Дослідження виявляє генетичний перемикач, який допомагає клітинам лейкемії уникати хіміотерапії

Вчені описали молекулярний трюк, який дозволяє гострому мієлоїдному лейкозу (ГМЛ) так часто повертатися після лікування. Нова стаття, опублікована в Blood Cancer Discovery, показує, що під час рецидиву у деяких пацієнтів активується «альтернативна програма» гена RUNX1: саме ізоформа RUNX1C різко зростає, запускаючи BTG2 та переводячи лейкемічні клітини в стан спокою, стан, у якому хіміотерапевтичні препарати майже не мають ефекту. Блокуючи RUNX1C (за допомогою антисенсових олігонуклеотидів) та одночасно даючи стандартну хіміотерапію, дослідники змогли «розбудити» клітини та підвищити їх чутливість до лікування – у культурах та у мишей.

Передумови дослідження

Гострий мієлоїдний лейкоз (ГМЛ) залишається захворюванням, що схильне до рецидивів: навіть після успішної індукційної хіміотерапії значна частина пацієнтів переживає рецидив. Одним з провідних пояснень є «перебування» деяких клітин у стані спокою (латентності), характерному для лейкемічних стовбурових клітин (ЛСК). У той час як бластні клітини, що діляться, гинуть, повільні та сплячі клони переживають перебіг хвороби та перезапускають пухлину. Розуміння молекулярних перемикачів цього стану спокою є ключем до подолання лікарської стійкості.

RUNX1 відіграє центральну роль у транскрипційній регуляції гемопоезу, але це не окремий білок, а сімейство ізоформ, що виникають внаслідок альтернативних промоутерів та сплайсингу. У людини ізоформа RUNX1C кодується «дистальним» промотором P1, тоді як RUNX1A/1B кодуються «проксимальним» P2; розподіл ізоформ залежить від стадії розвитку та типу клітин. Склад ізоформ може радикально змінювати поведінку клітин — від збереження стовбуровості до онкогенних властивостей — але конкретний внесок RUNX1C у рецидив гострого мієлолейкозу та хіміорезистентність залишається незрозумілим.

Паралельно накопичувалися дані про сімейство антипроліферативних білків BTG/Tob (зокрема, BTG2), які зв'язуються з комплексом CCR4-NOT та прискорюють «дегідратацію» матриксних РНК (деаденілювання), знижуючи їхню стабільність та глобально пригнічуючи синтез білка. В імунній системі саме BTG1/BTG2 допомагають підтримувати клітинний стан спокою; логічно припустити, що подібні механізми можуть «приспати» ракові клітини, захищаючи їх від цитостатиків. Однак прямий зв'язок між ізоформами RUNX1 та BTG2 та сплячим фенотипом при гострому мієлолейкозі (ГМЛ) залишався гіпотезою донедавна.

Ще одна прогалина має методологічний характер. Більшість досліджень експресії при ГМЛ враховували загальний рівень генів, не розрізняючи ізоформи та рідко аналізуючи парні зразки «до лікування → рецидив» у тих самих пацієнтів. Такий дизайн є критично важливим, якщо рецидив викликається не «посиленням гена», а перемиканням промотора/ізоформи на тлі епігенетичних зрушень. Заповнення цієї прогалини означає отримання мішеней для ізоформ-специфічної терапії (наприклад, РНК-таргетних олігонуклеотидів), які можуть «розбудити» сплячі клітини та зробити їх вразливими до хіміотерапії.

На цьому тлі нова стаття, опублікована в Blood Cancer Discovery, перевіряє, чи має рецидивний ГМЛ епігенетичний «клік» у RUNX1 зі зсувом у бік RUNX1C, і чи утворюють RUNX1C та BTG2 вісь, яка переводить клітини у стан спокою та підвищує стійкість до ліків. Автори використовують парні зразки «до терапії/рецидиву», аналіз ізоформ РНК, функціональні аналізи та специфічні для ізоформ антисенсові олігонуклеотиди – не лише для опису сигнатури спокою, але й для перевірки її оборотності та фармакологічної вразливості.

Як ми до цього дійшли?

Автори застосували незвичайний підхід: вони порівняли зразки лейкемії від тих самих пацієнтів до лікування та під час рецидиву, аналізуючи ізоформи РНК, а не лише «загальну» експресію генів. Такий парний дизайн дозволив їм побачити, що коли хвороба повертається, змінюється не лише рівень RUNX1, а й співвідношення його ізоформ – саме RUNX1C зростає. Паралельно команда перевірила, що відбувається в механіці: вони виявили «перемикач» на ДНК (метилювання регуляторної області RUNX1), мішень RUNX1C – ген BTG2, та функціональні наслідки – стан спокою клітин та стійкість до ліків.

