Epigenética na SMD

GCB-SMD-PED

GRUPO COOPERATIVO BRASILEIRO

SÍNDROME MIELODISPLÁSICA

EM PEDIATRIA

Daniel O. Vidal, PhDComitê de Genética Molecular – GCB-SMD-PEDLaboratório de Genética MolecularCentro Regional de Hemoterapia - RPFaculdade de Medicina de Ribeirão Preto/USP

I Encontro Anual do Comitê de Síndromes Mielodisplásicas da ABHH

Rio de Janeiro5 e 6 de Agosto de 2011

Hemocentro RP

Modelo molecular de progressão da SMD

Epling-Burnette & List, Current Opinion in Hematology, 2009

Modelo molecular de progressão da SMD

Alterações genéticas

- mutações gênicas- alterações cromossômicas- variação de número de cópias (CNVs)

Modelo molecular de progressão da SMD

Alterações epigenéticas

- metilação do DNA- acetilação de histonas- interferência de RNA (miRNA)

Alterações genéticas

- mutações gênicas- alterações cromossômicas- variação de número de cópias (CNVs)

Modelo molecular de progressão da SMD

Alterações associadas a SMD

Alterações genéticas

mutaçõesalterações

cromossômicas

TP53

NRAS

JAK2

MPL

TET2

CBL

ASXL1

RUNX1

-5/del(5q)-7/del(7q)trisomy 8

Alterações epigenéticas

metilação miRNA

CDKN2B (p15)CALCA

CDKN2A

CDH1

HIC1

mir-34mir-145

mir-146a

Alterações genéticas

mutaçõesalterações

cromossômicas

TP53

NRAS

JAK2

MPL

TET2

CBL

ASXL1

RUNX1

-5/del(5q)-7/del(7q)trisomy 8

Alterações epigenéticas

metilação miRNA

CDKN2B (p15)CALCA

CDKN2A

CDH1

HIC1

mir-34mir-145

mir-146a

Alterações associadas a SMD

Alterações Epigenéticas na SMD

Epigenética refere-se as alterações clonais herdadas de

expressão gênica sem a associação de alterações genéticas

- metilação do DNA

- acetilação de histonas

- interferência de RNA (regulação por miRNA)

Alterações Epigenéticas na SMD

Epigenética refere-se as alterações clonais herdadas de

expressão gênica sem a associação de alterações genéticas

- metilação do DNA

- acetilação de histonas

- interferência de RNA (regulação por miRNA)

Metilação do DNA

- alteração hereditária estável

- modificação covalente

citosinas → 5 metil-citosina (5mC)

- alteração hereditária estável

- modificação covalente

citosinas → 5 metil-citosina (5mC)

- usualmente ocorre em citosinas em CpG

- relevante em regiões ricas em CpG (ilhas CpG)

- 60% dos genes humanos → região promotora (inativação)

Metilação do DNA

Metilação do DNA

- alteração fisiológica normal

- imprinting genômico

- inativação de cromossomo X

Metilação do DNA

Promotor 1º exon

transcrição

Metilação do DNA

Promotor 1º exon

transcrição

Promotor 1º exon

silenciamento

Metilação do DNA no Câncer

Laird, P. W. Hum. Mol. Genet. 2005.

cél. normais

cél. câncer

Metilação do DNA no Câncer

cél. normais

cél. câncer

DNA metiltransferases

Laird, P. W. Hum. Mol. Genet. 2005.

Metilação do DNA no Câncer

Metilação do DNA no Câncer

DNA global

ilhas CpG

Metilação

- genes supressores de tumor (TSG)

Metilação do DNA no Câncer

Hanahan & Weinberg. Cell 144, 2011

Isa, J.P. Hematol Oncol Clin N AM, 2010

Metilação do DNA em SMD

Isa, J.P. Hematol Oncol Clin N AM, 2010

Metilação do DNA em SMD

Hasegawa D., et al. Br J Haematol. 2005; 128(6):805-12.

