Ανοσοβιολογικές ενδείξεις για το ρόλο της δεαμινάσης της κυτιδίνης στην οντογένεση της χρόνιας λεμφοκυτταρικής λευχαιμίας

Abstract

Immunogenetic analysis of the B cell receptor immunoglobulin (BcR IG) in chronic lymphocytic leukemia (CLL) has played a pivotal role in improving our understanding of CLL biology as well as improving patient management. In that regard, two seminal discoveries concern that i) the somatic hypermutation status of the rearranged IGHV gene within the clonotypic BcR IG can be used to discriminate patients in two groups with distinct biological background and clinical behavior, namely unmutated CLL (U-CLL) and mutated CLL (M-CLL); and that ii) 41% of patients with CLL can be classified in smaller groups, based on the immunogenetic characteristics of the BcR IG, a phenomenon termed as B cell receptor stereotypy. However, although these findings provide with strong implications regarding disease ontogeny, the nature of the CLL cell(s) of origin still remains elusive. Several published studies have focused on the role of activation-induced cytidine deaminase (AID) in CLL ontogeny, especially considering its role in affinity maturation of B cell responses through regulating somatic hypermutation (SHM) and class switch recombination (CSR) but also its implication in B lymphomagenesis. That said, the aforementioned studies were inherently limited by the low-throughput methodologies available at that time. Herein, we applied a high-throughput, functional immunogenetics approach, to shed new light on the role of AID in CLL, focusing on its role in the context of disease ontogeny. Our findings further highlight a differential role for AID between U-CLL and M-CLL, which is reflected on the (sub)clonal architecture of the CLL BcR IG repertoires of the respective patients. Particularly for U-CLL, we show that this group presents with a rather complex subclonal architecture, which is shaped by extensive CSR and SHM events, the latter impacting the entire V domain, including the hypervariable VH CDR3 region. Overall, our results highlight the dynamic nature of the CLL BcR IG repertoires in different immunogenetic patient groups, prompting speculations regarding the precise role of AID and its mode of action during affinity maturation of the BcR IG, especially in the context of CLL ontogeny.

Η ανοσογενετική ανάλυση των ανοσοσφαιρινών του Β κυταρικού υποδοχέα (ΒκΥ) στη χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία (ΧΛΛ) έχει συμβάλλει καθοριστικά στην καλύτερη κατανόηση της βιολογίας της νόσου και στην καλύτερη διαχείριση των ασθενών. Κομβικά ευρήματα προς αυτή την κατεύθυνση υπήρξαν η ανακάλυψη ότι το φορτίο σωματικής υπερμεταλλαξιγένεσης μπορεί να διακρίνει τους ασθενείς με ΧΛΛ σε δύο μεγάλες ομάδες με διακριτή κλινική συμπεριφορά και ότι 41% των ασθενών κατατάσσονται σε μικρότερες ομάδες με βάση τα ανοσογενετικά χαρακτηριστικά του ΒκΥ. Παρότι αυτά τα ευρήματα έχουν σημαντικές προεκτάσεις για την οντογένεση της νόσου, το κύτταρο προέλευσης της ΧΛΛ παραμένει ακόμα άγνωστο. Διαφορετικές δημοσιευμένες μελέτες επικεντρώθηκαν στο ρόλο της δεαμινάσης της κυτιδίνης (AID) στην οντογένεση της ΧΛΛ, ιδίως λόγω του ρόλου της στην ενεργοποίηση των μηχανισμών της σωματικής υπερμεταλλαξιγένεσης (ΣΥΜ) και εναλλαγής ισοτύπου που είναι καθοριστικής σημασίας στη Β λεμφική σειρά. Ωστόσο, οι μελέτες αυτές παρουσίαζαν εγγενείς περιορισμούς λόγω των μεθοδολογιών μικρής κλίμακας που χρησιμοποίησαν. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή εφαρμόστηκε λειτουργική ανοσογενετική ανάλυση μεγάλης κλίμακας με σκοπό την επανεξέταση του ρόλου της AID στην οντογένεση της ΧΛΛ. Τα αποτελέσματα της μελέτης αναδεικνύουν διαφορική δράση της AID μεταξύ Α-ΧΛΛ και Μ-ΧΛΛ, η οποία αντικατοπτρίζεται και στην αρχιτεκτονική των ρεπερτορίων των ΧΛΛ κλώνων των αντίστοιχων ασθενών, ιδίως στην περίπτωση της Α-ΧΛΛ. Συγκεκριμένα, οι ασθενείς της κατηγορίας Α-ΧΛΛ βρέθηκαν να παρουσιάζουν ιδιαίτερα πολύπλοκη υποκλωνική αρχιτεκτονική τόσο in vivo όσο και in vitro, η οποία χαρακτηρίζεται από συχνά και ευρείας κλίμακας φαινόμενα εναλλαγής ισοτύπου και σωματικής υπερμεταλλαξιγένεσης ακόμα και στην υπερμεταβλητή περιοχή VH CDR3. Συνολικά, τα ευρήματα της παρούσας μελέτης αναδεικνύουν τη δυναμική φύση του ρεπερτορίου των Β λεμφοκυττάρων στις διαφορετικές ομάδες ΧΛΛ, με σημαντικές οντογενετικές προεκτάσεις ιδίως υπό το πρίσμα του χρονικού πλαισίου μέσα στο οποίο δρα η AID για να διεκπεραιώσει την ωρίμανση συγγένειας του ΒκΥ.