Role of epigenetic modifications in pathogenesis of leukemia

(1)

Praca poglądowa/Review

Znaczenie modyﬁkacji epigenetycznych w patogenezie bia łaczek

Role of epigenetic modi ﬁcations in pathogenesis of leukemia

Sylwester G łowacki *, Janusz B łasiak

KatedraGenetykiMolekularnej,WydziałBiologiiiOchronyŚrodowiska,UniwersytetŁódzki,Kierownik:drhab.KatarzynaWoźniak,Poland

Wstęp

Białaczkinależą dochorób rozrostowych układu krwionoś- nego. Współcześnie, zgodnie z klasyﬁkacją WHO z 2008 roku, wyróżnia się kilka typów białaczek różniących się

pochodzeniem iprzebiegiem [1].Wiele z nichpowiązanych zostało z określonymi zmianami genetycznymi. Przykła- dowo, przewlekła białaczka szpikowa (CML) wywoływana jesttranslokacjąchromosomowąt(9;22)(q34;q11),wwyniku której powstaje gen fuzyjny BCR-ABL kodujący onkogenną, konstytutywnie aktywną kinazę tyrozynową [2]. Choroba informacje o artykule

Historiaartykułu:

Otrzymano:12.09.2012 Zaakceptowano:20.12.2012 Dostępneonline:21.02.2013

Słowakluczowe:

białaczka

epigenetyka

metylacjaDNA

modyﬁkacjehistonów

miRNA

Keywords:

Leukemia

Epigenetics

DNAmethylation

Histonemodiﬁcations

miRNA

abstract

Relationsbetweengeneticalterationsanddifferenttypesofleukemialeadtounderstan- dingthatleukemogenesisisamainlygenetic-basedphenomenon.Howeverrecentlyrole offactorsofepigenetic natureis highlightedin researchononcogenic transformation.

Epigenetic regulation is defined as heritable patterns that are not related to DNA sequence.Therearethreemajorformsofepigeneticregulation: DNAmethylation,his- tonemodifications–methylation and acetylation–andregulation throughsmall non- coding RNAs. Epigenetic regulation is important in development of different typesof leukemia.ChangesinDNAmethylationpatternsaswellasinhistonemethylationand acetylationweredetectedinsamplesfrompatientswithleukemia.Inadditiondifferent profiles ofmiRNA,one subtype ofnoncodingRNAs, wereassociated withthisdisease.

Whatismore,alterationinactivityofenzymesinvolvedinregulationofDNAandhis- tonemodiﬁcationcanalsobedetectedinleukemiccells.Currentknowledgeofepigenetic regulationallowsfor betterdiagnosticofleukemiaandbetterunderstandingofmecha- nisminvolvedinitstherapy.Italsoallowedfordevelopmentofnewformsoftherapies targetedspeciﬁcallyonmechanismsinvolvedinepigeneticregulation.

*Adresdokorespondencji:KatedraGenetykiMolekularnej,WydziałBiologiiiOchronyŚrodowiskaul.Pomorska141/14390-236Łódź.

Tel.:+048426354776;fax:+048426354484.

Adresemail:sglowa@biol.uni.lodz.pl(S.Głowacki).

ContentslistsavailableatSciVerseScienceDirect

Acta Haematologica Polonica

journal homepage:www.elsevier.com/locate/achaem

http://dx.doi.org/10.1016/j.achaem.2013.02.002

(2)

zaczyna się fazą przewlekłą, która następnie przechodzi w fazę ostrą i/lub kryzę blastyczną [3]. Podobnie różne podtypy ostrej białaczki szpikowej (AML) są powiązane ze specyﬁcznymiaberracjamichromosomowymiipowstającymi wichwyniku fuzyjnymionkogenami,takimijak PML-RARA, MLLT3-MLLczyDEK-NUP214[4,5].Takżewobrębiebiałaczek limfoblastycznychB istnieje podgrupa,którejetiologia zwią- zana jest z wystąpieniem zaburzeń chromosomowych oraz powstaniem takich onkogenów, jak rearanżowane geny białka MLL czy geny fuzyjnego białka EL-AML1 (przegląd przedstawiająVardimaniwsp.[4]).

Wostrych białaczkachlimfoblastycznychorazozróżni- cowanym pochodzeniu obserwuje się genetyczne zmiany o charakterze fuzji i translokacji, między innymi t(9;22)/

BCR-ABL, t(4;11)/MLL-AF4, t(12;21)TEL-AML1 oraz t(1;19) E2A-PBX,w komórkachprogenitorowych limfocytówT iB, które prowadzą do ich transformacji nowotworowej izwiększonejproliferacji[6].

Związki między występowaniem opisanych zaburzeń genetycznychazapadalnościąnabiałaczkidoprowadziłydo poglądu, że nowotwory krwi są chorobami o genetycznym podłożu,jednakżew ostatnich latachzwraca sięuwagęna istotną rolę regulacji epigenetycznej w rozwoju tych scho- rzeń.

Mechanizmy regulacji epigenetycznej

Definicje epigenetyki i epigenetycznej regulacji ekspresji genówsąkontrowersyjneinieprecyzyjne.Na potrzebytego przegląduprzyjmiemyuproszczoneujęcie,zgodniezktórym epigenetyczna modyfikacja ekspresji genów oparta jest na dziedzicznych wzorcach, niezwiązanych ze zmianami w sekwencji DNA [7]. Obejmują one takie zjawiska jak metylacja DNA, modyfikacje histonów oraz niekodujące RNA (ncRNA)(Ryc.1)[8]. Wspomniane modyfikacjetworzą sieć wzajemnie oddziałujących na siebie czynników, które umożliwiają precyzyjną kontrolę ekspresjigenów isą pod- stawą takich zjawisk, jak różnicowanie się komórek wtrakcierozwojuosobniczego[9].

Metylacja DNA zachodzi u ssaków głównie w obrębie wysp CpG, aczkolwiek stwierdzono ją także poza tymi obszarami [10]. Metylacja reszt cytozyny przeprowadzana jest przez enzymy z grupymetylotransferaz DNA (DNMT).

Metylację de novo przeprowadzają DNMT3A i DNMT3B,zaś metylacjazachowawcza przeprowadzanajest przezDNMT1 [11]. Metylacja DNA prowadzi do hamowania ekspresji genówpoprzezco najmniej dwamechanizmy. Metylowane sekwencjesłabiejwiążączynnikitranskrypcyjne, coprowa- dzićmożedoosłabieniatranskrypcjiiwefekciewyciszenia ekspresjigenu,któregosekwencjauległahipermetylacji[12].

Z drugiej strony metylacja może indukować związanie innych,specyﬁcznychczynnikówregulatorowych,takichjak MeCP-1(białkowiążącemetylo-CpG)osłabiającychekspresję informacji genetycznej [13]. Wykazano także, że metylacja DNA może prowadzić do zwiększenia stopnia upakowania chromatyny.Współdziałanieenzymówmetylującychdenovo imetylotransferazzachowawczychprowadzidoutworzenia idziedziczeniawzorcówmetylacjiDNAw genomiessaków.

