Μελέτη του μοριακού και ανοσολογικού προφίλ πρωτοπαθών δερματικών Τ-λεμφωμάτων

Εισαγωγή: Τα πρωτοπαθή δερματικά λεμφώματα (cutaneous T-cell lymphoma, CTCL) έχουν πολύπλοκο μεταλλακτικό προφίλ, το οποίο απαρτίζεται πρωτίστως από μεταλλάξεις σε γονίδια που συμμετέχουν στην ενδοκυττάρια σηματοδότηση των λεμφοκυττάρων καθώς και ρυθμιστών του επιγονιδιώματος. Παρά την πληθώρα μοριακών δεδομένων στα CTCL από το 2011, μέχρι στιγμής παραμένει ασαφές ποια είναι η χρησιμότητα του μοριακού προφίλ στην κλινική αντιμετώπιση των CTCL. Κύριος στόχος της μελέτης αυτής ήταν η ανίχνευση μοριακών υποτύπων CTCL, εντός του πλήρους εύρους ιστολογιών CTCL, και η αξιολόγηση της διαγνωστικής και προγνωστικής τους αξίας. Δευτερεύον στόχος ήταν η συσχέτιση μοριακών υπογραφών με ανοσοφαινοτυπικά χαρακτηριστικά των νεοπλασματικών κυττάρων και του μιροπεριβάλλοντος των δερματικών βλαβών, εστιάζοντας στα ανοσοκατασταλτικά κύτταρα μυελικής προέλευσης (myeloid-derived suppressor cells, MDSC). Μεθοδολογία: Πραγματοποιήσαμε στοχευμένη αλληλούχιση σε 585 γονίδια, τα οποία είναι συχνά μεταλλαγμένα σε συμπαγείς όγκους και αιματολογικές κακοήθειες (HemePACT, MSKCC) σε 77 δείγματα CTCL, στα οποία περιλαμβάνονταν βλάβες από πρώιμα στάδια Σπογγοειδούς Μυκητίασης (early Mycosis Fungoides, eMF), προχωρημένα στάδια Σπογγοειδούς Μυκητίασης/μεγαλοκυτταρικής μετατροπής, advanced Mycosis Fungoides/Large Cell Transformed MF, aMF/LCT), CD30+ λεμφοϋπερπλαστικές εξεργασίες (CD30+ Lymphoproliferative disorders, CD30+ LPD), γδCTCL και άλλα σπάνια CTCL. Στατιστική συσχέτιση με ιστολογικές και κλινικές παραμέτρους πραγματοποιήθηκε για τα μοριακά δεδομένα. Ανοσοφαινοτυπικές μελέτες συσχέτισης πραγματοποιήθηκαν στο δέρμα, αίμα και ορούς ασθενών. Συγκεκριμένα, αξιολογήσαμε την Th-πόλωση των νεοπλασματικών κυττάρων για τους 4 βασικούς Th-μεταγραφικούς παράγοντες μέσω ανοσοϊστοχημείας και κυτταρομετρίασ ροής, την κατάσταση Τ-μνήμης των νεοπλασματικών κυττάρων μέσω κυτταρομετρίας ροής, επίπεδα κυκλοφορούντων κυτταροκινών μέσω multiplex μεθοδολογίας Luminex για 25 κυτταροκίνες, και την παρουσία ιστικών και κυκλοφορούντων MDSC μέσω ανοσοϊστοχημείας και κυτταρομετρίασ ροής, αντίστοιχα. Αποτελέσματα: Ανιχνεύσαμε γενετικές τροποποιήσεις σε 358 γονίδια. Οι βλάβες eMF παρουσίασαν τον χαμηλότερο αριθμό μεταλλάξεων, ενώ βλάβες aMF/LCTπαρουσίασαν τον υψηλότερο αριθμό μεταλλάξεων ανάμεσα σε όλους τους υποτύπους CTCL. Οι μεταβάσεις C>T αποτέλεσαν την κύρια υποκατάσταση. Οι βλάβες eMF ήταν μεταλλακτικά σιωπηρές στο ένα τρίτο των δειγμάτων, με μεταβάσεις C>T να επικρατούν σε βλάβες που είχαν λάβει τοπική θεραπεία, συγκριτικά με νεοδιαγνωσθείσες βλάβες.Μεταλακτικές υπογραφές UV ακτινοβολίας αντιπροσώπευαν το 34.8% των μεταλλακτικών εξεργασιών στα δείγματα CTCL. Παρόλη την μοριακή ετερογένεια ανάμεσα στα δείγματα, σε επίπεδο βιολογικών μονοπατιών, όλοι οι ιστολογικοί υπότυποι CTCL εμφάνιζαν μεταλλάξεις στο μονοπάτι ενδοκυττάριας σηματοδότησης GPCR/RTK/MAPK. Μόνο 4 γονίδια παρουσίαζαν επαναλαμβανόμενες μεταλλάξεις σε ποσοστό άνω του 10% των δειγμάτων: τα γονίδια CDKN2A/B, PCLO, FAT1 και TP53. Η ύπαρξη μεταλλάξεων έστω και σε ένα από αυτά τα γονίδια (μοριακή υπογραφή Β) συσχετιζόταν με ένα υπότυπο CTCL με υψηλό μεταλλακτικό φορτίο, επιθετικά παθολογοανατομικά χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένης της υψηλής έκφρασης GATA3, και σημαντικά χειρότερη