PRIMO INCONTRO DI GENETICA ONCOLOGICA
DAL CARIOTIPO AL NGS:
COME STA CAMBIANDO LA DIAGNOSI GENETICA DELLE MDS
19 Febbraio 2016
Francesca MALVESTITI, Ph.D., ErCLG
Citogenetica Molecolare, TOMA Advanced Biomedical Assays, S.p.A.
fmalvestiti@tomalab.com
Argomenti trattati
Ruolo del dato genetico nel percorso diagnostico delle MDS
Anomalie cromosomiche nelle MDS
Dalla citogenetica convenzionale alla citogenetica molecolare
Mutazioni somatiche delle MDS e Patogenesi molecolare
Correlazione genotipo-fenotipo
Ruolo del dato genetico nel percorso diagnostico delle MDS:
raccomandazioni ELN
Malcovati et al., 2013
Diagnosi
Prognosi
Clonalita’
Patogenesi
del(17p)
5%
Frequenza delle anomalie cromosomiche
Vardiman et al., 2008
40% nelle MDS primarie e 80% nelle MDS secondarie
Classificazione WHO 2008 Anomalie chr
RCUS (citopenia refrattaria con displasia unilineare) 25%
RARS (anemia refrattaria con sideroblasti ad anello) 10%
RCMD (citopenia refrattaria con displasia multilineare) 50%
RAEB-1 (anemia refrattaria con eccesso di blasti 1) 50-70%
RAEB-2 (anemia refrattaria con eccesso di blasti 1) 50-70%
MDS-U (MDS non classificate) 50%
MDS associata a del(5q) isolata 100%
Ruolo del CARIOTIPO nella DIAGNOSI delle MDS
Anomalia chr Frequenza
-5 or del(5q) 10-15%
-7 or del(7q) 10%
i(17q) or t(17p) 2-3%
del(12p) or t(12p) 1-2%
del(11q) 1-2%
-13 or del(13) 1-2%
del(9q) 1%
idic(X)(q13) 1%
inv(3)(q21q26.2) 1%
t(6;9)(p23;q34) 1%
t(3;21)(q26.2;q22.1) <1%
t(1;3)(p36.3;q21.2) <1%
t(11;16)(q23;p13.3) <1%
t(2;11)(p21;q23) <1%
Vardiman et al., 2008
“If, however, a patient with
clinical and other laboratory
features consistent with MDS
has inconclusive morphologic
features, a presumptive
diagnosis of MDS can be made
if a specific clonal chromosomal
abnormality is present.”
6 anomalie citogenetiche raggruppate in
3 categorie di rischio citogenetico
Greenberg et al., 1997
Ruolo del CARIOTIPO nella PROGNOSI delle MDS:
IPSS (sistema internazionale di valutazione prognostica)
Prognosi Anomalia citogenetica
Favorevole cariotipo normale
del(5q) isolata
del(20q) isolata
-Y isolata
Intermedio le altre anomalie
Sfavorevole cariotipo complesso (>3 anomalie)
-7/del(7q)
Schanz et al., 2012
19 anomalie citogenetiche raggruppate in
5 categorie di rischio citogenetico
Greenberg et al., 2012
Ruolo del CARIOTIPO nella PROGNOSI delle MDS:
IPSS-R e NCCSS
Delezione 5q
del(5) anomalia citogenetica piu’ frequente delle MDS (10-15%)
Sindrome 5q-: un entita’ clinica distinta (WHO 2008) con del(5q) isolata
a prognosi favorevole e con buona risposta al trattamento con
Lenalidomide.
