Multiple myeloma is a plasma cell malignancy characterized by an abnormal increase in monoclonal immunoglobulins. Despite significant advances in treatment, some patients progress to more aggressive forms of multiple myeloma, including extramedullary disease or plasma cell leukemia. Although the exact molecular mechanisms are not known, several studies have confirmed the involvement of small extracellular vesicle-enriched microRNAs in multiple myeloma progression. Therefore, we performed expression profiling of these molecules in bone marrow plasma of multiple myeloma, extramedullary disease, and plasma cell leukemia patients using small RNA sequencing to identify novel molecules involved in disease pathogenesis. In total, 42 microRNAs were significantly dysregulated among analyzed subgroups. Independent validation by RT-qPCR confirmed elevated levels of miR-140-3p, miR-584-5p, miR-191-5p, and miR-143-3p in multiple myeloma patients compared to extramedullary disease and plasma cell leukemia patients. Subsequent statistical analysis revealed significant correlations between patient clinical characteristics or flow cytometry parameters and microRNA expression. These results indicate that dysregulation of microRNAs could contribute to multiple myeloma progression.
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Východiska: Signální dráha UPR (unfolded protein response, tj. odpověď na chybně složené proteiny) pomáhá myelomovým buňkám vyrovnat se se stresovými podmínkami vzniklými v důsledku nadměrné proteosyntézy, a představuje tak pro myelomové buňky prostředek umožňující jejich přežití. Extramedulární onemocnění je agresivnější forma mnohočetného myelomu, při které myelomové buňky ztrácí svoji závislost na mikroprostředí kostní dřeně a mohou infiltrovat jiné tkáně a orgány. Patogeneze vzniku extramedulárního onemocnění není dosud zcela objasněna. Cílem této studie bylo zjistit, zda existuje rozdíl v expresi genů spjatých s UPR mezi plazmatickými buňkami kostní dřeně od pacientů s mnohočetným myelomem a extramedulárním onemocněním. Materiál a metody: Pomocí reverzní transkripce ve spojení s kvantitativní polymerázovou řetězovou reakcí byla analyzována exprese šesti genů spjatých s UPR (ERN1, DDIT3, EIF2AK3, TUSC3, XBP1, HSPA5). Použito bylo celkem 76 vzorků plazmatických buněk kostní dřeně, z toho 44 bylo od pacientů s mnohočetným myelomem a 32 od pacientů s extramedulárním onemocněním. Výsledky: Byl pozorován statisticky významný rozdíl v expresi genů HSPA5, DDIT3, EIF2AK3 a ERN1 mezi skupinou mnohočetného myelomu a extramedulárního onemocnění; exprese byla ve všech případech vyšší u vzorků od pacientů s extramedulárním onemocněním. V případě genů XBP1 a TUSC3 nebyl pozorován statisticky významný rozdíl. Prokázáno bylo také několik statisticky významných korelací mezi hladinou exprese analyzovaných genů a klinickými daty pacientů. Závěr: Výsledky poukazují na možný význam signální dráhy UPR v patogenezi extramedulárního onemocnění. UPR se jeví jako vhodný směr dalšího výzkumu.
Background: The unfolded protein response (UPR) enables myeloma cells to overcome the stress conditions arising from excessive proteosynthesis and thus provides a survival advantage for myeloma cells. Extramedullary disease is a more aggressive form of multiple myeloma in which myeloma cells lose their dependence on the bone marrow microenvironment and are able to infiltrate other tissues and organs. The pathogenesis of extramedullary disease is not fully elucidated yet. The aim of this study was to determine whether there is a difference in the expression of UPR-related genes between bone marrow plasma cells from multiple myeloma and extramedullary disease patients. Materials and methods: Gene expression of six genes involved in UPR (ERN1, DDIT3, EIF2AK3, TUSC3, XBP1, HSPA5) was analyzed by quantitative reverse transcription polymerase chain reaction. In total, 76 bone marrow plasma cell samples were used, of which 44 were from patients with multiple myeloma and 32 from patients with extramedullary disease. Results: A statistically significant difference was observed between the multiple myeloma and extramedullary disease groups regarding the expression of HSPA5, DDIT3, EIF2AK3, and ERN1 genes. However, in the case of XBP1 and TUSC3 genes, no statistically significant difference in the expression was found. Several statistically significant correlations between the expression levels of the analyzed genes and the clinical data of the patients were observed as well. Conclusion: Our results suggest the importance of UPR in the pathogenesis of extramedullary disease. UPR appears to be a promising avenue for further research.
