Microarray Analysis: a Leading Tool in the Classification and Biological Characterization of Pediatric Onco-Hematological Diseases

L’analisi del profilo d’espressione genica mediante microarray rappresenta uno strumento utile per la classificazione delle leucemie in ambito diagnostico, l’identificazione di nuove sottoclassi di malattia e l’associazione di profili d’espressione genica con la prognosi. I molteplici lavori pubblicati nell’ambito delle malattie onco-ematologiche sia nell’adulto che nel bambino hanno evidenziato la robustezza della tecnologia microarray ed auspicano, quindi, l’ utilizzo dei microarrays in affiancamento alle metodiche “gold standard” per la diagnosi di leucemia. Considerando che la qualità dell’RNA di partenza è un fattore determinante per la buona riuscita di un esperimento di studio dell’espressione genica, abbiamo valutato se diverse metodiche di isolamento dell’RNA avessero una qualche influenza sulla variazione del profilo d’espressione genica. I risultati ottenuti nel nostro studio, analizzando diversi sottotipi di leucemie pediatriche, hanno evidenziato che le metodiche impiegate per l’estrazione dell’RNA non vanno ad influire sul profilo d’espressione genico e che quest’ultimo rimane, comunque, ben identificabile a prescindere dalla metodologia usata per l’isolamento dell’RNA. Applicando, poi, l’analisi microarrays alle leucemie a cellule precursori B e con traslocazione MLL/AF4, abbiamo individuato, all’interno di questo sottotipo di leucemia ritenuto fino ad ora omogeneo, due sottogruppi di pazienti caratterizzati da un differente profilo d’espressione genica in cui spiccava la diversa espressione dei geni HOXA. Questo risultato è alquanto sorprendente poiché la maggiore espressione dei geni HOXA è una caratteristica distintiva delle leucemie con riarrangiamento del gene MLL. Non abbiamo identificato nessuna altra variazione d’espressione di geni (per es. MENIN, HOXC8 e MEIS1) comunemente associati con le leucemie con riarrangiamento del gene MLL. Anche l’analisi del profilo dell’espressione dei microRNA ha dimostrato che questi pazienti possono essere suddivisi in due sottogruppi ben distinti ed, inoltre, ha evidenziato che i pazienti con bassa espressione dei geni HOXA non esprimono il microRNA mir-196b, che è localizzato nel medesimo cluster dei geni HOXA e che è coinvolto nei processi di leucemogenesi. Lo studio del profilo d’espressione genica di pazienti affetti da leucemia mielomonocitica giovanile (JMML) ci ha, poi, consentito di dividere i campioni analizzati in due sottogruppi. Questa suddivisione è associata, in modo altamente significativo, con la prognosi di malattia. Il medesimo risultato prognostico non è conseguibile prendendo in considerazione i fattori prognostici clinici standard (emoglobina fetale, età alla diagnosi e conta piastrinica). Infine, abbiamo studiato il ruolo del gene SOCS-2 nelle leucemie con riarrangiamento MLL/AF4. Questo gene, up-regolato nelle cellule staminali, è uno dei geni maggiormente espressi nei pazienti con MLL/AF4 rispetto ai controlli normali. Il silenziamento di SOCS-2 nelle cellule RS4;11 determina un aumento dell’apoptosi rispetto alle cellule silenziate con un siRNA di controllo ed una simultanea maggiore espressione di TP53 e BAX. L’over-espressione di SOCS-2 nelle cellule RS4;11 sembra essere, quindi, un meccanismo in grado di aumentare la sensibilità di queste cellule all’apoptosi. L’analisi dell’espressione di SOCS-2 in più pazienti affetti da leucemia linfoblastica acuta (LLA) ha evidenziato che SOCS-2 è over-espresso in tutte le LAL tranne le LAL a cellule T. Questo dato suggerisce che l’azione anti-apoptotica di SOCS-2 potrebbe essere comune in più sottotipi di leucemia.