• Ізоформа має значення. RUNX1 існує в кількох варіантах; їх дисбаланс давно підозрюється при гематологічних захворюваннях, але роль RUNX1C у рецидиві гострого мієлолейкозу була чітко продемонстрована в клінічних матеріалах.
• Епігенетичне «клацання». Під час рецидиву в регуляторній зоні RUNX1 з'являється метильна мітка, що змушує пухлинні клітини «перемикатися» на вироблення RUNX1C.
• Вісь RUNX1C→BTG2. RUNX1C активує BTG2, відомий супресор росту, який пригнічує транскрипційно-трансляційні процеси та сприяє сплячому фенотипу. У цьому режимі клітини майже не діляться – і «прослизають» під дією хіміотерапії.

Що показали експерименти

• У пацієнтів (оміків): у парних зразках до терапії та під час рецидиву RUNX1C був постійно підвищений; BTG2 та показники спокою підвищувалися разом з ним.
• In vitro: примусова експресія RUNX1C зробила клітини AML менш чутливими до кількох хіміотерапевтичних препаратів; нокаут/нокдаун RUNX1C відновив чутливість.
• У мишей додавання анти-RUNX1C ASO до стандартної хіміотерапії зменшило пухлинне навантаження: клітини «вийшли зі сплячки», почали ділитися — і стали вразливими до препаратів.

Чому це важливо?

Класична картина рецидиву гострого лейкозу (ГМЛ) полягає в тому, що клональні клітини-джерела «виживають» після лікування, часто повільного та сплячого, для якого цитостатики є слабким подразником. Нова робота визначає специфічний молекулярний важіль цього спокою – вісь RUNX1C→BTG2 – і демонструє, що її можна фармакологічно регулювати на рівні ізоформ РНК. Це перехід від стратегії «знищення клітин, що швидко діляться», до стратегії «розбудити їх і знищити».

Що це може змінити на практиці?

• Нова мішень: RUNX1C як терапевтична мішень при рецидивуючому/хіморезистентному ГМЛ. Підхід з використанням антисенсових олігонуклеотидів (ASO) або інших РНК-таргетних технологій.
• Комбінації «ASO + хіміотерапія». Ідея полягає в синхронізації циклу: вивести клітини зі стану спокою та лікувати їх у фазі максимальної вразливості.
• Біомаркери селекції: підвищення рівня RUNX1C/BTG2 та метилювання регулятора RUNX1 при рецидиві є кандидатами для стратифікації пацієнтів та моніторингу ризику.

Контекст: Що ми вже знали про RUNX1 та BTG2

• RUNX1 є ключовим транскрипційним фактором гемопоезу; в онкогематології це парадоксально: він може поводитися як супресор або онкоген – контекст та ізоформа вирішують багато.
• BTG2 є супресором росту/диференціації та медіатором стресової сигналізації; його активація часто призводить до уповільнення клітинного циклу та «спокою», що корисно в нормальних умовах, а в пухлинах допомагає пережити стрес терапії.

Обмеження, які слід пам’ятати

• Шлях до клініки. Напрямок АСО для онкогематології тільки формується; необхідні дослідження безпеки/доставки та точні комбіновані схеми лікування з хіміотерапією.
• Гетерогенність ГМЛ. Не у всіх пацієнтів спостерігається рецидив через вісь RUNX1C→BTG2; для вибору тих, у кого «перемикач» дійсно увімкнено, потрібні валідовані панелі.
• Докази результатів: Поки що показано на клітинах/мишах та молекулярному профілюванні пацієнтів; необхідні клінічні випробування, щоб говорити про переваги для виживання.

Що далі?

• Розробка ASO для RUNX1C та протоколів «wake-and-kill» з фазуванням хіміотерапії.
• Клінічне тестування біомаркерів (RUNX1C, BTG2, метилювання RUNX1) для раннього виявлення сплячої резистентності.
• Ізоформна онкологія виходить за рамки ГМЛ: перевіряє, чи приховані подібні «перемикачі» ізоформ в інших видах раку крові та солідних пухлинах.

Джерело: Хан К. та ін. Ізоформно-специфічна вісь RUNX1C-BTG2 керує станом спокою та хіміорезистентністю при ГМЛ. Blood Cancer Discovery, 2025. https://doi.org/10.1158/2643-3230.BCD-24-0327