Studie identifiserer genetisk bryter som hjelper leukemiceller med å unngå cellegift

Forskere har beskrevet et molekylært triks som gjør at akutt myeloid leukemi (AML) kan komme tilbake så ofte etter behandling. En ny artikkel i Blood Cancer Discovery viser at under et tilbakefall aktiveres et «alternativt program» av RUNX1-genet hos noen pasienter: det er RUNX1C-isoformen som øker kraftig, utløser BTG2 og setter leukemiceller i dvale, en tilstand der cellegift nesten ikke har noen effekt. Ved å blokkere RUNX1C (med antisense-oligonukleotider) og samtidig gi standard cellegift, klarte forskerne å «vekke» cellene og øke følsomheten deres for behandling – i kulturer og hos mus.

Bakgrunn for studien

Akutt myeloid leukemi (AML) er fortsatt en sykdom med tilbakefall: selv etter vellykket induksjonskjemoterapi opplever en betydelig andel av pasientene tilbakefall. En ledende forklaring er at noen celler «gjemmer seg» i en hviletilstand (quiescens), karakteristisk for leukemistamceller (LSC-er). Mens delende blaster dør, overlever langsomme og sovende kloner forløpet og starter svulsten på nytt. Å forstå de molekylære bryterne i denne dvalen er nøkkelen til å overvinne medikamentresistens.

RUNX1 spiller en sentral rolle i transkripsjonsreguleringen av hematopoiesen – men det er ikke et enkelt protein, men en familie av isoformer som oppstår fra alternative promotorer og spleising. Hos mennesker er RUNX1C-isoformen kodet av den "distale" P1-promotoren, mens RUNX1A/1B er kodet av den "proksimale" P2; fordelingen av isoformer avhenger av utviklingsstadiet og celletypen. Isoformsammensetningen kan radikalt endre celleatferd – fra å opprettholde stamcellestruktur til onkogene egenskaper – men det spesifikke bidraget fra RUNX1C til AML-tilbakefall og kjemoresistens har forblitt uklart.

Parallelt akkumulerte data om familien av antiproliferative proteiner BTG/Tob (spesielt BTG2), som binder seg til CCR4-NOT-komplekset og akselererer "dehydreringen" av matriks-RNA (deadenylering), noe som reduserer stabiliteten deres og globalt undertrykker proteinsyntesen. I immunsystemet er det BTG1/BTG2 som bidrar til å opprettholde cellulær dvale; det er logisk å anta at lignende mekanismer kan "sette kreftceller i dvale" og beskytte dem mot cytostatika. Imidlertid har en direkte kobling mellom RUNX1-isoformer og BTG2 og den sovende fenotypen ved AML forblitt en hypotese inntil nylig.

Et annet gap er metodologisk. De fleste ekspresjonsstudier ved AML har tatt hensyn til totale gennivåer, uten å skille mellom isoformer og sjelden analysert parede prøver fra «før behandling → tilbakefall» hos de samme pasientene. Et slikt design er kritisk hvis tilbakefall ikke utløses av «gengevinst», men av promotor/isoform-bytte mot bakgrunnen av epigenetiske endringer. Å fylle dette gapet betyr å skaffe mål for isoformspesifikk terapi (f.eks. RNA-målrettede oligonukleotider) som kan «vekke opp» sovende celler og gjøre dem sårbare for cellegift.

Mot denne bakgrunnen tester en ny artikkel i Blood Cancer Discovery om tilbakefallende AML har et epigenetisk «klikk» i RUNX1 med et skifte mot RUNX1C, og om RUNX1C og BTG2 danner en akse som setter celler i dvale og øker medikamentresistens. Forfatterne bruker parede «før-terapi/tilbakefall»-prøver, RNA-isoformanalyse, funksjonelle analyser og isoformspesifikke antisense-oligonukleotider – ikke bare for å beskrive dvalesignaturen, men for å teste dens reversibilitet og farmakologiske sårbarhet.

Hvordan kom vi til dette?

Forfatterne tok en uvanlig tilnærming: de sammenlignet leukemiprøver fra de samme pasientene før behandling og ved tilbakefall, og analyserte RNA-isoformer, og ikke bare den "totale" genuttrykkelsen. Denne parede designen tillot dem å se at når sykdommen kommer tilbake, er det ikke bare RUNX1-nivået som endres, men forholdet mellom isoformene – det er RUNX1C som går opp. Parallelt sjekket teamet hva som skjer i mekanikken: de identifiserte en "bryter" på DNA (metylering av RUNX1-regulatorregionen), målet for RUNX1C – BTG2-genet, og de funksjonelle konsekvensene – celledvale og medikamentresistens.