Wykazano, że zjawiska metylacji DNA są kluczowe dla

właściwego przebiegu rozwoju zarodkowego [14]. Metylacja wysp CpG jest mechanizmem zapewniającym wyciszenie między innymi sekwencji retrotranspozonowych stanowią- cych znaczącą część genomów ssaków [15]. Proces ten pozwalarównieżnainaktywacjęjednegoz dwóchchromo- somówXwkomórkachżeńskich,atakżeekspresjęmonoal- lelicznąopartąonapiętnowaniurodzicielskim[11,16].

Przez długi czas za jedyny powszechnie akceptowany mechanizm demetylacji DNA u ssaków uznawana była pasywna demetylacja wynikająca z replikacji DNA.

W ostatnich latach odkryto jednak enzymy z rodziny TET odpowiedzialne za przekształcenia 5-metylocytozyny do 5-hydroksymetylocytozynyizapoczątkowująceszlakreakcji prowadzącychdoaktywnejdemetylacjiDNA[17].

Modyﬁkacje histonów następują poprzez kowalencyjne wiązanieróżnychgrupchemicznychdoichN-końców.Dwie najczęstszemodyﬁkacjetometylacja iacetylacja. Metylacja przeprowadzana jest przez metylotransferazy histonów (HMT),które przyłączają jednąlub więcejgrupmetylowych do reszt lizyny lub argininy [18]. Metylacja histonów jest procesem przynajmniej częściowo odwracalnym przez demetylazyhistonów(HDM),takiejakJHDM1czyJMJD2[19].

Ryc.1–Schematprzedstawiającyróżnetypymodyfikacji epigenetycznychiichwpływnaekspresjęgenów.DNMT– metylotransferazyDNA;HMT–metylotransferazy histonów;HDMT–demetylazyhistonów;HAT– acetylotransferazyhistonów;HDAC–deacetylazy histonów;ncRNA–niekodująceRNA

Fig.1–Diagramshowingthedifferenttypesofepigenetic modificationsandtheirinfluenceongeneexpression.DNMT– DNAmethyltransferase;HMT–histonemethyltransferase;

HDMT–histonedemethyltransferase;HAT–histone acetyltransferase;HDAC–histonedeacetylase;ncRNA–non- codingRNA

(3)

Efekty metylacji histonów obejmują rozluźnienie struktury chromatyny wynikające ze zmian w strukturze nukleoso- mów, a także utworzenie miejsc wiążących różne białka regulatorowe,wtymczynnikitranskrypcyjne[18,19].Proces ten może jednak prowadzić zarówno do hamowania, jak i stymulacji ekspresji genów, w zależności od tego, które aminokwasyulegająmetylacjiorazileresztmetylowychjest do nich przyłączanych. Trimetylacje H3K9me3, H3K27me3 wiąże się zazwyczaj z wyciszaniem genów, zaś metylacje H3K4me2/3, H3K36me3, H3K79me2 promują proces transkrypcji [20]. Także metylacja argininy może prowadzić do wyciszania jak i zwiększenia ekspresji genów na drodze modyﬁkacji powinowactwa metylowanych regionów chro- matynydoczynnikówtranskrypcyjnych[21].

Acetylacja histonówprzeprowadzana jestprzez acetylo- transferazy histonów (HAT), które przyłączają pojedyncze grupyacetylowedozachowanych ewolucyjnieresztlizyno- wych zawartych w ogonach N-końcowych histonów, zaś deacetylacja – przez deacetylazy histonów (HDAC) [22].

Wyróżniasiętrzygłównegrupyacetylotransferazhistonów:

rodzina N-acetylotransferaz powiązanych z Gcn-5, rodzina CBP/p300 i rodzina MYST oraz cztery klasy deacetylaz histonów [22, 23]. Deacetylazy należące do klas I, II i IV wykorzystują jony Zn²⁺ jako kofaktor, zaś przedstawiciele klasyIIIwykorzystująNAD⁺[23].Ponieważenzymytemogą także deacetylować reszty lizyny w białkach innych niż histony,obecnieczęstookreślasięjejakodeacetylazylizyny (KDAC) [24]. Zwiększając wypadkowy ładunek ujemny hi- stonów, acetylacja prowadzi doosłabienia wiązaniaz DNA i ułatwia wiązanie się czynników transkrypcyjnych [19].

Stwierdzono także, że efektem acetylacji jest osłabienie oddziaływań między nukleosomami [25]. Współdziałanie procesów metylacji i acetylacji histonównie jest do końca jasne. Sugeruje się, że acetylacja określonych histonów może promować ich metylację i efekty te mogą synergi- stycznie prowadzić do podwyższenia poziomu ekspresji genów[26].

Opisane modyfikacje histonów składają się na system regulacjiopisywanyczasamijakokodhistonowy.Podstawą jegodziałaniajestaktywnośćbiałekzaangażowanychwjego odczyt [27]. Przyjmuje się, że odczyt wzorców związanych z acetylacją przeprowadzany jest przez białka zawierające bromodomeny, zaś modyfikacje związane z metylacją odczytywanesąprzezbiałkawyposażonewchromodomeny [27]. Modyfikacje te funkcjonują w kontekście aktywności antagonistycznie działających kompleksów białek z grupy Polycomb i Trithorax [28]. Białka z grupy Polycomb są wiązanezwyciszaniemekspresjigenów,podczasgdybiałka zgrupyTrithoraxzaktywacjąekspresji,zaśichwspółdziała- nie może utrwalać wzorzec regulacji związany z kodem histonowymwtrakciereplikacjiDNAipodziałówkomórko- wych[29].Mutacjewgenachtychbiałek,naprzykładASXL1, są jednymi z charakterystycznych zaburzeń występujących w różnych chorobach związanych z hematopoezą [30]. Co więcej, ostatnio uzyskane wynikisugerują, że regulacja ta odbywasiętakżeprzywspółudzialencRNA[31].

Istnieje szeregróżnych formncRNA. Przykładem, który opiszemy dalej, są mikroRNA (miRNA) – cząsteczki RNA długości około 22 nukleotydów, które regulują aktywność mRNA [32]. Regulacja mRNA odbywa się na drodze

sparowania sekwencji miRNA z fragmentem mRNA.

miRNA funkcjonują w kompleksach z białkami, tworząc miRNP. Dojrzewanie miRNA obejmuje procesy katalizo- wane częściowo przez te same enzymy co w przypadku małych interferujacych RNA. W przypadku wystąpienia znacznejkomplementarnościmiędzycząsteczkamimiRNA a danym transkryptem dochodzi do jego degradacji. Przy mniejszej komplementarności miRNP wywołaćmożeinhi- bicję translacji we współdziałaniu z białkiem z rodziny Argonaute, ale szczegółytego procesuniesą znane(prze- gląduStefaniiSlacka[33]).Wgenomieczłowiekazidenty- ﬁkowano ponad 800 genów miRNA, które mogą wpływać naekspresjęponadpołowybiałekworganizmie, regulując aktywność większości fundamentalnych procesów, takich jakwzrost,rozwój iróżnicowaniesię,cyklkomórkowy czy programowanaśmierćkomórki(przegląduStefaniiSlacka [33]). Deregulacja aktywności miRNA jest jednym z charakterystycznych przejawów wielu transformacji nowotworowych[34].

