Studie identifierar genetisk omkopplare som hjälper leukemiceller att undvika kemoterapi

Forskare har beskrivit ett molekylärt knep som gör att akut myeloisk leukemi (AML) kan återkomma så ofta efter behandling. En ny artikel i Blood Cancer Discovery visar att under ett återfall aktiveras ett "alternativt program" av RUNX1-genen hos vissa patienter: det är RUNX1C-isoformen som ökar kraftigt, vilket utlöser BTG2 och försätter leukemiceller i vila, ett tillstånd där kemoterapiläkemedel nästan inte har någon effekt. Genom att blockera RUNX1C (med antisense-oligonukleotider) och samtidigt ge standardkemoterapi kunde forskarna "väcka" cellerna och öka deras känslighet för behandling – i kulturer och hos möss.

Bakgrund till studien

Akut myeloisk leukemi (AML) är fortfarande en sjukdom med återfall: även efter framgångsrik induktionskemoterapi upplever en betydande andel patienter återfall. En ledande förklaring är att vissa celler "gömmer sig" i ett vilotillstånd (quiescens), vilket är karakteristiskt för leukemistamceller (LSC). Medan delande blaster dör, överlever långsamma och vilande kloner förloppet och startar om tumören. Att förstå de molekylära omkopplarna i denna vila är nyckeln till att övervinna läkemedelsresistens.

RUNX1 spelar en central roll i den transkriptionella regleringen av hematopoesen - men det är inte ett enda protein, utan en familj av isoformer som härrör från alternativa promotorer och splitsning. Hos människor kodas RUNX1C-isoformen av den "distala" P1-promotorn, medan RUNX1A/1B kodas av den "proximala" P2; distributionen av isoformer beror på utvecklingsstadium och celltyp. Isoformsammansättningen kan radikalt förändra cellbeteendet - från att bibehålla stamcellsliknande egenskaper till onkogena egenskaper - men det specifika bidraget från RUNX1C till AML-återfall och kemoresistens har förblivit oklart.

Parallellt ackumulerades data om familjen av antiproliferativa proteiner BTG/Tob (i synnerhet BTG2), vilka binder till CCR4-NOT-komplexet och accelererar "uttorkningen" av matrix-RNA (deadenylering), vilket minskar deras stabilitet och globalt hämmar proteinsyntesen. I immunsystemet är det BTG1/BTG2 som hjälper till att upprätthålla celldvala; det är logiskt att anta att liknande mekanismer kan "sova ner" cancerceller och skydda dem från cytostatika. Emellertid har en direkt koppling mellan RUNX1-isoformer och BTG2 och den vilande fenotypen vid AML förblivit en hypotes fram till nyligen.

En annan lucka är metodologisk. De flesta uttrycksstudier av AML har tagit hänsyn till totala gennivåer, utan att skilja mellan isoformer och sällan analyserat parade "förbehandling → återfall"-prover hos samma patienter. En sådan design är avgörande om återfallet inte utlöses av "genvinst" utan av promotor/isoform-byte mot bakgrund av epigenetiska förändringar. Att fylla denna lucka innebär att man erhåller mål för isoformspecifik behandling (t.ex. RNA-riktade oligonukleotider) som kan "väcka upp" vilande celler och göra dem sårbara för kemoterapi.

Mot denna bakgrund testar en ny artikel i Blood Cancer Discovery huruvida återfallande AML har ett epigenetiskt "klick" i RUNX1 med en förskjutning mot RUNX1C, och huruvida RUNX1C och BTG2 bildar en axel som försätter celler i vila och ökar läkemedelsresistens. Författarna använder parade "pre-terapi/återfall"-prover, RNA-isoformanalys, funktionella analyser och isoformspecifika antisense-oligonukleotider - inte bara för att beskriva vilolägessignaturen, utan för att testa dess reversibilitet och farmakologiska sårbarhet.

Hur kom vi fram till detta?

Författarna valde en ovanlig metod: de jämförde leukemiprover från samma patienter före behandling och vid återfall, och analyserade RNA-isoformer, och inte bara det "totala" genuttrycket. Denna parade design gjorde det möjligt för dem att se att när sjukdomen återkommer är det inte bara RUNX1-nivån som förändras, utan förhållandet mellan dess isoformer – det är RUNX1C som ökar. Parallellt kontrollerade teamet vad som händer i mekaniken: de identifierade en "strömbrytare" på DNA (metylering av den reglerande regionen RUNX1), målet för RUNX1C – BTG2-genen, och de funktionella konsekvenserna – celldvala och läkemedelsresistens.

