Studie identifikuje genetický přepínač, který pomáhá leukemickým buňkám vyhnout se chemoterapii

Vědci popsali molekulární trik, který umožňuje akutní myeloidní leukémii (AML) tak častý návrat po léčbě. Nový článek v časopise Blood Cancer Discovery ukazuje, že během relapsu se u některých pacientů aktivuje „alternativní program“ genu RUNX1: je to izoforma RUNX1C, která prudce vzroste, spouští BTG2 a uvádí leukemické buňky do klidového stavu, což je stav, ve kterém chemoterapeutické léky téměř nemají žádný účinek. Blokováním RUNX1C (antisense oligonukleotidy) a současným podáváním standardní chemoterapie byli vědci schopni „probudit“ buňky a zvýšit jejich citlivost na léčbu – v kulturách i u myší.

Pozadí studie

Akutní myeloidní leukémie (AML) zůstává onemocněním s relapsy: i po úspěšné indukční chemoterapii dochází u významné části pacientů k relapsu. Jedním z hlavních vysvětlení je „skrytí“ některých buněk v klidovém stavu (quiescenci), charakteristickém pro leukemické kmenové buňky (LSC). Zatímco dělící se blasty odumírají, pomalé a dormantní klony přežívají průběh onemocnění a restartují nádor. Pochopení molekulárních přepínačů této dormance je klíčem k překonání lékové rezistence.

RUNX1 hraje ústřední roli v transkripční regulaci hematopoézy – nejedná se však o jediný protein, ale o rodinu izoforem vznikajících z alternativních promotorů a sestřihu. U lidí je izoforma RUNX1C kódována „distálním“ promotorem P1, zatímco RUNX1A/1B jsou kódovány „proximálním“ P2; distribuce izoforem závisí na vývojovém stádiu a typu buňky. Složení izoforem může radikálně změnit chování buněk – od zachování kmenovosti až po onkogenní vlastnosti – ale specifický příspěvek RUNX1C k relapsu AML a chemorezistenci zůstává nejasný.

Souběžně se hromadily údaje o rodině antiproliferativních proteinů BTG/Tob (zejména BTG2), které se vážou na komplex CCR4-NOT a urychlují „dehydrataci“ matrixových RNA (deadenylaci), čímž snižují jejich stabilitu a globálně potlačují syntézu proteinů. V imunitním systému právě BTG1/BTG2 pomáhají udržovat buněčný dormanční stav; je logické předpokládat, že podobné mechanismy mohou „uspat“ rakovinné buňky a chránit je před cytostatiky. Přímá souvislost mezi izoformami RUNX1 a BTG2 a dormančním fenotypem v AML však až donedávna zůstávala hypotézou.

Další mezera je metodologická. Většina studií exprese u AML brala v úvahu celkové hladiny genů, bez rozlišení mezi izoformami, a jen zřídka analyzovala párové vzorky „před léčbou → relaps“ u stejných pacientů. Takový design je kritický, pokud relaps není spuštěn „genovým ziskem“, ale přepínáním promotoru/izoformy na pozadí epigenetických posunů. Zaplnění této mezery znamená získání cílů pro izoformně specifickou terapii (např. oligonukleotidy cílené na RNA), které mohou „probudit“ dormantní buňky a učinit je zranitelnými vůči chemoterapii.

V tomto kontextu nová studie v časopise Blood Cancer Discovery testuje, zda má relabující AML epigenetický „klik“ v RUNX1 s posunem směrem k RUNX1C a zda RUNX1C a BTG2 tvoří osu, která uvádí buňky do dormance a zvyšuje rezistenci na léky. Autoři používají párové vzorky „před terapií/relapsem“, analýzu izoforem RNA, funkční testy a izoformně specifické antisense oligonukleotidy – nejen k popisu dormančního charakteru, ale i k testování jeho reverzibility a farmakologické zranitelnosti.

Jak jsme k tomu dospěli?

Autoři zvolili neobvyklý přístup: porovnávali vzorky leukémie od stejných pacientů před léčbou a při relapsu, analyzovali izoformy RNA, a nikoli pouze „celkovou“ expresi genů. Tento párový design jim umožnil zjistit, že když se onemocnění vrátí, nemění se pouze hladina RUNX1, ale poměr jeho izoforem – zvyšuje se RUNX1C. Souběžně tým zkoumal, co se děje v mechanice: identifikovali „přepínač“ na DNA (metylace regulační oblasti RUNX1), cíl RUNX1C – gen BTG2, a funkční důsledky – buněčnou dormanci a rezistenci na léky.

