Forskning på leukemier

Nedan presenteras åtta exempel där prover från U-CAN använts för forskning inom diagnosområdet leukemi

Forskare: Karin Larsson (Uppsala), Martin Höglund (Uppsala), Anders Larsson (Uppsala), Torbjörn Karlsson (Uppsala)

KLL är den vanligaste leukemin bland vuxna i Sverige. Den kännetecknas av en heterogen sjukdomsbild där 2/3 utvecklar behandlingsbehov medan 1/3 klarar sig utan behandling. Sjukdomen går inte att bota, men behandlingsalternativen har blivit fler och effektivare på senare år. Dessa nyare behandlingar, framförallt Brutons tyrosinkinashämmare (t ex ibrutinib), har dock biverkningar i form av hjärtkärlsjukdom varför kunskap kring KLL och hjärtkärlsjukdom efterfrågats.

Sparade plasma/serumprover från 139 KLL-patienter, tagna i samband med inklusion i U-CAN, har analyserats med avseende på 11 biomarkörer: beta-2-mikroglobulin (B2M), CRP, galectin-3, GDF15, MMP9, myostatin, PTX3, sTNFR1 och 2, and sVEGFR1 och 2. Som kontroller har blodprover från 71 friska blodgivare använts.

KLL-patienterna uppvisade ett annat mönster vad gäller uttryck av dessa biomarkörer i plasma/serum, som alla kan associeras med inflammation och hjärtkärlsjukdom. Åtta av 11 biomarkörer hade signifikant högre koncentration hos KLL-patienterna jämfört med kontroller (endast CRP, PTX3 och sVEGFR1 utföll icke-signifikanta). Data gällande KLL och GDF15 samt myostatin har aldrig tidigare rapporterats.

Denna explorativa studie visar att KLL-patienter har ett annat mönster av biomarkörer i plasma/serum, som alla kan kopplas till inflammation och hjärtkärlsjukdom. Huruvida detta har ett samband med hjärtkärlsjukdom (eller KLL-prognos) svarar studien inte på, utan det behövs ytterligare forskning, där U-CAN KLL-biobanken är en utmärkt källa för analys av uppföljningsprover.

Relevant publikation:

Forskare: Anna Eriksson (Uppsala)

Akut myeloisk leukemi (AML) är en allvarlig blod-malignitet med mycket dålig prognos, främst pga en hög frekvens av tidiga och svårbehandlade återfall. Tidigare studier har visat stort prognostiskt värde av att tidigt kunna detektera små mängder kvarvarande leukemi-celler, kallat MRD. Projektets mål är att implementera super rolling circle amplification (SuperRCA), en ny ultrakänslig metod, för MRD och återfalls-detektion inom AML och att jämföra metodens känslighet i både blod och benmärg.

SuperRCA är en högspecifik molekylär amplifieringsmetod som med utomordentlig känslighet kan detektera mycket låga nivåer av tumör-DNA. Metoden kan även användas för detektion av multipla mutationer simultant, så kallad multiplexing. SuperRCA kan vid ett flertal vid AML vanligt förekommande mutationer detektera så få som 1 mutation bland 100 000 vildtyps DNA-molekyler.

Vid AML är mutationsmönstren välkända och viktiga för den kliniska handläggningen, inte minst i en era där fler och fler riktade terapier blir godkända. SuperRCA-metodiken kan användas för i princip all högsensitiv mutationsanalys. Högre känslighet vid MRD-undersökning vid AML kan möjliggöra tidigare återfallsdetektion samt ge ökade möjligheter att använda enkla blodprover i stället för mer smärtsamma och dyra benmärgsprov.

Forskare: Karin Larsson (Uppsala), Larry Mansouri (Karolinska Institutet), Martin Höglund (Uppsala), Rickard Rosenquist Brandell (Karolinska Institutet)

KLL är den vanligaste leukemin bland vuxna i Sverige och kännetecknas av en heterogen sjukdomsbild. Orsaken till detta är sannolikt en kombination av flera faktorer, där genförändringar, genmutationer, är en pusselbit. Kartläggningen av genmutationer vid KLL har underlättats i och med utvecklingen av gensekvenseringstekniker, framförallt next generation sequencing (NGS), vilket idag innebär att enstaka KLL-celler med viss typ genmutation kan upptäckas. Det saknas fortsatt kunskap kring hur förekomst av dessa små KLL-kloner, så kallade mikrokloner, påverkar prognos och svar på olika typer av behandlingar.

