Undersøgelse identificerer genetisk omskifter hjælper leukæmiceller med at undgå kemoterapi

Forskere har beskrevet et molekylært trick, der gør det muligt for akut myeloid leukæmi (AML) at vende tilbage så ofte efter behandling. En ny artikel i Blood Cancer Discovery viser, at et "alternativt program" af RUNX1-genet aktiveres hos nogle patienter under et tilbagefald: det er RUNX1C-isoformen, der stiger kraftigt, hvilket udløser BTG2 og sætter leukæmiceller i dvale, en tilstand, hvor kemoterapimedicin næsten ikke har nogen effekt. Ved at blokere RUNX1C (med antisense-oligonukleotider) og samtidig give standardkemoterapi var forskerne i stand til at "vække" cellerne og øge deres følsomhed over for behandling - i kulturer og hos mus.

Baggrund for undersøgelsen

Akut myeloid leukæmi (AML) er fortsat en sygdom med tilbagefald: selv efter vellykket induktionskemoterapi oplever en betydelig andel af patienterne tilbagefald. En ledende forklaring er, at nogle celler "skjuler sig" i en hviletilstand (hviletilstand), hvilket er karakteristisk for leukæmistamceller (LSC'er). Mens delende blaster dør, overlever langsomme og inaktive kloner forløbet og genstarter tumoren. At forstå de molekylære omskiftere i denne dvaletilstand er nøglen til at overvinde lægemiddelresistens.

RUNX1 spiller en central rolle i den transkriptionelle regulering af hæmatopoiesen - men det er ikke et enkelt protein, men en familie af isoformer, der stammer fra alternative promotorer og splejsning. Hos mennesker er RUNX1C-isoformen kodet af den "distale" P1-promotor, mens RUNX1A/1B er kodet af den "proximale" P2; fordelingen af isoformer afhænger af udviklingsstadiet og celletypen. Isoformsammensætningen kan radikalt ændre celleadfærd - fra at opretholde stamcelledannelse til onkogene egenskaber - men det specifikke bidrag fra RUNX1C til AML-tilbagefald og kemoresistens er forblevet uklart.

Parallelt hermed blev der akkumuleret data om familien af antiproliferative proteiner BTG/Tob (især BTG2), som binder til CCR4-NOT-komplekset og accelererer "dehydreringen" af matrix-RNA'er (deadenylering), hvilket reducerer deres stabilitet og globalt undertrykker proteinsyntesen. I immunsystemet er det BTG1/BTG2, der hjælper med at opretholde cellulær dvale; det er logisk at antage, at lignende mekanismer kan "sætte kræftceller i dvale" og beskytte dem mod cytostatika. En direkte forbindelse mellem RUNX1-isoformer og BTG2 og den inaktive fænotype i AML har dog indtil for nylig været en hypotese.

Et andet hul er metodologisk. De fleste ekspressionsstudier i AML har taget højde for samlede genniveauer uden at skelne mellem isoformer og sjældent analyseret parrede "førbehandling → tilbagefald"-prøver hos de samme patienter. Et sådant design er kritisk, hvis tilbagefaldet ikke udløses af "gengevinst", men af promotor/isoform-skift på baggrund af epigenetiske skift. At udfylde dette hul betyder at opnå mål for isoformspecifik terapi (f.eks. RNA-målrettede oligonukleotider), der kan "vække" sovende celler og gøre dem sårbare over for kemoterapi.

På denne baggrund tester en ny artikel i Blood Cancer Discovery, om recidiverende AML har et epigenetisk "klik" i RUNX1 med et skift mod RUNX1C, og om RUNX1C og BTG2 danner en akse, der sætter celler i dvale og øger lægemiddelresistens. Forfatterne bruger parrede "præ-terapi/tilbagefald"-prøver, RNA-isoformanalyse, funktionelle assays og isoformspecifikke antisense-oligonukleotider - ikke blot for at beskrive dvalesignaturen, men også for at teste dens reversibilitet og farmakologiske sårbarhed.

Hvordan er vi kommet til dette?

Forfatterne valgte en usædvanlig tilgang: de sammenlignede leukæmiprøver fra de samme patienter før behandling og ved tilbagefald, hvor de analyserede RNA-isoformer og ikke kun den "totale" genekspression. Dette parrede design gjorde det muligt for dem at se, at når sygdommen vender tilbage, er det ikke kun RUNX1-niveauet, der ændrer sig, men forholdet mellem dens isoformer - det er RUNX1C, der stiger. Parallelt undersøgte teamet, hvad der sker i mekanikken: de identificerede en "switch" på DNA (methylering af RUNX1-regulatorregionen), målet for RUNX1C - BTG2-genet, og de funktionelle konsekvenser - celledvale og lægemiddelresistens.

