Uno studio identifica l'interruttore genetico che aiuta le cellule leucemiche a eludere la chemioterapia

Gli scienziati hanno descritto un trucco molecolare che permette alla leucemia mieloide acuta (LMA) di ripresentarsi così spesso dopo il trattamento. Un nuovo articolo su Blood Cancer Discovery mostra che durante una ricaduta, in alcuni pazienti viene attivato un "programma alternativo" del gene RUNX1: è l'isoforma RUNX1C ad aumentare bruscamente, innescando BTG2 e mettendo le cellule leucemiche in quiescenza, uno stato in cui i farmaci chemioterapici non hanno quasi alcun effetto. Bloccando RUNX1C (con oligonucleotidi antisenso) e somministrando contemporaneamente la chemioterapia standard, i ricercatori sono stati in grado di "risvegliare" le cellule e aumentare la loro sensibilità al trattamento, in colture e nei topi.

Contesto dello studio

La leucemia mieloide acuta (LMA) rimane una malattia a recidiva: anche dopo una chemioterapia di induzione efficace, una percentuale significativa di pazienti presenta una ricaduta. Una delle principali spiegazioni è il "nascondersi" di alcune cellule in uno stato di riposo (quiescenza), caratteristico delle cellule staminali leucemiche (LSC). Mentre i blasti in divisione muoiono, i cloni lenti e dormienti sopravvivono al decorso e riavviano il tumore. Comprendere gli interruttori molecolari di questa dormienza è fondamentale per superare la resistenza ai farmaci.

RUNX1 svolge un ruolo centrale nella regolazione trascrizionale dell'ematopoiesi, ma non è una singola proteina, bensì una famiglia di isoforme derivanti da promotori alternativi e da processi di splicing. Nell'uomo, l'isoforma RUNX1C è codificata dal promotore P1 "distale", mentre RUNX1A/1B sono codificate dal promotore P2 "prossimale"; la distribuzione delle isoforme dipende dallo stadio di sviluppo e dal tipo cellulare. La composizione delle isoforme può alterare radicalmente il comportamento cellulare, dal mantenimento della staminalità alle proprietà oncogeniche, ma il contributo specifico di RUNX1C alla recidiva della leucemia mieloide acuta (LMA) e alla chemioresistenza è rimasto poco chiaro.

Parallelamente, si stavano accumulando dati sulla famiglia di proteine antiproliferative BTG/Tob (in particolare, BTG2), che si legano al complesso CCR4-NOT e accelerano la "disidratazione" degli RNA della matrice (deadenilazione), riducendone la stabilità e sopprimendo globalmente la sintesi proteica. Nel sistema immunitario, sono BTG1/BTG2 a contribuire al mantenimento della dormienza cellulare; è logico supporre che meccanismi simili possano "addormentare" le cellule tumorali, proteggendole dagli agenti citostatici. Tuttavia, un legame diretto tra le isoforme di RUNX1 e BTG2 e il fenotipo dormiente nella LAM è rimasto un'ipotesi fino a poco tempo fa.

Un'altra lacuna è metodologica. La maggior parte degli studi di espressione nella LAM ha preso in considerazione i livelli genici totali, senza distinguere tra isoforme e analizzando raramente campioni appaiati "pre-trattamento → ricaduta" negli stessi pazienti. Un tale disegno è fondamentale se la ricaduta è innescata non da un "guadagno genico" ma da uno switch promotore/isoforma sullo sfondo di cambiamenti epigenetici. Colmare questa lacuna significa ottenere bersagli per una terapia specifica per isoforma (ad esempio, oligonucleotidi mirati all'RNA) in grado di "risvegliare" le cellule dormienti e renderle vulnerabili alla chemioterapia.

In questo contesto, un nuovo articolo pubblicato su Blood Cancer Discovery sta verificando se la LMA recidivante presenti un "click" epigenetico in RUNX1 con uno spostamento verso RUNX1C, e se RUNX1C e BTG2 formino un asse che mette le cellule in stato di dormienza e aumenta la resistenza ai farmaci. Gli autori utilizzano campioni accoppiati "pre-terapia/recidiva", analisi delle isoforme di RNA, test funzionali e oligonucleotidi antisenso specifici per isoforma, non solo per descrivere la firma della dormienza, ma per testarne la reversibilità e la vulnerabilità farmacologica.

Come siamo arrivati a questo punto?

Gli autori hanno adottato un approccio insolito: hanno confrontato campioni di leucemia degli stessi pazienti prima del trattamento e al momento della ricaduta, analizzando le isoforme dell'RNA e non solo l'espressione genica "totale". Questo disegno di studio a coppie ha permesso loro di osservare che, quando la malattia si ripresenta, non è solo il livello di RUNX1 a cambiare, ma il rapporto tra le sue isoforme: è RUNX1C ad aumentare. Parallelamente, il team ha verificato cosa accade a livello meccanico: hanno identificato un "interruttore" sul DNA (metilazione della regione regolatrice di RUNX1), il bersaglio di RUNX1C (il gene BTG2) e le conseguenze funzionali (dormienza cellulare e resistenza ai farmaci).

