Moleculaire markers & risicostratificatie in 2020

Moleculaire markers & risicostratificatie in 2020

Belangenverklaring NAAM :J.H. Jansen ORGANISATIE: Radboudumc In overeenstemming met de regels van de Inspectie van de Gezondheidszorg (IGZ), zijn sprekers verplicht een belangenverklaring in te vullen. Wij vragen u daarom dit formulier in te vullen. Pas als u dit formulier heeft ingevuld is het voor u toegestaan om uw abstract te presenteren. U bent verplicht om uw presentatie met dit formulier te beginnen.

VERKLARING x Ik heb geen “potentiële” belangenverstrengeling Ik heb de volgende mogelijke belangenverstrengelingen

Type van verstrengeling / financieel belang Ontvangst van subsidie(s)/research ondersteuning: Ontvangst van honoraria of adviseursfee: Lid van een commercieel gesponsord ‘speakersbureau’ Financiële belangen in een bedrijf (aandelen of opties) Andere ondersteuning (gelieve te specificeren):

Naam van commercieel bedrijf

Gebruik van moleculaire diagnostiek

I:

classificatie

II:

Aanpassen van behandeling op basis van risicoprofiel (bv stamcel transplantatie)

III:

Toepassing van therapie die zich richt op gemuteerde eiwit (bv tyrosine kinase inhibitors bij CML)

IV:

Gevoelige bepaling van restziekte, vroeg ingrijpen bij ontwikkelend recidief

Mutaties definieren verschillende prognostische groepen (AML)

Survival 100% 90

7%: PML-RAR

80 70

20%: CBF (AML1-ETO & CBFB-MYH11)

60 50 40

overall

30 20

1-2%: Bcr-Abl

10 0 0

1

25%: Flt3-ITD

10%: MLL

(years) 2

3

4

5

6

7

=> Behandeling wordt afgestemd op risicoprofiel

Mutaties definieren bepalen gevoeligheid voor gerichte therapie

Survival 100%

atra

90

7%: PML-RAR

80 70

20%: CBF

60 50 40

Overall

30 20

1-2%: Bcr-Abl

10 0 0

1

FLT3 inhibitors 25%: Flt3 eg PKC412

10%: MLL

(years) 2

3

4

5

6

7

=> Behandeling wordt afgestemd op type mutatie

CML: kwantitatief vervolg van subklinische ziekte

Bcr-abl abl positieve cellen

I

II

III

Huidige moleculaire diagnostiek bij AML

Mutaties

Incidentie (%)

Prognose

targeted behandeling

PML-RAR CBFB-MYH11 AML1-ETO Flt3 EVI1 C/EBPA NPM1

5-7 10 10 30 10 7 30

goed goed goed slecht zeer slecht goed goed

ATRA, arsenicum)

PKC412 /AC220

Klassieke technieken voor moleculaire diagnostiek

Cytogenetics FISH SNP-arrays Soutern blotting PCR voor specifieke mutaties Q-PCR voor gen-expressie

Nieuwe methode

Cytogenetics FISH SNP-arrays Soutern blotting PCR voor specifieke mutaties Q-PCR voor gen-expressie

Next generation sequencing (NGS)

Next Generation Sequencing

Sequentiele wasstappen met nucleotiden: bij incorporatie komt er een H+ vrij

Klassieke technieken voor moleculaire diagnostiek Basale principe: op een drager (glas, chip) wordt 1 DNA of cDNA molecuul aangebracht Op 1 lokatie, waarna een sequentie reactie wordt ingezet op het geheel

Next Generation Sequencing

1 chip bevat 11 x 106 sensors

Individuele sequenties worden vergeleken met referentie: aantal “reads” bepaalt gevoeligheid

Diepte: whole genome: 10-20 whole exome 50-100 amplicon-based 1000 en meer

Kosten van sequencing dalen exponentieel

Sequencing capaciteit per machine/dag stijgt exponentieel

1 genome = +/- 3 x 10E9 baseparen

De meeste klassieke moleculair diagnostische technieken zijn in principe door NGS vervangbaar mutaties Kwantitatief gen expressie (sequencen van cDNA) Fusie genen (software in ontwikkeling) Allel frequenties (mbv SNP analyse) komende jaren nog veel optimalisatie nodig: zowel hardware- als softwarematig

Kunnen we alle extra informatie interpreteren ?

