Erdheim Chester A doença (ECD) é causada por mutações no DNA das células sanguíneas. As células sanguíneas são formadas na medula óssea a partir de células-tronco que podem viver por muitos anos, produzindo muitas gerações de novas células-tronco. As perguntas frequentes que os pacientes fazem sobre a ECD incluem: de onde ela veio? há quanto tempo eu a tenho? não poderia ter sido feito nada antes? por que minha doença afeta um local específico? Nossa pesquisa tem o objetivo de lançar uma nova luz sobre essas importantes questões. A técnica que usaremos é chamada de “mapeamento filogenético”. Essa abordagem nos permite voltar no tempo e “marcar a data” da origem das mutações que causam a ECD, até alguns anos da vida passada de um paciente. A maneira como isso funciona é cultivando muitos clones de células-tronco individuais no laboratório e sequenciando o genoma completo de cada clone. Cada clone difere do próximo por algumas mutações em seu DNA. Algumas dessas mutações surgiram há muito tempo nos ancestrais da célula-tronco, quando o paciente era mais jovem. Com o sequenciamento de cerca de cem clones, é possível reconstruir o histórico de vida das células-tronco de uma pessoa e, assim, criar uma linha do tempo das mutações à medida que elas aparecem ao longo dos anos. Entre essas mutações, você encontrará a mutação que causou a ECD no paciente. Se conhecermos a linha do tempo de todas as mutações, poderemos “marcar a data” da mutação ECD. Podemos, então, estimar por quanto tempo a mutação ECD permaneceu dormente no corpo, com que rapidez ela cresceu até atingir um tamanho que poderia causar doença e se foi auxiliada por outras mutações no caminho. Essas são questões fundamentais. Em outras doenças relacionadas, chamadas neoplasias mieloproliferativas, as mutações surgem na infância e evoluem para diferentes tipos de doença, dependendo de outros eventos na vida do paciente, ao longo de décadas. Quando aplicamos essa análise ao ECD, devemos ser capazes de responder às perguntas sobre sua origem. Os possíveis benefícios também incluem a possibilidade de detectar a ECD em um estágio inicial, antes que ela tenha evoluído para causar a doença; determinar por que há um espectro de órgãos afetados em diferentes pacientes; e por que alguns pacientes têm uma doença de maior risco que progride mais rapidamente. Por fim, desvendar a “história de vida pessoal” do ECD pode nos ajudar no futuro com a terapia personalizada para obter melhores resultados.
Valor: US$ 200.000 em parceria com a Leukemia & Lymphoma Society
Relatório provisório
Resumo da pesquisa
Erdheim Chester A doença (ECD) é causada por mutações no DNA das células sanguíneas. As células sanguíneas são formadas na medula óssea a partir de células-tronco que podem viver por muitos anos, produzindo muitas gerações de novas células-tronco. As perguntas frequentes que os pacientes fazem sobre a ECD incluem: de onde ela veio? há quanto tempo eu a tenho? não poderia ter sido feito nada antes? por que minha doença afeta um local específico? Nossa pesquisa tem o objetivo de lançar uma nova luz sobre essas importantes questões. A técnica que usaremos é chamada de “mapeamento filogenético”. Essa abordagem nos permite voltar no tempo e “marcar a data” da origem das mutações que causam a ECD, até alguns anos da vida passada de um paciente. A maneira como isso funciona é cultivando muitos clones de células-tronco individuais no laboratório e sequenciando o genoma completo de cada clone. Cada clone difere do próximo por algumas mutações em seu DNA. Algumas dessas mutações surgiram há muito tempo nos ancestrais da célula-tronco, quando o paciente era mais jovem. Com o sequenciamento de cerca de cem clones, é possível reconstruir o histórico de vida das células-tronco de uma pessoa e, assim, criar uma linha do tempo das mutações à medida que elas aparecem ao longo dos anos. Isso é como desenhar uma árvore genealógica de como todas as células estão relacionadas umas às outras e é conhecido como “filogenia”. Entre essas mutações, você encontrará a mutação que causou a ECD no paciente. Se soubermos a linha do tempo de todas as mutações, poderemos “marcar a data” da mutação ECD. Podemos, então, estimar por quanto tempo a mutação ECD ficou dormente no corpo, com que rapidez ela cresceu até atingir um tamanho que poderia causar doenças e se foi auxiliada por outras mutações no caminho. Essas são questões fundamentais. Em outras doenças relacionadas, chamadas neoplasias mieloproliferativas, as mutações surgem na infância e evoluem para diferentes tipos de doença, dependendo de outros eventos na vida do paciente, ao longo de décadas. Quando aplicamos essa análise ao ECD, devemos ser capazes de responder às perguntas sobre sua origem. Os possíveis benefícios também incluem: a possibilidade de detectar a ECD em um estágio inicial, antes que ela tenha evoluído para causar a doença; determinar por que há um espectro de órgãos afetados em diferentes pacientes; e por que alguns pacientes têm uma doença de maior risco que progride mais rapidamente. Por fim, desvendar a “história de vida pessoal” do ECD pode nos ajudar no futuro a personalizar a terapia para obter melhores resultados.
