Identification of novel potential therapeutic targets for T-cell acute lymphoblastic leukaemia

Abstract

A leucemia linfoblástica aguda de células T (LLA-T) é uma neoplasia hematológica rara. Apesar da identificação de várias lesões genéticas e anomalias citogenéticas, incertezas acerca do seu valor preditivo têm impedido avanços terapêuticos, continuando a utilizar-se regimes agressivos de quimioterapia combinada em alta dose. Neste projecto realizou-se uma comparação oncogenómica interespécies abrangente, integrando dados de transcriptoma e exoma dum modelo de ratinho de LLA-T promovida pelo factor de transcrição TLX3 com dados de doentes com LLA-T TLX3+, para identificar potenciais alvos terapêuticos e vias de sinalização celular análogas. A análise dos dados de sequenciação de RNA e do exoma completo revelou que os perfis de expressão génica diferencial e o espectro mutacional das amostras murinas de LLA-T TLX3+ apresentam escassas semelhanças com os equivalentes humanos, observando-se poucas das alterações recorrentes neste subtipo selecionadas a priori mediante pesquisa bibliográfica. A nível transcriptómico, apenas 12 de 59 (20%) genes candidatos estão consistentemente desregulados em todas as amostras (S1-S4) e a nível genómico, dos 654 genes que contêm as 933 variantes de nucleótido único somáticas e não-sinónimas encontradas nas amostras leucémicas (S2-S4), apenas 4 se incluem nos 37 (11%) genes frequentemente mutados em LLA-T TLX3+ selecionados. Conquanto se tenha confirmado sobrexpressão de TLX3 em todas as amostras, os resultados experimentais não corroboram a infra-regulação do TCRA, mecanismo chave que rege o bloqueio de diferenciação na LLA-T TLX3+, verificando-se sobrexpressão do TCRA em todas as amostras. Com efeito, o modelo de ratinho de LLA-T TLX3+ não foi validado em função de dados clínicos. Diferenças nos contextos moleculares e celulares e nas interacções tumor-microambiente poderão ter condicionado o aparecimento de clones não representativos, culminando num modelo que não reproduz fiavelmente a biologia dos tumores humanos. Assim, este trabalho salienta a necessidade de conceber e caracterizar cuidadosamente os modelos de ratinho de doença a fim de avaliar a relevância clínica dos resultados obtidos neste contexto.

T-cell acute lymphoblastic leukaemia (T-ALL) is a rare haematological neoplasm. Although several genetic lesions and cytogenetic abnormalities have been identified, uncertainty around their predictive value has limited therapeutic advances and aggressive high-dose combination chemotherapy regimens are still employed. In this project, we performed a comprehensive cross-species oncogenomic comparison, by integrating transcriptome and exome data from a mouse model of T-ALL driven by the TLX3 transcription factor with data on human TLX3+ T-ALL patients, to identify potential therapeutic target genes and surrogate targetable signalling pathways. Analysis of RNA-sequencing and whole-exome sequencing data revealed that both the differential gene expression profiles and the mutational landscape of the murine TLX3+ T-ALL samples show little resemblance with the human counterpart, with a reduced number of the subtype-enriched alterations selected a priori upon bibliographic search being observed. At the transcriptomic level, only 12 of 59 (20%) candidate genes were consistently deregulated in all samples (S1-S4) and at the genomic level, of the 654 genes harbouring 933 somatic non-synonymous single-nucleotide variants in the leukaemic samples (S2-S4), only 4 were among the 37 (11%) selected recurrently mutated genes in TLX3+ T-ALL. Interestingly, while TLX3 overexpression was confirmed in all samples, experimental data does not corroborate TCRA downregulation, the key mechanism governing differentiation blockage in TLX3+ T-ALL, with TCRA being overexpressed in all samples. As a result, the TLX3+T-ALL mouse model could not be validated against clinical data. Different molecular and cellular contexts and discrepancies in tumour-microenvironment interactions may have conditioned the appearance of non-representative clones, resulting in a model that does not reliably reproduce the human tumour biology. Overall, this work highlights the need for careful design and characterization of murine disease models to assess the translational relevance of the results obtained in this setting.