• Isoformen er viktig. RUNX1 finnes i flere varianter; ubalansen i disse variantene har lenge vært mistenkt ved hematologiske sykdommer, men RUNX1Cs rolle i AML-tilbakefall har blitt tydelig demonstrert i klinisk materiale.
• Epigenetisk «klikk». Under et tilbakefall oppstår et metylmerke i den regulatoriske sonen RUNX1, noe som får tumorcellene til å «bytte» til å produsere RUNX1C.
• RUNX1C→BTG2-aksen. RUNX1C aktiverer BTG2, en kjent veksthemmer som hemmer transkripsjons-translasjonelle prosesser og fremmer en sovende fenotype. I denne modusen deler cellene seg nesten ikke – og «slipper gjennom» under cellegiftbehandling.

Hva eksperimentene viste

• Hos pasienter (omikk): i parede prøver før behandling og ved tilbakefall var RUNX1C gjennomgående forhøyet; BTG2 og hvilesignaturer økte sammen med det.
• In vitro: tvungen ekspresjon av RUNX1C gjorde AML-celler mindre følsomme for flere cellegiftmedisiner; knockout/knockdown av RUNX1C gjenopprettet følsomheten.
• Hos mus reduserte tilsetning av en anti-RUNX1C ASO til standard cellegiftbehandling tumorbyrden: cellene «kom ut av dvalemodus», begynte å dele seg – og ble sårbare for legemidlene.

Hvorfor er dette viktig?

Det klassiske bildet av AML-tilbakefall er av klonale kildeceller som «overlever» behandling, ofte langsom og sovende, der cytostatika er en svak irritasjonsmoment. Det nye arbeidet identifiserer en spesifikk molekylær mekanisme for denne sovende prosessen – RUNX1C→BTG2-aksen – og viser at den kan justeres farmakologisk på nivået av RNA-isoformer. Dette er et skifte fra en strategi for å «drepe de raskt delende cellene» til en strategi for å «vekke dem og drepe dem».

Hva kan dette endre i praksis?

• Nytt mål: RUNX1C som et terapeutisk mål ved tilbakefallende/kjemoresistent AML. Antisense-oligonukleotid (ASO) eller annen RNA-målrettet teknologitilnærming.
• Kombinasjoner av «ASO + cellegift». Tanken er å synkronisere syklusen: bringe cellene ut av hvile og behandle dem i fasen med maksimal sårbarhet.
• Utvalgsbiomarkører: RUNX1C/BTG2-forhøyning og RUNX1-regulatormetylering ved tilbakefall er kandidater for pasientstratifisering og risikoovervåking.

Kontekst: Hva vi allerede visste om RUNX1 og BTG2

• RUNX1 er en nøkkeltranskripsjonsfaktor for hematopoiesen; i onkohematologi er den paradoksal: den kan oppføre seg som en suppressor eller et onkogen – konteksten og isoformen avgjør mye.
• BTG2 er en vekst-/differensieringshemmer og stresssignaliseringsmediator; aktiveringen resulterer ofte i cellesyklusbremsing og "ro" – noe som er gunstig under normale forhold, og i svulster bidrar det til å overleve stresset fra behandlingen.

Begrensninger å huske på

• Veien til klinikken. ASO-retningen for onkohematologi er så vidt i ferd med å formes; sikkerhets-/leveringsstudier og presise kombinasjonsregimer med cellegift er nødvendig.
• Heterogenitet av AML. Ikke alle pasienter får tilbakefall via RUNX1C→BTG2-aksen; validerte paneler vil være nødvendige for å velge de der «bryteren» virkelig er slått på.
• Bevis for utfall: Så langt vist i celler/mus og molekylær profilering av pasienter; kliniske studier er nødvendige for å kunne si noe om overlevelsesfordeler.

Hva skjer nå?

• Utvikling av ASO for RUNX1C og wake-and-kill-protokoller med cellegiftfasing.
• Klinisk testing av biomarkører (RUNX1C, BTG2, RUNX1-metylering) for tidlig deteksjon av sovende resistens.
• Isoform-onkologi går utover AML: tester om lignende isoform-"brytere" er skjult i andre blodkreftformer og solide svulster.

Kilde: Han C. et al. En isoformspesifikk RUNX1C-BTG2-akse styrer AML-kvile og kjemoresistens. Blood Cancer Discovery, 2025. https://doi.org/10.1158/2643-3230.BCD-24-0327