Metylacja DNA w białaczkach

MetylacjawyspCpGmożewpływaćnaprocestransformacji nowotworowej na trzy sposoby. Po pierwsze demetylacja onkogenów prowadzi do ich aktywacji, umożliwia trans- krypcję ich sekwencji poprzez zniesienie mechanizmów wyciszających wykorzystujących metylację i w efekcie sprzyja transformacji nowotworowej. Po drugie, nieprawi- dłowametylacjagenówsupresorowychnowotworówprowa- dzidoichinaktywacji,comożeodblokować szlakiaktywne w trakcie transformacji nowotworowej. Po trzecie metylowane sekwencje częściej ulegają mutacjom, które mają potencjalnie onkogenny charakter (przegląd przedstawiają GonzalgoiJones[35]).Stwierdzono,żeinaktywacjaukomó- rek nowotworowych enzymów kontrolujących poziom iwzórmetylacjiDNAprowadzidoichśmierci[36].Podobnie jak inne nowotwory, komórki białaczek wykazują liczne odchylenia we wzorcach metylacji DNA w porównaniu z komórkami zdrowymi [37]. Przykładowo, badania zużyciemmikromacierzywykazałyupacjentówzdziecięcą formą ALL zwiększoną metylację pięciu genów: PPP2R3A (podjednostka regulatorowa fosfatazy 2), THRB (b receptor hormonutarczycy),FBLN2(ﬁbuliny2),BNC1(bazonukliny1) oraz MSX1 (homeoboksu msh 1). Co więcej, wykazano różnicewstatusiemetylacjitychgenówmiędzybiałaczkami ALL typuT iB [38]. Stwierdzono, że niektórez tychzmian mogą funkcjonować jakowyznaczniki w diagnostycebiała- czek, a także w określaniu rokowania dla pacjentów. Jako przykład służyć może hipermetylacja i inaktywacja genów HOXA, którajest związanaze złymi rokowaniami,zarówno w białaczkach szpikowych jak i limfocytarnych [39]. Przy- kłady genów hipermetylowanych w różnych białaczkach zawieratabelaI.

Zauważono,żewprzypadkuzaburzeńwzorcówmetylacji w AML częściej obserwuje się globalny wzrost poziomu metylacji różnych genóww porównaniu z komórkami pra- widłowymi, chociaż u niektórych pacjentów obserwuje się hipometylację, zawsze jednakwzorzecmetylacji jest zmie- niony w stosunku do wzorca obecnego u osób zdrowych

(4)

[40].UchorychnaAMLiCMLstwierdzonotakżewzmożoną ekspresję genów metylotransferaz DNA DNMT1, -3A, i -3B [41].Wzespołachmieloproliferacyjnych,któremogąprowa- dzić do rozwoju AML, stwierdzono występowanie mutacji TET2kodującej enzymdemetylującyDNA[42]. Wostatnich latach stwierdzono związek między hipermetylacją w AML a występowaniemzmutowanych wariantów genów IDH1/2 kodujących cytozolową i mitochondrialną dehydrogenazę izocytrynianu.Zasugerowano,żezwiązektenwynikaćmoże z wpływu wytwarzanego przez IDH1/2 a-ketoglutaranu na aktywność enzymów regulujących poziom metylacji DNA (przegląduFathiiAbdel-Wahab[43]).

Badaniaglobalnychprofilimetylacji DNApozwoliłymię- dzy innymi zidentyfikować pięć nowych podtypów AML, atakże specyficzne wzorce metylacjitowarzyszące formom fuzyjnych onkogenów występujących w AML, takim jak AML1-ETO,CBFb-MYH11iPML-RARA[40]. Wzorzecmetylacji DNA w AML zmienia się w trakcie przebiegu choroby – wpóźnymokresierozwojuchorobyobserwujesięhiperme- tylację w promotorze genu HIC1 i jest to skorelowane z nawrotem choroby po zastosowaniu chemioterapii. Co więcej, 100% hipermetylacji tego genu obserwuje się także u pacjentów w fazie kryzy blastycznej CML [44]. Pacjenci chorzy na AML wykazują także bardzo niejednolitewzorce metylacji genów inhibitorów kinaz cyklino-zależnych, wtym CDKN2B[45,46]. MetylacjaCDKN2Bskorelowana jest z nadekspresją metylaz DNMT1 i DNMT3B, która z kolei możebyć przyczynądalszychzaburzeńwewzorcachmety- lacjiDNA[41].

WALListotneznaczenie prognostyczne możemiećstan metylacji promotora genu białka p21 (CDKN1A) oraz genu kalcytoninyCALC1. Hipermetylacja tychsekwencji pozwala prognozować nieskuteczność terapii [47, 48]. Brak niepra- widłowej metylacji CDKN1A jest z kolei pozytywnym pro- gnostykiem zarówno w ostrych białaczkach mieloblastycz- nych,jakilimfoblastycznych[46].WprzypadkuCLLstwier- dzono istotne relacje między mutacjami w genie IgVH będącym głównym markerem dla tego typu białaczek, astanemmetylacjitakichgenów,jakZAP-70kodującyinny markerdlabiałaczekCLLczygenczynnikatranskrypcyjnego TWIST2, oraz prognozami dla leczenia. Wyciszenie ZAP-70 koreluje z jego metylacją i mutacją w IgVH, zaś pacjenci z metylowanym ZAP-70 charakteryzują się znacząco dłuż- szym oczekiwanym czasem przeżycia, którego mediana wynosi 211 miesięcy w porównaniu z 81 miesięcy dla pacjentów, u których nie stwierdzono metylacji tego genu [49]. Z kolei dla czynnika transkrypcyjnego TWIST2

obserwuje się korelację między brakiem mutacji w IgVH a metylacją tego genu oraz złymi prognozami dla leczenia [50]. Metylacja niektórych genów może upośledzić wrażli- wość komórek białaczkowych na chemoterapeutyki stoso- wanew terapiach.Przykłademtakiej relacjijesthipermety- lacjapromotoraPTENprowadzącadoinaktywacjitegogenu, która powiązanajestz opornościąnaleki,wtym inhibitora kinaztyrozynowych–imatynibu(IM)[51].WALLobserwuje siętakże hipometylację, która prowadzi między innymi do aktywacjiprotoonkogenuHOX11[52].

W CML badano zmiany we wzorcach metylacji w kolejnychstadiachrozwoju tejchoroby. Wtrakcieprzej- ściaodfazy przewlekłej dokryzyblastycznejobserwujesię wzrost poziomu metylacji takich genów, jak ABL1, CALC1, HIC1, orazreceptora estrogenów[44,53–55]. Ponadtowyka- zano, że rozwojowi CML towarzyszy utrata piętnowania rodzicielskiego, co prowadzić może dopatologicznej bialle- licznej ekspresji genów, które normalnie ulegają ekspresji monoallelicznej[56].Stwierdzonotakże,żeprzejścieodfazy przewlekłej do fazy kryzy blastycznej skorelowane jest ze wzrostem globalnej aktywności metylotransferaz [41]. Nie- dawnoodkryto,żehipermetylacjagenuczynnikatranskryp- cyjnego PU.1prowadzidowyciszenia jego ekspresjiimoże byćistotnymmarkeremzmiannowotworowych–utrzymuje się w komórkach szpiku nawet po całkowitej remisji choroby pod wpływem terapii IM [57]. Zarazem przy przejściu od fazy przewlekłej do fazy ostrej i/lub kryzy blastycznej obserwujesięhipometylacjęniektórychsekwencji,naprzy- kład promotora retrotranspozonu LINE1, co prowadzi do aktywacji transkrypcji sensownej prowadzącej do ekspresji ORF1 i transkrypcji antysensownej skutkujacej ekspresją protoonkogenu MET. Aktywację LINE1 skorelowano także zwysokimipoziomamitranskryptuBCR-ABL[58].Hipomety- lacja jest też przyczyną nadekspresji antygenu CD7 będą- cegojednymzistotnychmarkerówprognostycznychwCML [59]. Globalnademetylacja indukowana działaniemdeoksy- 5-azacytydyny(DAC)skutkujeróżnicowaniemsięiautofagią w komórkach białaczkowych [60]. Zmiany we wzorcach metylacji odpowiadać mogąteż zanabywanie w przebiegu CMLlekooporności.Stwierdzono, żemetylacja genumedia- tora interakcji z Bcl-2 (BIM) jest skorelowana z opornością nadziałanieIM[61].

