U akútnej myeloblastovej leukémie je chromozómový prúžok 11q23 jedným z najčastejších zlomových regiónov. Analýza tejto oblasti viedla k objavu mimoriadne promiskuitného génu MLL, u ktorého bolo dodnes popísaných viac ako 60 MLL translokačných partnerov. Medzi najčastejšie patria t(9;11)(p21– 22;q23)/MLL-AF9, t(10;11)(p13;q23)/MLL-AF10, t(11;19)(q23;p13)/MLL-ELL, ENL a t(6;11)(q27;q23)/MLL-AF6. Predložená práca poskytuje prehľad o molekulárnych mechanizmoch, pri ktorých sa MLL proto-onkogén môže zmeniť na onkogén. Genetické zmeny MLL protoonkogénu predstavujú okrem translokácií aj komplexné chromozómové prestavby, delécie, inzercie, parciálne tandemové duplikácie, amplifikácie a zisky. V práci sú opísané z hľadiska diagnostického a prognostického. Abnormality MLL protoonkogénu sa obvykle spájajú so zlou prognózou. Z tohto dôvodu sa v onkologickej praxi venuje mimoriadna pozornosť zavádzaniu genetických metód na ich identifikáciu. Uvedená práca prehľadne informuje o rozličných typoch a výsledkoch genetických testov, ktoré môžu pomôcť onkológom predikovať prognózu, monitorovať minimálnu reziduálnu chorobu a modifikovať liečbu onkologického pacienta.
One of the most common chromosomal breakpoint regions in acute myeloid leukaemia is the chromosome band 11q23. The analysis of this region led to the discovery of the extremely promiscuous MLL gene, in which more than 60 MLL translocation partner genes have been described. Among the most frequent are t(9;11)(p21– 22;q23)/ MLL- AF9, t(10;11)(p13;q23)/ MLL- AF10, t(11;19)(q23;p13)/ MLL- ELL, ENL and t(6;11)(q27;q23)/ MLL- AF6. The presented work provides an overview of the molecular mechanisms by means of which MLL proto- oncogene can be converted into oncogene. Genetic alternations of the MLL Proto-Oncogene Protein besides translocation are also represented by complex chromosomal rearrangements, deletions, insertions, partial tandem duplications, amplifi cations and gains. These genetic alterations are described in the work from the diagnostic and prognostic point of view. Abnormalities of the MLL Proto- Oncogene Protein are usually connected with bad prognosis. For that reason, in oncological practice, particular attention is paid to introducing new genetic methods for their identifi cation. The above work gives well arranged information about diff erent types of genetic tests and their outcomes, which can help oncologists in predicting the prognosis, in minimal residual disease monitoring and in modifying oncological patient treatment.
- MeSH
- akutní myeloidní leukemie genetika MeSH
- lidé MeSH
- lidské chromozomy, pár 11 genetika MeSH
- mutace MeSH
- protoonkogenní protein MLL genetika MeSH
- translokace genetická MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Chromozomálne aberácie postihujúce gén Mixed-Lineage Leukemia (MLL, známy tiež pod názvami HRX alebo ALL-1) na lokuse 11q23 sú asociované s agresívnym typom akútnej leukémie. Časté translokácie vedú ku vzniku heterogénnej skupiny MLL fúznych génov, ktoré získaním aktívneho transformačného potenciálu spôsobujú leukemickú konverziu MLL transkripčného faktoru. MLL proteín sa zúčastňuje epigenetického procesu udržovania expresie homeotických (Hox) génov v priebehu niekoľkých bunkových delení počas vývinu a diferenciácie buniek. Abnormálne zmeny v tomto procese vedú ku vzniku leukémie. Cieľom tohto súhrnného článku je poskytnúť ucelený prehľad o normálnej a malígnej funkcii MLL proteínov so zameraním predovšetkým na MLL-ENL v rámci súčasných poznatkov. Súhrnný článok zároveň zahŕňa vlastný prínos našej skupiny do danej problematiky MLL leukémií.
Chromosomal aberrations that affect the Mixed-Lineage Leukemia gene (MLL, known also as HRX or ALL-1) located at 11q23 are associated with an aggressive type of acute leukemia. Frequent translocations create a diverse set of MLL fusion genes with acquired active transforming potential resulting in leukemic conversion of MLL transcription factor. The normal MLL protein is involved in epigenetic maintenance of homeotic (Hox) gene expression through several rounds of cell division during development and differentiation. Alterations of this process by oncogenic MLL chimeric transcription factors lead to leukemia. This review is intended to provide a coherent view on normal and malignant function of MLL proteins - mainly focusing on MLL-ENL - in our current knowledge. Our own contribution to the field is also summarized in this review.