Vi utgår från ca 50 fall med behandlingskrävande KLL i U-CAN kohorten, för vilka vi också extraherat DNA och RNA. Frysta tumörcellsprover som är tagna kort tid innan start av den första behandlingen kommer analyseras med en så kallad NGS-panel med avseende på mutationer för 11 gener vilka föreslagits ha prognostisk betydelse vid KLL. Den NGS-panel som används (TWIST-panel) medger även så kallad deep sequencing, det vill säga studier vad gäller förekomsten av mikrokloner. Detta ger oss möjlighet att även undersöka förekomsten av mikrokloner samt den prognostiska betydelsen av dessa eftersom vi har tillgång till kliniska data för dessa patienter såsom val av behandling och behandlingssvar.

De första analyserna med TWIST-panelen kommer att göras av SciLife lab vid Karolinska institutet, Solna, Stockholm, preliminär start första halvåret 2022.

Genom att studera genmutationer och mikrokloner i kliniskt karaktäriserade ”real-world” patientkohorter hoppas vi kunna bidra med kunskap vad gäller dessa genmutationers prognostiska och prediktiva betydelse vid KLL genom att korrelera dessa data med kliniska data. Tillgång till uppföljningsprover inom ramen för U-CAN ger oss möjlighet att i ett senare uppföljningsprojekt studera om vissa KLL-behandlingar ökar eller minskar risken för uppkomst/tillväxt av ”konkurrerande” KLL- kloner.

Forskare: Linda Holmfeldt (Uppsala), Svea Stratmann (Uppsala)

Akut myeloisk leukemi (AML) är en blodsjukdom karaktäriserad av överproduktion av omogna vita blodkroppar i benmärgen. Trots bästa möjliga behandling är det tyvärr många patienter drabbade av AML som inte svarar på behandlingen eller som senare insjuknar i ett återfall, vilket i de flesta fall är dödligt. Det går tyvärr inte att öka tillfrisknandegraden genom att intensifiera behandlingen, då dagens cancerläkemedel i sig är giftiga. För att hitta nya behandlingsalternativ och därmed kunna öka överlevnaden och livskvaliteten hos dessa patienter behövs ökad kunskap kring de bakomliggande orsakerna till leukemicellens uppkomst, fortlevnad och resistensutveckling.

Syftet med vår forskning är att finna de förändringar som orsakar vidareutveckling av leukemin vid återfall, samt de förändringar som leukemicellerna ofta förvärvar för att motstå cancerbehandlingen. För detta syfte har vi studerat leukemiceller från 73 patienter drabbade av AML-återfall. Vi utför ”multiomics-studier” där vi undersöker leukemicellernas så kallade genom, epigenom, transkriptom och proteom samtidigt, för att i detalj kunna karaktärisera de förändringar som tillkommit i leukemicellerna efter det att leukemin identifierats första gången.

Via dessa studier har vi identifierat nya förändringar hos leukemicellerna vid återfall, där några av dessa förändringar påvisar möjliga nya behandlingsalternativ. Vidare har vi hittat en ny typ av förändring som förväntas påverka funktionen hos proteinet UBTF, vilket styr aktiviteten hos flertalet av våra gener. Vi utför för närvarande laborativa studier för att undersöka hur UBTF-mutationer påverkar leukemicellernas funktion och hur dessa förändringar kan knytas samman med sjukdomens svårbehandlade natur.

De nya kunskaperna som inhämtas inom detta projekt ökar vår förståelse för hur leukemicellerna styrs. Denna ökade förståelse kan i sin tur ge oss kunskap som kan användas för att förbättra behandlingen av denna svårbehandlade cancertyp. Vi har även identifierat nya leukemi-markörer som kan användas vid riskbedömning samt för förbättrad diagnosticering av AML. Vår målsättning är att vårt arbete kommer leda till att fler individer som drabbas av AML kan bli botade.