W komórkach białaczkiCLL obserwuje się nadekspresję onkogenu TCL-1 wynikającą z demetylacji jego promotora.

Gen ten pełni prawdopodobnie rolęw blokowaniu różnico- wania komórek hematopoetycznych, rozwoju guzów i działaniu antyapoptotycznym [62]. W CLL obserwuje się TabelaI–Wybranegenyhipermetylowanewposzczególnychtypachbiałaczek(napodstawie[44],zmienione,cytowania tamże)

TableI–Selectedgeneshipermetylowaneindifferenttypesofleukemia(basedon[44],asamended,quotedibid)

Gen Funkcja CML(%) AML(%) ALL(%) CLL(%)

c-ABL Kinazatyrozynowa 20–81

Kalcytonina ResorpcjaCa²⁺ 20–80 50–90 >70

E-kadheryna Adhezjamiędzykomórkowa 32–78 53–100 60

ER Receptorestrogenu 20–50 70–90 60–90

MDR1 Opornośćwielolekowa 10–31

MyoD Różnicowaniekomórekmięśniowych 50–80 50–80

p15^INK4B Inhibitorkinazcyklino-zależnych 24 30–90 38–80 <10

RARb Receptorkwasuretinowego >50

(5)

także nadekspresję kilku innych genów, która może być wywołana hipometylacją ich promotorów, między innymi Bcl-2 i DNMT3B, którego nadekspresja skorelowana jest zhipometylacjąLINE1[58].

Szereg wyników wskazuje, że odpowiednie poziomy metylacji DNA związane są z potencjałem prawidłowego różnicowania się komórek macierzystych. Także białacz- kowekomórkimacierzyste,uktórychindukowanohipome- tylację,przejawiająznacznieobniżonypotencjałdoodnowy irozwoju(przeglądprzedstawiająVocentanziwsp.[63]).

Metylacja histonów w białaczkach

Zaburzenia wzoru metylacji histonów mogą mieć związek zrozwojemróżnychnowotworów[64].Zmianyteodgrywają także istotną rolę w rozwoju białaczek. W przypadku ALL i AML stwierdzono, że częste w ich przebiegu chromoso- mowe rearanżacje prowadzą do powstania patologicznych, chimerycznych białek zawierających fragmenty białkaMLL o aktywności metylotransferazy H3K4, które jest ludzkim homologiembiałkaTrithorax.Zaproponowanokilkamecha- nizmów, według których warianty te modyﬁkują ekspresję genów, w tym rekrutację HDAC, rekrutację koaktywatorów czyoligomeryzacjębiałkaMLL.Wkonsekwencjidochodzido nadekspresjigenuHOXiblokadyróżnicowaniasiękomórek hematopoetycznych [65]. Dalsze badania pozwoliły stwier- dzić,żechimerycznewariantyMLLniewykazująaktywności metylotransferazy,leczmusząwspółdziałaćzinnymiczyn- nikami, takimi jak DOT1L, by móc wpływać na proces leukemogenezy [66]. W badaniach nad mysim i ludzkim modelem białaczek z rearanżacjami MLL stwierdzono, że białkotowywołujerekrutacjęDOT1Ldorejonówzawierają- cychgeny HOX,coprowadzi dometylacjiH3K79 w obrębie ich promotorów i wzmożenia ekspresji tych genów [67].

Z kolei komórki immortalizowane genami chimerycznych wariantów białka MLL ulegają apoptozie po wyciszeniu ekspresjiDOT1L[68].WpływnaaktywnośćgenówHOXmają także procesy metylacji H3K36 i H4K20 przeprowadzane przez białka chimeryczne występujące w AML, w skład których wchodzi fragment metylotransferazy NSD1 połą- czony z nukleoporyną 98. NUP98–NSD1 indukuje AML na drodzeinaktywacjirepresjigenuHox-AprzezrepresorEZH2 [69]. EZH2 jest metylotransferazą metylującą histon H3 wpozycjiK27,którawchodziwskładkompleksuregulato- rowego Polycomb [70]. W niektórych typach białaczek zidentyﬁkowanowarianty EZH2zawierającemutacjęinak- tywującą aktywność metylotransferazową, co podkreśla rolę EZH2 jako represora nowotworów [71]. Aktywacja genówHOXmożeteżwynikaćzdemetylacjiprzeprowadzo- nej przez HDMT, jak to jest w przypadku demetylazu KDM2b,istotnejwtransformacjinowotworowejwprzebiegu AML[72].

WprzypadkubiałaczektypuCLLzidentyﬁkowanotakże zjawisko represji genu RELB, któregoaktywność związana jest z wrażliwością na terapię zależną od płci. RELB jest elementem szlaku przekazywania sygnałów NF-kB. Gen tego białka jest poddany represji w komórkach opornych na terapię mężczyzn, lecz u kobiet ulega wzmożonej ekspresji[73].

Rola acetylacji histonów w białaczkach

Wzoryacetylacjihistonówulegajązmianomwtransformacji nowotworowejimogąbyćpomocnewprognozowaniuprze- biegu choroby. Stwierdzono pozytywną korelację między acetylacją histonu H4 a odsetkiem całkowitych remisji iprzeżyćwprzebieguALL[74].NiektóreHATsąidentyﬁko- wane jako składniki onkogennych białek chimerycznych w białaczkach. Przykładem może być spotykane w AML z translokacją t(8;16)(p11,p13) białko MOZ-CBP, które powstajewwynikupołączeniadwóchbiałekofunkcjiacety- lotransferaz: CBP i MOZ[75]. Przypuszcza się, że nieprawi- dłowe formy chimerycznych acetylotransferaz wywołują zaburzoną acetylację histonów skutkującą niepożądaną aktywacjąekspresjigenów[76].

