Klonal mångfald av en Myelomtumör: från generationer av celler till Behandlingsimplikationer
begreppet klonal mångfald blir väl accepterat som ett kännetecken för cancer. När en tumör växer och fortskrider kan cellpopulationens genetiska landskap förändras. Dessa förändringar beror till stor del på slumpmässiga fel som uppstår under varje celldelning eller genom mutationshändelser stimulerade av olika exponeringar. När en av dessa slumpmässiga händelser inträffar på rätt plats kommer det att resultera i en överlevnadsfördel för alla efterföljande avkommor i den initiala cellen. Att förstå grunden för klonal mångfald kan visa sig vara en viktig del av behandlingsplanen för patienter, vilket hjälper till att styra läkemedelsval och bestämma andelen kloner som kan vara lyhörda/resistenta mot specifika behandlingar. Dessutom kommer många av de terapier som används för att behandla myelom sannolikt att inducera mutationer genom deras verkningsmekanismer eller genom oväntade sekundära effekter. Att förstå effekterna av individuella terapier och specifika kombinationer på de underliggande mutationshastigheterna som driver mångfalden i en tumörpopulation hjälper till att identifiera regimer som ökar den underliggande mutationshastigheten och sätter patienten i ökad risk att utveckla en aggressiv klon. Dessa förändringar kan identifieras genom nästa generations sekvensering av bulktumörpopulationen jämfört med enstaka cellkloner som har valts från den populationen. För att identifiera mångfalden av mutationer som finns i bulktumörpopulationen föreslår vi att singelcellkloning av moderpopulationen och sedan sekvensering och jämförelse mellan flera enskilda kloner kommer att ge en bättre uppfattning om den slumpmässiga variationen av mutationer som finns i enskilda celler som härrör från samma föräldrapopulation.
för att identifiera mångfalden som finns i en slumpmässig population av myelomceller valde vi den humana myelomcellinjen KMS-18 som ett modellsystem. Vi sorterade enskilda celler från KMS-18-moderpopulationen efter FACS med urvalskriterierna baserade enbart på de livskraftiga, enskilda cellerna. Dessa individuellt sorterade celler expanderade under en period av veckor tills populationen var tillräckligt stor för att samlas in för analys (mål cirka 5E6 celler). Fyra av dessa singelcellkloner valdes (SCC_04, SCC_10, SCC_16, SCC_18) för analys. Vi förberedde hela genombibliotek och fångade en 3.2 Mb-region med Agilent SureSelect Kinome capture kit. De slutliga fångstbiblioteken sekvenserades på Illumina MiSeq-plattformen till ett genomsnittligt målregiondjup på 200x.
resultaten filtrerades för att identifiera antalet mutationer som exklusivt finns i en subklon jämfört med en annan. Sådana händelser existerade antingen i den ursprungliga singelcellen eller inträffade tidigt i utvidgningen av singelcellklonen. För att begränsa analysen till händelser som finns i den ursprungliga singelcellen eller mycket tidigt i fördubblingsprocessen identifierade vi varianterna som hittades med en frekvens av >20%. Många av dessa händelser var närvarande i flera enstaka cellkloner som kunde definiera klonförhållandet för varje originalcell, men 10% av dessa varianter var unika för en enda subkon. I genomsnitt observerade vi 1,6 mutationer per Mb av målregionen. Om samma mutationshastighet gäller över hela genomet, skulle vi förvänta oss att se över 5000 unika mutationer mellan två slumpmässiga celler som tas från ett bulktumörprov.
studier pågår för närvarande för att undersöka klonal mångfald mellan generationer av subkloner. Ytterligare studier pågår också för att titta på förändringar i klonal mångfald mellan olika myelomundertyper, med hypotesen att mer aggressiva subtyper som t(4;14) och MAF kan leda till en mer varierad klonal population. Om en mer varierad klonal population korrelerar med mer aggressiv tumörsubtyp, returnerar detta hela cirkeln till frågan om lämpliga terapier, och om vissa terapier verkligen kan öka mångfalden i tumörpopulationen och resultera i ett mer aggressivt återfall av sjukdomen.
inga relevanta intressekonflikter att deklarera.