Hematopoiesis

Stem cells

mature end cells IL2

B/T cells

IL4 FLT3-Ligand SCF

MCSF

Monocytes macrophages

GCSF IL6 IL3

granulocytes TPO GMCSF

IL5

IL7

platelets

EPO EPO

bone marrow

erythrocytes

Pheripheral blood

Pathways involved in proliferation and differentiation control

P P

Cell cycle G0

G1

d

d

M

S G2

d d

Gene transcription

In case of abberant regulation: p53 is activated leading to apoptotis

Biologische classificatie van AML

Gene

Frequency

Prognostic impact

Gene function

NPM1

25-35%

Favorable

Nuclear import, apoptosis

FLT3 ITD

20-25%

Unfavorable

Growth factor receptor

DNMT3A

20-23%

Unfavorable

Epigenetic transcription regulation

Various MLL

10-15%

Unfavorable


N-RAS/K-RAS

10-15%

Intermediate

Signal transduction

CEBPA

10-15%

Favorable (bi-allelic mutations)

Transcription factor

CBFB-MYH11

10%

Favorable


AML1-ETO

10%

Favorable


TET2

8-13%

Unfavorable


IDH2

6-10%

Unclear


PML-RAR

5-10%

Favorable


ASXL1

5-10%

Unfavorable


RUNX1

5-10%

Unfavorable


FLT3-TKD

5-7%

Intermediate


WT1

3-10%

Unclear/poor


IDH1

3-9%

Unclear


PTPN11

3-5%

Intermediate

Signal transduction

C-KIT

2-6% (high in CBF leukemia)

Unfavorable in CBF leukemia


CBL

<2% (16% in inv16)

Unclear

Signal transduction

Biologische classificatie van MDS

Gene

Frequency

Gene function

TET2

20-25%

Epigenetic regulation

ASXL1

15 %


RUNX1

15 %

Transcription Factor

SF3B1

10-20% (up to 80% in RARS-T)

Splicing Factor

CSF1R

10-15%


NRAS (KRAS)

10-15%

Signal Transduction

TP53

10 %

Transcription factor, apoptosis

U2AF35

10 %

Splicing Factor

SRSF2

10%

Splicing Factor

EZH2

5-10%


DNMT3A

5-8%


IDH1

5-7 %


ATRX

5%


JAK2

5%

Signal Transduction

C/EBPa

5%


NPM1

3-5%

Nuclear import, apoptosis

IDH2

3-5%


MLL

3%


ETV6

3%


UTX

3%


FLT-3

2%


ZRSR2

1-3%

Splicing Factor

PRPF40B

2%

Splicing Factor

SF3A1

1-2%

Splicing Factor

SF1

1-2%

Splicing Factor

CBL

1-2%

Signal Transduction

U2AF65

0-1%

Splicing Factor

Biologische classificatie van gemuteerde genen in AML en MDS

extracellular

I: growth factor receptors cytoplasm

II: signal transduction molecules

nucleus

III:cell cycle

IV:transcription factors VI: Epigenetic regulators V:Apoptosis

VII: RNA splicing factors

Biological classification of genes mutated in MDS with a frequency of > 1%

•

I: Growth factor receptors:

CSF1R / FLT3

•

II: Signal transduction:

RAS / JAK2 / CBL

•

III: Transcription factors:

C/EBPa / RUNX1 / ETV6

•

IV: Cell cycle regulators:

•

V: Apoptosis:

TP53 / NPM1

•

VI: Epigenetic regulators:

TET2 / IDH1 / IDH2 / DNMT3A / EZH2 / ATRX/ MLL / ASXL1 / UTX

•

VII: Spliceosome:

SF3B1 / SF1 / PRPF40B / U2AF65 / U2AF35/ SF3A1 / SRSF2 / ZRSR2

Mutaties in hetzelfde biologisch pad komen nbiet samen voor bij een patient

IDH-1

5-10%

2-oxoglutarate

DNMT3A

TET 2

5%

20-25%

Transcription repression

IDH-2

The long tail of cancer (MDS)

Campbell Blood 2013

Bij individuele patienten meestal meerdere mutaties

Campbell Blood 2013

Clonale evolutie van verschillende subcloons

Walter NEJM 2012

Clonale evolutie van verschillende subcloons

Walter NEJM 2012

Conclusies en kanttekeningen

• Next generation sequencing zal in de komend jaren snel zijn intrede doen. • 2% van ons genoom is coderend voor eiwitten. Belang van overige sequenties (miRNA, lncRNA, SNPs, Epigenetische code etc) is nog lang niet opgehelderd • Voor directe klinische praktijk is nog lang niet altijd duidelijk wat het nut van alle mogelijke informatie is: nut staat of valt bij mogelijkheid om therapie op basis van de verkregen informatie aan te passen. Dit wordt lastiger naarmate er meer subgroepen ontstaan. • Belang van subclones en clonale evolutie • Hopelijk convergentie door begrip van biologische werkingsmechanismen van mutaties, waardoor groepering van mutaties mogelijk wordt • Eerst verbreding, daarna versmalling ? • Komende 10 jaar: hardware heeft zeer korte afschrijvingstijd • Gezien dalende kosten, stijgend throughput en stijgende complexiteit: dom screenen, slim analyseren

Moleculaire markers & risicostratificatie in 2020

Recommend Documents