• Izoforma je důležitá. RUNX1 existuje v několika variantách; jejich nerovnováha je již dlouho předpokládána u hematologických onemocnění, ale role RUNX1C v relapsu AML byla jasně prokázána v klinickém materiálu.
• Epigenetické „kliknutí“. Během relapsu se v regulační zóně RUNX1 objeví methylová značka, která způsobí, že nádorové buňky „přepnou“ na produkci RUNX1C.
• Osa RUNX1C→BTG2. RUNX1C aktivuje BTG2, známý růstový supresor, který inhibuje transkripčně-translační procesy a podporuje dormantní fenotyp. V tomto režimu se buňky téměř nedělí – a „proklouznou“ pod chemoterapií.

Co ukázaly experimenty

• U pacientů (omiků): v párových vzorcích před terapií a při relapsu byl RUNX1C konzistentně zvýšený; BTG2 a klidové signatury se s ním zvyšovaly.
• In vitro: nucená exprese RUNX1C snížila citlivost buněk AML na několik chemoterapeutických léků; knockout/knockdown RUNX1C citlivost obnovil.
• U myší přidání ASO proti RUNX1C ke standardní chemoterapii snížilo nádorovou zátěž: buňky „probraly hibernaci“, začaly se dělit – a staly se zranitelnými vůči lékům.

Proč je to důležité?

Klasickým obrazem relapsu AML jsou klonální zdrojové buňky, které „přežívají“ léčbu, často pomalou a dormantní, pro kterou jsou cytostatika slabým dráždivým činidlem. Nová práce identifikuje specifickou molekulární páku této dormance – osu RUNX1C→BTG2 – a ukazuje, že ji lze farmakologicky upravit na úrovni izoforem RNA. Jedná se o posun od strategie „zabít rychle se dělící buňky“ ke strategii „probudit je a zabít je“.

Co se tím může v praxi změnit?

• Nový cíl: RUNX1C jako terapeutický cíl u relabující/chemorezistentní AML. Přístup s antisense oligonukleotidy (ASO) nebo jinými technologiemi zaměřenými na RNA.
• Kombinace „ASO + chemoterapie“. Cílem je synchronizovat cyklus: probudit buňky z klidového stavu a ošetřit je ve fázi maximální zranitelnosti.
• Selekční biomarkery: Zvýšení hladiny RUNX1C/BTG2 a metylace regulátoru RUNX1 při relapsu jsou kandidáty pro stratifikaci pacientů a sledování rizika.

Kontext: Co jsme již věděli o RUNX1 a BTG2

• RUNX1 je klíčový transkripční faktor hematopoézy; v onkohematologii je paradoxní: může se chovat jako supresor nebo onkogen – hodně rozhoduje kontext a izoforma.
• BTG2 je supresor růstu/diferenciace a mediátor stresové signalizace; jeho aktivace často vede ke zpomalení buněčného cyklu a „klidu“ – což je za normálních podmínek prospěšné a u nádorů pomáhá přežít stres z terapie.

Omezení, která je třeba mít na paměti

• Cesta do kliniky. Směr ASO pro onkohematologii se teprve formuje; jsou zapotřebí studie bezpečnosti/podání a přesné kombinované režimy s chemoterapií.
• Heterogenita AML. Ne u všech pacientů dochází k relapsu přes osu RUNX1C→BTG2; pro výběr těch, u kterých je „přepínač“ skutečně zapnutý, budou zapotřebí validované panely.
• Důkazy o výsledcích: Dosud prokázány na buňkách/myších a molekulárním profilování pacientů; pro zjištění přínosu pro přežití jsou nutné klinické studie.

Co bude dál?

• Vývoj ASO pro RUNX1C a protokolů wake-and-kill s fázováním chemoterapie.
• Klinické testování biomarkerů (RUNX1C, BTG2, metylace RUNX1) pro včasnou detekci dormantní rezistence.
• Izoformní onkologie jde nad rámec AML: testuje, zda jsou podobné izoformní „přepínače“ skryty i v jiných typech rakoviny krve a solidních nádorech.

Zdroj: Han C. a kol. Izoformně specifická osa RUNX1C-BTG2 řídí klidový stav AML a chemorezistenci. Blood Cancer Discovery, 2025. https://doi.org/10.1158/2643-3230.BCD-24-0327