Sindromi
mieloproliferative
croniche Ph neg
28/04/2015
Dr.ssa Elena Elli - Ematologia
Ospedale S. Gerardo Monza
Sindromi mieloproliferative
croniche (SMPc)
Malattie
che
originano
dalla
trasformazione neoplastica della cellula
staminale
pluripotente
e
sono
caratterizzate dalla proliferazione clonale
di uno o più progenitori emopoietici nel
midollo osseo o in sedi extramidollari
NB: Una malattia ematologica si definisce clonale
se la proliferazione cellulare prende origine da un
unico progenitore malato
Classificazione WHO 2001
Sindromi mieloproliferative
•
•
•
•
•
•
•
Leucemia mieloide cronica [Ph+, t(9;22)(q34,q11), BCR-ABLpositiva]
Leucemia cronica a neutrofili (CNL)
Leucemia cronica a eosinofili (CEL) e sindrome ipereosinofila (HES)
Policitemia vera
Mielofibrosi idiopatica (con emopoiesi extramidollare)
Trombocitemia essenziale
Malattie mieloproliferative croniche inclassificabili
Sindromi mielodisplastiche/mieloproliferative
• Leucemia mielomonocitica cronica (CMML)
• Leucemia mieloide cronica atipica (aCML)
• Leucemia mielomonocitica giovanile (JMML)
• Malattie mielodisplastiche/mieloproliferative inclassificabili
INCIDENCE OF PH NEGATIVE MPDs
Annual Incidence / 100,000 Population
Polycythemia Vera
2.8
Essential Thrombocythemia
1.5
Idiopathic Myelofibrosis
0.4
Multiple Myeloma
5.5
Chronic Myeloid Leukemia
1.6
4.7
Kutti J., Ridell B. Epidemiology of the myeloproliferative disorders: essential
thrombocythemia, polycythemia vera and idiopathic myelofibrosis. Pathol
Bio 2002; 49:164-166.
PREVALENCE OF POLYCYTHEMIA VERA AND
ESSENTIAL THROMBOCYTHEMIA
Disorder
Prevalence
PV
300 cases / 1 x 106 persons
ET
400 cases / 1 x 106 persons
Ruggeri, M. et al Ann Intern Med 2003: 139: 470-475
Cosa ci ha portato di
nuovo il 2005 sulle SMPc?
Scoperta mutazione
V617F gene JAK2
Mutazione
JAK2 V617F
(esone 14 cromosoma 9)
FERM
Hs
Cf
Mm
Rn
Gg
SH2
JH2
Kinase
FFEAASMMSKLSHKHLVLNYGVCVCGDENILVQEFV
FFEAASMMSQLSHKHLVLNYGVCVCGEENILVQEFV
FFEAASMMSQLSHKHLVLNYGVCVCGEENILVQEFV
FFEAASMMSQLSHKHLVLNYGVCVCGEENILVQEFV
FFEAASMMSQLSYKHLVLNYGVCVCGEENILVQEYV
Baxter et al Lancet 2005
JAK-STAT signaling Pathway
•
•
•
Il gene JAK2 codifica per una proteina di 1132 aa che è proteina membro della JANUS
KINASES FAMILY  tirosin-kinasi citoplasmatiche che funzionano da intermediari tra
recettori (R) di membrana e molecole di signaling intracellulari
JAK2 è constitutivamente associata al dominio citosolico di alcuni R (EPO-R, TPO-R)
Jak2 prima si lega al dominio citosolico di EPO-R a livello del reticolo endoplasmatico,
facilitando il corretto folding del recettore e il suo trasferimento a livello della membrana
cellulare
• L’attivazione
cellulare
normalmente
avviene quando il legame di un ligando
(EPO; TPO) al proprio R induce lo shift
dalla conformazione inattiva (dimeri
separati) a quella attiva (dimeri avvicinati).
