Çocukluk çağı nüks akut lösemi hastalarında tüm genom analizleri
Whole genome analysis in relapsed childhood acute leukemia
Yazar: YÜCEL ERBİLGİN
Danışman: PROF. DR. UĞUR ÖZBEK
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Epigenetik = Epigenetic ; Genom = Genome ; Lenfoblastik lösemi-akut =   ; Metilasyon = Methylation ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Nüks = Recurrence ; Prekürsör hücreli lenfoblastik lösemi-lenfoma = Precursor cell lymphoblastic leukemia-lymphoma ; Çocuk hastalıkları = Child diseases ; Çocuklar = Children

Özet:
Akut lösemilerin genetik karakterizasyonu genellikle sitogenetik analizler ve spesifik translokasyonların veya mutasyonların moleküler tekniklerle tespitine dayanmaktadır. Bu yaklaşım tanı için önemli olmakla beraber lösemilerin genetik alt yapısını açıklamak ve yüksek riskli hastaların belirlenebilmesi için yeterli değildir. Akut lenfoblastik lösemi nüksü çocukluk çağı kanserleri arasında dördüncü en sık rastlanan malignitedir. Var olan tedavi protokolleri ile daha iyi sonuçlar alınamaması ve akut löseminin heterojen bir hastalık olması nedeni ile nüks akut lösemilerin biyolojik ve moleküler temelinin daha iyi anlaşılması gerekmektedir.
Bu doğrultuda hematoloji kliniklerinde n=10 B-ALL, n=6 T-ALL tanısı almış 16 hastanın tanı ve erken dönem nüks örnekleri ile ilgili kontrol örnekleri tüm genom metilasyonu Infinium HumanMethylation450K BeadChip kullanılarak incelenmiştir. 
Genel metilasyon profili analizlerinde, ALL örneklerinin kontrol örneklerine nazaran artmış metilasyon gösterdiği tespit edilmiştir. Kümelendirme analizlerinde ise ALL hastaları farklı alt gruplara ayrılmıştır. Eşlenik karşılaştırma analizlerinde nüks örnekleri artmış CpG metilasyonu ve kanser yolaklarında bozulmuş metilasyon paterni göstermiştir. Kontrol grupları ile yapılan analizlerde hücre döngüsü, adezyon ve glikolizlenmede rol oynayan genlerde anlamlı düzeyde metilasyon farklılığı tespit edilmiştir. 
Tüm genom metilasyon yaklaşımının uygulanması ile ALL'de sadece CpG adalarında değil genler arası bölgelerde de değişmiş metilasyon varlığı gösterilmiştir. Erken dönem nüks örnekleri genellikle kendi tanı örneklerine benzer bir profil göstermektedir. Bu bulgular tanı anında var olan klonun baskın hale geçerek nükse yol açtığını desteklemektedir. Kanser gelişiminde anahtar role sahip olan genlerdeki (transmembran proteinleri, glikoprotein, homebox genleri, kinaz genleri, çinko parmak proteinleri) bozulmuş metilasyon, epigenetik mekanizmaların ALL'de tedavi direnci ve kötü prognoz ile ilişkili olabileceği savını kuvvetlendirmektedir.

Abstract:
Our understanding of the genetic factors contributing to the pathogenesis of acute lymphoblastic leukemia has relied on the detection of gross chromosomal alterations and mutational analysis of individual genes. Although these approaches have identified many important abnormalities, they have been unable to identify the full repertoire of genetic alterations in ALL. Relapsed ALL ranks as the fourth most common childhood malignancy. To identify targets for new therapies, a through understanding of the genetic lesions contributing to establishment of the leukemic clone and resistance to therapy is required.
In this study, we screened diagnosis/relapse bone marrow samples from children with early relapsed Pre B-ALL (n=10), T-ALL (n=6) and related control samples by using Infinium HumanMethylation450K BeadChip.
Our genome-wide methylation analysis revealed a distinctly higher methylation level in the ALL cohort compared with controls. In cluster analysis, ALL patients clustered different branch according to their methylation subsets. ALL cases displayed increased CpG methylation and aberrant methylation of cancer pathways in the relapsed samples compared with diagnose materials. Significant aberrant DNA methylation had been detected in cell cycle, cell adhesion and glycosylation related genes in ALL according to controls. 
Greater methylation enrichment was observed not only in CpG islands  but also in intergenic regions by using whole genome methylation application in ALL. Early relapse samples were more likely to be similar to their respective diagnostic sample suggests that early-relapse results from the emergence of a related clone. Differential methylation profile had been detected in key genes (such as transmembrane proteins, glycoprotein, homeobox genes, kinase genes, zinc finger proteins) that play important role in cancer development. These findings support the contribution of epigenetics changes during the evolution of drug resistance and relapsed ALL.