BACKGROUND: Multiple myeloma (MM) represents the second most common hematological malignancy characterized by the infiltration of the bone marrow by plasma cells that produce monoclonal immunoglobulin. While the quality and length of life of MM patients have significantly increased, MM remains a hard-to-treat disease; almost all patients relapse. As MM is highly heterogenous, patients relapse at different times. It is currently not possible to predict when relapse will occur; numerous studies investigating the dysregulation of non-coding RNA molecules in cancer suggest that microRNAs could be good markers of relapse. RESULTS: Using small RNA sequencing, we profiled microRNA expression in peripheral blood in three groups of MM patients who relapsed at different intervals. In total, 24 microRNAs were significantly dysregulated among analyzed subgroups. Independent validation by RT-qPCR confirmed changed levels of miR-598-3p in MM patients with different times to relapse. At the same time, differences in the mass spectra between groups were identified using matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry. All results were analyzed by machine learning. CONCLUSION: Mass spectrometry coupled with machine learning shows potential as a reliable, rapid, and cost-effective preliminary screening technique to supplement current diagnostics.
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- MeSH
- chromozomální delece MeSH
- dospělí MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- lidské chromozomy, pár 1 genetika MeSH
- mnohočetný myelom * komplikace diagnóza MeSH
- senioři MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- dopisy MeSH
Multiple myeloma (MM) is the second most prevalent hematological malignancy, characterized by infiltration of the bone marrow by malignant plasma cells. Extramedullary disease (EMD) represents a more aggressive condition involving the migration of a subclone of plasma cells to paraskeletal or extraskeletal sites. Liquid biopsies could improve and speed diagnosis, as they can better capture the disease heterogeneity while lowering patients' discomfort due to minimal invasiveness. Recent studies have confirmed alterations in the proteome across various malignancies, suggesting specific changes in protein classes. In this study, we show that MALDI-TOF mass spectrometry fingerprinting of peripheral blood can differentiate between MM and primary EMD patients. We constructed a predictive model using a supervised learning method, partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA) and evaluated its generalization performance on a test dataset. The outcome of this analysis is a method that predicts specifically primary EMD with high sensitivity (86.4%), accuracy (78.4%), and specificity (72.4%). Given the simplicity of this approach and its minimally invasive character, this method provides rapid identification of primary EMD and could prove helpful in clinical practice.
- MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mnohočetný myelom * krev diagnóza MeSH
- nádorové biomarkery krev MeSH
- senioři MeSH
- spektrometrie hmotnostní - ionizace laserem za účasti matrice metody MeSH
- tekutá biopsie metody MeSH
- Check Tag
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Východiska: Osteosklerotická ložiska detekovaná u pacienta s monoklonální gamapatií znamenají většinou diagnózu syndromu POEMS. Osteosklerotický myelom bez dalších projevů patřících do obrazu syndromu POEMS je naprosto výjimečný nález. Popis případu: U 46leté ženy způsobily osteosklerotické změny temporoparietální oblasti zduření měkkých tkání nad ložiskem a bolest v této oblasti. Biopsie parietální kosti prokázala osteosklerózu s nevelkou klonální plazmocelulární infiltrací. Monoklonální imunoglobulin typu IgG-lambda (podtřídy IgG1) v séru byl v koncentraci 8 g/l. V kostní dřeni byla zjištěna jen nepočetná infiltrace (8 %) atypickými plazmatickými buňkami. Flow-cytometrické vyšetření kostní dřeně detekovalo mezi všemi jadernými buňkami 0,37 % plazmatických buněk, z nichž ale 91 % bylo klonálních s expresí lambda řetězců. V rámci hledání jiných příčin osteosklerózy bylo provedeno FDG-PET/CT vyšetření, které neodhalilo žádnou ložiskovou akumulaci FDG, tedy žádný jiný tumor (karcinom prsu anebo žaludku), který by mohl tyto kostní změny způsobit. Low-dose CT prokázalo nepravidelnou strukturu skeletu mimo kalvu. Jednoznačná osteosklerotická či osteolytická ložiska nebyla na low-dose CT zřetelná. Pro zmapování rozsahu ložisek intenzivní kostní novotvorby následovalo NaF-PET/CT vyšetření, které zviditelnilo mnohočetná ložiska s intenzivní novotvorbou kosti, a tedy i vysokou akumulací fluoridu. MR mozku zjistilo ložiska pachymeningitidy. Pacientka neměla příznaky syndromu POEMS, a tak jsme diagnózu uzavřeli jako monoklonální gamapatie klinického významu (monoclonal gamapathy of clinical significance – MGCS) s osteosklerózou, která se dříve nazývala osteosklerotický mnohočetný myelom. Závěr: MGCS s osteosklerotickými změnami skeletu bez známek syndromu POEMS je extrémně vzácná forma plazmocelulární dyskrazie. Od klasického mnohočetného myelomu se liší indolentním průběhem a příznivější prognózou. Publikace dokumentuje unikátní klinické projevy této nemoci a přínos zobrazení NaF-PET/CT.