Progresso
Expandimos com sucesso clones de 5 pacientes, 3 com ECD, 1 com ECD/LCH cross- over e 1 com LCH. Em 2 desses casos, capturamos clones com mutação BRAFV600E, mas, inesperadamente, não havia clones com mutação BRAFV600E em 3 pacientes, embora a mutação fosse detectável em seu sangue. Estamos explorando mais a fundo onde a mutação se encontra nesses pacientes para confirmar que ela está na população de células-tronco.
Nos pacientes em que obtivemos clones expandidos contendo clones mutados BRAFV600E, sequenciamos quase 300 genomas completos e reconstruímos as árvores genealógicas (filogenias). Observamos, em ambos os pacientes, que pelo menos três mutações surgiram quase simultaneamente nos genes KRAS, NRAS e BRAF. Surpreendentemente, elas pareciam ser eventos independentes, pois cada mutação foi encontrada em um ramo separado da filogenia (veja a figura). Não esperávamos isso, pois a maioria dos cânceres evolui, com uma mutação levando a outra mutação e assim por diante, com todas as mutações contribuindo para um único ramo. O que observamos no site ECD é um processo paralelo com vários ramos que evoluem juntos. A próxima etapa é descobrir se esses ramos paralelos estão todos presentes juntos nas lesões do ECD nos tecidos.
Se isso for confirmado, isso sugerirá que eles, de alguma forma, operam juntos. Esse padrão é diferente do observado em qualquer outro tipo de câncer e pode ser um evento muito raro. Potencialmente, isso pode explicar por que o ECD é tão incomum.
Até que ponto respondemos às perguntas da pesquisa?
As perguntas que nos propusemos a responder estão listadas abaixo, com nosso progresso até o momento em itálico
- Em que idade da vida ocorrem as mutações que levam ao ECD?
Com que rapidez os clones se expandem e causam doenças?
Qual é a latência entre a mutação e o início da doença?
Em ambos os pacientes com mais de 50 anos de idade, parece que as mutações surgiram pelo menos duas ou três décadas antes. Essas características são semelhantes às das neoplasias mieloproliferativas. Teoricamente, a partir disso, deve ser possível rastrear e identificar um risco de ECD mais cedo na vida. - Como o BRAFV600E interage com a hematopoiese clonal com mutação no TET2?
Qual é a sequência de mutações?
A mutação TET2 promove ECD por meio de um efeito autônomo da célula?
A mutação TET2 aumenta a aptidão/taxa de crescimento dos clones ECD?
O TET2 ainda está sendo analisado nesses dois pacientes. Os outros genes, KRAS e NRAS, são conhecidos por estarem associados a ECD. Surpreendentemente, descobrimos que cada gene estava operando independentemente do BRAF na filogenia – o oposto do que esperávamos. Precisamos confirmar se isso é verdade no tecido lesionado. - São encontradas novas mutações controladoras em pacientes que não apresentam mutações conhecidas de hematopoiese clonal?
Ainda não encontramos nenhuma mutação determinante nova, mas ainda estamos analisando os dados. Encontramos um padrão muito incomum de mutações determinantes, conforme descrito acima.
Planeje para o segundo ano
Nosso objetivo é resolver as seguintes questões nos próximos 12 meses
- Precisamos verificar em quais células a mutação BRAF é encontrada em pacientes cujos clones expandidos não incluíram BRAF mutado. Ou a mutação não está onde esperávamos, ou pode haver um problema com a expansão in vitro de células que contêm BRAF mutado (ponto 2).
- Também estamos explorando uma nova maneira de gerar DNA para sequenciamento que não envolva o crescimento de clones. Prevemos que isso nos ajudará a mapear mutações em células com mutação BRAF que não se expandem em clones in vitro.
- Precisamos confirmar se o padrão paralelo incomum que observamos nas filogenias até agora também está presente nas lesões dos pacientes
Explicação de como o padrão na histiocitose nunca foi observado em outros cânceres.