• Isoformen har betydning. RUNX1 findes i flere varianter; deres ubalance har længe været mistænkt i forbindelse med hæmatologiske sygdomme, men RUNX1Cs rolle i AML-tilbagefald er blevet tydeligt påvist i klinisk materiale.
• Epigenetisk "klik". Under et tilbagefald opstår et methylmærke i RUNX1-reguleringszonen, hvilket får tumorceller til at "skifte" til at producere RUNX1C.
• RUNX1C→BTG2-aksen. RUNX1C aktiverer BTG2, en kendt væksthæmmer, der hæmmer transkriptionelle-translationelle processer og fremmer en sovende fænotype. I denne tilstand deler celler sig næsten ikke - og "glider igennem" under kemoterapi.

Hvad eksperimenterne viste

• Hos patienter (omics): i parrede prøver før behandling og ved tilbagefald var RUNX1C konsekvent forhøjet; BTG2 og hvilesignaturer steg sammen med det.
• In vitro: tvungen ekspression af RUNX1C gjorde AML-celler mindre følsomme over for adskillige kemoterapilægemidler; knockout/knockdown af RUNX1C gendannede følsomheden.
• Hos mus reducerede tilsætning af et anti-RUNX1C ASO til standardkemoterapi tumorbyrden: cellerne "kom ud af dvale", begyndte at dele sig - og blev sårbare over for lægemidlerne.

Hvorfor er dette vigtigt?

Det klassiske billede af AML-tilbagefald er af klonale kildeceller, der "overlever" behandling, ofte langsom og inaktiv, hvor cytostatika er en svag irritant. Det nye arbejde identificerer en specifik molekylær løftestang for denne inaktive tilstand – RUNX1C→BTG2-aksen – og demonstrerer, at den kan justeres farmakologisk på niveau med RNA-isoformer. Dette er et skift fra en "dræb de hurtigt delende celler"-strategi til en "væk dem og dræb dem"-strategi.

Hvad kan dette ændre i praksis?

• Nyt mål: RUNX1C som et terapeutisk mål ved recidiverende/kemoresistent AML. Antisense-oligonukleotid (ASO) eller anden RNA-målrettet teknologitilgang.
• Kombinationer af "ASO + kemoterapi". Ideen er at synkronisere cyklussen: bringe cellerne ud af hvile og behandle dem i fasen med maksimal sårbarhed.
• Udvælgelsesbiomarkører: RUNX1C/BTG2-forhøjelse og RUNX1-regulatormetylering ved tilbagefald er kandidater til patientstratificering og risikoovervågning.

Kontekst: Hvad vi allerede vidste om RUNX1 og BTG2

• RUNX1 er en central transkriptionsfaktor i hæmatopoiesen; i onkohæmatologi er den paradoksal: den kan opføre sig som en suppressor eller et onkogen - konteksten og isoformen bestemmer meget.
• BTG2 er en vækst-/differentieringsundertrykker og stresssignaleringsmediator; dens aktivering resulterer ofte i cellecyklusbremsning og "hvile" - hvilket er gavnligt under normale forhold, og i tumorer hjælper det med at overleve stresset fra behandlingen.

Begrænsninger at huske på

• Vejen til klinikken. ASO-retningen for onkohæmatologi er kun lige ved at blive taget; sikkerheds-/leveringsstudier og præcise kombinationsregimer med kemoterapi er nødvendige.
• Heterogenitet af AML. Ikke alle patienter får tilbagefald via RUNX1C→BTG2-aksen; validerede paneler vil være nødvendige for at udvælge dem, hos hvem "kontakten" virkelig er tændt.
• Bevis for resultater: Indtil videre vist i celler/mus og molekylær profilering af patienter; kliniske forsøg er nødvendige for at kunne sige noget om overlevelsesfordele.

Hvad er det næste?

• Udvikling af ASO for RUNX1C og wake-and-kill-protokoller med kemoterapifasning.
• Klinisk testning af biomarkører (RUNX1C, BTG2, RUNX1-methylering) til tidlig påvisning af inaktiv resistens.
• Isoform-onkologi går ud over AML: test af, om lignende isoform-'switche' er skjult i andre blodkræftformer og solide tumorer.

Kilde: Han C. et al. En isoformspecifik RUNX1C-BTG2-akse styrer AML-hviletilstand og kemoresistens. Blood Cancer Discovery, 2025. https://doi.org/10.1158/2643-3230.BCD-24-0327