Introduction: Multiple myeloma is a common plasma cell neoplasia usually accompanied by the formation of osteolytic foci, whereas osteosclerotic myeloma is a very rare form of plasma cell dyscrasia. When osteosclerotic myeloma is detected, osteosclerotic foci are usually part of the POEMS syndrome. Osteosclerotic myeloma without other manifestations of the POEMS syndrome is an unusual finding. Case description: In a 46-year-old woman, osteosclerotic changes of the temporoparietal region caused soft tissue induration over this lesion, which initiated further investigation. Imaging studies subsequently showed multiple osteosclerotic foci in the skull. Examination of blood proteins revealed 8 g/L of IgG-lambda monoclonal immunoglobulin, subclass IgG1. In search of the cause of the osteosclerotic changes, FDG-PET/CT was performed, which revealed no FDG accumulation, i.e., no other tumor (breast or stomach cancer). Low-dose CT showed irregular bone structure, but not significant osteolytic or osteosclerotic foci. To map the extent of osteosclerotic changes, NaF-PET/CT imagination followed, which revealed multiple spots with high fluoride accumulation. A parietal bone biopsy showed osteosclerosis with minor clonal plasma cell infiltration. Trepanobioptic bone marrow sampling revealed an infiltration of bone marrow with atypical plasma cells in 8%. Flow-cytometric examination of bone marrow showed 0,37% of plasma cells, however predominantly (91%) clonal with lambda expression. MRI of the brain identified asymptomatic meningeal thickening. There was no evidence of POEMS syndrome in the patient; thus, we concluded the diagnosis as monoclonal gammopathy of clinical significance with osteosclerosis which was previously termed osteosclerotic multiple myeloma. Conclusion: Monoclonal gammopathy of clinical significance (MGCS) with osteosclerotic skeletal changes, documented on CT and multiple foci with intensive osteoneogenesis, documented on NaF-PET/CT without evidence of POEMS syndrome, is an extremely rare form of plasma cell dyscrasia. This publication documents the unique clinical manifestations of IgG-lambda type plasma cell proliferation without signs of POEMS syndrome and the role of NaF-PET/CT imaging. Classification of this disease as MGSC with osteosclerotic manifestations is more consistent with the indolent nature of the disease with a significantly better prognosis, compared with multiple myeloma.
- MeSH
- buňky kostní dřeně patologie MeSH
- diferenciální diagnóza MeSH
- histologické techniky MeSH
- hypergamaglobulinemie * diagnóza komplikace patologie MeSH
- kostra diagnostické zobrazování patologie MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- osteoskleróza * diagnostické zobrazování imunologie komplikace patologie MeSH
- paraproteinemie diagnóza komplikace patologie MeSH
- PET/CT MeSH
- počítačová rentgenová tomografie MeSH
- POEMS syndrom diagnóza patologie MeSH
- temenní kost patologie MeSH
- Check Tag
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- kazuistiky MeSH
Východiska: Histiocytózy jsou dle WHO klasifikace vzácné choroby charakterizované akumulací makrofágů a dendritických buněk nebo buněk odvozených z monocytů v různých orgánech a tkáních. Histiocytární choroby se vyskytují jak u dětí, tak u dospělých. Jejich klinická manifestace a morfologické formy jsou obvykle velmi divergentní. Histiocytózy je možné klasifikovat jak dle WHO klasifikace, poslední verze byla zveřejněna v roce 2022, tak dle klasifikace Histiocyte Society s poslední verzí z roku 2016. Cíl: V textu přikládáme přehled histiocytóz dle WHO klasifikace z roku 2022.
Background: Histiocytoses are rare disorders characterized by the accumulation of macrophages, dendritic cells, or monocyte-derived cells in various tissues and organs of children and adults, with a wide range of clinical manifestations, presentations, and histology. The histiocytoses are classified according to the WHO Classification, the last version of which was published in 2022, or according to the Histiocyte Society Classification, with the last version published in 2016. Purpose: This text provides an overview of histiocytoses as described in the WHO Classification 2022.