Relevanta publikationer:

Forskare: Anna Eriksson (Uppsala), Gunilla Enblad (Uppsala), Amal Abu Sabaa (Uppsala)

Såväl akuta leukemier som maligna lymfom är allvarliga hematologiska maligniteter där det finns ett stort behov av bättre och mer lättillgängliga biomarkörer. Vi har undersökt uttrycket och det diagnostiska värdet av specifika plasmaproteiner vid akuta leukemier och lymfom med fokus på de biologiska skillnaderna mellan sjukdomarna.

Vi har använt multiplex proximity extension assay (PEA) för att analysera 184 proteiner i plasmaprover tagna i samband med diagnos från 251 patienter med akut leukemi och lymfom och jämfört dessa med prover från 60 friska individer. Endast 1 µl prov behövs för respektive analys.

Analyserna påvisade höggradigt signifikanta skillnader i proteinuttryck mellan de olika sjukdomarna och i jämförelse med de friska kontrollerna. Prover från akut leukemi-patienter visade högt uttryck av proteiner kopplade till bl.a. hemostas, inflammation och cellutmognad emedan lymfompatienter uppvisade ett högt uttryck av proteiner kopplade till tumörmikromiljö och lymfomutbredning.

PEA-tekniken kan användas för att undersöka uttrycket av ett stort antal plasmaproteiner i mycket små provvolymer. Analyser av plasmaproteinprofiler vid hematologiska maligniteter kan bidra med viktig information kring bakgrund och patofysiologi vid dessa sjukdomar.

Forskare: Viktor Ljungström (Uppsala), Richard Rosenquist (Karolinska Instituitet)

Dagens standardbehandling vid behandlingskrävande kronisk lymfatisk leukemi (KLL) är fludarabin, cyklofosfamid och rituximab (FCR). De flesta patienter svarar ofta bra på behandlingen, men sjukdomen kommer förr eller senare att återkomma, ofta då i en mer aggressiv och svårbehandlad form. Genetiska studier vid KLL har identifierat ett antal mutationer som leder till sämre prognos, men de exakta mekanismerna bakom återfall efter FCR-behandling har ännu inte kartlagts.

I denna studie valde vi ut 41 patienter som behandlats med FCR och, efter att initialt ha svarat på behandling, fått återfall i sin sjukdom. Vi samlade in prover tagna före behandling och vid återfall och använde bland annat prover från U-CAN. Med hjälp av storskaliga sekvenseringstekniker analyserade vi samtliga mutationer i kodande regioner av genomet, så kallad exomsekvensering. I denna analys hittade vi mutationer som tidigare kopplats till dålig prognos vid KLL (t.ex. i TP53, NOTCH1, ATM, SF3B1, NFKBIE och BIRC3) men i ca 20 % av patienterna upptäckte vi även mutationer i RPS15, en gen som kodar för ett ribosomalt protein och som tidigare inte associerats med KLL. Vi analyserade därefter RPS15 i ytterligare 1119 KLL-patienter och såg att RPS15-mutationer var kopplad till en mer aggressiv sjukdom. Genom att uttrycka muterade RPS15-transkript i cellinjer kunde vi påvisa att mutationerna tycks leda till defekt reglering av p53.

Sammanfattningsvis gav den här studien en inblick i det genomiska landskapet hos KLL-patienter som fått relaps efter behandling med FCR samt identifierade mutationer i RPS15 som en ny mekanism vid aggressiv KLL. Den prognostiska betydelsen av RPS15-mutationer behöver nu valideras i stora oberoende kohorter men genen kan i framtiden komma att ingå i prognostiska genpaneler för kliniskt bruk vid KLL. Den longitudinella insamlingen av prover av hög kvalitet i U-CAN gör denna typ av studier möjlig och i framtiden kan liknande principer tillämpas även på andra sjukdomsformer.

Relevant publikation:

Forskare: Mattias Mattsson (Uppsala), Richard Rosenquist (Karolinska Instituitet)

En ny behandlingsprincip vid kronisk lymfatisk leukemi (KLL) är att hämma signalering via B-cellsreceptorn genom att blockera Brutons tyrosinkinas (BTK). Behandlingen har visat god effekt både som primärbehandling och vid recidiv, även hos patienter med högrisk-KLL. Sedan 2015 är BTK-hämmaren ibrutinib godkänd för användning vid KLL i Sverige. Behandlingen genomförs som kontinuerlig tablettbehandling vilken i de flesta fall ger mycket god effekt på sjukdomssymtom men med få kompletta remissioner.

