Simple method for detection of MYH11 DNA rearrangements in patients with inv(16)(p13q22) and acute myeloid leukemia.

The pericentric inversion on chromosome 16 [inv(16)(p13q22)] and related t(16;16)(p13;q22) are recurrent aberrations associated with acute myeloid leukemia (AML) M4 Eo. Both abberations result in a fusion of the core binding factor beta (CBFB) and smooth muscle myosin heavy chain gene (MYH11). A selected genomic 6.9-kb BamHl probe detects MYH11 DNA rearrangements in 18 of 19 inv(16)/t(16;16) patients tested using HindIII digested DNA. The rearranged fragments were not detectable after remission in two cases tested, while they were present after relapse in one of these two cases tested.

Alternative strategies for deciphering the genetic architecture of childhood Pre-B acute lymphoblastic leukemia

La leucémie lymphoblastique aigüe (LLA) est une maladie génétique complexe. Malgré que cette maladie hématologique soit le cancer pédiatrique le plus fréquent, ses causes demeurent inconnues. Des études antérieures ont démontrées que le risque à la LLA chez l’enfant pourrait être influencé par des gènes agissant dans le métabolisme des xénobiotiques, dans le maintient de l’intégrité génomique et dans la réponse au stress oxydatif, ainsi que par des facteurs environnementaux. Au cours de mes études doctorales, j’ai tenté de disséquer davantage les bases génétiques de la LLA de l’enfant en postulant que la susceptibilité à cette maladie serait modulée, au moins en partie, par des variants génétiques agissant dans deux voies biologiques fondamentales : le point de contrôle G1/S du cycle cellulaire et la réparation des cassures double-brin de l’ADN. En utilisant une approche unique reposant sur l’analyse d’une cohorte cas-contrôles jumelée à une cohorte de trios enfants-parents, j’ai effectué une étude d’association de type gènes/voies biologiques candidats. Ainsi, j’ai évaluer le rôle de variants provenant de la séquence promotrice de 12 gènes du cycle cellulaire et de 7 gènes de la voie de réparation de l’ADN, dans la susceptibilité à la LLA. De tels polymorphismes dans la région promotrice (pSNPs) pourraient perturber la liaison de facteurs de transcription et mener à des différences dans les niveaux d’expression des gènes pouvant influencer le risque à la maladie. En combinant différentes méthodes analytiques, j’ai évalué le rôle de différents mécanismes génétiques dans le développement de la LLA chez l’enfant. J’ai tout d’abord étudié les associations avec gènes/variants indépendants, et des essaies fonctionnels ont été effectués afin d’évaluer l’impact des pSNPs sur la liaison de facteurs de transcription et l’activité promotrice allèle-spécifique. Ces analyses ont mené à quatre publications. Il est peu probable que ces gènes de susceptibilité agissent seuls; j’ai donc utilisé une approche intégrative afin d’explorer la possibilité que plusieurs variants d’une même voie biologique ou de voies connexes puissent moduler le risque de la maladie; ces travaux ont été soumis pour publication. En outre, le développement précoce de la LLA, voir même in utero, suggère que les parents, et plus particulièrement la mère, pourraient jouer un rôle important dans le développement de cette maladie chez l’enfant. Dans une étude par simulations, j’ai évalué la performance des méthodes d’analyse existantes de détecter des effets fœto-maternels sous un design hybride trios/cas-contrôles. J’ai également investigué l’impact des effets génétiques agissant via la mère sur la susceptibilité à la LLA. Cette étude, récemment publiée, fût la première à démontrer que le risque de la leucémie chez l’enfant peut être modulé par le génotype de sa mère. En conclusions, mes études doctorales ont permis d’identifier des nouveaux gènes de susceptibilité pour la LLA pédiatrique et de mettre en évidence le rôle du cycle cellulaire et de la voie de la réparation de l’ADN dans la leucémogenèse. À terme, ces travaux permettront de mieux comprendre les bases génétiques de la LLA, et conduiront au développement d’outils cliniques qui amélioreront la détection, le diagnostique et le traitement de la leucémie chez l’enfant.