Deacetylazyhistonówodgrywająrolęwpatogenezienie- którychbiałaczek.Typowymprzykłademjestbiałaczkatypu APL,podtyp AML,gdziebiałko receptorakwasu retinowego (RAR)w wynikurearanżacjichromosomowych często ulega fuzji z białkiem PML [77]. Białka chimeryczne PML-RAR indukują leukemogenezę, zaburzając prawidłową regulację genów,wtympowiązanychzmetabolizmemkwasuretino- wego(RA),cozachodzimiędzyinnyminadrodzerekrutacji metylotransferaz i HDAC. Stwierdzono także, że chimeryczne białko PML-RAR oddziałuje z innymi enzymami aktywnymiwregulacjiepigenetycznej,wtymJMJD3(demetylaza H3K27me3), SETDB1, JMJD1A (demetylaza H3K9), HDAC-4 i -9, oraz DNMT3A [77]. Sugeruje to, że PML-RAR pełni rolę w szerszym spektrum modyﬁkacji epigenetycznych, nie tylkow acetylacji histonów.Fragment PMLindu- kuje oligomeryzację RAR, co umożliwia oddziaływanie z kompleksem korepresorowym NCoR/SMRT, skutkujące wzmożoną rekrutacjąHDACipermanentnąrepresjągenów metabolizmu kwasu retinowego (RA) [78, 79]. Blokuje to prawidłowe różnicowanie się komórekhematopoetycznych inowotworzenie.WkonsekwencjiuwielupacjentówzAPL można doprowadzić do remisji choroby, wykorzystując RA iodblokowującprawidłoweszlakiróżnicowania[80].

Podobne zjawiska obserwujesięw innych typachbiała- czek. Przykładowo białkochimeryczneAML1-ETO,charakte- rystyczne dlabiałaczektypuAML,współdziałazpodobnym mechanizmemrekrutacjiHDACblokującymprawidłoweróż- nicowanie komórek hematopoetycznych [79]. Co więcej, aktywność tego genu jest z kolei zależna od acetylacji specyﬁcznych reszt lizynowych przeprowadzanej przez białko p300. Przypuszcza się, że p300 nie tylko acetyluje AML1-ETO,aletakżejestprzeznierekrutowanedochroma- tyny i funkcjonuje jako typowa HAT [81]. W AML stwierdzono zaś zaburzenia dystrybucji HDAC1. Wśród 10 000 przebadanych promotorów w blastach AML obserwuje się, w porównaniu z prawidłowymi komórkami progenitoro- wymi, silniejsze wiązanie HDAC1 w 130 promotorach, zaś osłabionew66[82].

Oprócz białek chimerycznych zawierających fragmenty o aktywności HDAC w różnych białaczkach stwierdzono także zaburzenia ekspresji prawidłowych form deacetylaz.

W próbkach pobranych od pacjentów cierpiących na ALL wykryto nadekspresję HDAC6 i SIRT1 przy jednoczesnym hamowaniu ekspresji HDAC5, a także selektywne zmiany

(6)

aktywności tych enzymów pod wpływem inhibitorów [83].

Wpróbkach pochodzącychoddziecięcychpacjentówzALL wykryto z kolei nadekspresję HDAC-2, -3, -6, -7 i -8 w porównaniu z próbkami szpiku odzdrowych osób. Nad- aktywność HDAC7 i -9 stanowi wyznacznik złej prognozy wrozwojuALLudzieci[84].

Rola ncRNA w białaczkach

Zaburzona ekspresjamiRNA możeprowadzić donowotwo- rzenia,cowskazuje,żegenyniektórychmiRNAfunkcjonują jako supresory lub onkogeny [85]. Jednym z pierwszych zidentyﬁkowanych przykładów miRNA pełniących funkcję supresorów w rozwoju białaczek były miR-15a i miR-16-1, które wyciszają ekspresję genu Bcl-2, ulegały one słabszej ekspresji u ponad połowy pacjentów cierpiących na CLL, ponadtopoziomichekspresjikorelował zprzewidywanymi efektamiterapii. ZmniejszonaaktywnośćtychmiRNAskut- kujenadekspresjąantyapoptotycznego białkaBcl-2 [86,94].

SpadekaktywnościmiR-15aimiR-16-1jestwynikiemdelecji del13(q14) obejmującej obszar, na którym leżą geny tych miRNA[87]. Korelacja między delecjami i zmianami profili aktywnościmiRNAjesttypowącechąpatogenezyCLL(prze- gląd uZhaoiwsp.[88]).Zmienione profile miRNAwwielu przypadkach mogą być skutecznieużyte w prognozowaniu rozwoju choroby [89]. Zmiany profilów aktywności miRNA korelująteżzpodatnościąnaróżneformyterapii.Powiąza- niatakie odkrytezostałyna przykład w kontekście wrażli- wośćpacjentówCLLnaterapięopartąnaanalogunukleozy- dów purynowych – flaudarabinę. Stwierdzono, że u pa- cjentówopornychnadziałanietegolekuczęstodochodzido delecjigenu p53[90]. Później zidentyfikowano także specyficzne profile aktywnościmiRNA związanez opornościąna ten lek, w których obserwuje się zwiększoną aktywność miR-181a i miR-221 oraz zmniejszoną aktywność miR-29a [91]. AktywnośćtychmiRNApowiązanoz szlakiem przekazywania sygnałów związanym z p53. Wynika z tego, że zmieniona aktywność miRNA może być jedną z przyczyn zaburzonej regulacji białka odpowiedzialnego za podatność naterapięflaudabiryną.Wynikite,wrazzinnymi,pozwoliły opracować testy wykorzystujące profile aktywności miRNA wprognozowaniuprzebieguróżnychpodtypówCLL[92,93].

Znacznie mniej znana jest rola miRNA w patogenezie CML. Wykazano na przykład, że grupa genów miR-17-92, którychekspresjaregulowanajest przezbiałkaMYCiBCR- ABL,ulega wzmożonejaktywacjiupacjentówwfazieprze- wlekłej,aleniewfaziekryzyblastycznej.Ponadtouzyskane zapomocątransformacjilentiwirusemzwiększeniepoziomu ekspresji policistronowego miRNA obejmującego wymie- nionegenyprowadzidozwiększeniawrażliwościnaIM[94].

Ponadto CML powiązana jest z wyciszeniem miR-203.

Dochodzi do niego w wyniku hipermatylacji tego genu w komórkach nowotworowych. Wyciszenie miR-203 skut- kuje zwiększeniem aktywności ABL1,które jest jednym ze składników chimerycznej kinazy tyrozynowej BCR-ABL [95, 102]. Badanie proﬁlów miRNA chorych na CML pozwoliło także wykryć zmiany wywołane terapią. Podanie IM skut- kujeupacjentówchorychnaCMLwzrostemekspresjimiR- -150imiR-146a,które połączonejestzespadkiemekspresji

miR-142, -199bi -145 [96]. Podobnie jak w przypadku CLL, specyficzne profile miRNA mogą służyć w przebiegu CML jako prognostyki efektówterapii. Badania pacjentówotrzy- mującychIM pozwoliły zidentyfikować 19 miRNA o innym poziomie ekspresji u pacjentówwrażliwych i opornych na działanieIM. Ekspresjaosiemnastu z nichbyłahamowana, ekspresja jednego, hsa-miR-191, wzrastała u pacjentów opornychnaIM[97].