• L'isoforma è importante. RUNX1 esiste in diverse varianti; il loro squilibrio è stato a lungo sospettato nelle malattie ematologiche, ma il ruolo di RUNX1C nella recidiva della leucemia mieloide acuta è stato chiaramente dimostrato in materiale clinico.
• "Clic" epigenetico. Durante una ricaduta, nella zona regolatrice di RUNX1 compare un segno metilico, che induce le cellule tumorali a "passare" alla produzione di RUNX1C.
• Asse RUNX1C→BTG2. RUNX1C attiva BTG2, un noto soppressore della crescita che inibisce i processi trascrizionali e traduzionali e promuove un fenotipo dormiente. In questa modalità, le cellule non si dividono quasi per niente, e "sfuggono" alla chemioterapia.

Cosa hanno mostrato gli esperimenti

• Nei pazienti (omica): nei campioni appaiati prima della terapia e alla ricaduta, RUNX1C era costantemente elevato; le firme BTG2 e a riposo aumentavano di conseguenza.
• In vitro: l'espressione forzata di RUNX1C ha reso le cellule LMA meno sensibili a diversi farmaci chemioterapici; il knockout/knockdown di RUNX1C ha ripristinato la sensibilità.
• Nei topi, l'aggiunta di un anti-RUNX1C ASO alla chemioterapia standard ha ridotto il carico tumorale: le cellule "uscivano dal letargo", iniziavano a dividersi e diventavano vulnerabili ai farmaci.

Perché è importante?

L'immagine classica della recidiva della LMA è quella di cellule di origine clonale che "sopravvivono" al trattamento, spesso lente e dormienti, per le quali i citostatici rappresentano un debole irritante. Il nuovo lavoro identifica una specifica leva molecolare di questa dormienza – l'asse RUNX1C→BTG2 – e dimostra che può essere modificata farmacologicamente a livello delle isoforme di RNA. Si tratta di un passaggio da una strategia di "uccisione delle cellule in rapida divisione" a una strategia di "risveglio e uccisione".

Cosa può cambiare in pratica?

• Nuovo target: RUNX1C come bersaglio terapeutico nella LMA recidivante/chemioresistente. Approccio basato su oligonucleotidi antisenso (ASO) o altre tecnologie mirate all'RNA.
• Combinazioni di "ASO + chemio". L'idea è di sincronizzare il ciclo: far uscire le cellule dalla fase di riposo e trattarle nella fase di massima vulnerabilità.
• Biomarcatori di selezione: l'aumento di RUNX1C/BTG2 e la metilazione del regolatore RUNX1 alla recidiva sono candidati per la stratificazione dei pazienti e il monitoraggio del rischio.

Contesto: cosa sapevamo già su RUNX1 e BTG2

• RUNX1 è un fattore di trascrizione chiave dell'ematopoiesi; in oncoematologia è paradossale: può comportarsi come un soppressore o come un oncogene: il contesto e l'isoforma sono molto decisivi.
• BTG2 è un soppressore della crescita/differenziazione e un mediatore della segnalazione dello stress; la sua attivazione spesso provoca un rallentamento del ciclo cellulare e una “quiescenza”, il che è benefico in condizioni normali e nei tumori aiuta a sopravvivere allo stress della terapia.

Limitazioni da tenere a mente

• Percorso verso la clinica. La direzione dell'ASO per l'oncoematologia è appena agli inizi; sono necessari studi sulla sicurezza/somministrazione e precisi regimi di combinazione con la chemioterapia.
• Eterogeneità della LMA. Non tutti i pazienti recidivano tramite l'asse RUNX1C→BTG2; saranno necessari pannelli validati per selezionare quelli in cui l'"interruttore" è effettivamente attivato.
• Evidenze dei risultati: finora dimostrati su cellule/topi e profili molecolari dei pazienti; sono necessari studi clinici per parlare di benefici in termini di sopravvivenza.

Cosa succederà adesso?

• Sviluppo di ASO per RUNX1C e protocolli wake-and-kill con phasing della chemioterapia.
• Test clinici di biomarcatori (RUNX1C, BTG2, metilazione RUNX1) per la rilevazione precoce della resistenza dormiente.
• L'oncologia delle isoforme va oltre la leucemia mieloide acuta: testare se simili "interruttori" di isoforme siano nascosti in altri tumori del sangue e tumori solidi.

Fonte: Han C. et al. Un asse RUNX1C-BTG2 specifico per isoforma governa la quiescenza e la chemioresistenza della leucemia mieloide acuta. Blood Cancer Discovery, 2025. https://doi.org/10.1158/2643-3230.BCD-24-0327