Genetic abnormalities in patients with multiple myeloma


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/nephrology.2018.2.11-14

E.N. Misyurina, A.V. Misyurin

1 SBHCI "City Clinical Hospital № 52 of the Moscow Healthcare Department"; Moscow, Russia; 2 FSBI "N.N. Blokhin NMRC of Oncology" of RMH; Moscow, Russia
In patients with multiple myeloma, a number of cytogenetic abnormalities with prognostic significance were revealed. Important factors for the unfavorable prognosis in multiple myeloma include del 17p, t(4;14), t(14;16), t(14;20), del 1q21, del 13. BRAF, KRAS, NRAS gene mutations characteristic for different malignant neoplasms are also detected in patients with multiple myeloma. New sequencing methods allowed to detect previously unknown mutations of SP140, ROBO1, FAM46C and EGR1 genes in patients with multiple myeloma. Critical to the pathogenesis and prognosis of multiple myeloma is c-MYC, PAX and IRF-4 gene overexpression. The activation of the expression of genes encoding tumor-associated testis-specific antigens, including PRAME, MAGE A1, MAGE A3, NY ESO1, has the prognostic value for multiple myeloma. The immunogenicity of these antigens allows to consider them as a promising target for the development of immunotherapy for multiple myeloma.

Опухолевым субстратом для больных множественной миеломой (ММ) служат малигнизированные плазматические клетки (МПК) [1, 2]. Так как анализ клональных перестроек иммуноглобулиновых рецепторов у больных ММ показал, что последовательность кДНК V(D)J-регионов значительно отличается от герминальной, был сделан вывод, согласно которому B-лимфоциты при этом заболевании проходят стадию гипермутирования в зародышевых центрах фолликул лимфоузлов [3]. Полагают, что процесс, приводящий к точечным мутациям V(D)J-региона генов иммуноглобулинов, необходимый для «дозревания» аффинности антител, может нести ответственность за возникновение нежелательных мутаций в других генах, в результате которых нормальная плазматическая клетка превращается в опухолевую. Считают также, что МПК происходят от небольшой фракции плазматических клеток, называемых долгоживущими, т.к. они способны не один год персистировать в организме человека.

Развитие ММ может проходить через предраковую стадию моноклональной гаммапатии неясного значения (МГНЗ). МГНЗ прогрессирует в ММ с постоянной вероятностью 1% в год [4]. Выделяют еще и стадию тлеющей ММ (ТММ). ТММ прогрессирует в ММ в течение первых 5 лет с вероятностью 10% [5].

Морфологически опухолевые клетки у разных больных ММ неразличимы, однако на цитогенетическом и молекулярном уровнях можно выделить несколько подтипов этого заболевания. Первичная диагностика ММ предусматривает обязательное проведение стандартного кариотипирования и FISH-анализа опухолевых плазматических клеток, получаемых из аспиратов костного мозга.

Согласно находкам при проведении кариологического анализа, ММ разделяют на гипердиплоидный и негипердиплоидный варианты. При гипердиплоидном варианте ММ наблюдают трисомии хромосом с нечетными номерами (3, 5, 7, 9, 11, 15, 19, 21). Для негипердиплоидной ММ характерны сбалансированные транслокации, вовлекающие, с одной стороны, локус тяжелых цепей иммуноглобулинов 14q32, с другой – какой-либо из генов – партнеров MAF (онкоген мускулоапоневротической фибросаркомы, musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene), MAFB, MMSET, FGFR3 (рецептор-3 фактора роста фибробластов, fibroblast growth factor receptor 3), циклины D1 и D3. Эти рекомбинационные события не меняют структурной части генов-партнеров, но приводят к их повышенной разрегулированной экспрессии.

К прогностически неблагоприятным цитогенетическим нарушениям при ММ относятся выявляемые методом FISH делеция хромосомы 17 (del 17p), транслокации t(4;14), t(14;16), t(14;20), а также определяемые при стандартном цитогенетическом исследовании делеция хромосомы 13 (del 13) и гиподиплоидный набор хромосом [6–9]. Нужно иметь в виду, что del 13 у больных ММ методом FISH выявляется очень часто, но фактором неблагоприятного прогноза эта делеция является только в том случае, когда ее обнаруживают именно при стандартом цитогенетическом исследовании. При делеции короткого плеча хромосомы 17 происходит потеря одной из копий гена TP53, который является важным контролером генетической стабильности. Часто у больных ММ обнаруживают аномалии одной хромосомы; так, делеции и амплификация локуса 1q21 связаны с неблагоприятным прогнозом, кроме того, их чаще, чем у первичных больных, выявляют при рецидиве ММ [10, 11]. Прогностически неблагоприятные цитогенетические нарушения выявляются примерно у четверти первичных больных ММ. К группе стандартного риска относят все прочие хромосомные аномалии, включая гипердиплоидный набор хромосом, транслокации t(11;14) и t(6;14) [12]. У больных почечной недостаточностью, как правило, обнаруживают del 17p и t(4;14) [13].

