Mijelodisplastični sindrom heterogena je grupa bolesti koje dijele neka klinička i morfološka obilježja. Uzrok im je nepoznat. Budući da brz razvoj molekularne genetike omogućuje uvid u uzročne genske aberacije, danas se mogu odrediti neki patogenetski mehanizmi u nastanku mijelodisplastičnog sindroma. U ovom radu pokušat ćemo objasniti neka otkrića u tom području i njihovu vezu s citomorfološkim obilježjima, fenotipom mijelodisplastičnog sindroma.
Myelodysplastic syndromes (MDS) are a heterogenous group of diseases sharing some clinical and morphological features. Their cause is unknown. Since the rapid development of molecular genetics allows an insight into underlying genetic aberrations, today it is possible to determine some pathogenetic mechanisms in MDS. In this presentation we would like to explain some of the discoveries in this area and their connection to the myelodysplastic phenotype as seen in everyday cytomorphology work.
Mijelodisplastični sindrom (MDS) čini nekoliko sličnih bolesti definiranih zajedničkim obilježjima – poremećenim stvaranjem i sazrijevanjem krvnih stanica u koštanoj srži, što dovodi do manjka funkcionalno sposobnih stanica u perifernoj krvi uz manju ili veću vjerojatnost progresije u akutnu leukemiju. U skladu s time osnovni dijagnostički kriteriji jesu postojanje jedne ili više citopenija, displastične morfološke promjene na jednoj ili više hematopoetskih loza i eventualna prisutnost nezrelih stanica, blasta, u koštanoj srži i perifernoj krvi te citogenetički dokazane, kromosomske abnormalnosti karakteristične za MDS. (
Uzrok je mijelodisplazije nepoznat, a u svim definicijama govori se o „klonskoj bolesti matične hematopoetske stanice“. Unatoč napretku znanosti biološki mehanizmi u podlozi MDS-a i dalje su nerazjašnjeni te se intenzivno istražuju. U ovom članku ukratko ćemo iznijeti pregled aktualnih hipoteza i onoga što se danas zna o nastanku tog sindroma te pokušati objasniti dva dobro poznata citomorfološka obilježja MDS-a u svjetlu novih spoznaja.
Većinu MDS-a čine slučajevi
Već dugo se zna da su u pozadini MDS-a genske alteracije, ali tek danas shvaćamo da one nastaju na nekoliko različitih nivoa, detektabilnih na mikroskopskoj razini (citogenetička analiza kromosomskih anomalija) i submikroskopskoj razini (molekularna analiza genskih i epigenetičkih promjena te promjena RNK). (
Haploinsuficijencija gena nastaje kad diploidni organizam ima samo jednu funkcionalnu kopiju gena. Druga mu je kopija inaktivirana gubitkom genskog materijala ili mutacijom. Preostala funkcionalna kopija nije dovoljna za npr., produkciju proteina pa nastupaju poremećaj ili bolest. Haploinsuficijentni geni u MDS-u uglavnom su slabo istraženi i tek se trebaju utvrditi. (
Komplementarnom primjenom novih tehnologija molekularne dijagnostike danas su u više od 70% bolesnika s MDS-om dokazane mutacije brojnih gena. Međutim, te mutacije nisu sve jednako važne. Često nisu specifične, a većina ima malenu incidenciju. Samo mali dio tih mutacija zajednički je velikom broju bolesnika, odnosno, učestalo se javljaju. Geni zahvaćeni takvim greškama odgovorni su za ključne stanične procese, a uzročne mutacije nazivaju se pogonske (engl.
Oko polovice bolesnika ima pogonsku mutaciju jednog od gena za spajanje RNK (engl.
Otprilike isto toliko bolesnika nosi i mutacije jednog ili više gena epigenetičke regulacije (ER), najčešće
Danas se smatra da je prvi korak u patogenezi MDS-a nastanak temeljne, pogonske mutacije u nezreloj hematopoetskoj matičnoj stanici koja ima sposobnost samoobnavljanja. Ta pogonska mutacija, koja tipično zahvaća gene SF-a ili ER-a, osigurava dominaciju i klonsku ekspanziju stanici u kojoj nastaje. Zbog prednosti u rastu klon može postati dominantan u tijelu. Na kraju, sve hematopoetske stanice potječu od njega i sadržavaju iste temeljne pogonske mutacije, kao i iste usputne mutacije. (
Razvoj kliničke bolesti može i ne mora nalagati dodatne, suradničke mutacije, a uzrokovan je abnormalnom proliferacijom, diferencijacijom i/ili defektnom maturacijom klonskih hematopoetskih progenitora i prekursora i/ili prekomjernom apoptozom. To vodi u displaziju, neefektivnu hematopoezu i periferne citopenije. Međutim, određene kombinacije dodatno mutiranih gena mogu čak rezultirati leukocitozom i trombocitozom.
Stjecanje supklonskih pogonskih mutacija, najčešće u genima zaduženima za modifikaciju kromatina, regulaciju transkripcije i stanično signaliziranje, vodi do subpopulacija matičnih stanica s još jače oštećenim diferencijacijsko-maturacijskim kapacitetom. Rezultat toga jest progresivni porast nezrelih stanica, blasta, u koštanoj srži i perifernoj krvi. To stanje nije monoklonsko u užem smislu riječi, prije je mozaično, sastavljeno od različitih klonova/genoma s različitim setovima somatskih mutacija. (
Sinteza bjelančevina presudan je, vrlo složeno reguliran biološki proces. Greške u tom procesu mogu rezultirati produktima koji su kvalitativno i kvantitativno različiti od potrebnih. Mutacije i defekti koji se javljaju rano u MDS-u zahvaćaju upravo temeljne segmente biosinteze bjelančevina – transkripciju, translaciju i sintezu.
