تغییر بیان ژن DNMT3A در لوسمی لنفوبلاستیک حاد نوع B در اثر داروی مرکاپتوپورین

نویسندگان
طاهره احمدی افزادی 1
فاطمه پوررجب 2
سید حسین حکمتی مقدم 3
علی دهقانی فیروزآبادی 4
کولان رحمانی 5
1 کارشناس ارشد بیوشیمی بالینی، گروه بیوشیمی،پردیس بین الملل دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد، یزد، ایران
2 دانشیار، دکترای، گروه بیوشیمی و بیولوژی مولکولی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد، یزد، ایران
3 مرکز تحقیقات خون و سرطان، دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد، یزد،ایران
4 دانشجوی دکترای علوم سلولی کاربردی، مرکز تحقیقات قلب و عروق، دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد، یزد، ایران
5 کارشناس ارشد بیوشیمی بالینی، گروه بیوشیمی، پردیس بین الملل دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد، یزد، ایران
10.52547/jmj.19.1.6
چکیده
مقدمه: داروهای امروزی درمان لوسمی لنفوبلاستیک حاد (Acute lymphoblastic leukemia, ALL) از جمله مرکاپتوپورین، عوامل مولکولی دخیل در فرآیند ایجاد و پیشرفت این بیماری همچون DNA متیل ترانسفرازها (DNMTs) را به دلیل این که آنزیم های یاد شده در متیلاسیون و در نتیجه تنظیم بیان ژن های مرتبط با تکثیر سلولی دخیل اند هدف قرار می دهند. در مطالعه حاضر اثر داروی مرکاپتوپورین بر بیان ژن DNMT3A بررسی شد.
روش کار: مطالعه تحلیلی از نوع قبل و بعد روی هشت کودک مبتلا به ALL نوع B مراجعه کننده به بیمارستان مرکز طبی کودکان تهران به صورت نمونه گیری در دسترس در مرحله قبل از دریافت داروی مرکاپتوپورین و دو ماه پس از دریافت دارو و ۱۰ کودک سالم مراجعه کرده به آزمایشگاه مرکزی یزد انجام شد. RNA از نمونه خون ها استخراج و  اندازه گیری بیان ژن DNMT3A با روش RT-PCR (واکنش زنجیره ای پلیمراز با نسخه برداری وارونه) انجام شد.
یافته ها: بیان ژن DNMT3A در بیماران مبتلا به ALL دریافت کننده مرکاپتوپورین به طور معناداری نسبت به قبل از دریافت دارو بالاتر بود ( 0.05 >P ).
نتیجه گیری: افزایش بیان این ژن تنظیمی در اثر مصرف داروی مرکاپتوپرین رخ می دهد. پس احتمالا این دارو از راه فرایندهای اپی ژنتیک ناشی از افزایش متیلاسیون DNA روی سلول های لوسمیک اثر می گذارد.
کلیدواژه‌ها
DNA متیل ترانسفراز 3A
لوسمی لنفوئید
6- مرکاپتوپورین
بیان ژن
اپی ژنز

عنوان مقاله English

Altered expression of DNMT3A gene in B-cell acute lymphoblastic leukemia by mercaptopurine

نویسندگان English

Tahereh Ahmadi Afzadi 1
Fatemeh Pourrajab 2
Seyedhossein Hekmatimoghaddam 3
Ali Dehghani Firoozabadi 4
Kolan Rahmani 5
1 MSc in Clinical Biochemistry, Department of Biochemistry, International Campus, Shahid Sadoughi University of Medical Science, Yazd, Iran
2 Associate Professor of Biochemistry, Department of Biochemistry and Molecular Biology, School of Medicine, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran
3 Hematology and Oncology Research Center, Shahid Sadoughi University of Medical Science, Yazd, Iran
4 Applied Cell Sciences PhD Candidate, Yazd Cardiovascular Research Center, Shahid Sadoughi University of Medical Science, Yazd, Iran
5 MSc in Clinical Biochemistry, Department of Biochemistry, International Campus, Shahid Sadoughi University of Medical Science, Yazd, Iran
چکیده English

Introduction: Current medications used for acute lymphoblastic leukemia (ALL) such as mercaptopurine target molecular factors involved in its onset and progression including DNA methyltransferases (DNMTs) because these enzymes are implicated in methylation and therefore expression of genes which are related to cell proliferation. This study evaluated the effect of mercaptopurine on the DNMT3A gene expression.
Materials and Methods: The study was an analytical study of before and after type, performed on 8 children with B-cell ALL referred to children’s medical center of Tehran enrolled by convenience sampling. Their blood samples were taken in pre-treatment phase as well as 2 months after treatment with mercaptopurine. Ten healthy children referred to Yazd central medical laboratory were also sampled. RNA was extracted from the blood samples, and DNMT3A gene expression was measured by reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR).
Results: DNMT3A gene expression in patients with B-cell ALL who received mercaptopurine was significantly higher compared with pre-treatment time (P<0.05).
Conclusion: Increased expression of this regulatory gene occurred due to drug mercaptopurine. So, the mechanism of action of this drug may be through epigenetic processes due to higher methylation of DNA in leukemic cells.