Jeśli chodzi o białaczki ostre, większość badań nad rolą miRNA dotyczyła AML. W przypadku ALL stwierdzono zamiany aktywności tylko kilku miRNA (przegląd przedsta- wiają Florean i wsp. [98]). Zidentyfikowano między innymi specyficzne profile aktywności miRNA skorelowane zróżnymiformamirearanżacjichromosomowychwystępują- cych w AML, wykazano także, że deregulacja aktywności miRNA jest czynnikiem wpływającym na przebieg choroby [99]. Także w przypadku tych form białaczek zmiany w ekspresji miRNA mogąsłużyć w prognozowaniurozwoju choroby lubpowodzeniuterapii.Przykłademtakichzastoso- wańjestmiR-181,któregoekspresjabyłaodwrotnieskorelo- wanazekspresjąbiałekzwiązanychzmechanizmamiodpor- nościwrodzonej iwskazywała nawysokie ryzykonegatyw- nych wyników postępowania klinicznego [100]. Nie zawsze oporność na dany chemoterapeutyk znajduje odbicie w odrębnej sygnaturze miRNA. Mimo że w trakcie terapii winkrystyną i daunarubicyną w ALL dzieci stwierdzono odmienne profile miRNA między pacjentami wrażliwymi iopornyminaterapię,niestwierdzonotakowychprzyterapii prednizolonem [101]. Z kolei leczenie kwasami transretino- wymi wywołuje u pacjentów mających chimeryczne białko PML-RARmodyfikacjęekspresjiszeregumiRNAwchodzących wskładsystemówregulującychszlakiprzekazywaniasygna- łów powiązane z czynnikiem NF-kB, cosugeruje, że miRNA mogątakże wchodzić w skład ścieżekodpowiedzialnych za prawidłowefunkcjonowanieterapeutyków[102].

Regulacja epigenetyczna jako cel terapii białaczek

Odkrycie, że wiele kluczowych aspektów nowotworzenia zależy odprocesów podlegających regulacjiepigenetycznej, pozwoliło przyjąć nową strategię w opracowywaniu terapii antynowotworowych obejmującychmodyﬁkacjęaktywności enzymówbiorącychudziałwutrzymaniuizmianiewzorów metylacji DNA oraz metylacji i acetylacji histonów, jak również bezpośrednią modyﬁkację stanu metylacji DNA (przegląd przedstawiają Florean iwsp. [98]). Badanomożli- wośćzastosowaniaczynnikówdemetylujacychjakoterapeu- tyków. PrzykładowoDAC indukuje apoptozę w komórkach CML.Towarzyszytemuindukcjaaktywnościkalpainy,białka o aktywnościproteazyzaangażowanejw procesy, takiejak cykl komórkowy czy ruchliwość komórek, przy jednoczesnym osłabieniu działania białek antyapoptotycznych.

Ponadto, synergistyczne zastosowanie DAC wraz z trady- cyjnymi chemoterapeutykami lub inhibitorami HDAC prowadzi do silnego synergistycznego uwrażliwienia komórek nasygnałyapoptotyczne[60].

Wprzypadkumodyﬁkacjihistonówjednymzobiecujących kierunków jest zastosowanie inhibitorówaktywnościHDAC.

Do użytku w terapii antynowotworowej dopuszczono już

(7)

Varinostat.Jesttozwiązekwiążącysięzmiejscemaktywnym HDAC,coskutkujeakumulacjąacetylowanychbiałek,wtym histonów,orazodblokowaniemekspresjiwielugenów,wtym odpowiedzialnychza prawidłowe różnicowanie się komórek [103].Zkoleifenylomaślansoduwykazujetoksycznośćwobec komórek białaczkowych przy ogólnej niskiej toksyczności nawetpodługotrwałymstosowaniu,przejawiatakżezdolność wspomaganiaindukcjiróżnicowaniasiękomórek,coczynigo obiecującym kandydatemna lekwspomagającyw terapiach CML [104]. Synergistyczne współdziałanie terapeutyków wydaje się być istotnym elementem w planowaniu terapii wykorzystujących regulację epigenetyczną. Jednoczesne za- stosowaniepanobinostatu,inhibitoraHDAC,zDZNep,inhibi- torem HMT chroniącym przed metylacją H3K27 pozwoliło uzyskać selektywną apoptozę komórek AML, pozostawiając komórkiprogenitoroweCD34+,zaśefektyopisanejwcześniej terapii APL z użyciem RA mogą być znacząco wzmocnione dziękisynergistycznemuzastosowaniutranylcyprominy,inhi- bitorademetylazhistonówLSD1iLSD2[105,106].

Kolejnym obiecującym kierunkiem jest użycie związków wpływającychnaodczytkoduhistonowego,takichjakinhibi- torybromodomen.Niedawnootrzymane wynikisugerują,że niektórez tych inhibitorówmogąbyćskuteczne wleczeniu różnychnowotworów,wtymAML(przegląduCowaya[107]).

Podsumowanie

Tradycyjne wyjaśnienia genezy białaczek skupiały się na przyczynach natury genetycznej obejmujących takie zjawiska,jak mutacjepunktowe,delecje irearanżacjechromoso- mowe,prowadzące do indukcjipatologicznych, proliferacyj- nychszlakówsygnałowychlubblokadyprawidłowychproce- sów różnicowania się komórek hematopoetycznych.

Wostatnichlatachzwróconojednakuwagę,żewielezjawisk związanych z etiologią białaczek jest powiązanych z procesami regulacji epigenetycznej. Przebieg choroby, jak iprzewidywanyefektterapiimożezależećodtakichzjawisk jak zaburzona metylacja DNA, nieprawidłowa aktywność enzymów modyfikujących histony czy zmienione profile aktywnościmiRNA.Większośćmechanizmów,dziękiktórym różne aspekty nowotworzenia znajdują się pod kontrolą epigenetyczną,jestwciążnieznanaiwymagadalszychwyjaś- nień. Jednak już terazbadania tych procesówpozwoliły na lepszezrozumieniewieluaspektówrozwojuchoroby,atakże mechanizmów działania terapii jak i nabywania lekoopor- ności. Rola mechanizmów epigenetycznych pozwala także żywić nadzieję na opracowanie nowych, efektywnych form terapiiwpływającychnaprocesy,takiejakmetylacjaDNAczy modyfikacjehistonówiremodelowaniechromatyny.

Wkład autorów/Authors' contributions

Wedługkolejności.

Konﬂikt interesu/Conﬂict of interest

Niewystępuje.

Finansowanie/Financial support

Praca realizowana w ramach GrantuNarodowego Centrum Naukinr2001/03/B/NZ2/01396.

Etyka/Ethics

Treści przedstawione w artykule są zgodne z zasadami Deklaracji Helsińskiej,dyrektywamiEUorazujednoliconymi wymaganiamidlaczasopismbiomedycznych.

Badania własnezostałyprzeprowadzonezgodniezzasa- dami Dobrej Praktyki Klinicznej i zaakceptowane przez lokalnąKomisjęBioetyki,aichuczestnicywyrazilipisemną zgodęnaudział.

pi smiennictwo/references

[1] TefferiA,ThieleJ,VardimanJW.The2008WorldHealth Organizationclassiﬁcationsystemformyeloproliferative neoplasms:orderoutofchaos.Cancer2009;115:3842–

3847.

[2] SattlerM,SalgiaR.Activationofhematopoieticgrowth factorsignaltransductionpathwaysbythehuman oncogeneBCR/ABL.CytokineGrowthFactorRev 1997;8:63–79.

[3] PerrottiD,JamiesonC,GoldmanJ,etal.Chronicmyeloid leukemia:mechanismsofblastictransformation.JClin Invest2010;120:2254–2264.

[4] VardimanJW,ThieleJ,ArberDA,etal.The2008revisionof theWorldHealthOrganization(WHO)classiﬁcationof myeloidneoplasmsandacuteleukemia:rationaleand importantchanges.Blood2009;114:937–951.

[5] MartensJHA,StunnenbergHG.Themolecularsignatureof oncofusionproteinsinacutemyeloidleukemia.FEBS Letters2010;584:2662–2669.