SMD

7/9 (78%) metilação de CDKN2B (p15)

Metilação do DNA em SMD pediátrica

Hasegawa D., et al. Br J Haematol. 2005; 128(6):805-12.

RAEB

4/6 (67%) metilação de CDKN2B (p15)

Metilação do DNA em SMD pediátrica

21 casos SMD

RAEBRAEB-t

13 genes

Vidal D.O., et al. Leuk Res. 2007; 31(2):175-81.

Metilação do DNA em SMD pediátrica

CALCA

- 18/21 (85,7%)

CDKN2B (p15)

- 6/12 (50%)

Vidal D.O., et al. Leuk Res. 2007; 31(2):175-81.

Metilação do DNA em SMD pediátrica

Rodrigues EF, et. al. Leuk Lymphoma. 2010; 51(10):1887-94.

58%

Metilação do DNA em SMD pediátrica

Rodrigues EF, et. al. Leuk Lymphoma. 2010; 51(10):1887-94.

p< 0.003

Metilação do DNA em SMD pediátrica

Metilação de SOCS1 em 47.5% (54/114) casos de SMD

- mais frequente em SMD de alto risco X baixo risco

56.6% vs 25.8% (p= 0.011)

- associação com mutações N-RAS (p=0.010)

Wu S.J., et al. Br J Haematol. 2006; 135(3):317-23.

Metilação do DNA em SMD pediátrica

Wu S.J., et al. Br J Haematol. 2006; 135(3):317-23.

Metilação do DNA em SMD pediátrica

Paciente com LMMJ e monossomia 7 (1,5 anos)

- tratamento com azacitidina- resposta hematológica e molecular completa

Furlan I., et. al. Blood 2009; 113(12):2867-8.

Metilação do DNA em SMD pediátrica

Furlan I., et. al. Blood 2009; 113(12):2867-8.

CALCA

Metilação do DNA em SMD pediátrica

Aumento da metilação global do DNA

Römermann D., et al. Leukemia 2008; 22: 1954-1956.

Metilação do DNA em SMD

Metilação do DNA em larga escala na SMD

- plataforma de microarray (Illumina)- 1105 CpGs de 807 genes (~5%)

Jiang Y., et. al. Blood. 2009; 113(6):1315-25.

Metilação do DNA em SMD

Metilação do DNA em SMD

Jiang Y., et. al. Blood. 2009; 113(6):1315-25.

Metilação do DNA em SMD

Jiang Y., et. al. Blood. 2009; 113(6):1315-25.

Mecanismo de ação dos hipometilantes

hipometilantecitosina

Stresemann & Lyko,2008

Mecanismo de ação dos hipometilantes

DNMT DNMTDNMT

Stresemann & Lyko, 2008

DNMT

Mecanismo de ação dos hipometilantes

Stresemann & Lyko, 2008

DNMT

DNMT

Mecanismo de ação dos hipometilantes

Para onde isso caminha?

Diagnóstico precoce e seguimento

metilação em fluidos biológicos

urina x CA próstatap15 em LMA

Prognóstico

- marcador prognóstico- resposta terapia

Esteller M. NEJM 358, 2008 (modificado).

Mutação/Metilação do DNA em SMD

Mutação/Metilação do DNA em SMD

Mutação/Metilação do DNA em SMD

Mutação/Metilação do DNA em SMD

ASXL1 EZH2

proteínas Polycomb

histona metiltransferase

estrutura cromatina

TET2

5 metil-citosina (5 mC)

5 hidroxi-metilcitosina (5 hmC)

Abdel-Wahab O. Curr Opin Hematol. 2011; 18(2):117-23.

IDH1 IDH2

Metilação do DNA é frequente em SMD

evento importante na progressão do SMD

associação com mutações e/ou alterações cromossômica (pior prognóstico)

30-40% a metilação do DNA pode auxiliar no diagnóstico ou prognóstico da SMD

necessidade de estudos em larga escala de metilação em SMD

Metilação do DNA em SMD