Estensione della delezione 5q e’ variabile, sono state identificate due
CDR
Basi molecolari della MDS con del(5q) :
aploinsufficienza di piu’ geni
Gaballa et al., 2014
Delezione 7q
Honda et al., 2015
Honda et al., 2015
Basi molecolari della MDS con del(7q) :
aploinsufficienza di piu’ geni
Trisomia 8 , perdita Y e delezione 20q
NON sono indicative di MDS se presenti come unica anomalia
cromosomica
Si riscontrano anche in pazienti con anemia aplastica o altri disordini
citopenici che rispondono bene a terapie immunosoppressive e/o non
presentano segni clinici di MDS dopo un follow-up a lungo termine
Maserati et al., 2002 Saumell et al., 2015
PERDITA Y: evento
fisiologico correlato
all’eta’che definisce la
clonalita’ se presente nel
75% delle metafasi
Controlli
Pz con malattia
ematologica
Wiktor et al., 2000
TRISOMIA 8: potrebbe essere anche costituzionale, da valutare su
cellule non ematologiche (cellule della mucosa orale) e su popolazione
selezionata linfociti CD3+
Cariotipo Monosomico
Presenza di due o piu’ monosomie clonali (esclusi X e Y) oppure
Singola monosomia clonale (esclusa X e Y) + anomalie strutturali
Predice una OS inferiore indipendentemente dal cariotipo complesso
Bruems et al., 2008 McQuilten et al, 2015
< 3 abn chr
>3 abn chr
MK e < 3 abn chr
MK e >3 abn chr
Effetto prognostico diminuisce con l’aumentare della complessita’
citogenetica
Dalla citogenetica convenzionale alla
molecolare: tecniche a confronto
Maciejewski et al., 2009
Mutazioni Somatiche
Haferloch et al., 2014 Papaemmanuil et al., 2013
Driver mutations
n = 738 patients, 111 genes, 43 genes with mutations
mean age: 68
patients with cytogenetic aberrations: 33%
patients with molecular oncogenic aberrations: 78%
n = 944, 104 genes, 47 genes with mutations
median age: 72.8 (range 23.3-90.8)
patients with cytogenetic aberrations: 31.4%
patients with molecular aberrations: 89.5%
Haferloch et al., 2014Papaemmanuil et al., 2013
Pathway molecolari
SF3B1
Mutato nel 28% delle MDS e nel 80% delle ARSA
Mutazione di SF3B1 ha un ppv per RS del 97%
Definisce un entita’ clinica distinta, caratterizzata da RS, a prognosi
favorevole, con bassa % blasti
Mutazioni in SF3B1 sono mutualmente esclusive con p53 e altri geni
coinvolti nello splicing
Patterns di co-mutazioni
- DNMT3A (20%) senza effetto su OS
- ASXL1 (7%), RUNX1 (6%) e EZH (5%) prognosi sfavorevole
Patogenesi ed evoluzione clonale delle MDS
Outcome and Genetic “predestination”
Correlazione Genotipo-Fenotipo
Malcovati et al., 2014
Arber reviewed the changes in the 5th WHO Classification of Tumors of
Haematopoietic and Lymphoid Tissues.
a ) Nomenclature: MDS with single lineage dysplasia ( MDS-SLD ) instead of RCUD and
MDS-EB1/EB2 instead of RAEB1/RAEB2.
b ) Genetics: SF3B1 mutation can diagnose RS in < 15 % of sideroblasts.
c ) Del( 5q ): MDS del( 5q ) can include one additional cytogenetic defect ( not -7 ).
d ) MDS Unclassified ( MDS-U ): 1 % peripheral blood blasts measured twice will classify
a single-lineage dysplasia as MDS-U.
e ) Erythroleukemia ( erythroid-myeloid type ): Increased non-erythroid blast % defines
MDS with EB not AML.
f ) Familial myeloid neoplasms: A chapter covering disorders ( specific
familial/constitutional gene mutations with a risk of hematologic abnormalities )
will be added
ELN Information Letter No. 12 February 2016
Conclusioni
Cariotipo
Mutazioni
Somatiche
Interazione tra
geni e
correlazione
clinica
FISH
SNParray
PROGNOSI
TERAPIA
GRAZIE!