Východisko. Hybridní geny BCR/ABL a MLL/AF4 - jako výsledek translokací t(9;22)(q34;q11) a t(4;11)(q21;q23) - jsou u dětí s akutní lymfoblastickou leukémií (ALL) považovány za vysoce rizikový prognos- tický faktor. Jejich přítomnost v maligních buňkách indikuje pacienta bez ohledu na ostatní kritéria k zařazení do skupiny s nejintenzivnější protinádorovou terapií. Translokace t(12;21)(p12;q22) je nejčastěji nenáhodnou chromo- zomální aberací u dětských ALL a je spojena s dobrou prognózou. Vyšetření těchto přestaveb je klíčové pro správné zařazení nemocných do rizikových skupin, a zároveň nabízí zatím nejcitlivější a nejpřesnější prostředek ke sledování minimální reziduální nemoci (MRN). Metody a výsledky. Do této práce bylo zahrnuto 241 pacientů s ALL z celé České republiky i ze Slovenska, kterým bylo v době diagnózy méně než 18 let. Tito nemocní byli vyšetřeni na přítomnost m-RNA fuzních genů BCR/ABL, MLL/AF4 a TEL/AML1 metodou reverzně transkriptázové - polymerázové řetězové reakce (RT-PCR). Nositelů hybridního genu MLL/AF4 bylo 3,6 % (7 ze 197) vyšetřených, ve skupině kojeneckých leukémií to však bylo 56 % (5 z 9). Pozitivitu v systému BCR/ABL vykazovalo 2,5 % (6 z 240) dětí a přestavbu TEL/AML1 jsme nalezli ve 21,7 % (41 ze 189) případů. Pomocí křivek přežití demonstrujeme vliv přítomnosti každého z těchto tří hybridních genů na prognózu nemocných dětí. V dalších vzorcích pozitivních pacientů jsme schopni sledovat přítomnost a semikvantitativně i hladinu MRN. Závěry. Všechny tři vyšetřované translokace jsme nalezli pouze u nemocných s ALL z prekurzorů B lymfocytů (případně s hybridní leukémií), které však tvoří 85 % této skupiny. Přítomnost hybridních genů MLL/AF4 a BCR/ABL je spojena s horší prognózou onemocnění a je nezbytnou podmínkou pro správné zařazení nemocných do rizikových skupin podle léčebných protokolů. Přestavba TEL/AML1 je příznivým prognostickým faktorem, a zároveň nám svojí četností poskytuje vhodný prostředek k detekci MRN.
Background. The BCR/ABL and MLL/AF4 fusion genes - resulting from t(9;22)(q34;q11) and t(4;11)(q21;q23) translocations, respectively - are considered as a high risk prognostic factors in children with acute lymphoblastic leukaemia (ALL). Their presence in malignant cells indicates patient for the most intensive antileukaemic therapy regardless of the other criteria. In contrast, the most common non-random chromosomal aberration in paediatric ALL - translocation t(12;21)(q12;q22) - is associated with a favourable prognosis. The examination of these rearrangements is important for the stratification of patients to the risk groups and also provides the most sensitive and specific tool for minimal residual disease (MRD) follow-up. Methods and Results. This study comprises 241 patients with ALL from Czech and Slovak Republics younger than 18 years at diagnosis. They were examined for presence of m-RNA of fusion genes BCR/ABL, MLL/AF4 and TEL/AML1 by reverse transcriptase - polymerase chain reaction (RT-PCR) method. Seven out of 197 (3.6 %) carried MLL/AF4 fusion gene, but among infants it was 56 % (5 out of 9). BCR/ABL positivity was found in 2.5 % (7 out of 240) and TEL/AML1 in 21.7 % (41 out of 189) cases. Event free survival (EFS) curves demonstrate the clinical impact of these hybrid genes on patients´ prognosis. Moreover, we present the possibility of the monitoring of MRD levels in follow-up samples of these patients. Conclusions. All particular rearrangements were found only in a cohort of patients with B-precursor ALL (or hybrid leukaemia), which constitutes 85 % of our group. Presence of BCR/ABL or MLL/AF4 fusion gene is associated with poor prognosis and is indispensable condition for correct stratification of patients to the risk groups according to treatment protocols. Hybrid gene TEL/AML1 defines subgroup of children with better prognosis and due to its high frequency provides us with a very useful tool for MRD detection.