Cell lines and animal model in the analysis of pharmacogenomics markers in childhood acute lymphoblastic leukemia

La leucémie aiguë lymphoblastique (LAL) est le cancer pédiatrique le plus fréquent. Elle est la cause principale de mortalité liée au cancer chez les enfants due à un groupe de patient ne répondant pas au traitement. Les patients peuvent aussi souffrir de plusieurs toxicités associées à un traitement intensif de chimiothérapie. Les études en pharmacogénétique de notre groupe ont montré une corrélation tant individuelle que combinée entre les variants génétiques particuliers d’enzymes dépendantes du folate, particulièrement la dihydrofolate réductase (DHFR) ainsi que la thymidylate synthase (TS), principales cibles du méthotrexate (MTX) et le risque élevé de rechute chez les patients atteints de la LAL. En outre, des variations dans le gène ATF5 impliqué dans la régulation de l’asparagine synthetase (ASNS) sont associées à un risque plus élevé de rechute ou à une toxicité ASNase dépendante chez les patients ayant reçu de l’asparaginase d’E.coli (ASNase). Le but principal de mon projet de thèse est de comprendre davantage d’un point de vue fonctionnel, le rôle de variations génétiques dans la réponse thérapeutique chez les patients atteints de la LAL, en se concentrant sur deux composants majeurs du traitement de la LAL soit le MTX ainsi que l’ASNase. Mon objectif spécifique était d’analyser une association trouvée dans des paramètres cliniques par le biais d’essais de prolifération cellulaire de lignées cellulaires lymphoblastoïdes (LCLs, n=93) et d’un modèle murin de xénogreffe de la LAL. Une variation génétique dans le polymorphisme TS (homozygosité de l’allèle de la répétition triple 3R) ainsi que l’haplotype *1b de DHFR (défini par une combinaison particulière d’allèle dérivé de six sites polymorphiques dans le promoteur majeur et mineur de DHFR) et de leurs effets sur la sensibilité au MTX ont été évalués par le biais d’essais de prolifération cellulaire. Des essais in vitro similaires sur la réponse à l’ASNase de E. Coli ont permis d’évaluer l’effet de la variation T1562C de la région 5’UTR de ATF5 ainsi que des haplotypes particuliers du gène ASNS (définis par deux variations génétiques et arbitrairement appelés haplotype *1). Le modèle murin de xénogreffe ont été utilisé pour évaluer l’effet du génotype 3R3R du gène TS. L’analyse de polymorphismes additionnels dans le gène ASNS a révélé une diversification de l’haplotype *1 en 5 sous-types définis par deux polymorphismes (rs10486009 et rs6971012,) et corrélé avec la sensibilité in vitro à l’ASNase et l’un d’eux (rs10486009) semble particulièrement important dans la réduction de la sensibilité in vitro à l’ASNase, pouvant expliquer une sensibilité réduite de l’haplotype *1 dans des paramètres cliniques. Aucune association entre ATF5 T1562C et des essais de prolifération cellulaire en réponse à ASNase de E.Coli n’a été détectée. Nous n’avons pas détecté une association liée au génotype lors d’analyse in vitro de sensibilité au MTX. Par contre, des résultats in vivo issus de modèle murin de xénogreffe ont montré une relation entre le génotype TS 3R/3R et la résistance de manière dose-dépendante au traitement par MTX. Les résultats obtenus ont permis de fournir une explication concernant un haut risque significatif de rechute rencontré chez les patients au génotype TS 3R/3R et suggèrent que ces patients pourraient recevoir une augmentation de leur dose de MTX. À travers ces expériences, nous avons aussi démontré que les modèles murins de xénogreffe peuvent servir comme outil préclinique afin d’explorer l’option d’un traitement individualisé. En conclusion, la connaissance acquise à travers mon projet de thèse a permis de confirmer et/ou d’identifier quelques variants dans la voix d’action du MTX et de l’ASNase qui pourraient faciliter la mise en place de stratégies d’individualisation de la dose, permettant la sélection d’un traitement optimum ou moduler la thérapie basé sur la génétique individuelle.