У больных ММ обнаруживают мутации или активацию гиперэкспрессии генов K-RAS (гомолог вирусного онкогена v-ras саркомы Кирстена), N-RAS (гомолог вирусного онкогена v-ras нейробластомы), BRAF (прото-онкогена B-Raf) [14], MYC (гомолог вирусного онкогена v-myc миелоцитоматоза птиц) [15], PI3K (фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат-3-киназы), AKT (гомолог вирусного онкогена v-akt тимомы мыши) [16], TP53 (опухолевый белок p53; tumor protein p53) [17], RB1 (ретинобластома-1; retinoblastoma-1) [18].

При MM происходит нарушение регуляции апоптоза в связи с нарушением баланса между проапоптотическими и антиапоптотическими представителями генов семейства BCL-2 (B-cell CLL/lymphoma 2). Например, часто при ММ активируются анти-апоптотические гены BCL-2, BCL-XL/BCL2L1 (BCL2-like 1) и MCL-1 (myeloid cell leukemia 1). Это приводит к резистентности ко многим видам лечения ММ [19].

Критически значимыми для патогенеза ММ являются гиперэкспрессия гена PAX5 (транскипционный фактор paired box 5) и IRF-4 (регулируемый интерфероном фактор 4). В норме ген PAX5 необходим для ранних этапов созревания B-лимфоцитов [20], а IRF-4 является модулятором врожденного и адаптивного иммунитета [21].

Требуется проведение дополнительных исследований, чтобы доказать значимость для патогенеза ММ недавно обнаруженных мутаций большой группы генов, в .ч. FAM46C (family and sequence similarity 46, member C), SP140 (гомолог гена SP100 – Speckled «Крапчатый» 100 kDa) [22], ROBO1 (трансмембранный рецептор roundabout 1), EGR1 (транскрипционный фактор early growth response) [19]. Предполагают, что FAM46C является геном-онкосупрессором, но точная функция кодируемого им белка пока не известна. Продукт гена SP140 входит в состав т.н. ядерных телец («nuclear bodies») – внутриядерных структур особого рода, связанных с белком PML1. При иммунофлуоресцентном окрашивании клеток антителами, распознающими PML1, SP100 или SP140, в ядрах видны относительно крупные гранулы связанных с хромосомами белковых конгломератов, называемых ядерными тельцами. Белок SP140 необходим для активации B-лимфоцитов при связывании антигена с иммуноглобулиновым рецептором на поверхности этих клеток [22]. Семейство генов ROBO было впервые обнаружено в 1990 г. у дрозофил в качестве важных регуляторов роста аксонов нервных клеток. Белок ROBO1 оказался необходимым для правильной пространственной ориентации растущих аксонов, именно он позволяет некоторым аксонам при росте пересекать среднюю линию тела имеющих билатеральную симметрию животных и тем самым связывать левую сторону организма с правой, и наоборот. Функциональные свойства белка EGR1 неизвестны [23].

Обнаружено, что при ММ происходит изменение спектра экспрессии малых регуляторных РНК miR. Так, обнаружена гиперэспрессия miR-21, miR-32, miR-17-92, miR-106b, miR-181a и b, miR-221, miR-222 и miR-382 и снижение уровня экспрессии miR-15a и miR-16 [24].

Ряд авторов исследовали экспрессию раково-тестикулярных генов в крови и костном мозге больных ММ. В этих немногочисленных работах проведено изучение экспрессии единичных представителей раково-тестикулярных генов при ММ, поэтому полной картины об экспрессии РТГ в опухолевых плазматических клетках больных ММ в настоящее время не существует. С уверенностью можно только утверждать, что у ряда больных ММ экспрессируются РТГ PRAME, MAGE A1, MAGE A3 и NY-ESO1, однако какова доля этих больных, пока не понятно в связи с малым объемом исследованных выборок [25–29]. Кодируемые этими генами белки рассматриваются в качестве перспективных мишеней иммунотерапии ММ [30].

Заключение

Пока еще далеко не все особенности цитогенетического и молекулярного патогенеза множественной миеломы понятны, но многое уже известно о том, чем определяется клиническая гетерогенность этого заболевания. Несмотря на сходство морфологических характеристик опухолевых плазматических клеток у разных больных множественной миеломой, при помощи тонких методов молекулярной генетики обнаруживают существенные различия, на основании которых больных, страдающих этим заболеванием, следует относить к разным группам риска. В свою очередь для разных прогностических групп больных множественной миеломой применяют разные риск-адаптированные программы лечения. Понимание молекулярных основ патогенеза множественной миеломы позволяет вводить в арсенал методов лечения этого заболевания препараты направленного действия, а также подходы, основанные на стимулировании специфического противоопухолевого иммунного ответа.


About the Autors


Misyurina E.N. – PhD in Medical Sciences, Head of Hematological Service SBHCI "City Clinical Hospital № 52 of the Moscow Healthcare Department"; Moscow, Russia.
E-mail: misyurina_elena@mail.ru
Misyurin A.V. – PhD in Biological Sciences, Head of the Laboratory of Recombinant Tumor Antigens FSBI "N.N. Blokhin NMRC of Oncology" of RMH; Moscow, Russia.


Similar Articles


Бионика Медиа