ολική επιβίωση, ανεξάρτητα από ηλικία, ιστολογικό τύπο και το ιστορικό προηγούμενων θεραπειών. Τα δείγματα, αξιολογήθηκαν επίσης για την παρουσία MDSC στους ιστούς και στο αίμα. Παρόλο που η παρουσία ουδετεροφιλικών MDSC g(ranulocytic-MDSC, G-MDSC) ήταν συχνότερη σε δερματικές βλάβες από μη-MF υλικό, G-MDSC ανιχνεύθηκαν σε υψηλά ποσοστά στο περιφερικό αίμα ασθενών με MF, τα οποία συσχετίζονταν με την ενεργότητα της νόσου. Η παρουσία ιστικών G-MDSC και τα υψηλά επίπεδα κυκλοφορούντων G-MDSC σχετίζονταν με πτωχή πρόγνωση σε ασθενείς με MF. Ανάλυση του μοριακού προφίλ βλαβών με G-MDSC ανέδειξε συσχέτιση με την παρουσία μεταλλάξεων στη μηχανή επιδιόρθωσης βλαβών του DNA. Συμπεράσματα: Παρόλο που το μεταλλακτικό και ανοσολογικό προφίλ των CTCL είναι εξαιρετικά πολύπλοκο, η μοριακή υπογραφή Β, η πόλωση προς Th-2-like φαινοτύπους και η παρουσία G-MDSC, θα μπορούσαν να αποτελέσουν κλινικά χρήσιμους βιοδείκτες, στη διάγνωση και πρόγνωση ασθενών με CTCL, σε συνδυασμό με το υπάρχον σύστημα ταξινόμησης WHO-EORTC.Introduction: Cutaneous T-cell Lymphomas (CTCLs) have a complex mutational landscape, which is primarily composed of genetic alterations in immune signaling elements and epigenetic modulators. Despite the availability of molecular data by multiple studies since 2011 it is still unclear whether these mutations have any clinical utility in the management of CTCL. The primary goal of this study was to identify molecular subgroups within the entire range of CTCL histologies and assess their diagnostic and prognostic impact. Secondarily, we assessed whether specific mutational signatures correlate with immunophenotypic features of the malignant T-cell clone and the tumor microenvironment, focusing on myeloid-derived suppressor cells (MDSC). Methodology: We performed targeted sequencing for 585 genes that are frequently mutated in solid and hematological malignancies (HemePACT, MSKCC) in 77 CTCL samples, including lesions from early Mycosis Fungoides (eMF), advanced Mycosis Fungoides/Large Cell Transformed MF (aMF/LCT), Sezary Syndrome (SS), CD30+ Lymphoproliferative disorders (CD30+ LPD), γδCTCL and other rare CTCL. Correlative histologic and clinical analyses were performed. Correlative immunophenotypic studies were performed on diagnostic skin, blood and serum specimen. We assessed Th-polarization of the neoplastic cells with immunohistochemistry and flow cytometry for the 4 major Th polarization master regulatory transcription factors, T-cell memory status of the neoplastic cells with flow cytometry, circulating cytokine levels with a Luminex-based multiplex assay for 25 cytokines and the presence of infiltrating and circulating MDSC with immunohistochemistry and flow cytometry, respectively. Results: We identified genetic alterations in 358 genes with eMF lesions showing the lowest mutational burden, while aMF/LCT lesions showed the highest mutational burden among all subtypes. C>T transitions were the predominant substitution among all subsets. eMF lesions were mutationally silent in one third of cases with C>T transitions predominating in topically treated specimen as opposed to treatment naïve specimen. UV mutational signatures composed 34.8% of mutational processes in CTCL. Although there was remarkable pathway heterogeneity, at the pathway level all CTCL histological subsets carried