کلیدواژه‌ها English

DNMT3A
Epigenesis
Gene Expression
Leukemia
lymphoid
6-mercaptopurine
REFERENCES: 1. Cooper SL, Brown PA. Treatment of pediatric acute lymphoblastic leukemia. Pediatr Clin North Am 2015; 62 (1): 61-73. 2. Schmiegelow K, Nielsen SN, Frandsen TL, Nersting J. Mercaptopurine/methotrexate maintenance therapy of childhood acute lymphoblastic leukemia: clinical facts and fiction. J Pediatr Hematol Oncol 2014; 36: 503-517. 3. Gujar H, Weisenberger DJ, Liang G. The roles of human DNA methyltransferases and their isoforms in shaping the epigenome. Genes 2019; 10 (2): 172. 4. Keil KP, Vezina CM. DNA methylation as a dynamic regulator of development and disease processes: spotlight on the prostate. Epigenomics 2015; 7 (3): 413-425. 5. Jostes S, Nettersheim D, Schorle H. Epigenetic drugs and their molecular targets in testicular germ cell tumours. Nat Rev Urol 2019; 16 (4): 245-259. 6. Ferrara F, Schiffer CA. Acute myeloid leukaemia in adults. Lancet 2013; 381 (9865): 484-495. 7. DiNardo CD, Cortes JE. New treatment for acute myelogenous leukemia. Expert Opin Pharmacother 2015; 16: 95-106. 8. Vogelstein B, Papadopoulos N, Velculescu VE, Zhou S, Diaz LA, Kinzler KW. Cancer genome landscapes. Science 2013; 339 (6127): 1546-1558. 9. Liu Y-n, Zhang N, Wu Y, Yang L, Ding XY, Zhou JF, et al. DNMT3A mutation analysis in adult patients with acute lymphoblastic leukemia. J Huazhong Uni Sci-Med 2015; 35: 337-342. 10. Eeles RA, Stamps AC. Polymerase chain reaction (PCR): the technique and its applications. Austin: RG Landes; 1993. 11. Ley TJ, Ding L, Walter MJ, McLellan MD, Lamprecht T, Larson DE, et al. DNMT3A mutations in acute myeloid leukemia. New Engl J Med 2010; 363 (25): 2424-2433. 12. Tatton-Brown K, Seal S, Ruark E, Harmer J, Ramsay E, del Vecchio Duarte S, et al. Mutations in the DNA methyltransferase gene DNMT3A cause an overgrowth syndrome with intellectual disability. Nat Genet 2014; 46 (4): 385-388. 13. Tzelepi V, Logotheti S, Efstathiou E, Troncoso P, Aparicio A, Sakellakis M, et al. Epigenetics and prostate cancer: defining the timing of DNA methyltransferase deregulation during prostate cancer progression. Pathology 2020; 52 (2): 218-227. 14. Abedi M, Rahgozar S, Moafi A, Ghaedi K, Moshtaghian SJ, Entezar-e-Ghaem MS, et al. Evaluation of the expression profile of MDR1 gene and assessment of its prognostic value in childhood ALL. Sci J Iran Blood Transfus Organ 2014; 10 (4). [Farsi] 15. Ahmadi J, Kaviani S, Atashi A. Evaluation of MALAT1 gene expression in AML and ALL cell lines. Koomesh 2015; 17 (1). [Farsi] 16. Gudas LJ. Retinoids induce stem cell differentiation via epigenetic changes. Semin Cell Dev Biol 2013; 24 (10-12): 701-705. 17. Tanaka Y, Kato M, Hasegawa D, Urayama KY, Nakadate H, Kondoh K, et al. Susceptibility to 6-MP toxicity conferred by a NUDT15 variant in Japanese children with acute lymphoblastic leukaemia. Brit J Haematol 2015; 171 (1): 109-115. 18. Yang JJ, Landier W, Yang W, Liu C, Hageman L, Cheng C, et al. Inherited NUDT15 variant is a genetic determinant of mercaptopurine intolerance in children with acute lymphoblastic leukemia. J Clin Oncol 2015; 33 (11): 1235-1242. 19. Brunetti L, Gundry MC, Goodell MA. DNMT3A in leukemia. Cold Spring Harb Perspect Med 2017; 7: a030320. 20. Ribeiro RS, Machado-Neto JA, Campos PDM, Eide CA, Savage SL, Lorand-Metze I, et al. DNMT3A is highly expressed in bone marrow cells from acute myeloid leukemia patients. Blood 2017; 130: 3969. 21. Gaidzik VI, Weber D, Paschka P, Kaumanns A, Krieger S, Corbacioglu A, et al. DNMT3A mutant transcript levels persist in remission and do not predict outcome in patients with acute myeloid leukemia. Leukemia 2018; 32 (1): 30-37. 22. Rostamian T, Pourrajab F, Hekmatimoghaddam S. The effect of 6-thioguanine on proliferation, viability and expression of the genes DNMT 3A, DNMT 3B and HDAC3 in lymphoid cancer cell line Nalm6. Iran J Pediatr Hematol Oncol 2019; 10 (1): 28-37. 23. Dexheimer GM, Alves J, Reckziegel L, Lazzaretti G, Abujamra AL. DNA methylation events as markers for diagnosis and management of acute myeloid leukemia and myelodysplastic syndrome. Dis Markers 2017; ID 5472893: 1-14. 24. Shaknovich R, Cerchietti L, Tsikitas L, Kormaksson M, De S, Figueroa ME, et al. DNA methyltransferase 1 and DNA methylation patterning contribute to germinal center B-cell differentiation. Blood 2011; 118(13): 3559-3569.