Role of the stemness transcription factor ZNF521 in MLL-rearranged acute myeloid leukemia

Il gene MLL è spesso coinvolto in traslocazioni cromosomiche che causano la formazione di nuovi trascritti di fusione in grado di codificare delle proteine chimeriche con elevate proprietà oncogeniche e di de-regolazione dell’attività trascrizionale. Le oncoproteine MLL di fusione sono capaci di iniziare la trasformazione leucemica provocando una overespressione di diversi geni, tra cui quelli più critici sono gli HOXA4-10 (che complessivamente costituiscono l’HOXA-code), MEIS1 (un cofattore delle proteine HOXA-code) e MYB. La maggior parte di questi geni sono implicati nei normali programmi di self-renewal, mantenimento e proliferazione della popolazione cellulare ematopoietica staminale e dei progenitori. È evidente che la deregolazione dei programmi genetici associati alla staminalità, provocata dalla presenza degli oncongeni MLL di fusione, ha un ruolo cruciale nella trasformazione leucemica delle cellule ematopoietiche. In questo studio abbiamo identificato, tramite GSEA (Gene Set Enrichment Analysis), i profili genetici delle cellule CD133+ normali ottenuti da database pubblici e, successivamente abbiamo valutato la loro espressione in una serie di leucemie acute mieloidi (LAM) pediatriche precedentemente analizzate in altri studi di espressione genica. I risultati mostrano che tutti i target noti degli oncogeni MLL di fusione (HOXA, MEIS1) sono up-regolati esclusivamente nelle LAM con traslocazioni del gene MLL. Abbiamo inoltre osservato che tra i geni maggiormente up-regolati è presente anche ZNF521, un gene che codifica per una proteina appartenente alla famiglia delle proteine zinc-fingers. Come HOXA9, anche ZNF521 è altamente espresso nelle cellule ematopoietiche staminali CD34+ e la sua espressione diminuisce rapidamente durante il differenziamento. Per valutare l’importanza di ZNF521 nelle LAM con traslocazioni del gene MLL abbiamo eseguito una serie di studi funzionali e meccanicistici in vitro ed ex vivo con cellule primarie, utilizzando sia vettori lentivirali per il silenziamento del gene ZNF521, sia vettori di espressione di diversi oncogeni con traslocazioni di MLL. Questi studi hanno dimostrato che il silenziamento di ZNF521, che ne determina una diminuzione di espressione ed induce le cellule a differenziare, causa un’inibizione della proliferazione cellulare, una drastica riduzione della clonogenicità e l’arresto del ciclo cellulare in fase G1. Inoltre, abbiamo dimostrato che ZNF521 è tra i target diretti delle oncoproteine MLL di fusione, ed è quindi attivamente coinvolto nella trasformazione leucemica in seguito alle traslocazioni del gene MLL. In conclusione, ZNF521 si è rivelato essere un nuovo importante effettore degli oncogeni MLL di fusione e un fattore cruciale nel mantenimento dello stato indifferenziato delle cellule mieloidi leucemiche che presentano riarrangiamenti del gene MLL e potrebbe quindi dimostrarsi un importante nuovo target terapeutico.