• Questo consente la autofosforilazione di
JAK2 che, fosforilate, a loro volta,
fosforilano i domini citosolici (tirosinasi) di
R, che diventano siti di attacco per le
molecole signaling (STATs)
• STATs fosforilate a loro volta da JAK2 a
livello domini SH2 dimerizzano e
traslocano nel nucleo dove agiscono da
. fattori trascrizionali
Rawlings, J Cell Science 2004 - Goldman, NEJM 2005 - Hoffman, ASH 2005
JAK2 signaling CELLULE NORMALI
SOCS, CIS
(regolatori
negativi) e
SHP1
(fosfatasi)
Signaling
negativo
STATs
Fattori trascrizionali:
entrano nel nucleo
dove si legano a
specifiche seq
regolatrici di geni
target (fdc)
Pattern of proliferation, survival and
differentiation of erythroid progenitors
Panel A: attivazione fisiologica di JAK2 da parte EPO
Mutazione JAK2 (V617F)
Rawlings, J Cell Science 2004 - Goldman, NEJM 2005 - Hoffman, ASH 2005
Individuazione della mutazione somatica V617F nelle cellule mieloidi (linea
eritroide, granulocito-macrofagica, megacariocitica) allo stato eterozigote o
omozigote.
La mutazione è localizzata a
livello della valina 617 nel
dominio pseudochinasicio JH2.
Tale mutazione V617F è
responsabile di una attivazione
costitutiva
della
chinasi,
interferendo
con
l’attività
inibitoria del dominio JH2
- Gain-of-function mutation proteina mutata viene inattivata in minor
misura e quindi transduce più efficientemente il segnale indotto dal legame
dei fdc ai loro specifici R, con minor apoptosi cellule emopoietiche
- Perdita di controllo della produzione cellulare e una attivazione delle cellule
ematiche mature, rilevante nel determinare il fenotipo clinico delle SMP
croniche
JAK2 signaling in MPD
SOCS, CIS
(regolatori
negativi) e
SHP1
(fosfatasi)
Signaling
negativo
STATs
Fattori trascrizionali:
entrano nel nucleo
dove si legano a
specifiche seq
regolatrici di geni
target (fdc)
Pattern of proliferation, survival and
differentiation of erythroid progenitors
Panel B/C: attivazione constitutiva di JAK2(V617F) a livello EPOR (B) e altri “cytokine receptors” (C),
indipendentemente dal ligando  attivazione constitutiva di STAT5, Map-k, PL-3-k, Akt
Mutazione JAK2 (V617F)
La
mutazione
è
stata
individuata in forma più
frequentemente eterozigote,
talora come omozigote
Il meccanismo alla base della
forma omozigote è + spesso
quello della
ricombinazione mitotica
La mutazione è stata riscontrata in
colonie granulocito-macrofagiche ed
eritroidi. I linfociti T sono WT
 mutazione somatica acquisita
La mutazione V617F non è un
polimorfismo (assente controlli sani)
Frequenza della mutazione JAK2 V617F
Numero
% positivi
PV
73
97
ET
51
57
IMF
16
50
MDS/AML
110
5
CML
90
1
Normali
90
0
415
0
Carcinoma/
sarcoma
Baxter et al Lancet 2005; Scott et al Blood 2005
Genotype of individual BFU-E
“Heterozygous” PV patients
Percentage
100
80
60
40
20
0
Homo
Scott et al Blood 2005
Hetero
WT
“Heterozygous” ET patients
Two-step model for role of
JAK2 (V617F) in clonal
evolution MPD
Cazzola, Haematologica 2006
Cazzola, Haematologica 2006
La progressione da
eterozigosi a omozigosi
x JAK2 (V617F)
rappresenta un
importante step nella
progressione della
malattia in SMPc
Importanza PCR-quantitativa  fornisce gradiente di espressione allele mutato che
può condizionare significato clinico mutazione stessa
Relazione tra differenti stadi di SMPc and JAK2 (V617F) mutation status
- Una piccola proporzione di alleli mutati può essere associata afenotipo variabile (in primis trombocitosi)
- Una quota di alleli mutati tra 25-50% si associa a fenotipo policitemico
- La transizione da etero a omozigosi per JAK2 (V617F) si associa a evoluzione dalla fase policitemica a