Chromosomal rearrangements of the human MLL/KMT2A gene are associated with infant, pediatric, adult and therapy-induced acute leukemias. Here we present the data obtained from 2345 acute leukemia patients. Genomic breakpoints within the MLL gene and the involved translocation partner genes (TPGs) were determined and 11 novel TPGs were identified. Thus, a total of 135 different MLL rearrangements have been identified so far, of which 94 TPGs are now characterized at the molecular level. In all, 35 out of these 94 TPGs occur recurrently, but only 9 specific gene fusions account for more than 90% of all illegitimate recombinations of the MLL gene. We observed an age-dependent breakpoint shift with breakpoints localizing within MLL intron 11 associated with acute lymphoblastic leukemia and younger patients, while breakpoints in MLL intron 9 predominate in AML or older patients. The molecular characterization of MLL breakpoints suggests different etiologies in the different age groups and allows the correlation of functional domains of the MLL gene with clinical outcome. This study provides a comprehensive analysis of the MLL recombinome in acute leukemia and demonstrates that the establishment of patient-specific chromosomal fusion sites allows the design of specific PCR primers for minimal residual disease analyses for all patients.
- MeSH
- akutní lymfatická leukemie genetika MeSH
- akutní myeloidní leukemie genetika MeSH
- chromozomální aberace MeSH
- dítě MeSH
- dospělí MeSH
- fúzní onkogenní proteiny genetika MeSH
- genová přestavba genetika MeSH
- histonlysin-N-methyltransferasa genetika MeSH
- kojenec MeSH
- lidé MeSH
- protoonkogenní protein MLL genetika MeSH
- translokace genetická genetika MeSH
- zlomy chromozomů MeSH
- Check Tag
- dítě MeSH
- dospělí MeSH
- kojenec MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Mixed lineage leukemia (MLL) fusion-driven acute leukemias represent a genetically distinct subset of leukemias with poor prognosis. MLL forms a ternary complex with the lens epithelium-derived growth factor (LEDGF/p75) and MENIN. LEDGF/p75, a chromatin reader recognizing H3K36me3 marks, contributes to the association of the MLL multiprotein complex to chromatin. Formation of this complex is critical for the development of MLL leukemia. Available X-ray data represent only a partial structure of the LEDGF/p75-MLL-MENIN complex. Using nuclear magnetic resonance spectroscopy, we identified an additional LEDGF/p75-MLL interface, which overlaps with the binding site of known LEDGF/p75 interactors-HIV-1 integrase, PogZ, and JPO2. Binding of these proteins or MLL to LEDGF/p75 is mutually exclusive. The resolved structure, as well as mutational analysis, shows that the interaction is primarily sustained via two aromatic residues of MLL (F148 and F151). Colony-forming assays in MLL-AF9(+) leukemic cells expressing MLL interaction-defective LEDGF/p75 mutants revealed that this interaction is essential for transformation. Finally, we show that the clonogenic growth of primary murine MLL-AF9-expressing leukemic blasts is selectively impaired upon overexpression of a LEDGF/p75-binding cyclic peptide CP65, originally developed to inhibit the LEDGF/p75-HIV-1 integrase interaction. The newly defined protein-protein interface therefore represents a new target for the development of therapeutics against LEDGF/p75-dependent MLL fusion-driven leukemic disorders. Cancer Res; 74(18); 5139-51. ©2014 AACR.
- MeSH
- akutní myeloidní leukemie genetika metabolismus MeSH
- cílená molekulární terapie MeSH
- fúzní onkogenní proteiny genetika metabolismus MeSH
- histonlysin-N-methyltransferasa chemie genetika metabolismus MeSH
- HIV-integrasa chemie metabolismus MeSH
- lidé MeSH
- magnetická rezonanční spektroskopie MeSH
- mezibuněčné signální peptidy a proteiny chemie genetika metabolismus MeSH
- MFC-7 buňky MeSH
- molekulární modely MeSH
- myši MeSH
- protoonkogenní protein MLL chemie genetika metabolismus MeSH
- vazba proteinů MeSH
- vazebná místa MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- myši MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Acute leukemia is considered to be a two- or multiple-step process. Although there is a considerable knowledge regarding the character of the "first hit," the nature of the "second hit" remains unanswered in most of the cases including leukemias with MLL gene rearrangement. We demonstrate here a striking sequence of events, which include a covert, protracted preleukemic phase characterized by a dominant MLL/FOXO3A clone with intact myeloid differentiation and the subsequent acquisition of a secondary genetic abnormality, leading to overt lymphoblastic leukemia. Backtracking of the secondary acute lymphoblastic leukemia (sALL) with the MLL rearrangement showed no blasts in the bone marrow (BM) during the protracted preleukemic phase. However, at the same time (more than 1 year before the sALL diagnosis) the MLL/FOXO3A was present in up to 90% of BM cells including myeloid lineage, suggesting that the fusion arose in a multipotent progenitor. To identify potential "second hit" precipitating sALL we compared DNA in preleukemic versus fully leukemic samples. The analysis revealed a 10 Mb gain on 19q13.32 in the sALL, absent in the preleukemic specimen. These data provide insight into the dynamics of leukemogenesis in secondary leukemia with MLL rearrangement.