iFISH su CD34+ da sangue periferico
Metodo non invasivo: iFISH su CD34+ arricchite da SP
Cellule CD34+ circolanti mostrano le stesse anomalie cromosomiche
delle cellule del midollo osseo e pazienti MDS presentano un
incremento di cellule progenitrici CD34+ nel sangue periferico
95% di riuscita con un numero medio di 8 sonde testate
Validazione su circa 300 pazienti MDS, buona correlazione tra FISH
su CD34+ del SP e del MO con cariotipo
Se aspirato non fattibile e’ un buon metodo alternativo
Braulke et al., 2013
aCGH e SNPs-array
Maciejewski et al., 2009
Non sostituisce cariotipo ma consenste di:
fornire informazioni nel 60-80% dei casi a cariotipo normale o non
informativo
caratterizzare le anomalie cromosomiche
evidenziare LOH o UPD somatico acquisito che si origina per:
i) duplicazione di mutazioni somatiche
ii) omozigosi di mutazioni germinali
iii) duplicazione del pattern di metilazione con conseguente
alterazione dell’espressione genica
Prognosi molecolare
Cariotipo normale
SF3B1: prognosi favorevole
TP53, EZH2, ASXL1, RUNX1, ETV6: prognosi
sfavorevole
del(5q) isolata + TP53: sfavorevole
Note operative di laboratorio
Protocollo per cariotipo su MDSProtocollo per cariotipo su MDS
Haferlach et al., 2007 ECA, 2013
Analizzare almeno 10 metafasi se presente anomalia cromosomica o
20 se cariotipo normale
Cariotipo su sangue midollare:
almeno due colture non stimolate con mitogeni a 24h e
48h
Cariotipo non informativo o con
numero di metafasi insufficienti
FISH con pannello di sonde specifiche per:
-5/del(5q), -7/del(7q), del(17p), +8, del(20q),-Y
Cariotipo Anomalo
Referto
Patogenesi e evoluzione clonale delle MDS
Eta’
No
Passenger
mutation
Driver
mutation
Cooperating
mutations
Anomalie cromosomiche
MDS primarie T-MDS

20160219 F. Malvestiti - DAL CARIOTIPO AL NGS: COME STA CAMBIANDO LA DIAGNOSI GENETICA DELLE MDS

  • 1.
    PRIMO INCONTRO DIGENETICA ONCOLOGICA DAL CARIOTIPO AL NGS: COME STA CAMBIANDO LA DIAGNOSI GENETICA DELLE MDS 19 Febbraio 2016 Francesca MALVESTITI, Ph.D., ErCLG Citogenetica Molecolare, TOMA Advanced Biomedical Assays, S.p.A. fmalvestiti@tomalab.com
  • 2.
    Argomenti trattati Ruolo deldato genetico nel percorso diagnostico delle MDS Anomalie cromosomiche nelle MDS Dalla citogenetica convenzionale alla citogenetica molecolare Mutazioni somatiche delle MDS e Patogenesi molecolare Correlazione genotipo-fenotipo
  • 3.
    Ruolo del datogenetico nel percorso diagnostico delle MDS: raccomandazioni ELN Malcovati et al., 2013 Diagnosi Prognosi Clonalita’ Patogenesi
  • 4.
    del(17p) 5% Frequenza delle anomaliecromosomiche Vardiman et al., 2008 40% nelle MDS primarie e 80% nelle MDS secondarie Classificazione WHO 2008 Anomalie chr RCUS (citopenia refrattaria con displasia unilineare) 25% RARS (anemia refrattaria con sideroblasti ad anello) 10% RCMD (citopenia refrattaria con displasia multilineare) 50% RAEB-1 (anemia refrattaria con eccesso di blasti 1) 50-70% RAEB-2 (anemia refrattaria con eccesso di blasti 1) 50-70% MDS-U (MDS non classificate) 50% MDS associata a del(5q) isolata 100%
  • 5.