quella fibrotica di malattia, caratterizzata dalla constitutiva mobilizzazione di SC in PB
Nuova classificazione WHO 2008
neoplasie mieloidi
•
•
•
•
Acute myeloid leukemia
Myelodysplastic syndromes (MDS)
Myeloproliferative neoplasms (MPNs)
MDS/MPN
–
–
–
–
MPD
Chronic myelomonocytic leukemia
Juvenile myelomonocytic leukemia
Atypical chronic myeloid leukemia
MDS/MPN unclassifiable
• Myeloid neoplasms associed with eosinophilia
and abnormalities of PDGFRa, PDGFRb,
FGFR1
Tefferi et al. Leukemia 2008
Nuova classificazione WHO 2008
neoplasie mieloproliferative (MPN)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
CML (Chronich myeloid leukemia)
PV (polycythemia Vera)
ET (Essential thrombocythemia)
MMM (primary myelofibrosis)
CNL (chronic neutrophilic leukemia)
CEL (chronic eosinophilic leukemia)
HES (hyperosinophilic syndrome)
Mast cells disease
MPNs unclassifiable
Tefferi et al. Leukemia 2008
CRITERI DIAGNOSI MPN PH NEG WHO 2008
Scott. NEJM 2011
Chalignè.
Leukemia 2008
Mutazione Esone 12
gene JAK2
• Occorre nel 5% dei casi di POLICITEMIA VERA
JAK2V617F negativa
• Caratteristiche alla diagnosi nei primi studi:
– Pazienti più giovani
– Livelli Hb più alti, GB e PLT più bassi (spesso
piastrinopenia)
– Alla BOM: pattern di iperplasia eritroide senza
anomalie morfologiche a carico serie mieloide
e megacariocitica
1-4% ET
5-9% PMF
Mutazioni gene
calreticolina
Cromosoma 19
Klampfl
NEJM 2013
Le
mutazioni
sono
tutte
localizzate nell’esone 9 del gene
Comportano un frameshift che
genera una proteina con una
porzione C-terminale nuova,
comune alle mutazioni note fino
ad oggi.
Il cambiamento di sequenza
della porzione C-terminale della
proteina ne altererebbe la
stabilità, la funzione e/o la
compartimentalizzazione
intracellulare
Mutazioni gene calreticolina
in ET/MF JAK2 negative
35%
25%
Klampfl
NEJM 2013
La via JAK-STAT si attiva indipendentemente dalla
mutazione driver coinvolta
JAK2V617F
omozigote
Enrichment Score
(ES)
JAK2 shRNA DN
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
Analisi Gene Supervised Enrichment:
Omozigote
Normale
JAK2V617F
WT
Enrichment Score
(ES)
FDR qvalue= 0.018
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
JAK2 shRNA signature enriched (vs controlli
normali) nelle MPN indipendentemente dallo
stato mutazionale di JAK2
Pazienti CALR-mutati: enrichment of JAK2
shRNA signature
WT
Normale
JAK2V617F
eterozigote
Enrichment Score
(ES)
FDR qvalue= 0.038
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
Eterozigote
Normale
CALR
mutato
Enrichment Score
(ES)
FDR qvalue= 0.035
1.Rampal R et al, Blood 2014; 123(22):e123-33
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
CALR mutato
Profilo di espressione genetico in
accordo con il signaling attivato di
JAK2 osservato in tutti i pazienti,
inclusi quelli CALR mutati1
Normale
FDR qvalue= 0.012
1.Rampal R et al, Blood 2014; 123(22):e123-33
L’attivazione costitutiva della via JAK/STAT
rappresenta un’alterazione biologica comune nelle
MPN Ph neg
La deregolazione della via
JAK/STAT può dipendere
da diversi meccanismi:2
Alterazione della via JAK/STAT nella MF
6
•mutazione JAK2V617F, a
carico del gene JAK23
•altre mutazioni geniche
fra cui MPL e CALR3,4
•elevata concentrazione
di citochine
proinfiammatorie3
1. Quintas Cardama A, et al. Clin Cancer Res 2013; 19(8); 1-8; 2. Levine RL, et al. Nat Rev Cancer 2007; 7(9): 673-83; 3. Komrokji RS, et al. Cancer Control 2012;
4. Levine RL. N Engl J Med. 2013; 369(25): 2451-2; 5. Savona MR. Leuk Res 2014. pii: S0145-2126(14)00123-4. doi: 10.1016/leukres.2014.04.012; 6. Vannucchi AM. N Engl J
Med.2010; 363(12): 1180-2.