[6] PuiC-H,RobisonLL,LookAT.Acutelymphoblastic leukaemia.Lancet2008;371:1030–1043.

[7] HollidayR.Epigenetics:ahistoricaloverview.Epigenetics 2006;1:76–80.

[8] TollerveyJ,LunyakVV.Epigenetics:Judge,juryand executionerofstemcellfate.Epigenetics2012;7:823–840.

[9] ArtyomovMN,MeissnerA,ChakrabortyAK.Amodelfor geneticandepigeneticregulatorynetworksidentiﬁesrare pathwaysfortranscriptionfactorinducedpluripotency.

PLoSComputBiol2010;6:e1000785.

[10] YanJ,ZierathJR,BarrèsR.Evidencefornon-CpG methylationinmammals.ExpCellRes2011;317:

2555–2561.

[11] WilkinsJF.Genomicimprintingandmethylation:

epigeneticcanalizationandconﬂict.TrendsGenet 2005;21:356–365.

[12] WattF,MolloyPL.Cytosinemethylationpreventsbinding toDNAofaHeLacelltranscriptionfactorrequiredfor optimalexpressionoftheadenovirusmajorlatepromoter.

GenesDev1988;2:1136–1143.

[13] BoyesJ,BirdA.DNAmethylationinhibitstranscription indirectlyviaamethyl-CpGbindingprotein.Cell 1991;64:1123–1134.

[14] TakebayashiS-I,TamuraT,MatsuokaC,etal.Majorand essentialrolefortheDNAmethylationmarkinmouse embryogenesisandstableassociationofDNMT1with newlyreplicatedregions.MolCellBiol2007;27:8243–8258.

(8)

[15] IchiyanagiK,LiY,WatanabeT,etal.Locus-anddomain- dependentcontrolofDNAmethylationatmouseB1 retrotransposonsduringmalegermcelldevelopment.

GenomeRes2011;21:2058–2066.

[16] BasuR,ZhangL-F.Xchromosomeinactivation:asilence thatneedstobebroken.Genesis2011;49:821–834.

[17] TahilianiM,KohKP,ShenY,etal.Conversionof 5-methylcytosineto5-hydroxymethylcytosinein mammalianDNAbyMLLpartnerTET1.Science 2009;324:930–935.

[18] KouzaridesT.Chromatinmodiﬁcationsandtheirfunction.

Cell2007;128:693–705.

[19] Vettese-DadeyM,GrantPA,HebbesTR,etal.Acetylation ofhistoneH4playsaprimaryroleinenhancing transcriptionfactorbindingtonucleosomalDNAinvitro.

EMBOJ1996;15:2508–2518.

[20] HublitzP,AlbertM.PetersAHFM:Mechanismsof transcriptionalrepressionbyhistonelysinemethylation.

IntJDevBiol2009;53:335–354.

[21] DiLorenzoA,BedfordMT.Histoneargininemethylation.

FEBSLetters2011;585:2024–2031.

[22] SternerDE,BergerSL.Acetylationofhistonesand transcription-relatedfactors.MicrobiolMolBiolRev 2000;64:435–459.

[23] HildmannC,RiesterD,SchwienhorstA.Histone deacetylases–animportantclassofcellularregulators withavarietyoffunctions.ApplMicrobiolBiotechnol 2007;75:487–497.

[24] ChoudharyC,KumarC,GnadF,etal.Lysineacetylation targetsproteincomplexesandco-regulatesmajorcellular functions.Science2009;325:834–840.

[25] LeeJY,LeeT-H.EffectsofhistoneacetylationandCpG methylationonthestructureofnucleosomes.Biochim BiophysActa2012;1824:974–982.

[26] AnnunziatoAT,EasonMB,PerryCA.Relationshipbetween methylationandacetylationofarginine-richhistonesin cyclingandarrestedHeLacells.Biochemistry

1995;34:2916–2924.

[27] WangY,FischleW,CheungW,etal.Beyondthedouble helix:writingandreadingthehistonecode.Novartis FoundSymp2004;259:3–17.

[28] BirdA.Perceptionsofepigenetics.Nature2007;447:

396–398.

[29] BantigniesF,CavalliG.Polycombgroupproteins:

repressionin3D.TrendsGenet2011;27:454–464.

[30] Gelsi-BoyerV,TrouplinV,AdélaïdeJ,etal.Mutationsof polycomb-associatedgeneASXL1inmyelodysplastic syndromesandchronicmyelomonocyticleukaemia.BrJ Haematol2009;145:788–800.

[31] HekimogluB,RingroseL.Non-codingRNAsinpolycomb/

trithoraxregulation.RNABiol2009;6:129–137.

[32] WienholdsE,PlasterkRHA.MicroRNAfunctioninanimal development.FEBSLetters2005;579:5911–5922.

[33] StefaniG,SlackFJ.Smallnon-codingRNAsinanimal development.NatRevMolCellBiol2008;9:219–230.

[34] IorioMV,CroceCM.microRNAinvolvementinhuman cancer.Carcinogenesis2012;33:1126–1133.

[35] GonzalgoML,JonesPA.Mutagenicandepigeneticeffects ofDNAmethylation.MutatRes1997;386:107–118.

[36] ChenT,HeviS,GayF,etal.Completeinactivationof DNMT1leadstomitoticcatastropheinhumancancer cells.NatGenet2007;39:391–396.

[37] FoltankovaV,LegartovaS,KozubekS,etal.Tumor-speciﬁc histonesignatureandDNAmethylationinmultiple myelomaandleukemiacells.Neoplasma2012;59:

450–462.

[38] DunwellTL,HessonLB,PavlovaT,etal.Epigenetic analysisofchildhoodacutelymphoblasticleukemia.

Epigenetics2009;4:185–193.

[39] StrathdeeG,HolyoakeTL,SimA,etal.Inactivationof HOXAgenesbyhypermethylationinmyeloidand lymphoidmalignancyisfrequentandassociatedwith poorprognosis.ClinCancerRes2007;13:5048–5055.

[40] FigueroaME,LugthartS,LiY,etal.DNAmethylation signaturesidentifybiologicallydistinctsubtypesinacute myeloidleukemia.CancerCell2010;17:13–27.

[41] MizunoS,ChijiwaT,OkamuraT,etal.ExpressionofDNA methyltransferasesDNMT1,3A,and3Binnormal hematopoiesisandinacuteandchronicmyelogenous leukemia.Blood2001;97:1172–1179.

[42] TefferiA.Novelmutationsandtheirfunctionaland clinicalrelevanceinmyeloproliferativeneoplasms:JAK2, MPL,TET2,ASXL1,CBL,IDHandIKZF1.Leukemia 2010;24:1128–1138.

[43] FathiAT,Abdel-WahabO.Mutationsinepigenetic modiﬁersinmyeloidmalignanciesandtheprospectof novelepigenetic-targetedtherapy.AdvHematol 2012;2012:469592.

[44] IssaJP,ZehnbauerBA,KaufmannSH,etal.HIC1 hypermethylationisalateeventinhematopoietic neoplasms.CancerRes1997;57:1678–1681.

[45] CameronEE,BaylinSB,HermanJG.p15(INK4B)CpGisland methylationinprimaryacuteleukemiaisheterogeneous andsuggestsdensityasacriticalfactorfortranscriptional silencing.Blood1999;94:2445–2451.