- MeSH
- akutní promyelocytární leukemie genetika metabolismus patologie terapie MeSH
- cytogenetické vyšetření MeSH
- financování organizované MeSH
- forkhead transkripční faktory genetika metabolismus MeSH
- fúze genů MeSH
- genová přestavba MeSH
- jednonukleotidový polymorfismus MeSH
- lidé MeSH
- lidské chromozomy, pár 19 genetika MeSH
- mladiství MeSH
- myeloidní buňky metabolismus MeSH
- nádorové biomarkery genetika metabolismus MeSH
- nádorové kmenové buňky metabolismus patologie MeSH
- pre-B-buněčná leukemie genetika metabolismus patologie terapie MeSH
- preleukemie genetika MeSH
- protoonkogenní protein MLL genetika metabolismus MeSH
- regulace genové exprese u leukemie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- mladiství MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- kazuistiky MeSH
Chromosomal translocations involving the mixed lineage leukemia gene (MLL) located at 11q23 belong to common chromosomal abnormalities in both acute lymphoblastic (ALL) and acute myeloid leukemias (AML). It has been suggested that the mechanism of MLL leukemogenesis might be a result of a gain-of-function effect of the MLL fusion gene and simultaneous loss of function of one of the MLL alleles (haploinsufficiency). One of the recurrent translocations in AML-M5 involves chromosomal locus 10p12 and results in the MLL-AF10 fusion gene. Several mechanisms leading to MLL-AF10 fusion have been reported, and they have involved rearrangement of the 11q23 region. We present a detailed structural analysis of an AML case with an extra copy of the 5' part of MLL region and its insertion into the short arm of chromosome 10, resulting in an MLL-AF10 fusion without rearrangement of the MLL alleles on both chromosomes 11. Our observation supports a role for a simple MLL gain-of-function in leukemogenesis.
- MeSH
- acylace MeSH
- adenylátcyklasový toxin chemie toxicita MeSH
- akutní monocytární leukemie genetika MeSH
- antigeny CD11b metabolismus MeSH
- buněčné linie MeSH
- duplikace genu MeSH
- erytrocyty účinky léků MeSH
- financování organizované MeSH
- fúzní onkogenní proteiny genetika MeSH
- hybridizace in situ fluorescenční MeSH
- kationty MeSH
- kompetitivní vazba MeSH
- křečci praví MeSH
- lidé MeSH
- lidské chromozomy, pár 10 MeSH
- lysin chemie MeSH
- myši MeSH
- předškolní dítě MeSH
- protoonkogenní protein MLL genetika MeSH
- Southernův blotting MeSH
- vazba proteinů MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- křečci praví MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- myši MeSH
- předškolní dítě MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- abstrakty MeSH
- MeSH
- histonlysin-N-methyltransferasa genetika MeSH
- kohortové studie MeSH
- leukemie genetika MeSH
- lidé MeSH
- protoonkogenní protein MLL genetika MeSH
- rekombinantní fúzní proteiny genetika MeSH
- thiolesterasa ubikvitinu genetika MeSH
- translokace genetická genetika MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- dopisy MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Unusual MLL gene rearrangements were found in bone marrow cells of four patients with acute myeloid leukemia. A combination of conventional and molecular cytogenetic methods were used to describe translocations t(9;12;11)(p22;p13;q23), t(11;19)(q23;p13.3), and t(10;11)(p12;23) and inverted insertion ins(10;11)(p12;q23.3q23.1). Partial nontandem duplication of the MLL gene was identified by reverse transcriptase-polymerase chain reaction in all cases. The duplication, which included MLL exons 2 through 8-9, was interrupted by a cryptic insertion of one or two exons from the respective MLL partner gene: MLLT10, MLLT3, or MLLT1.
- MeSH
- akutní myeloidní leukemie genetika MeSH
- DNA primery MeSH
- dospělí MeSH
- duplikace genu MeSH
- hybridizace in situ fluorescenční MeSH
- kojenec MeSH
- lidé MeSH
- polymerázová řetězová reakce s reverzní transkripcí MeSH
- protoonkogenní protein MLL genetika MeSH
- sekvence nukleotidů MeSH
- translokace genetická MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- kojenec MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- kazuistiky MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