• Isoformen spelar roll. RUNX1 finns i flera varianter; deras obalans har länge misstänkts vid hematologiska sjukdomar, men RUNX1Cs roll i AML-återfall har tydligt visats i kliniskt material.
• Epigenetiskt "klick". Under ett återfall uppstår ett metylmärke i RUNX1-regleringszonen, vilket får tumörceller att "byta" till att producera RUNX1C.
• RUNX1C→BTG2-axeln. RUNX1C aktiverar BTG2, en känd tillväxthämmare som hämmar transkriptionella-translationella processer och främjar en vilande fenotyp. I detta läge delar sig cellerna nästan inte – och "glider igenom" under kemoterapi.

Vad experimenten visade

• Hos patienter (omik): i parade prover före behandling och vid återfall var RUNX1C konsekvent förhöjt; BTG2 och vilosignaturer steg tillsammans med det.
• In vitro: forcerat uttryck av RUNX1C gjorde AML-celler mindre känsliga för flera kemoterapiläkemedel; knockout/knockdown av RUNX1C återställde känsligheten.
• Hos möss minskade tillsatsen av en anti-RUNX1C ASO till standardkemoterapi tumörbördan: cellerna "kom ur vinterdvalan", började dela sig – och blev sårbara för läkemedlen.

Varför är detta viktigt?

Den klassiska bilden av AML-återfall är av klonala källceller som "överlever" behandling, ofta långsam och vilande, för vilken cytostatika är en svag irritant. Det nya arbetet identifierar en specifik molekylär hävstång för denna vila – RUNX1C→BTG2-axeln – och visar att den kan justeras farmakologiskt på nivån av RNA-isoformer. Detta är ett skifte från en strategi för att "döda de snabbt delande cellerna" till en strategi för att "väcka dem och döda dem".

Vad kan detta förändra i praktiken?

• Nytt mål: RUNX1C som ett terapeutiskt mål vid recidiverande/kemoterapiresistent AML. Antisense-oligonukleotid (ASO) eller annan RNA-riktad teknik.
• Kombinationer av "ASO + kemoterapi". Tanken är att synkronisera cykeln: ta cellerna ur vila och behandla dem i fasen av maximal sårbarhet.
• Urvalsbiomarkörer: RUNX1C/BTG2-förhöjning och RUNX1-regulatormetylering vid återfall är kandidater för patientstratifiering och riskövervakning.

Kontext: Vad vi redan visste om RUNX1 och BTG2

• RUNX1 är en viktig transkriptionsfaktor för hematopoesen; inom onkohematologi är den paradoxal: den kan bete sig som en suppressor eller en onkogen - kontexten och isoformen avgör mycket.
• BTG2 är en tillväxt-/differentieringshämmare och stresssignaleringsmediator; dess aktivering resulterar ofta i cellcykelns avmattning och "vila" – vilket är fördelaktigt under normala förhållanden och i tumörer hjälper det till att överleva stressen från behandlingen.

Begränsningar att tänka på

• Vägen till kliniken. ASO-inriktningen för onkohematologi håller bara på att ta form; säkerhets-/leveransstudier och exakta kombinationsbehandlingar med kemoterapi behövs.
• Heterogenitet hos AML. Inte alla patienter återfaller via RUNX1C→BTG2-axeln; validerade paneler kommer att behövas för att välja de hos vilka "strömbrytaren" verkligen är påslagen.
• Bevis på resultat: Hittills visat i celler/möss och molekylär profilering av patienter; kliniska prövningar behövs för att kunna tala om överlevnadsfördelar.

Vad händer härnäst?

• Utveckling av ASO för RUNX1C och wake-and-kill-protokoll med kemoterapifasning.
• Klinisk testning av biomarkörer (RUNX1C, BTG2, RUNX1-metylering) för tidig upptäckt av vilande resistens.
• Isoform-onkologi går bortom AML: testar om liknande isoform-"brytare" är dolda i andra blodcancerformer och solida tumörer.

Källa: Han C. et al. En isoformspecifik RUNX1C-BTG2-axel styr AML-vila och kemoresistens. Blood Cancer Discovery, 2025. https://doi.org/10.1158/2643-3230.BCD-24-0327