Molecular abnormalities in myelodysplastic syndrome

Myelodysplastic syndrome (MDS) is a heterogenous group of clonal hematopoietic disorders. Chromosomal abnormalities detected in this disease were the start to many studies in order to characterize molecular pathogenesis. The loss of genetic material observed in most patients with MDS leads to the hypothesis of tumor suppressor genes (TSG), but this theory does not explain the initial event that underlies growth advantage of hematopoietic progenitor cells, though, different mechanisms are involved such as oncogene activation, altered signaling components and transcription factors. Oncogene mutations, such as RAS, P53, PDGF, FLT3 and MLL, for instance, may contribute to the development of MDS. Tandem mutation of FLT3 is a genetic event that occurs late in the course of the disease and these patients tend to present unfavorable prognosis and imminent transformation into acute myeloid leukemia. Quantitative as well as qualitative abnormalities of transcription factors are detected in MDS and induce the unbalance or block in the differentiation of hematopoietic cells, that results in ineffective hematopoiesis. Epigenentic alterations are characterized by DNA methylation that exerts a role in controlling genic expression. Hypermethylation and inactivation of regulating genes act in the development of the disease. There is a high risk of MDS when p15INK4B is inactivated due to hypermethylation of its promoter. Telomere shortening correlates with complex karyotypes indicating genomic instability and poor prognosis.A síndrome mielodisplásica (SMD) representa um grupo heterogêneo de doenças hematopoéticas clonais. As alterações cromossômicas observadas em SMD foram o ponto de partida para uma série de estudos para a caracterização da patogênese molecular nessa doença. A perda de material genético leva à hipótese de inativação de genes supressores tumorais (GST), mas essa teoria não explica o evento inicial desencadeador da vantagem de crescimento das células progenitoras hematopoéticas, estando outros mecanismos envolvidos, dos quais sobressaem a ativação de oncogenes, alteração de vias de sinalização e fatores de transcrição. Mutações de oncogenes, como RAS, P53, PDGF, FLT3 e MLL, dentre outros, podem contribuir para o desenvolvimento da SMD. A mutação em tandem do FLT3 é evento genético tardio no curso da doença e os pacientes portadores da mesma tendem a apresentar prognóstico desfavorável e transformação iminente para leucemia aguda. Tanto aberrações qualitativas como quantitativas de fatores de transcrição induzem o desequilíbrio ou bloqueio de diferenciação da célula hematopoética, que, por sua vez, se traduz em hematopoese ineficaz. Alterações epigenéticas são caracterizadas por metilação de DNA que tem papel no controle da expressão gênica. Hipermetilação e inativação de genes reguladores exercem função no desenvolvimento da doença. SMD de alto risco está associada à elevada prevalência de inativação do gene supressor tumoral p15INK4B por hipermetilação do promotor. Encurtamento do telômero correlaciona-se a cariótipos complexos, indicando instabilidade genômica e pior prognóstico.UNIFESP-EPM Disciplina de HematologiaFleury-Centro de Medicina DiagnósticaUNIFESP, EPM, Disciplina de HematologiaSciEL

Acute lymphoblastic leukemia in Down syndrome and TEL/AML1(ETV6/RUNX1)

Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Escola Paulista de Medicina (EPM)Fleury - Medicina e SaúdeUNIFESP, EPMSciEL

