Μελέτη έκφρασης της ριβονουκλεοτιδικής αναγωγάσης σε ασθενείς με χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία

Abstract

Background: Ribonucleotide Reductase (RNR) converts ribonucleotides to deoxyribonucleotides required for DNA replication and repair. RNR consists of subunits RRM1 and RRM2. Imbalance of RNR activity and dNTPs’ pool leads to genomic instability. RNR expression is studied as a prognostic factor in several solid and hematological malignancies. RNR expression and its possible prognostic role in chronic lymphocytic leukemia (CLL) have not been investigated yet. Methods: Peripheral whole blood samples were collected from CLL patients. RNA extraction and reverse transcription were performed using standard protocols. RRM1 and RRM2 genes mRNA levels were expressed as RRM1/GAPDH and RRM2/GAPDH ratios. RRM1 gene promoter methylation was studied in a patients’ subgroup. Results: The study included 135 patients with CLL. RRM1 mRNA expression was significantly higher in patients without anemia (p=.026) and without lymphadenopathy (p=.005). ESR above 30 mm/h (p=.018), abnormal LDH levels (p=.022) and higher Rai stage (p=.019) were associated with lower levels of RRM1 mRNA. Deletion 17p was associated with higher RRM1 mRNA levels (p=.031). Higher RRM2 mRNA expression was found in patients without lymphadenopathy (p=.048) and Rai stage 0 (p=.025). The expression of RRM2 mRNA was increased in cases with Trisomy 12 (p=0.025). Methylated status of RRM1 gene promoter correlated with the presence of lymphadenopathy (p=.016). As a continuous variable, methylation levels correlated with presence of lymphadenopathy (p=.039) and Rai stage (p=,031). Methylated status correlated with about 4 times lower levels of RRM1 mRNA compared to unmethylated status (0.0123 vs 0.0465, p=.014), and with about 10 times lower levels of RRM2 mRNA (0.0038 vs 0.0397 for unmethylated status, p=.027). Conclusion: For the first time, mRNA levels of RRM1 and RRM2 genes are studied in patients with CLL. RRM1 and RRM2 genes mRNA higher levels found in deletion 17p and trisomy 12 cases indicate a methylation-depended mechanism as shown in previous studies. Including the association with Rai score, these results demonstrate RNR’s potential role as a prognostic factor and make it a probable therapeutic target.

Εισαγωγή: Η ριβονουκλεοτιδική αναγωγάση (RNR) μετατρέπει τα ριβονουκλεοτίδια σε δεοξυριβονουκλεοτίδια (dNTPs) που απαιτούνται για την αντιγραφή και την επιδιόρθωση του DNA. Η RNR αποτελείται από τις υπομονάδες RRM1 και RRM2. Η ανισορροπία της δραστηριότητας RNR και της δεξαμενής dNTPs οδηγεί σε γονιδιωματική αστάθεια. Η έκφραση του RNR μελετάται ως προγνωστικός παράγοντας σε αρκετές συμπαγείς και αιματολογικές νεοπλασίες. Η έκφραση της RNR και ο πιθανός προγνωστικός της ρόλος στη χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία (ΧΛΛ) δεν έχουν διερευνηθεί ακόμη. Μέθοδοι: Συλλέχθηκαν δείγματα ολικού περιφερικού αίματος από ασθενείς με ΧΛΛ. Η εκχύλιση RNA και η αντίστροφη μεταγραφή πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας τυπικά πρωτόκολλα. Τα επίπεδα mRNA των γονιδίων RRM1 και RRM2 εκφράστηκαν ως αναλογίες RRM1/GAPDH και RRM2/GAPDH. Η μεθυλίωση του υποκινητή του γονιδίου RRM1 μελετήθηκε σε μια υποομάδα ασθενών. Αποτελέσματα: Η μελέτη περιελάμβανε 135 ασθενείς με ΧΛΛ. Η έκφραση του mRNA του RRM1 ήταν σημαντικά υψηλότερη σε ασθενείς χωρίς αναιμία (p=,026) και χωρίς λεμφαδενοπάθεια (p=,005). Ταχύτητα καθίζησης ερυθρών πάνω από 30 mm/h (p=,018), μη φυσιολογικά επίπεδα LDH (p=,022) και υψηλότερο στάδιο Rai (p=,019) σχετίστηκαν με χαμηλότερα επίπεδα RRM1 mRNA. Η έλλειψη 17p συσχετίστηκε με υψηλότερα επίπεδα mRNA RRM1 (p=,031). Υψηλότερη έκφραση mRNA RRM2 βρέθηκε σε ασθενείς χωρίς λεμφαδενοπάθεια (p=,048) και Rai στάδιο 0 (p=,025). Η έκφραση του mRNA RRM2 αυξήθηκε σε περιπτώσεις με Τρισωμία 12 (p=0,025). Η μεθυλιωμένη κατάσταση του υποκινητή του γονιδίου RRM1 συσχετίστηκε με την παρουσία λεμφαδενοπάθειας (p=,016). Ως συνεχής μεταβλητή, τα επίπεδα μεθυλίωσης συσχετίστηκαν με την παρουσία λεμφαδενοπάθειας (p=,039) και το στάδιο Rai (p=,031). Η μεθυλιωμένη κατάσταση συσχετίστηκε με περίπου 4 φορές χαμηλότερα επίπεδα RRM1 mRNA σε σύγκριση με τη μη μεθυλιωμένη κατάσταση (0,0123 έναντι 0,0465, p=,014) και με περίπου 10 φορές χαμηλότερα επίπεδα RRM2 mRNA (0,0038 έναντι 0,0397 για μη μεθυλιωμένη κατάσταση, p=,027). Συμπέρασμα: Για πρώτη φορά, τα επίπεδα mRNA των γονιδίων RRM1 και RRM2 μελετώνται σε ασθενείς με ΧΛΛ. Τα υψηλότερα επίπεδα mRNA των γονιδίων RRM1 και RRM2 που βρέθηκαν σε περιπτώσεις έλλειψης 17p και τρισωμίας 12 υποδεικνύουν πιθανό μηχανισμό που εξαρτάται από τη μεθυλίωση, όπως φαίνεται σε προηγούμενες μελέτες. Συμπεριλαμβανομένης της συσχέτισης με το στάδιο Rai, αυτά τα αποτελέσματα καταδεικνύουν τον πιθανό ρόλο της RNR ως προγνωστικού παράγοντα και την καθιστούν πιθανό θεραπευτικό στόχο.