ALL’nin alt tiplerinin ayırt edici tanısında yenilikçi yaklaşımlar: Rna dizileme ile de novo varyantların araştırılması

Abstract

Hematopoetik kök hücrelerdeki çevresel ve genetik faktörlere bağlı değişimler, kemik iliğinde blastik hücrelerin çoğalmasına ve bu hücrelerin kan veya diğer organlara yayılmasına neden olmaktadır. Akut lösemilerin gelişiminde genetik değişiklikler, özellikle translokasyonlar önemli bir rol oynar ve bazı tiplerde diagnostik amaçla kullanılabilir. Philadelphia kromozomu (BCR-ABL füzyonu) gibi translokasyonlar protein kinaz veya transkripsiyon faktörlerini aktifleştirir. Philadelphia benzeri ALL, kötü prognoz gösteren, Ph+ ALL’ye benzer gen ekspresyon profiliyle yüksek riskli bir alt gruptur. Bu alt tipin tanımlanması ve sınıflandırılması, uygun tedavi için kritik olup, klinikte rutin kullanılabilecek bir gen paneli henüz bulunmamaktadır. Bu çalışmada, Ph benzeri ALL vakalarına özgü gen ifadelerinin belirlenmesi ve de novo varyantların araştırılması amaçlandı. Bu kapsamda, Ph+ ve Ph- yetişkin ALL'li bireylerden alınan kemik iliği örneklerinden RNA izolasyonu yapılarak total RNA dizileme analizi gerçekleştirildi. Biyoinformatik analizler sonucunda, Ph+ gruba en yakın ekspresyon paternine sahip 2 Ph- hasta belirlendi. Ph+’e yakın ekspresyon gösteren 2 hasta ile yapılan DEG analizinde adjusted p value 0.05 cut off değerine göre upregüle olan 28, down regüle olan 128 gen; p value 0.01 cut off değerine göre ise up regüle olan 123, down regüle olan 396 gen belirlendi. Benzer ekspresyonların belirlendiği analizde Ph+ grup ile ortak ekspresyon gösteren 2.205 gen belirlendi. Diferansiyel ifade edilen genlere ve seçilen örnek grubunda benzer ifadeye sahip genlere, ilişkili Gene Ontology (GO) terimleri ve yolak terimlerini (KEGG, Reactome, WikiPathway) belirlemek amacıyla fonksiyonel zenginleştirme analizi uygulandı. Füzyon genlerin tespiti için chimeric okumalar gerçekleştirilerek tespit edilen füzyonlar, kanserle ilişkili olduğu bilinen füzyonları belirlemek amacıyla anotasyon işlemine tabi tutuldu. Elde edilen bulgular, Ph benzeri ALL’nin ayırt edici tanısını oluşturabilecek gen panelinin geliştirilmesine ve bu hasta grubunun tedavi protokollerinin hedefe yönelik olarak düzenlenmesine katkı sağlayabilecek niteliktedir.

Changes in hematopoietic stem cells due to environmental and genetic factors lead to the proliferation of blast cells in the bone marrow and their dissemination into the blood or other organs. Genetic alterations, particularly translocations, play a significant role in the development of acute leukemias and can be used for diagnostic purposes in some subtypes. Translocations such as the Philadelphia chromosome (BCR-ABL fusion) activate protein kinases or transcription factors. Philadelphia-like ALL is a high-risk subgroup with poor prognosis and a gene expression profile similar to Ph+ ALL. The identification and classification of this subtype are critical for appropriate treatment, but a gene panel suitable for routine clinical use is not yet available. In this study, we aimed to identify gene expressions specific to Ph-like ALL cases and investigate de novo variants. To this end, RNA was isolated from bone marrow samples of adults with Ph+ and Ph- ALL, and total RNA sequencing analysis was performed. Bioinformatic analyses identified two Ph- patients with expression patterns closest to the Ph+ group. Differential expression (DEG) analysis of these two patients with expression patterns similar to Ph+ identified 28 upregulated and 128 downregulated genes at an adjusted p-value cutoff of 0.05; with a p-value cutoff of 0.01, 123 upregulated and 396 downregulated genes were identified. A total of 2,205 genes with common expression patterns with the Ph+ group were determined in the similarity analysis. Functional enrichment analysis was applied to the differentially expressed genes and those with similar expression in the selected sample group to identify associated Gene Ontology (GO) terms and pathway terms (KEGG, Reactome, WikiPathway). To detect fusion genes, chimeric reads were analyzed, and identified fusions were annotated to determine those known to be associated with cancer. The findings obtained are valuable for contributing to the development of a gene panel that can enable the distinctive diagnosis of Ph-like ALL and for tailoring targeted treatment protocols for this patient group.