Understanding the transcriptional control of EIF4E and its dysregulation in acute myeloid leukemia: role of NF-κB

EIF4E, le facteur d’initiation de la traduction chez les eucaryotes est un oncogène puissant et qui se trouve induit dans plusieurs types de cancers, parmi lesquels les sous-types M4 et M5 de la leucémie aiguë myéloblastique (LAM). EIF4E est régulé à plusieurs niveaux cependant, la régulation transcriptionnelle de ce gène est peu connue. Mes résultats montrent que EIF4E est une cible transcriptionnelle directe du facteur nucléaire « kappa-light- chain- enhancer of activated B cells » (NF-κB).Dans les cellules hématopoïétiques primaires et les lignées cellulaires, les niveaux de EIF4E sont induits par des inducteurs de NF-κB. En effet, l’inactivation pharmaceutique ou génétique de NF-κB réprime l’activation de EIF4E. En effet, suite à l’activation de NF-κB chez l’humain, le promoteur endogène de EIF4E recrute p65 (RelA) et c-Rel aux sites évolutionnaires conservés κB in vitro et in vivo en même temps que p300 ainsi que la forme phosphorylée de Pol II. De plus, p65 est sélectivement associé au promoteur de EIF4E dans les sous-types LAM M4/M5 mais non pas dans les autres sous-types LAM ou dans les cellules hématopoïétiques primaires normales. Ceci indique que ce processus représente un facteur essentiel qui détermine l’expression différentielle de EIF4E dans la LAM. Les analyses de données d’expressions par séquençage de l’ARN provenant du « Cancer Genome Atlas » (TCGA) suggèrent que les niveaux d’ARNm de EIF4E et RELA se trouvent augmentés dans les cas LAM à pronostic intermédiaire ou faible mais non pas dans les groupes cytogénétiquement favorables. De plus, des niveaux élevés d’ARNm de EIF4E et RELA sont significativement associés avec un taux de survie relativement bas chez les patients. En effet, les sites uniques κB se trouvant dans le promoteur de EIF4E recrutent le régulateur de transcription NF-κB p65 dans 47 nouvelles cibles prévues. Finalement, 6 nouveaux facteurs de transcription potentiellement impliqués dans la régulation du gène EIF4E ont été prédits par des analyses de données ChIP-Seq provenant de l’encyclopédie des éléments d’ADN (ENCODE). Collectivement, ces résultats fournissent de nouveaux aperçus sur le control transcriptionnel de EIF4E et offrent une nouvelle base moléculaire pour sa dérégulation dans au moins un sous-groupe de spécimens de LAM. L’étude et la compréhension de ce niveau de régulation dans le contexte de spécimens de patients s’avère important pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant l’expression du gène EIF4E moyennant des inhibiteurs de NF-κB en combinaison avec la ribavirine.

B lineage acute lymphoblastic leukemia transformation in a child with juvenile myelomonocytic leukemia, type 1 neurofibromatosis and monosomy of chromosome 7 - Possible implications in the leukemogenesis

This report describes the case of an 8-month-old infant with a diagnosis of juvenile myelomonocytic leukemia (JMML) and type I neurofibromatosis that presented progression to B lineage acute lymphoid leukemia (ALL). The same rearrangement of gene T-cell receptor gamma (TCRgamma) was detected upon diagnosis of JMML and ALL, suggesting that both neoplasias may have evolved from the same clone. Our results support the theory that JMML may derive from pluripotential cells and that the occurrence of monosomy of chromosome 7 within a clone of cells having an aberrant neurofibromatosis type 1 (NFI) gene may be the cause of JMML and acute leukemia. (C) 2002 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.

Translocation (11;19)(q23;p13.3) associated with a novel t(5;16) (ql3;q22) in a patient with acute myelocytic leukemia

A novel association of t(11;19)(q23;p13) and t(5;16)(q13;q22) was detected by G-banding and spectral karyotyping studies in an 18-year-old patient. While balanced t(11; 19) has been often described in acute myelocytic leukemia (AML) French-American-British Cooperative Group subtypes M4 and M5, this patient was diagnosed with the variant AML-M4 with eosinophilia (AML-M4Eo), which is associated with abnormalities in 16q22 and has good prognosis. However, the patient relapsed after allogeneic transplant and died within 2 years of diagnosis, which suggests that the association of these two translocations correlates with a poor prognosis. This report expands the molecular basis of the variability in clinical outcomes and adds the novel t(5;16)(q13;q22) to the spectrum of chromosome 16q22 abnormalities in AML. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Atypical chromosome abnormalities in acute myeloid leukemia type M4

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Dental abnormalities in children after chemotherapy treatment for acute lymphoid leukemia