    Ruolo del CARIOTIPOnella DIAGNOSI delle MDS Anomalia chr Frequenza -5 or del(5q) 10-15% -7 or del(7q) 10% i(17q) or t(17p) 2-3% del(12p) or t(12p) 1-2% del(11q) 1-2% -13 or del(13) 1-2% del(9q) 1% idic(X)(q13) 1% inv(3)(q21q26.2) 1% t(6;9)(p23;q34) 1% t(3;21)(q26.2;q22.1) <1% t(1;3)(p36.3;q21.2) <1% t(11;16)(q23;p13.3) <1% t(2;11)(p21;q23) <1% Vardiman et al., 2008 “If, however, a patient with clinical and other laboratory features consistent with MDS has inconclusive morphologic features, a presumptive diagnosis of MDS can be made if a specific clonal chromosomal abnormality is present.”
  • 6.
    6 anomalie citogeneticheraggruppate in 3 categorie di rischio citogenetico Greenberg et al., 1997 Ruolo del CARIOTIPO nella PROGNOSI delle MDS: IPSS (sistema internazionale di valutazione prognostica) Prognosi Anomalia citogenetica Favorevole cariotipo normale del(5q) isolata del(20q) isolata -Y isolata Intermedio le altre anomalie Sfavorevole cariotipo complesso (>3 anomalie) -7/del(7q)
  • 7.
    Schanz et al.,2012 19 anomalie citogenetiche raggruppate in 5 categorie di rischio citogenetico Greenberg et al., 2012 Ruolo del CARIOTIPO nella PROGNOSI delle MDS: IPSS-R e NCCSS
  • 8.
    Delezione 5q del(5) anomaliacitogenetica piu’ frequente delle MDS (10-15%) Sindrome 5q-: un entita’ clinica distinta (WHO 2008) con del(5q) isolata a prognosi favorevole e con buona risposta al trattamento con Lenalidomide. Estensione della delezione 5q e’ variabile, sono state identificate due CDR
  • 9.
    Basi molecolari dellaMDS con del(5q) : aploinsufficienza di piu’ geni Gaballa et al., 2014
  • 10.
  • 11.
    Honda et al.,2015 Basi molecolari della MDS con del(7q) : aploinsufficienza di piu’ geni
  • 12.
    Trisomia 8 ,perdita Y e delezione 20q NON sono indicative di MDS se presenti come unica anomalia cromosomica Si riscontrano anche in pazienti con anemia aplastica o altri disordini citopenici che rispondono bene a terapie immunosoppressive e/o non presentano segni clinici di MDS dopo un follow-up a lungo termine Maserati et al., 2002 Saumell et al., 2015 PERDITA Y: evento fisiologico correlato all’eta’che definisce la clonalita’ se presente nel 75% delle metafasi Controlli Pz con malattia ematologica Wiktor et al., 2000 TRISOMIA 8: potrebbe essere anche costituzionale, da valutare su cellule non ematologiche (cellule della mucosa orale) e su popolazione selezionata linfociti CD3+
  • 13.
    Cariotipo Monosomico Presenza didue o piu’ monosomie clonali (esclusi X e Y) oppure Singola monosomia clonale (esclusa X e Y) + anomalie strutturali Predice una OS inferiore indipendentemente dal cariotipo complesso Bruems et al., 2008 McQuilten et al, 2015 < 3 abn chr >3 abn chr MK e < 3 abn chr MK e >3 abn chr Effetto prognostico diminuisce con l’aumentare della complessita’ citogenetica
  • 14.
    Dalla citogenetica convenzionalealla molecolare: tecniche a confronto Maciejewski et al., 2009
  • 15.
    Mutazioni Somatiche Haferloch etal., 2014 Papaemmanuil et al., 2013 Driver mutations n = 738 patients, 111 genes, 43 genes with mutations mean age: 68 patients with cytogenetic aberrations: 33% patients with molecular oncogenic aberrations: 78% n = 944, 104 genes, 47 genes with mutations median age: 72.8 (range 23.3-90.8) patients with cytogenetic aberrations: 31.4% patients with molecular aberrations: 89.5% Haferloch et al., 2014Papaemmanuil et al., 2013
  • 16.
  • 18.