Under behandlingen har patienterna således kvarvarande sjukdom i hög grad. Det finns alltså förutsättning och risk för klonal evolution, då nya mutationer kan förvärvas som potentiellt kan leda till sjukdomsprogress/transformation eller resistensutveckling. Klonal evolution vid KLL är väl beskrivet och resistensutveckling via förvärvande av mutationer har även påvisats vid ibrutinibbehandling.

Vi har i U-CAN samlat konsekutiva blod- och benmärgsprover från KLL-patienter behandlade med ibrutinib, med prov taget före behandlingsstart samt vid fasta tidpunkter under behandlingen. Vår grupp planerar nu, som en första pilotdel inom ramen för vår studie, att analysera U-CAN-prover tagna före behandlingsstart samt efter 1 års behandling på 15 KLL-patienter.

Vi kommer att använda helexomsekvensering och SNP-arrayer för att analysera eventuella klonala förändringar över tid. Vi kommer också att kunna korrelera eventuella fynd av klonal evolution till basala kliniska data, övriga sjukdomsdata samt behandlingseffekt, då vi även har detta insamlat på patienterna.

Vår förhoppning är att resultaten av studien ska ge ny kunskap om risken för klonal evolution vid nya behandlingar av KLL, samt att resultaten kan vara av värde som en del i utveckling av nya behandlingsstrategier för dessa patienter

Relevanta publikationer:

Forskare: Sofia Vikman (Uppsala), Anders Larsson (Uppsala), Måns Thulin (Uppsala), Torbjörn Karlsson (Uppsala)

Essentiell trombocytemi (ET) är en myeloproliferativ neoplasi som karaktäriseras av klonal proliferation av megakaryocyter i benmärg och trombocytos i blod. Över hälften av patienterna har en mutation i ett non-receptor tyrosinkinas kallat janus kinas 2 (JAK2) som innebär överlevnadsfördel och proliferation av muterade celler. Blödningar och tromboser är vanliga komplikationer till sjukdomen.

Ökad angiogenes finns beskrivet vid många cancerformer, även i benmärg hos patienter med ET. Angiogenesen regleras av Vascular Endothelial Growth Factors (VEGF) som leder till kärltillväxt genom proliferation och migration av endotelceller. Angiogenes och tumörtillväxt förutsätter även nedbrytning av stödjande extracellulärmatrix som bland annat sker genom metalloproteinaser (MMP). I ett försök att studera den ökade angiogenesen vid ET analyserades ett antal angiogenes-relaterade plasmaproteiner från nydiagnostiserade och obehandlade ET patienter. Hämning av angiogenes skulle potentiellt kunna utgöra mål för behandling.

Nivåer av åtta angiogenes-relaterade plasmaproteiner analyserades med ELISA teknik från 41 obehandlade ET patienter och jämfördes mot matchade kontroller. ET patienterna hade signifikant högre nivåer av trombocyter och leukocyter jämfört med friska individer men ingen skillnad sågs i inflammation mätt genom c-reaktivt protein (CRP). Fem plasmaproteiner; MMP9, endostatin, GDF15, E- och P-selectin var signifikant högre hos ET patienter. Uttrycket av dessa var dessutom mer homogent jämfört med kontroller. MMP9 korrelerade signifikant med såväl allelbörda av JAK2 som leukocytos. Ingen skillnad sågs dock mellan sVEGFR1 och 2 hos patienter jämfört med kontroller.

Studien är den första som påvisar ökade nivåer av MMP9 och endostatin hos patienter med ET och skulle kunna utgöra en del av förklaringen till ökad angiogenes i benmärg hos dessa patienter. Hämning av angiogenesen skulle kunna utgöra en ny behandlingsmöjlighet för denna myeloproliferativa neoplasi.

Relevanta publikationer:

Senast uppdaterad:

FÖLJ UPPSALA UNIVERSITET PÅ

facebook
instagram
twitter
youtube
linkedin