Chromosomal abnormalities in myelodysplastic syndrome

The study of chromosomal abnormalities in myelodysplastic syndrome (MDS) is important for diagnosis, prognosis, classification, follow-up, therapeutic option and for a better understanding of the biology of the disease. Chromosomal aberrations are observed in 30% to 50% of MDS cases at diagnosis, and from 80% to 90% of secondary MDS. Chromosomes 5, 7, 8, 11, 13, 17, 20, 21 and X are the most frequently involved. Chromosomal aberrations have an independent prognosis value and relate with clinical course and transformation. As good prognosis abnormalities figure: normal karyotype, nulisomy Y, isolated del(5q), del(12p), del(11q) and del(20q); as intermediate prognosis are: trisomy 8, 3q21q26 rearrangements, translocations 11q, del(17p), trisomy 18 and trisomy 19; and as unfavorable prognosis: complex karyotype, monosomy 7, del(7q) and i(17q). Referring to classification, the World Health Organization established karyotype analysis as mandatory for MDS diagnosis and defined 5q- Syndrome as a specific entity. In respect to follow-up, abnormalities can be detected subsequently delineating aggressiveness or transformation of the disease. Nowadays some therapeutic options are underlined by chromosomal abnormalities. It is not known if the chromosomal aberrations detected in MDS are initial events that lead to the development of the disease (cause) or are secondary phenomena (consequences). Anyway, they point out that at molecular level there is a series of aspects not well understood yet.O estudo das alterações cromossômicas em síndrome mielodisplásica (SMD) é de extrema importância porque auxilia no diagnóstico, prognóstico, classificação, acompanhamento evolutivo, escolha terapêutica e melhor entendimento da biologia da doença. As alterações cromossômicas são observadas em 30% a 50% dos casos de SMD primária, ao diagnóstico, e entre 80% e 90% das secundárias. Os cromossomos 5, 7, 8, 11, 13, 17, 20, 21 e X são os mais freqüentemente envolvidos. As alterações cromossômicas são variáveis independentes de valor prognóstico e correlacionam-se com o curso clínico da doença e com a transformação. Destacam-se como indicativos de bom prognóstico: cariótipo normal, nulissomia Y, del(5q), del(12p), del(11q) e del(20q) isoladas; como de prognóstico intermediário: trissomia 8, rearranjos envolvendo 3q21q26, translocações 11q, del(17p), trissomia 18 e trissomia 19; e como de prognóstico desfavorável: cariótipo complexo, monossomia 7, del(7q) e i(17q). Em relação à classificação, a Organização Mundial da Saúde tornou obrigatória a análise do cariótipo para a completa avaliação da SMD recém diagnosticada e definiu a síndrome 5q- como entidade específica. No tocante ao acompanhamento, alterações podem ser detectadas evolutivamente, definindo agressividade ou transformação da doença. Atualmente alguns tratamentos já são delineados com base nas alterações cromossômicas. Não se sabe se as alterações cromossômicas detectadas em SMD são eventos iniciais que levam ao desenvolvimento da doença (causa) ou se são apenas fenômenos secundários (conseqüência). De qualquer forma, elas apontam que, em nível molecular, há uma série de aspectos ainda por serem entendidos.UNIFESP-EPM Disciplina de Hematologia e HemoterapiaFleury-Centro de Medicina DiagnósticaUNIFESP, EPM, Disciplina de Hematologia e HemoterapiaSciEL

Cytogenetics and molecular biology in chronic lymphocytic leukemia

The analysis of chromosomal abnormalities in chronic lymphocytic leukemia is important at diagnosis, since it allows the identification of a malignant clone as well as helping in the differentiation of other lymphoproliferative disorders; at follow up, in order to permit the detection of additional abnormalities; in the therapeutic decision, since the presence of del(17p) means resistance to treatment; in treatment monitoring as it allows the detection of residual disease or the diagnosis of transformation (Richter s transformation). Cytogenetics offers prognostic information and a better understanding of the disease. The analysis can be made by conventional G banding karyotyping, which detects around one third of abnormal cases or by FISH, which increases the rate of abnormality detection to 82%. FISH together with other prognostic criteria (mutation status, ZAP-70, etc) has allowed a better prognostication. The most frequent abnormalities are: trisomy 12 (+12), with a median survival of 9 years; translocation or deletion of 13q (t/del(13q)) with favorable prognosis and median survival of 11 years; deletion or translocation of 11q22-23, with 6.6 years of median survival; deletion of short arm of chromosome 17, del(17p), with median survival of 2.5 years; and deletion of 6q, translocation of 14q, giving a total of around 60% of the total abnormalities. Considering the importance of cytogenetics and prognostic information, every chronic lymphocytic leukemia patient should undergo FISH and karyotype evaluations, at diagnosis and during the follow up.O estudo das alterações cromossômicas em LLC é importante no auxílio ao diagnóstico, quando da identificação de doença clonal e no diagnóstico diferencial com outras linfoproliferações; no acompanhamento evolutivo ao permitir a detecção de alterações adicionais; na escolha terapêutica, como, por exemplo, na presença de del(17p) que confere resistência à terapia; no monitoramento do tratamento, ao permitir a avaliação de doença residual ou no diagnóstico da transformação (Síndrome de Richter). A citogenética oferece evidências de significado prognóstico, assim como o melhor entendimento da doença. O estudo pode ser feito por cariótipo, que detecta alteração em um terço dos casos, ou por FISH, que aumenta substancialmente esta porcentagem. FISH associada a outros critérios prognósticos (estado de mutação, ZAP-70, CD 38, etc) tem permitido a melhor identificação de pacientes com pior prognóstico. As anomalias mais comuns são: trissomia 12, que confere mediana de sobrevida de 9 anos; translocação ou deleção do braço longo do 13 (t/del(13q)), que confere prognóstico favorável e sobrevida de 11 anos; alterações envolvendo braço longo do 11, na banda q22-23 (11q22-23), com sobrevida de 6,6 anos; deleção do braço curto do 17 (del(17p)), com sobrevida de 2,5 anos; deleção do braço longo do 6 (del(6q)), e translocação envolvendo braço longo do cromossomo 14 (t(14q)), perfazendo cerca de 60% das alterações. Dada à importância da citogenética e informações prognósticas, é recomendável que todos os pacientes com LLC sejam submetidos a estudo por FISH e cariótipo por banda G, nas diferentes fases da doença.UNIFESPFleury Centro de Medicina DiagnósticaUNIFESPSciEL