    SF3B1 Mutato nel 28%delle MDS e nel 80% delle ARSA Mutazione di SF3B1 ha un ppv per RS del 97% Definisce un entita’ clinica distinta, caratterizzata da RS, a prognosi favorevole, con bassa % blasti Mutazioni in SF3B1 sono mutualmente esclusive con p53 e altri geni coinvolti nello splicing Patterns di co-mutazioni - DNMT3A (20%) senza effetto su OS - ASXL1 (7%), RUNX1 (6%) e EZH (5%) prognosi sfavorevole
  • 19.
    Patogenesi ed evoluzioneclonale delle MDS
  • 20.
    Outcome and Genetic“predestination”
  • 21.
  • 22.
    Arber reviewed thechanges in the 5th WHO Classification of Tumors of Haematopoietic and Lymphoid Tissues. a ) Nomenclature: MDS with single lineage dysplasia ( MDS-SLD ) instead of RCUD and MDS-EB1/EB2 instead of RAEB1/RAEB2. b ) Genetics: SF3B1 mutation can diagnose RS in < 15 % of sideroblasts. c ) Del( 5q ): MDS del( 5q ) can include one additional cytogenetic defect ( not -7 ). d ) MDS Unclassified ( MDS-U ): 1 % peripheral blood blasts measured twice will classify a single-lineage dysplasia as MDS-U. e ) Erythroleukemia ( erythroid-myeloid type ): Increased non-erythroid blast % defines MDS with EB not AML. f ) Familial myeloid neoplasms: A chapter covering disorders ( specific familial/constitutional gene mutations with a risk of hematologic abnormalities ) will be added ELN Information Letter No. 12 February 2016
  • 23.
  • 24.
  • 25.
    iFISH su CD34+da sangue periferico Metodo non invasivo: iFISH su CD34+ arricchite da SP Cellule CD34+ circolanti mostrano le stesse anomalie cromosomiche delle cellule del midollo osseo e pazienti MDS presentano un incremento di cellule progenitrici CD34+ nel sangue periferico 95% di riuscita con un numero medio di 8 sonde testate Validazione su circa 300 pazienti MDS, buona correlazione tra FISH su CD34+ del SP e del MO con cariotipo Se aspirato non fattibile e’ un buon metodo alternativo Braulke et al., 2013
  • 26.
    aCGH e SNPs-array Maciejewskiet al., 2009 Non sostituisce cariotipo ma consenste di: fornire informazioni nel 60-80% dei casi a cariotipo normale o non informativo caratterizzare le anomalie cromosomiche evidenziare LOH o UPD somatico acquisito che si origina per: i) duplicazione di mutazioni somatiche ii) omozigosi di mutazioni germinali iii) duplicazione del pattern di metilazione con conseguente alterazione dell’espressione genica
  • 27.
    Prognosi molecolare Cariotipo normale SF3B1:prognosi favorevole TP53, EZH2, ASXL1, RUNX1, ETV6: prognosi sfavorevole del(5q) isolata + TP53: sfavorevole
  • 28.
    Note operative dilaboratorio Protocollo per cariotipo su MDSProtocollo per cariotipo su MDS Haferlach et al., 2007 ECA, 2013 Analizzare almeno 10 metafasi se presente anomalia cromosomica o 20 se cariotipo normale Cariotipo su sangue midollare: almeno due colture non stimolate con mitogeni a 24h e 48h Cariotipo non informativo o con numero di metafasi insufficienti FISH con pannello di sonde specifiche per: -5/del(5q), -7/del(7q), del(17p), +8, del(20q),-Y Cariotipo Anomalo Referto
  • 29.
    Patogenesi e evoluzioneclonale delle MDS Eta’ No Passenger mutation Driver mutation Cooperating mutations
  • 30.

Editor's Notes

  • #14 Impatto aggiuntivo nel predire OS e relapse-Free Survival dopo trapianto solo per il gruppo R-IPSS Poor peggiorando ulteriormente la prognosi