; na výber tých, u ktorých je „prepínač“ skutočne zapnutý, budú potrebné validované panely.
• Dôkazy o výsledkoch: Zatiaľ preukázané na bunkách/myšiach a molekulárnom profilovaní pacientov; na zhodnotenie prínosu pre prežitie sú potrebné klinické štúdie.

Čo bude ďalej?

• Vývoj ASO pre RUNX1C a protokolov wake-and-kill s fázovaním chemoterapie.
• Klinické testovanie biomarkerov (RUNX1C, BTG2, metylácia RUNX1) na včasnú detekciu dormantnej rezistencie.
• Izoformná onkológia ide nad rámec AML: testuje, či sú podobné izoformné „prepínače“ skryté aj v iných druhoch rakoviny krvi a solídnych nádoroch.

Zdroj: Han C. a kol. Izoformne špecifická os RUNX1C-BTG2 riadi pokojový stav AML a chemorezistenciu. Blood Cancer Discovery, 2025. https://doi.org/10.1158/2643-3230.BCD-24-0327