- MeSH
- Erdheimova-Chesterova nemoc farmakoterapie patologie MeSH
- histiocytární sarkom klasifikace patologie MeSH
- histiocytóza z Langerhansových buněk klasifikace komplikace patologie terapie MeSH
- histiocytóza * klasifikace patologie terapie MeSH
- lidé MeSH
- lymfatické nemoci * klasifikace patologie terapie MeSH
- lymfohistiocytóza hemofagocytární farmakoterapie klasifikace patofyziologie patologie MeSH
- pneumotorax etiologie terapie MeSH
- sinusová histiocytóza farmakoterapie klasifikace patologie MeSH
- směrnice pro lékařskou praxi jako téma MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Východiska: Mnohočetný myelom (MM) je heterogenní hematoonkologické onemocnění charakterizované klonální expanzí maligních plazmatických buněk v kostní dřeni. Onemocnění je doprovázeno různými klinickými projevy, jedná se o kostní léze, anemii, hyperkalcemii a renální insuficienci. Navzdory značnému pokroku v léčbě v posledních dvou dekádách však zůstává onemocněním těžko léčitelným a většina pacientů relabuje. Ačkoliv dosud nebyla objasněna jeho patogeneze, je zřejmé, že genomová nestabilita hraje klíčovou roli v jeho rozvoji či v rezistenci na léčbu. V některých případech je příčinou této nestability chromotripse, tedy druh komplexní genomové přestavby, která zahrnuje rozsáhlou fragmentaci a opětovné náhodné spojení chromozomů během jediné katastrofické události. Výsledné přestavby zahrnují různé strukturální změny vč. delecí, duplikací, inverzí a translokací, což vede k narušení genomu, konkrétně např. k alteraci nebo inaktivaci tumor supresorových genů (TP53 a CDKN2C), aktivaci onkogenů (MAF, FGFR3 a CCND1) nebo genů zapojených do klíčových buněčných procesů. Odhalení mechanizmů, které vedou k chromotripsi, nabízí možnosti identifikace kritických genů a drah, které se podílejí na patogenezi MM. Tyto poznatky mohou být podkladem pro zlepšení diagnostických přístupů. Cíl: Cílem přehledového článku je shrnout časté primární a sekundární chromozomové aberace u MM a kromě toho představit komplexní chromozomové aberace s důrazem na chromotripsi u MM.
Background: Multiple myeloma (MM) is a heterogeneous hematological malignancy characterized by clonal expansion of malignant plasma cells in the bone marrow. The disease is accompanied by various clinical manifestations, such as bone lesions, anemia, hypercalcemia, and renal insufficiency. However, despite significant advances in treatment over the last two decades, the disease remains challenging to treat, and most patients relapse. Although its pathogenesis has not yet been elucidated, it is clear that genomic instability plays a key role in its development or resistance to treatment. In some instances, the cause of this instability is chromothripsis, a form of complex genomic rearrangement that involves shattering and subsequent haphazard reassembly of chromosomes within a single catastrophic event. The resulting rearrangements involve a variety of structural changes, including deletions, duplications, inversions, and translocations, that lead to genome disruption. Specifically, these changes may result in alteration or inactivation of tumor suppressor genes (TP53 and CDKN2C), activation of oncogenes (MAF, FGFR3, and CCND1) or genes involved in key cellular processes. Unraveling the mechanisms that result in chromothripsis provides opportunities to identify critical genes and pathways involved in MM pathogenesis. These findings may serve as a basis for improved diagnostic approaches. Purpose: The goal of this review is to summarize the common primary and secondary chromosomal aberrations in MM with a particular focus on introducing complex chromosomal aberrations, especially chromothripsis in MM.
Monoclonal gammopathies are a group of blood diseases characterized by presence of abnormal immunoglobulins in peripheral blood and/or urine of patients. Multiple myeloma and plasma cell leukemia are monoclonal gammopathies with unclear etiology, caused by malignant transformation of bone marrow plasma cells. Mass spectrometry with matrix-assisted laser desorption/ionization and time-of-flight detection is commonly used for investigation of the peptidome and small proteome of blood plasma with high accuracy, robustness, and cost-effectivity. In addition, mass spectrometry coupled with advanced statistics can be used for molecular profiling, classification, and diagnosis of liquid biopsies and tissue specimens in various malignancies. Despite the fact there have been fully optimized protocols for mass spectrometry of normal blood plasma available for decades, in monoclonal gammopathy patients, the massive alterations of biophysical and biochemical parameters of peripheral blood plasma often limit the mass spectrometry measurements. In this paper, we present a new two-step extraction protocol and demonstrated the enhanced resolution and intensity (>50×) of mass spectra obtained from extracts of peripheral blood plasma from monoclonal gammopathy patients. When coupled with advanced statistics and machine learning, the mass spectra profiles enabled the direct identification, classification, and discrimination of multiple myeloma and plasma cell leukemia patients with high accuracy and precision. A model based on PLS-DA achieved the best performance with 71.5% accuracy (95% confidence interval, CI = 57.1-83.3%) when the 10× repeated 5-fold CV was performed. In summary, the two-step extraction protocol improved the analysis of monoclonal gammopathy peripheral blood plasma samples by mass spectrometry and provided a tool for addressing the complex molecular etiology of monoclonal gammopathies.
