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Title: GENE EXPRESSION OF NFE2L2 IN MYELODYSPLASTIC SYNDROME PATIENTS – CLINICAL IMPLICATIONS
Other Titles: EXPRESSÃO GÉNICA DE NFE2L2/NRF2 EM DOENTES COM SÍNDROME MIELODISPLÁSICA - IMPLICAÇÕES CLÍNICAS
Authors: Gomes, Barbara Silva
Orientador: Ribeiro, Ana Bela Sarmento Antunes Cruz
Gonçalves, Ana Cristina Pereira
Keywords: NFE2L2/NRF2; Stress Oxidativo; Síndrome Mielodisplásica; Biomarcadores; Prognóstico; NFE2L2/NRF2; Oxidative Stress; Myelodysplastic syndrome; Biomarkers; Prognosis
Issue Date: 18-May-2017
Serial title, monograph or event: GENE EXPRESSION OF NFE2L2 IN MYELODYSPLASTIC SYNDROME PATIENTS – CLINICAL IMPLICATIONS
Place of publication or event: Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra
Abstract: Introdução: A Síndrome Mielodisplásica (SMD) é uma doença clonal que é caracterizada por hematopoiese ineficaz, citopenias periféricas e está associada a elevado risco de progressão para Leucemia Mieloide Aguda (AML). A patogénese da SMD é complexa, estando envolvidos múltiplos eventos genéticos e epigenéticos e, apesar do enorme progresso realizado na ultima década em torno da melhor compreensão dessas anomalias genéticas, continua sem ser esclarecida. O stress oxidativo (SO), que resulta de um desequilíbrio entre a produção de espécies reativas de oxigénio (ROS) e de defesas antioxidantes, contribui para o dano e proliferação celulares, assim como para a apoptose e a hematopoiese ineficaz características das SMD. O nuclear factor-erythroid 2-related factor 2 (NRF2), codificado pelo gene NFE2L2, é um dos mais importantes fatores de transcrição envolvidos na resposta antioxidante que tem sido identificado como anticarcinogénico. No entanto, a sobre expressão de NRF2 tem sido observada num grande número de tumores sólidos e hematológicos, que tem sido relacionada com um papel procarcinogénico. Objetivos: Avaliar os níveis de expressão do gene NFE2L2 nas SMD e compará-los com vários parâmetros clínicos e laboratoriais na SMD, explorando a sua importância como biomarcador no diagnóstico e prognóstico, nomeadamente como preditor de progressão para LMA. Materiais e Métodos: Amostras de sangue periférico foram colhidas de 55 doentes diagnosticados com SMD e 44 controlos saudáveis. RNA total foi isolado de leucócitos derivados de sangue periférico e transcrito em cDNA. A expressão de NFE2L2 foi quantificada por real-time PCR. A comparação entre grupos de doentes e controlos foi realizada através de testes não paramétricos de Mann-Whithney e Kruskal-Wallis. A análise de sobrevivência foi efetuada recorrendo ao método de Kaplan-Meier e as curvas ROC foram elaboradas. Resultados e Discussão: Os níveis de expressão do NFE2L2 não apresentaram diferenças quando comparados entre os indivíduos com SMD e os indivíduos controlos (SMD: mediana 2,29; amplitude interquartil 6,037; CTL: mediana 3,40; amplitude interquartil 3,40; p=0,816). No entanto, quando os pacientes com SMD foram estratificados segundo os diferentes subtipos de SMD da classificação da WHO, foi possível observar níveis inferiores de expressão de NFE2L2 na citopenia refratária com displasia multilinhagem (CRDM) quando comparados com os restantes subgrupos de SMD (CRDM: mediana 1,48; amplitude interquartil 1,41; p<0,05), o que parece sugerir uma maior participação do NRF2 neste subtipo de SMD. Foi também possível observar a sobre expressão do NFE2L2 nos pacientes com SMD que progrediram para LMA (LMA: mediana 8,57; amplitude interquartil 13,57; Não-LMA: mediana 2,12; amplitude interquartil 4,03; p=0,018), com uma sensibilidade de 100% e uma especificidade de 76,5%, quando utilizado um valor de cut-off de 5,44 (p=0,021). Assim, a expressão de NFE2L2 poderia ser usada como possível biomarcador na identificação dos pacientes com maior risco de progressão para LMA. Não foram observadas quaisquer relações entre o padrão de expressão do NFE2L2 e qualquer parâmetro laboratorial, IPSS ou sobrevivência. Conclusão: O NFE2L2 poderá a vir a ser usado como potencial biomarcador de evolução para LMA nos doentes com SMD. Ao longo da última década, progressos significativos na compreensão das anomalias genéticas têm sido desenvolvidos, no entanto são ainda necessários mais estudos para compreender a verdadeira importância do NFE2L2/NFR2 na patogénese das SMD, particularmente nos doentes do subtipo CRDM e nos doentes de alto risco.