The proposal of apoptosis in chronic myeloid leukemia: promising studies

UNIFESP-EPMFleury - Centro de Medicina DiagnósticaUNIFESP, EPMSciEL

Myelodysplastic syndrome secondary to chemo: and radiotherapy MDS related to the treatment

The leukaemogenic effect of chemotherapeutic agents after treatment for other malignancies have been well described. Myelodysplastic syndrome secondary to chemo- and radiotherapy (MDS-t) usually develops four to seven years after the initial exposure to chemotherapy frequently involving young patients, shows a high incidence of transformation to AML, is associated with severe cytopenias, trilineage dysplasia, reduced marrow cellularity and fibrosis, and presents an incidence of chromosomal abnormalities of up to 80% of the cases. The most common abnormalities are related to chromosomes 5 and 7. Alkylating agents have been considered the most common drugs associated with MDS-t. High dose chemotherapy used as part of the conditioning regimen prior to bone marrow transplantation as well as traditional regimens such as COPP/ABV and BEACOPP have also been associated with MDS-t. Recently, drugs such as azathioprine, rituximab and cladribine have been reported as causes too. Due to the increasing survival of patients suffering from other malignancies, MDS-t results as a mutagenic effect of these therapies and is related to poor prognosis.O efeito leucemogênico dos agentes quimioterápicos após o tratamento para neoplasias é bem conhecido. Síndrome mielodisplásica secundária a quimio ou radioterapia, também denominada relacionada à terapia (SMD-t), geralmente ocorre quatro a sete anos após a exposição inicial ao agente quimio ou radioterápico, acomete habitualmente pacientes jovens, apresenta alta incidência de transformação para leucemia mielóide aguda (LMA), está associada a citopenias severas, displasia das três linhagens, celularidade medular reduzida e fibrose, e anormalidades citogenéticas em até 80% dos casos. As anormalidades mais freqüentes envolvem os cromossomos 5 e 7. No tocante à quimioterapia, os agentes alquilantes são as drogas mais comumente associadas com SMD-t. Quimioterápicos em altas doses usados como parte de regimes de condicionamento para transplantes de medula óssea e radioterapia, além dos esquemas COPP/ABV e BEACOPP, estão associados com SMD-t. Recentemente, drogas como azatioprina, cladribina e rituximab também foram relacionadas à SMD-t. Devido ao aumento da sobrevida de pacientes acometidos por neoplasias malignas, a SMD-t surge como efeito mutagênico desses tratamentos e confere prognóstico desfavorável.UNIFESP-EPMUNIFESP-EPM Disciplina de Hematologia e HemoterapiaUNIFESP, EPM, Disciplina de Hematologia e HemoterapiaSciEL

Combined method for simultaneous morphology, immunophenotype and karyotype (MAC) in leukemias

In the present study, a combined method (CM) for attaining simultaneous identification of leukemic cell morphology, karyotype and immunophenotype has been evaluated in 21 patients with acute leukemia and 1 with CML in blast crisis were studied for morphology, citochemistry, immunophenotype and karyotype. Karyotype was performed in a bone marrow sample by using conventional techniques. In each case, direct method (DM) and/or three cultures were tried. The CM consisted in separating a small part of the material resulting from any of the cultures or DM, preparing slides through cytospin and immunophenotyping through APAAP method using the same monoclonal antibodies (MoAb) as for diagnosis. In 14 cases, the metaphases proved positive to the MoAb: in 4, the cells with abnormality had their origin defined; in other 4 the karyotype was normal preventing any identification; 6 cases had minimal abnormalities not visible through CM; and in two cases abnormal karyotypes were detected only in the cultures with GM-CSF. This study showed that CM is feasible in cases where evident numerical or structural chromosomal abnormalties are present.Este trabalho avaliou um método combinado (MC) para identificação simultânea da morfologia, cariótipo e imunofenótipo da célula leucêmica. Foram estudados 21 pacientes com leucemia aguda e 1 com LMC em crise blástica através da morfologia, citoquimica, imunofenotipagem e citogenética. O cariótipo foi feito em material proveniente da medula óssea pelas técnicas convencionais e para cada caso, foi feito o método direto (MD) e/ou três culturas. O MC consistia em separar pequena parte do material de qualquer cultura ou MD, preparar as laminas através de citocentrífuga e fazer a imunofenotipagem pelo método do APAAP com os mesmos anticorpos monoclonais (AcMo) usados ao diagnóstico. Em 14 casos as metáfases mostraram positividade para os AcMo: em 4 as células com anormalidades tiveram sua origem definida, em 4 casos o cariótipo era normal impedindo identificações e 6 tinham aberrações mínimas impossíveis de serem vistas através do MC. Em dois casos o cariótipo anormal foi encontrado apenas nas culturas com GM-CSF. O estudo mostrou que o MC é válido para casos com alterações cromossômicas numéricas ou estruturais evidentes.Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Escola Paulista de Medicina (EPM)UNIFESP, EPMSciEL