mutations in the GPCR/RTK/MAPK signaling pathway. Only 4 genes were recurrently mutated in more than 10% of CTCLs, CDKN2A/B, PCLO, FAT1 and TP53.We identified that the presence of mutations in at least one of those genes (Signature B) defined a disease subset with increased tumor mutational burden, aggressive pathological features, including increased GATA3 expression, and significantly worse overall survival, independently of age, histological diagnosis or prior treatment. Samples were also assessed for the presence of MDSC in the tissue and blood. In skin lesions, granulocytic-MDSC (G-MDSC) predominated in non-MF lesions and were seen to a lesser extent in MF lesions. Paradoxically, despite the paucity of skin lesions in infiltrating G-MDSC, blood specimen showed a significant expansion of circulating G-MDSC, which correlated with disease activity. Both tissue infiltrating and circulating G-MDSC, conferred a poor prognosis to MF patients. Analysis of the molecular profile of G-MDSC rich lesions revealed a significant association with the presence of DNA-damage response element mutations. Conclusions: Despite being complex, the genomic and immune landscape of CTCL, including molecular signature B, skewing towards a Th-2-like phenotype and the presence of G-MDSC, can serve as clinically relevant biomarkers for the diagnosis and prognosis of CTCL, when used in conjunction with the current WHO-EORTC classification system

Behavioural traits propagate across generations via segregated iterative-somatic and gametic epigenetic mechanisms

Parental behavioural traits can be transmitted by non-genetic mechanisms to the offspring. Although trait transmission via sperm has been extensively researched, epidemiological studies indicate the exclusive/prominent maternal transmission of many non-genetic traits. Since maternal conditions impact the offspring during gametogenesis and through fetal/early-postnatal life, the resultant phenotype is likely the aggregate of consecutive germline and somatic effects; a concept that has not been previously studied. Here, we dissected a complex maternally transmitted phenotype, reminiscent of comorbid generalized anxiety/depression, to elementary behaviours/domains and their transmission mechanisms in mice. We show that four anxiety/stress-reactive traits are transmitted via independent iterative-somatic and gametic epigenetic mechanisms across multiple generations. Somatic/gametic transmission alters DNA methylation at enhancers within synaptic genes whose functions can be linked to the behavioural traits. Traits have generation-dependent penetrance and sex specificity resulting in pleiotropy. A transmission-pathway-based concept can refine current inheritance models of psychiatric diseases and facilitate the development of better animal models and new therapeutic approaches.We are grateful for grant support R01-MH103102 and R21-MH103715 from the NIH to M.T., PO1-HD067244 and R37-HL87062 to S.S.G., 2R01-NS056049 to G.D.P., R01-HL069929, R01-AI080455 and R01-AI101406 to M.R.M. Also supported by the Instituto de Salud Carlos III, Centro de Investigación Biomédica en Red de Salud Mental (CIBERSAM) and grants SAF2015-68346-P to F.A. and PI13/01390 to A.B., co-financed by the European Regional Development Fund. E.M. was supported in part by NIH T32-GM073546.Peer reviewe