The frequency of dental abnormalities, such as delayed dental development, microdontia, hypoplasia, agenesis, V-shaped root and shortened root was evaluated in 76 acute lymphoblastic leukemia (ALL) pediatric patients who had been off chemotherapy for 6 months. These children had been subjected to one of the three Brazilian Protocols or the BFM86 Protocol. The patients were divided into three groups: Group I (GI; high risk) treated with one of the three Brazilian Protocols who received high-dose chemotherapy, intensive maintenance and cranial radiotherapy; Group II (GII; low risk) who were also treated with one of the three Brazilian Protocols using low-intensive chemotherapy with no radiotherapy; and Group III (GIII) based on the BFM86 Protocol.Of 76 children, 13 showed no dental abnormalities (8 were at the age of tooth formation). The remaining 63 children (82.9%) showed at least one dental anomaly.The abnormalities were probably caused by the type, intensity, frequency of the treatment and age of the patients at ALL diagnosis and this might have important consequences for the children's dental development. (C) 2002 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.

Oral manifestations during chemotherapy for acute lymphoblastic leukemia: A case report

A 14-year-old, male patient was referred for the treatment of mucositis, idiopathic facial asymmetry, and candidiasis. The patient had been undergoing chemotherapy for 5 years for acute lymphoblastic leukemia. He presented with a swollen face, fever, and generalized symptomatology in the mouth with burning. On physical examination, general signs of poor health, paleness, malnutrition, and jaundice were observed. The extraoral clinical examination showed edema on the right side of the face and cutaneous erythema. On intraoral clinical examination, generalized ulcers with extensive necrosis on the hard palate mucosa were observed, extending to the posterior region. Both free and attached gingivae were ulcerated and edematous with exudation and spontaneous bleeding, mainly in the superior and inferior anterior teeth region. The tongue had no papillae and was coated, due to poor oral hygiene. The patient also presented with carious white lesions and enamel hypoplasia, mouth opening limitation, and foul odor. After exfoliative cytology of the affected areas, the diagnosis was mixed infection by Candida albicans and bacteria. Recommended treatment was antibiotics and antifungal administration, periodontal prophylaxis, topical application of fluor 1.23%, and orientation on and control of proper oral hygiene and diet during the remission phase of the disease.

Frequency of acute myeloid leukemia in children attended in Belém, Pará from August 2005 to May 2009

Introdução: A leucemia mieloide aguda (LMA) tem incidência variável nas diferentes regiões do Brasil. Objetivos: Determinar a frequência dos subtipos de LMA em crianças entre 0-17 anos, atendidas em Belém, Pará, no período de agosto de 2005 a maio de 2009. Casuística e métodos: Estudo retrospectivo com 278 pacientes com diagnóstico de leucemias agudas ou crônicas com base nos critérios clínicos, morfológicos (classificação franco-americana-britânica [FAB]/Organização Mundial da Saúde [OMS]) e de perfil imunofenotípico por citometria de fluxo para determinação da frequência de subtipos de LMA. Resultados: Foram encontrados 70 (25,18%) casos de LMA; destes, 37 (52,9%) eram crianças entre 0-17 anos (idade mediana de 7 anos e 8 meses). Não houve diferença estatística em relação ao gênero. Observou-se maior frequência de LMA dos subtipos M2 (18/37 - 48,6%) e M0/M1 (10/37 - 27%), principalmente na primeira década de vida (16/28 [57,1%] LMA M2 e 9/28 [32,1%] LMA M0/M1). Conclusão: Na população pediátrica, os tipos de LMA M2, M0/M1 e M3 foram, respectivamente, as mais frequentes.

IGFBP7 participates in the reciprocal interaction between acute lymphoblastic leukemia and BM stromal cells and in leukemia resistance to asparaginase

The interaction of acute lymphoblastic leukemia (ALL) blasts with bone marrow (BM) stromal cells (BMSCs) has a positive impact on ALL resistance to chemotherapy. We investigated the modulation of a series of putative asparaginase-resistance/sensitivity genes in B-precursor ALL cells upon coculture with BMSCs. Coculture with stromal cells resulted in increased insulin-like growth factor (IGF)-binding protein 7 (IGFBP7) expression by ALL cells. Assays with IGFBP7 knockdown ALL and stromal cell lines, or with addition of recombinant rIGFBP7 (rIGFBP7) to the culture medium, showed that IGFBP7 acts as a positive regulator of ALL and stromal cells growth, and significantly enhances in-vitro resistance of ALL to asparaginase. In these assays, IGFBP7 function occurred mainly in an insulin-and stromal-dependent manner. ALL cells were found to contribute substantially to extracellular IGFBP7 levels in the conditioned coculture medium. Diagnostic BM plasma from children with ALL had higher levels of IGFBP7 than controls. IGFBP7, in an insulin/IGF-dependent manner, enhanced asparagine synthetase expression and asparagine secretion by BMSCs, thus providing a stromal-dependent mechanism by which IGFBP7 protects ALL cells against asparaginase in this coculture system. Importantly, higher IGFBP7 mRNA levels were associated with lower leukemia-free survival (Cox regression model, P = 0.003) in precursor B-cell Ph(-) ALL patients (n = 147) treated with a contemporary polychemotherapy protocol.