Geni ER-a modificiraju DNK i histone pri transkripciji, a njihove mutacije dovode do hipermetilacije gena koji su ključni za regulaciju staničnog ciklusa, apoptozu i tumorsku supresiju, što rezultira utišavanjem njihove ekspresije. (
Transkript gena, odnosno glasnički RNK (mRNK) koji napušta jezgru podliježe modifikacijama, uključujući izrezivanje nekodirajućih regija. Kodirajuće regije ponovo se spajaju i tvore zreli mRNK. Te procese reguliraju geni SF-a, a njihove mutacije rezultiraju aberantnim spajanjem kodirajućih dijelova i, posljedično, raznim, funkcionalno različitim varijantama zrelog mRNK. (
U fazi translacije zreli mRNK dekodira na ribosomima da bi se sintetizirao odgovarajući protein. Ribosomski proteini zajedno s ribosomskim RNK (rRNK) čine ribosome. U čestoj kromosomskoj grešci, del (5q), zbog haploinsuficijencije gena za ribosomski protein S14 (
Nameće se pitanje je li moguće povući poveznicu između mutiranih gena – genotipa i vidljivog efekta njegova izražaja – fenotipa, odnosno morfoloških obilježja mijelodisplazije, diseritropoeze, disgranulopoeze i distrombopoeze. Nažalost, taj odnos najčešće nije pravocrtan. Iste genske lezije mogu imati potpuno različite fenotipove, a isti fenotip može biti produkt mutacija različitih gena. (
Za razumijevanje patogenetskih mehanizama koji dovode do određenog fenotipa nije dovoljno poznavati primarnu sekvenciju gena, već i njegovu funkciju. Iako je danas sekvenciran cjelokupni ljudski genom, funkcija mnogih gena i dalje je nepoznata. (
Jedna od morfoloških značajka diseritropoeze jest stvaranje prstenastih (engl.
Ring sideroblasts, erythrocyte precursors with abnormal cytoplasmic iron distribution (Bone marrow smear, iron stain, × 1000)
Danas se zna da se svakako najčešća mutacija gena SF-a, mutacija
Nejasno je na koji način mutirani gen
Postotak prstenastih sideroblasta u koštanoj srži pacijenata s MDS-om znatno varira, od manje od 20% do više od 90% i svakako ovisi o veličini mutiranog klona, ali to ne objašnjava potpuno takvu varijabilnost. Fenotip vjerojatno ovisi i o drugim, još nepoznatim čimbenicima. (
Rane temeljne, pokretačke mutacije gena SF-a i ER-a uvjetuju put klonske evolucije zbog ograničenja kooperativnosti supklonskih genskih lezija. Na primjer, uz mutirani
Izolirana delecija 5q dobro je definiran klinički sindrom makrocitne anemije, s trombocitozom ili bez nje, morfološki karakteriziran krupnim, hipolobuliranim megakariocitima, bez množenja blasta i često hipoplastičnom eritropoezom (
Characteristic morphology of 5q- syndrome, erythroblastopenia and large, hypolobulated megakaryocyte (Bone marrow smear, MGG, × 1000)
Gubitkom dugog kraka kromosoma 5 dolazi do gubitka genskog materijala smještenog u tom području. Neke regije kromosoma 5 gube se češće od drugih (npr., 5q32-33). To su tzv. CDR-i (engl.
RPS14 nuždan je u stvaranju podjedinice ribosoma 40S te radi haploinsuficijencije tog gena dolazi do aberantne biogeneze ribosoma i smanjenja ukupne sintetske aktivnosti hematopoetskih matičnih stanica. (
Još nije sasvim jasno zašto poremećena sinteza ribosoma pogađa uglavnom eritropoezu. Pretpostavlja se da je vrlo osjetljiva na aktivaciju tumorskog supresora p53, staničnog mehanizma zaštite od stresa, uključujući oštećenje DNK. Efekt p53 ovisi o vrsti zahvaćenog RP-a (RPS19 djeluje uglavnom na proliferaciju i stanični arest, drugi na diferencijaciju i apoptozu). (
Alternativna hipoteza o selektivnoj osjetljivosti eritropoeze govori o neravnoteži stvaranja hema i globina. Eritroidni progenitori imaju sposobnost brze proliferacije koja traži visoku razinu aktivnosti ribosoma. Pogođene stanice možda ne mogu održavati traženu razinu sinteze globina, što dovodi do relativnog ekscesa slobodnog hema, toksičnog za stanice. (
Zanimljivo je da se haploinsuficijencija
Na kraju treba naglasiti da nas poznavanje mutiranih gena i njihove funkcije približava razumijevanju bioloških mehanizama u nastanku MDS-a, katkad i razumijevanju njegova fenotipa, ali valja imati na umu da molekularna obilježja nisu dijagnostička za MDS i moraju se tumačiti samo u odgovarajućem kliničkom i morfološkom kontekstu. Stoga je morfologija, iako subjektivna, i dalje temelj dijagnostike MDS-a.