EPIGENETIKAI ÉS GENETIKAI VIZSGÁLATOK FOLLICULÁRIS LYMPHOMÁBAN:

EZH2 mutációk, Hiszton és DNS metiláció

Bödör Csaba

c.bodor@qmul.ac.ukVeszprém, 2010. november 18.

1, Institute of Cancer, Barts and The London School of Medicine and Dentistry,

2, Semmelweis Egyetem, 1. Patológiai és Kísérleti Rákkutató Intézet

Bevezetés – Epigenetika

Bevezetés – Epigenetika

Az Epigenetikai Kód

DNS metiláció

Hiszton modifikáció (metiláció, acetyláció, foszforiláció)

DNS metiláció

Hiszton metiláció

DNMT

PRC2

Hiszton metiláció: PRC2 komplex Polycomb Repressive Complex 2 (EZH2, EED, SUZ12)

EZH2: HMTáz aktivitás

Transzkripció repressziója embrionális őssejtekben

Reaktiváció a differenciáció során

SUZ12

EZH2

EED

H3K27me3 transzkripciós represszor

UTX

H3K27

DNMT

DNS metilációval való kapcsolat

EZH2

EZH2 fiziológiás és patológiás szerepe

Fiziológiás

Daganatokban

• Fokozott expresszió (mRNS és/vagy fehérje) és kedvezőtlen prognosztikus szerep prosztata-, emlő-, tüdődaganatokban

Lehetséges onkogén szerep

• Hiszton és DNS metiláció

• Fokozott expresszió a centrum germinativumban

• Korai B-sejt fejlődés, Immunglobulin génátrendeződés

DNMTEZH2

EZH2 Y641 mutációk GC lymphomákban

EZH2 Y641 kodon mutációi FL 8%-ában (Nature Genetics, 2010)

Mutáció a kulcsfontosságú SET katalikus doménben

GC specifikus !

● Tirozin szubsztitúció (Y641N, Y641F, Y641H, Y641S)

Morin és mtsai, Nat Gen, 2010

Metiltranszferáz aktivitás csökkenés Funkcióvesztés (in vitro!)

EZH2

H3K27me3 transzkripciós represszor

X X

Tumor szupresszor szerep FL-ben ??

de …. !

G A A T A/T C T G T

Y641F

G A A T/A A C T G T

G A A T/C A C T G T

Y641N

Y641H

G A A T A/C C T G T

Y641S

D1 D2 CXC SET

Y641N (8), Y641F (14), Y641H (3),Y641S (1)

EZH2 Y641 mutációk: Saját eredmények

26 mutáció 221 vizsgált beteg esetében (12%)

31 FL és tFL mintapár analízise: 9 mutáció (29%)

0 10 20 30 400

20

40

60

80

100EZH2 mutated (n=26)

EZH2 w ild-type (n=195)

P = .18

Overall survival (years)

Pro

po

rtio

n a

live

EZH2 Y641 mutációk: Mechanizmus?

Megváltozik-e a gén expressziója (EZH2) a mutációk hatására ?

Változik-e a globális DNS metilációs profil a mutációk hatására ?

Milyen hatással vannak a mutációk a H3K27 trimetilációra ? Valóban funkcióvesztés?

Mutáns és vad típusú GC B-sejtvonalak

FL szövetminták

EZH2 Y641 mutációk: Mechanizmus?

Megváltozik-e a gén expressziója (EZH2) a mutációk hatására ?

EZH2 mRNA expression levels

0

1

2

3

4

FL, m

utated

(

n=6)

FL, w

ild-ty

pe

(n

=10)

Tonsils

(n=

4)

Rela

tive e

xpre

ssio

n (

EZ

H2 / 1

8S

rR

NA

)

SU-D

HL-

4

SU-D

HL-

6

Karpa

s-42

2

SC-1

DOHH-2

HRC57

Nc-

Nc

0

2

4

6

8 EZH2 mRNA expression levels

EZH2 mutated EZH2 wild type

Rela

tive e

xpre

ssio

n (E

ZH

2 / 1

8S

rR

NA

)

EZH2 mutáns

EZH2 vad típus

SU-DHL-4

SU-DHL-6

Karpas 422

SC-1DOHH-2

HRC57Nc-Nc

EZH2

GAPDH

FL-1FL-2 FL-3

FL-4FL-5 FL-6

Tonsil-1

Tonsil-2

Tonsil-3

Q-PCR

WB

EZH2 EZH2IHC

EZH2 Y641 mutációk: Mechanizmus?

Megváltozik-e a gén expressziója (EZH2) a mutációk hatására ?

Mi állhat a heterogén EZH2

expresszió hátterében??

MikroRNS általi szabályozás: miR-101, miR-26a

AKT kináz általi szabályozás

Ciklin dependens kinázok általi szabályozás

EZH2AKT

CDK

miR-101

miR-26a

EZH2 Y641 mutációk: Mechanizmus?

Változik-e a globális DNS metilációs profil a mutációk hatására ?

DNMTEZH2

Array (chip) alapú metilációs analízis

Mindössze 2% különbség az EZH2 mutáns és vad típusú esetek között.

EZH2 Y641 mutációk: Mechanizmus?

Milyen hatással vannak a mutációk a H3K27 trimetilációra ? Valóban funkcióvesztés?

EZH2

H3K27me3 transzkripciós represszor

XX

Kitekintés: EZH2 mutációk myeloid kórképekben

Inactivating mutations of the histone methyltransferase gene EZH2 in myeloid disorders. Ernst et al, Nature Genetics,. 2010, July 4

Somatic mutations of the histone methyltransferase gene EZH2 in myelodysplastic syndromes. Nikoloski et al, Nature Genetics,. 2010, July 4

D1 D2 CXC SET

Különböző típusú mutációk a génben, de az Y641 kodon érintetlen!!

Gyakran homozigóta mutációk >>> egyértelmű funkcióvesztés

EZH2

H3K27me3 transzkripciós represszor

XX

Makishima és mtsai, Leukemia, 2010

EZH2 Y641 mutációk: Mechanizmus?

Milyen hatással vannak a mutációk a H3K27 trimetilációra ? Valóban funkcióvesztés?

EZH2

XX ?

SU-DHL-4

SU-DHL-6

Karpas 422

SC-1DOHH-2

HRC57Nc-N

c

EZH2

H3K27me3

GAPDH

FL-1FL-2 FL-3

FL-4FL-5 FL-6

Tonsil-1

Tonsil-2

Tonsil-3WB

IHCH3K27me3

LOW HIGH

H3K27me3

Nem valószínű a funkcióvesztés, sőt… !

EZH2 Y641 mutációk: Hogyan tovább?

Valószínű a funkciószerzés, tehát az EZH2 onkogén szerepe FL-ben

o Mutáns konstrukciók szerkesztése és expressziója:

●változik-e az inaktivált gének „névsora”?

● hozzájárul-e a mutáció az FL sejtek kemorezisztenciájához?

● HMTáz és DNS metiláció gátlókkal való kezelés

● specifikus EZH2 SET domén inhibítorok

● demetilázok vizsgálata

o Az EZH2-H3K27me3 tengely egyéb szabályozói

Hamarosan: … újabb hiszton metiltranszferáz (MLL2) mutációi FL-ben!Mendez-Lago et al , ASH 2010.

Az Epigenetikai kód, Epigenetikai terápia

DNMT

HDAC

DNS metiláció

Hiszton modifikáció (metiláció, acetyláció, foszforiláció)

HMT

5-aza-2'-deoxycytidine …

Panobinostat

DZNep

(3-deazaneplanocin)

Epigenom projekt …

Köszönöm a figyelmet !