Minimal residual disease in cerebrospinal fluid at diagnosis: a more intensive treatment protocol was able to eliminate the adverse prognosis in children with acute lymphoblastic leukemia

We analyzed cerebrospinal fluid (CSF) samples from 65 consecutive children with acute lymphoblastic leukemia (ALL) treated according to two different treatment protocols (GBTLI-ALL-93 and -99) with no puncture accident for minimal residual disease (MRD) in the central nervous system (CNS). Minimal residual disease was detected by polymerase chain reaction (PCR) with homo/heteroduplex analysis using consensus primers to IgH and TCR genes. MRD in the CSF at diagnosis was detected by PCR in 46.8% of children with no puncture accident or morphological involvement. In patients treated with GBTLI-ALL-93 a significantly lower 5-year event-free survival (EFS) was demonstrated for those with CSF involvement, in univariate (p = 0.01) and multivariate (p = 0.04) analysis. This observation was not true for patients treated with the more intensive protocol GBTLI-ALL-99 (p = 0.81). These findings suggest that MRD detection in the CSF is a common event in children with ALL. Treatment intensification provided by the GBTLI-ALL-99 apparently overcomes the detrimental effect of CNS minimal residual disease at diagnosis.

Identification of a new translocation that disrupts the RUNX1 gene in a patient with de novo acute myeloid leukemia

Translocation (8;21)(q22;q22)/RUNX1-RUNX1T1 is a molecular marker that is usually associated with a favorable outcome in both pediatric and adult patients with acute myeloid leukemia (AML). The present report describes the results of hematologic, cytogenetic, and fluorescence in situ hybridization analysis of a case of AML with maturation in a 23-year-old woman. Cytogenetic analysis revealed a balanced translocation involving chromosomal band 21q22, which disrupts the RUNX1 gene, and 10q22, with the following karyotype: 45,X,-X,t(10;21)(q24;q22)[cp16]/46,XX [4]. Interphase FISH showed, in 67% of the 300 interphase nuclei analyzed, three signals for RUNX1 and two RUNX1T1, but no signals corresponding to RUNX1-RUNX1T1 fusion gene. These results were corroborated by RT-PCR, which revealed negative results for the amplification of RUNX1-RUNX1T1 fusion gene. The patient was refractory to conventional and salvage chemotherapy regimens and early relapsed after unrelated donor bone marrow transplantation (BMT), dying of pneumonia, acute respiratory failure, and sepsis on day +80 after BMT, 1 year after diagnosis.

(+)alpha-Tocopheryl succinate inhibits the mitochondrial respiratory chain complex I and is as effective as arsenic trioxide or ATRA against acute promyelocytic leukemia in vivo

The vitamin E derivative (+)alpha-tocopheryl succinate (alpha-TOS) exerts pro-apoptotic effects in a wide range of tumors and is well tolerated by normal tissues. Previous studies point to a mitochondrial involvement in the action mechanism; however, the early steps have not been fully elucidated. In a model of acute promyelocytic leukemia (APL) derived from hCG-PML-RAR alpha transgenic mice, we demonstrated that alpha-TOS is as effective as arsenic trioxide or all-trans retinoic acid, the current gold standards of therapy. We also demonstrated that alpha-TOS induces an early dissipation of the mitochondrial membrane potential in APL cells and studies with isolated mitochondria revealed that this action may result from the inhibition of mitochondrial respiratory chain complex I. Moreover, alpha-TOS promoted accumulation of reactive oxygen species hours before mitochondrial cytochrome c release and caspases activation. Therefore, an in vivo antileukemic action and a novel mitochondrial target were revealed for alpha-TOS, as well as mitochondrial respiratory complex I was highlighted as potential target for anticancer therapy. Leukemia (2012) 26, 451-460; doi:10.1038/leu.2011.216; published online 26 August 2011