REVISIONE CRITERI DIAGNOSI MPN PH NEG
WHO 2014
NUOVO ALGORITMO DIAGNOSTICO PROPOSTO
per DIAGNOSI MPN PH Neg
Tefferi. Nature Reviews Clinical Oncology 2014
Mutazioni a livello dei regolatori epigenetici e degli
splicesome
Gene
PV
(%)
TE
(%)
MF
(%)
Fase
blastica(%)
TET2
10-16
4-5
7-17
17-32
2
1
4
9-22
3-7
<1
2-15
14-17
EZH2
3
<1
7-13
---
ASXL1
2-7
0-3
13-32
18-33
SRSF2
--
---
≈15%
≈20%
IDH1/2
DNMT3A
• Identificate anche in altre neoplasie (MDS, LMA)1
• Non hanno uno specifico valore diagnostico, ma sono indicatori di neoplasia
mieloide1
• Hanno una rilevanza prognostica1
1.Vainchenker
Wal.
et Leukemia.
al, Blood. 2011;
118(7): 1723-35; 2. Vannucchi AM et al, Leukemia 2013; 27:1861-9.
1.Vannucchi
AM, et
2013;27:1861-9
Mutazioni driver e trasformanti in MPN
calreticolina
Sopravvivenza globale in base al numero delle
mutazioni ad alto rischio molecolare
No HMR
1 mutazione
2 mutazioni
p < 0.0001
Sopravvivenza globale
1,0
0,8
Nessuna mutazione
Mediana 12,2 anni
0,6
0,4
≥2 mutazioni
Mediana
2,6 anni
1 mutazione
Mediana
7,0 anni
N=370
0,2
N=40
N=127
0,0
0
5
10
15
20
Anni
HR per l’OS per ≥2 mutazioni : 2,4 (IC 95% 1,6-3,6)
1.Guglielmelli P, et al. Leukemia. 2014; 28(9): 1804-10.
1.Guglielmelli P, et al. Leukemia. 2014; 28(9): 1804-10.
25
30
Sopravvivenza libera da leucemia in base al numero
delle mutazioni ad alto rischio molecolare
No HMR
1 mutazione
2 mutazioni
p < 0.0001
Sopravvivenza libera da
leucemia
1,0
0,8
Nessuna mutazione
Mediana 26,7 anni
1 mutazione
Mediana 11,1 anni
0,6
≥2 mutazioni
Mediana 6,6 anni
0,4
N=370
N=127
0,2
N=40
0,0
0
5
10
15
20
25
30
Anni
L’impatto negativo della presenza di >2 geni mutati sul tempo alla trasformazione blastica è
stato mantenuto nella categoria di rischio basso (HR 1,8; IC 95% 0,8-4,4; p=0,061) e alto (HR
2,5; IC 95% 1,1-5,8, p=0,02)
1.Guglielmelli P, et al. Leukemia. 2014; 28(9): 1804-10.
1.Guglielmelli P, et al. Leukemia. 2014; 28(9): 1804-10.