Introduction: Myelodysplastic syndromes (MDS) are clonal stem-cell disorders that are characterized by ineffective haematopoiesis, peripheral blood cytopenias, and a higher progression to acute myeloid leukaemia (AML). The pathogenesis of MDS is complex and involves multiple genetic and epigenetic events, and although the significant progress in understanding the molecular genetics aberrations in MDS over the last decade its pathogenesis is not yet clear. Oxidative stress (OS), resulting from an imbalance between reactive oxygen species (ROS) production and antioxidant defences, contributes to cell proliferation and damage, as well as to apoptosis and dysfunctional haematopoiesis. Nuclear factor-erythroid 2-related factor 2 (NRF2), encoded by the NFE2L2 gene, is a key transcriptional activator of the antioxidant response pathway that has been identified as a protector of tumorigenesis. However, enhanced NRF2 activity has been found in a great number of solid and hematologic tumours and has been related with higher survival of neoplastic cells. Objectives: Evaluate the expression levels of NFE2L2 gene in MDS patients and correlate it with clinical and analytical parameters, exploring its potential role as diagnostic and prognostic biomarker, namely as a predictor of AML transformation. Materials and Methods: Peripheral blood samples were collected from 55 MDS patients and 44 healthy controls. Total RNA was isolated from peripheral blood leukocytes and transcribed to cDNA. NFE2L2 expression was quantified by real-time PCR. Comparison between groups of patients and controls was performed using nonparametric Mann-Whithney and Kruskal-Wallis tests. The ROC curves analysis were performed. Survival analysis was completed using Kaplan-Meier method. Results and Discussion: Our results show no differences in the expression levels of NFE2L2 between the MDS patients and the control group (MDS: median 2,29; interquartile range 6,037; CTL: median 3,40; interquartile range 3,40; p=0,816). However, when patients were stratified according to MDS subtypes and compared among them, we found that refractory cytopenia with multilineage dysplasia (RCMD) patients had lower expression levels of NFE2L2 when compared with the others subtypes (RCMD: median 1,48; interquartile range 1,41; p<0,05), which might suggest a higher participation of NFE2L2/NRF2 in the pathogenesis of this MDS subgroup. We also observed that NFE2L2 is overexpressed in MDS patients who progress to AML (AML: median 8,57; interquartile range 13,57; Non-AML: median 2,12; interquartile range 4,03; p=0,018), with a sensitivity of 100% and a specificity of 76,5% at a cut-off value of 5,44 (p=0,021), therefore it could be used as a potential biomarker to identify MDS patients at high risk of progression to AML. No relations were observed between NFE2L2 expression pattern and any laboratorial parameter, neither IPSS nor survival. Conclusion: In summary, our results suggest that NFE2L2 could be used as a new potential biomarker for prediction of AML progression in MDS patients. Over the last decade, significant progress in understanding the molecular genetics aberrations in MDS has been made, however, further studies are needed in order to understand the importance of NFE2L2/NFR2 in MDS pathogenesis, particularly in RCDM patients and in high-risk patients.
Description: Trabalho de Projeto do Mestrado Integrado em Medicina apresentado à Faculdade de Medicina
URI: http://hdl.handle.net/10316/81942
Rights: embargoedAccess
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