BACKGROUND: In acute myeloid leukemia (AML), the MDS1 and EVI1 complex locus - MECOM, also known as the ecotropic virus integration site 1 - EVI1, located in band 3q26, can be rearranged with a variety of partner chromosomes and partner genes. Here we report on a 57-year-old female with AML who presented with the rare translocation t(3;10)(q26;q21) involving the MECOM gene. Our aim was to identify the fusion partner on chromosome 10q21 and to characterize the precise nucleotide sequence of the chromosomal breakpoint. METHODS: Cytogenetic and molecular-cytogenetic techniques, chromosome microdissection, next generation sequencing, long-range PCR and direct Sanger sequencing were used to map the chromosomal translocation. RESULTS: Using a combination of cytogenetic and molecular approaches, we mapped the t(3;10)(q26;q21) to the single nucleotide level, revealing a fusion of the MECOM gene (3q26.2) and C10orf107 (10q21.2). CONCLUSIONS: The approach described here opens up new possibilities in characterizing acquired as well as congenital chromosomal aberrations. In addition, DNA sequences of chromosomal breakpoints may be a useful tool for unique molecular minimal residual disease target identification in acute leukemia patients.
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Akutní leukemie (AL) představují heterogenní skupinu maligních onemocnění krvetvorby s různou prognózou. Díky této různorodosti AL nelze s jistotou predikovat odpověď pacienta na léčbu. Proto je velmi důležité sledovat množství zbytkové maligní populace buněk po léčbě, tzv. minimální reziduální nemoc (MRN). K detekci MRN se běžně využívají rekurentní cytogenetické abnormality a mutace v hematologicky významných genech, které jsou rutinním screeningem identifikovány u naprosté většiny dospělých pacientů s akutní lymfoblastickou leukemií a přibližně u poloviny dospělých pacientů s akutní myeloidní leukemií. Z tohoto důvodu je velmi žádoucí identifikovat nové specifické markery leukemických blastů, které budou sloužit ke sledování MRN u pacientů, u nichž nebyla nalezena žádná ze standardně vyšetřovaných aberací. Naším cílem bylo vyvinout zcela nový technický přístup k identifikaci a mapování unikátních klonálně specifických chromozomových abnormalit až na úroveň jednotlivých nukleotidů, a to pomocí moderních technik molekulární cytogenetiky, zejména mnohobarevné fluorescenční in situ hybridizace, mnohobarevného pruhování chromozomů (mFISH, mBAND) a multiplexní hybridizace fluorescenčně značených sond (BAC-FISH). Pro vyšší rozlišení byly fluorescenčně značené sondy aplikovány na linearizovaná vlákna DNA (molecular combing, fiber-FISH). Dalším nástrojem, který byl využit k přesné identifikaci zlomových míst aberovaných chromozomů byla mikrodisekce derivovaných chromozomů a následné sekvenování disekovaného materiálu pomocí technologie sekvenování nové generace (NGS). Posledním krokem byla konstrukce specifické molekulární PCR eseje v reálném čase pro monitorování MRN, která umožňuje sledovat odpověď pacienta na léčbu, příp. včas zachytit počínající molekulární relaps onemocnění. Moderní technologie umožňují detekovat a identifikovat unikátní klonálně specifické abnormality u pacientů s AL. Předložená práce jasně ukazuje, že mapování chromozomových aberací až na úroveň nukleotidů je pro vybrané pacienty s AL realizovatelné a vhodné pro standardní klinickou praxi. Jedná se o laboratorní přístup „šitý na míru“ nemocných s AL, který naplňuje naši představu o personalizované medicíně.
Acute leukaemia (AL) comprises a heterogeneous group of haematological malignancies with varying prognoses. In light of this heterogeneity, individual patient response to treatment can be difficult to predict. Sensitive monitoring of residual leukemic cell populations (minimal residual disease – MRD) is thus very important and holds great potential for improving treatment strategies. Commonly used MRD targets include recurrent cytogenetic abnormalities and mutations in important haematological genes. Unfortunately, such targets are identified in a majority of adult ALL patients but only in about 50% of adult AML patients. Identification of new specific leukemic blast molecular markers for MRD assessment is therefore highly desirable. Our goal was to develop a unique technical approach for the identification and mapping of clone-specific chromosomal abnormalities down to the single nucleotide level using current molecular cytogenetic techniques, particularly multicolour fluorescence in situ hybridization, multicolour chromosome banding (mFISH, mBAND) and multiplex hybridization of fluorescently labelled BAC clones (BAC-FISH). Higher resolution was achieved by hybridization of fluorescent probes to combed DNA fibres (molecular combing, fibre-FISH). Another approach used for the precise identification of chromosomal breakpoints was chromosome micro dissection followed by next-generation sequencing (NGS) of the dissected material. Finally, a specific Real-Time PCR assay to monitor MRD was designed. Modern technologies open new vistas for the detection and identification of unique clone-specific abnormalities in AL patients. Our work clearly suggests that mapping from the chromosomal level down to the nucleotide level is feasible and readily applicable in eligible AL patients, allowing its´ use in standard clinical practice and as a tool for personalized „tailor-made“ medicine.
- Klíčová slova
- akutní leukemie, personalizovaná medicína, sekvenování nové generace, chromozomová mikrodisekce, molekulární cytogenetika, minimální reziduální nemoc, mFISH, mBAND,
- MeSH
- akutní lymfatická leukemie genetika MeSH
- akutní myeloidní leukemie genetika MeSH
- body zlomu chromozomu MeSH
- chromozomální aberace MeSH
- cytogenetické vyšetření * metody MeSH
- dospělí MeSH
- hybridizace in situ fluorescenční MeSH
- lidé MeSH
- malování chromozomů MeSH
- mapování chromozomů metody MeSH
- pilotní projekty MeSH
- polymerázová řetězová reakce metody MeSH
- reziduální nádor * diagnóza genetika MeSH
- sekvenční analýza DNA metody MeSH
- vyšetřování kostní dřeně MeSH
- výzkum * MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- Publikační typ
- hodnotící studie MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Acute leukemias (AL) comprise a heterogeneous group of hematologic malignancies, and individual patient responses to treatment can be difficult to predict. Monitoring of minimal residual disease (MRD) is thus very important and holds great potential for improving treatment strategies. Common MRD targets include recurrent cytogenetic abnormalities and mutations in important hematological genes; unfortunately well-characterized targets are lacking in many AL patients. Here we demonstrate a technical approach for the identification and mapping of novel clone-specific chromosomal abnormalities down to the nucleotide level. We used molecular cytogenetics, chromosome microdissection, amplification of the microdissected material, and next-generation sequencing to develop PCR-based MRD assays based on unique breakpoint sequences.
- MeSH
- abnormální karyotyp MeSH
- body zlomu chromozomu MeSH
- buňky K562 MeSH
- chromozomální aberace MeSH
- DNA vazebné proteiny genetika MeSH
- fúzní onkogenní proteiny genetika MeSH
- jaderné proteiny genetika MeSH
- leukemie diagnóza genetika MeSH
- lidé MeSH
- mapování chromozomů MeSH
- nádorové biomarkery genetika MeSH
- nádorové buněčné linie MeSH
- protoonkogenní protein MLL genetika MeSH
- pruhování chromozomů MeSH
- reziduální nádor diagnóza genetika MeSH
- sekvence nukleotidů MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
