Campioni di sangue prevedono il rischio futuro di leucemia

Il Dottor Tamir Chandra, un Cancelliere dell’Unità di genetica umana dell’MRC a Edimburgo, ha dichiarato: “Abbiamo misurato i cambiamenti nei campioni di sangue di 83 individui più anziani delle Lothian Birth Cohorts, prelevati ogni tre anni per un periodo di 12 anni. Grazie alla conoscenza combinata di matematici, biologi e scienziati del genoma, ci siamo proposti di capire cosa significano questi cambiamenti correlati al rischio di sviluppare la leucemia con l’avanzare dell’età”.

Le Lothian Birth Cohorts 1921 e 1936 sono studi longitudinali sull’invecchiamento cerebrale, cognitivo e generale che hanno seguito ogni tre anni individui di età compresa tra 70 e 82 anni per la coorte del 1921 e di età compresa tra 79 e 92 anni per il 1936. Partendo da questi campioni di sangue, il gruppo di ricercatori ha successivamente combinato questi dari genomici complessi con un algoritmo di apprendimento automatico per collegare diverse mutazioni con diverse velocità di crescita delle cellule staminali del sangue trasportano queste mutazioni.

Grazie a questo lavoro, è stato rivelato mutazioni specifiche che offrono vantaggi di fitness distinti alle cellule staminali misurate nelle persone senza leucemia: questa informazione può quindi essere sfruttata per prevedere la velocità con cui cresceranno le cellule mutate, il che determina il rischio di leucemia.

È importante specificare che i ricercatori hanno spiegato che occorrono ulteriori ricerche per convalidare questi risultati basati su un campione di sangue prelevato ad 84 volontari, in una popolazione più ampia a causa della dimensione limitata del campione nello studio attuale.

La Dottoressa Kristina Kirschner, co-autore principale e docente senior presso l’Istituto di scienze del cancro dell’Università di Glasgow, ha dichiarato: “Conoscendo il rischio di un singolo paziente di sviluppare la leucemia, i medici possono programmare intervalli più brevi tra gli appuntamenti in quelli che hanno maggiori probabilità di sviluppare la malattia e fornire un trattamento precoce, che ha maggiori probabilità di avere successo”.

Il dottor Linus Schumacher, co-autore principale e membro del Cancelliere presso il Center for Regenerative Medicine dell’Università di Edimburgo, ha dichiarato: “Per comprendere il rischio di leucemia, dobbiamo considerare l’equilibrio tra le diverse cellule coinvolte nella produzione di cellule del sangue e come questo l’equilibrio cambia man mano che invecchiamo. Collegando i dati genomici con l’apprendimento automatico, siamo stati in grado di prevedere il comportamento futuro dei globuli in base alle mutazione che sviluppano”.

Per quanto riguarda il mutamento delle cellule con l’avanzare dell’età, una ricerca
Portata avanti da ricercatori del RIKEN Center for Integrative Medical Science in Giappone ha riportato differenze nelle mutazioni delle cellule del sangue tra le popolazioni giapponesi ed europee. Lo studio ha rivelato che queste mutazioni precliniche sono fortemente associate a diversi tipi di cancro e possono spiegare perché gli europei hanno tassi più elevati di leucemia linfocitica cronica, mentre i giapponesi hanno tassi più elevati di leucemia a cellule T.

Le nostre cellule del sangue vengono continuamente rinnovate da uno stock di cellule staminali del sangue, chiamate HSC, situate nel midollo osseo. Queste cellule staminali producono cellule progenitrici che danno origine ai diversi tipi di cellule del sangue. Tra questi ci sono importanti cellule linfatiche che costituiscono il nostro sistema immunitario, come i linfociti T e i linfociti B.

I globuli che provengono dalla stessa cellula staminale o progenitore possono essere identificati osservando il loro DNA. Ad esempio, tutti i linfociti T derivati ​​da un particolare HSC sono cloni l’uno dell’altro. Se l’HSC ha avuto una mutazione, la stessa mutazione esisterà in tutti i linfociti T di quel lignaggio, ma non in altri linfociti T che provenivano da HSC diversi.

Sebbene questi tipi di mutazioni clonali siano stati studiati nelle popolazioni europee, Chikashi Terao e il suo team del RIKEN IMS hanno pensato di poter trovare risultati leggermente diversi nella loro popolazione giapponese più anziana di quasi 180.000 individui. I loro risultati hanno mostrato che le mutazioni clonali si sono verificate in oltre il 35% delle persone sui 90 anni.

 I dati della BioBank del Regno Unito hanno prodotto risultati simili, ma le percentuali complessive sono state leggermente inferiori: “I nostri risultati suggeriscono fortemente che le alterazioni cromosomiche nei cloni ematopoietici sono un evento inevitabile nell’età molto avanzata“, ha dichiarato Terao: “La percentuale più alta di mutazioni nella popolazione giapponese è probabilmente correlata alla maggiore età media del campione”.

Confronti più approfonditi, tuttavia con i campioni di sangue dai quali sono stati estrapolarli i dati della BioBank del Regno Unito hanno rivelato diverse differenze. I ricercatori hanno studiato attentamente tutte le mutazioni nei lignaggi dei linfociti T e ha scoperto che oltre l’80% di esse si verificava nella popolazione giapponese. D’altra parte, più del 90% delle mutazioni del lignaggio dei linfociti B si sono verificate nel campione europeo.

Queste informazioni sono coerenti con i casi segnalati di leucemia. La leucemia a cellule T si verifica 10 volte più spesso nei giapponesi rispetto agli europei, mentre la leucemia linfocitica cronica, una leucemia correlata ai linfociti B, è 5 volte più diffusa negli europei. “Ciò non significa che le mutazioni si siano verificate selettivamente in geni diversi a seconda della popolazione. Ricorda, i dati includono solo mutazioni clonali sopravvissute e replicate abbastanza da essere rilevabili“,  ha spiegato Terao.

I ricercatori hanno anche trovato componenti genetiche legate al rischio di avere mutazioni clonali dell’HSC e hanno identificato diverse posizioni sui cromosomi per le quali le variazioni genetiche erano associate a un aumento del rischio di mutazioni clonali del campione di sangue in generale, nonché tre posizioni correlate a specifiche mutazioni nei linfociti B. Ciò significa che la probabilità o il rischio di avere una delle mutazioni critiche ora o in futuro può essere stimata cercando queste variazioni nel DNA di una persona.

Pertanto, sebbene le mutazioni clonali dell’HSC possano essere inevitabili, possiamo comunque fare qualcosa al riguardo. “Non tutti quelli con queste mutazioni si ammalano di cancro”, ha specificato Terao: “Tuttavia, semplici campioni di sangue che puoi ottenere in qualsiasi controllo sanitario regolare sarà in grado di identificare le persone a rischio di leucemia controllando le mutazioni clonali dell’HSC. Un test del DNA basato sulm campioni di sangue può anche identificare quelle ad alto rischio di sviluppare le mutazioni critiche dell’HSC in futuro”.