[46] WongIH,NgMH,HuangDP,etal.Aberrantp15promoter methylationinadultandchildhoodacuteleukemiasof nearlyallmorphologicsubtypes:potentialprognostic implications.Blood2000;95:1942–1949.

[47] Román-GómezJ,CastillejoJA,JimenezA,etal.5'CpG islandhypermethylationisassociatedwithtranscriptional silencingofthep21(CIP1/WAF1/SDI1)geneandconfers poorprognosisinacutelymphoblasticleukemia.Blood 2002;99:2291–2296.

[48] RomanJ,CastillejoJA,JimenezA,etal.Hypermethylation ofthecalcitoningeneinacutelymphoblasticleukaemiais associatedwithunfavourableclinicaloutcome.BrJ Haematol2001;113:329–338.

[49] CorcoranM,ParkerA,OrchardJ,etal.ZAP-70methylation statusisassociatedwithZAP-70expressionstatusin chroniclymphocyticleukemia.Haematologica 2005;90:1078–1088.

[50] RavalA,LucasDM,MatkovicJJ,etal.TWIST2

demonstratesdifferentialmethylationinimmunoglobulin variableheavychainmutatedandunmutatedchronic lymphocyticleukemia.JClinOncol2005;23:3877–3885.

[51] Montiel-DuarteC,CordeuL,AgirreX,etal.Resistanceto ImatinibMesylate-inducedapoptosisinacute

lymphoblasticleukemiaisassociatedwithPTENdown- regulationduetopromoterhypermethylation.LeukRes 2008;32:709–716.

[52] WattPM,KumarR,KeesUR.Promoterdemethylation accompaniesreactivationoftheHOX11proto-oncogenein leukemia.GenesChromosomesCancer2000;29:371–377.

[53] AsimakopoulosFA,ShteperPJ,KrichevskyS,etal.ABL1 methylationisadistinctmoleculareventassociatedwith clonalevolutionofchronicmyeloidleukemia.Blood 1999;94:2452–2460.

[54] MillsKI,GuinnBA,WalshVA,etal.Increasingmethylation ofthecalcitoningeneduringdiseaseprogressionin sequentialsamplesfromCMLpatients.LeukRes 1996;20:771–775.

[55] IssaJP,ZehnbauerBA,CivinCI,etal.Theestrogenreceptor CpGislandismethylatedinmosthematopoietic neoplasms.CancerRes1996;56:973–977.

[56] RandhawaGS,CuiH,BarlettaJA,etal.Lossofimprinting indiseaseprogressioninchronicmyelogenousleukemia.

Blood1998;91:3144–3147.

(9)

[57] YangH,LiangH,YanJ-S,etal.Down-regulationof hematopoiesismasterregulatorPU.1viaaberrant methylationinchronicmyeloidleukemia.IntJHematol 2012;96:65–73.

[58] Román-GómezJ,Jiménez-VelascoA,AgirreX,etal.

PromoterhypomethylationoftheLINE-1

retrotransposableelementsactivatessense/antisense transcriptionandmarkstheprogressionofchronic myeloidleukemia.Oncogene2005;24:7213–7223.

[59] RogersSL,ZhaoY,JiangX,etal.Expressionofthe leukemicprognosticmarkerCD7islinkedtoepigenetic modiﬁcationsinchronicmyeloidleukemia.MolCancer 2010;9:41.

[60] SchnekenburgerM,GrandjenetteC,GhelﬁJ,etal.

SustainedexposuretotheDNAdemethylatingagent, 2'-deoxy-5-azacytidine,leadstoapoptoticcelldeathin chronicmyeloidleukemiabypromotingdifferentiation, senescence,andautophagy.BiochemPharmacol 2011;81:364–378.

[61] SanJosé-EnerizE,AgirreX,Jiménez-VelascoA,etal.

Epigeneticdown-regulationofBIMexpressionis associatedwithreducedoptimalresponsestoimatinib treatmentinchronicmyeloidleukaemia.EurJCancer 2009;45:1877–1889.

[62] NarducciMG,PescarmonaE,LazzeriC,etal.Regulationof TCL1expressioninB-andT-celllymphomasandreactive lymphoidtissues.CancerRes2000;60:2095–2100.

[63] VockentanzL,BröskeA-M,RosenbauerF.Uncoveringa uniqueroleforDNAmethylationinhematopoieticand leukemicstemcells.CellCycle2010;9:640–641.

[64] EstellerM.Cancerepigenomics:DNAmethylomesand histone-modiﬁcationmaps.NatRevGenet2007;8:286–298.

[65] HessJL.MLL:ahistonemethyltransferasedisruptedin leukemia.TrendsMolMed2004;10:500–507.

[66] OkadaY,FengQ,LinY,etal.hDOT1Llinkshistone methylationtoleukemogenesis.Cell2005;121:167–178.

[67] KrivtsovAV,FengZ,LemieuxME,etal.H3K79methylation proﬁlesdeﬁnemurineandhumanMLL-AF4leukemias.

CancerCell2008;14:355–368.

[68] ChangM-J,WuH,AchilleNJ,etal.HistoneH3lysine 79methyltransferaseDot1isrequiredforimmortalization byMLLoncogenes.CancerRes2010;70:10234–10242.

[69] WangGG,CaiL,PasillasMP,etal.NUP98-NSD1links H3K36methylationtoHox-Ageneactivationand leukaemogenesis.NatCellBiol2007;9:804–812.

[70] KuzmichevA,JenuweinT,TempstP,etal.DifferentEZH2- containingcomplexestargetmethylationofhistoneH1or nucleosomalhistoneH3.MolCell2004;14:183–193.

[71] ErnstT,ChaseAJ,ScoreJ,etal.Inactivatingmutationsof thehistonemethyltransferasegeneEZH2inmyeloid disorders.NatGenet2010;42:722–726.

[72] HeJ,NguyenAT,ZhangY.KDM2b/JHDM1b,anH3K36me2- speciﬁcdemethylase,isrequiredforinitiationand maintenanceofacutemyeloidleukemia.Blood 2011;117:3869–3880.

[73] MarteauJ-B,RigaudO,BrugatT,etal.Concomitant heterochromatinisationanddown-regulationofgene expressionunveilsepigeneticsilencingofRELBinan aggressivesubsetofchroniclymphocyticleukemiain males.BMCMedGenomics2010;3:53.

[74] AdvaniAS,GibsonSE,DouglasE,etal.HistoneH4 acetylationbyimmunohistochemistryandprognosisin newlydiagnosedadultacutelymphoblasticleukemia (ALL)patients.BMCCancer2010;10:387.

[75] RozmanM,CamósM,ColomerD,etal.TypeIMOZ/CBP (MYST3/CREBBP)isthemostcommonchimerictranscript inacutemyeloidleukemiawitht(8;16)(p11;p13)

translocation.GenesChromosomesCancer2004;40:

140–145.

[76] DeguchiK,AytonPM,CarapetiM,etal.MOZ-TIF2-induced acutemyeloidleukemiarequirestheMOZnucleosome bindingmotifandTIF2-mediatedrecruitmentofCBP.

CancerCell2003;3:259–271.

[77] MartensJHA,BrinkmanAB,SimmerF,etal.

PML-RARalpha/RXRAlterstheEpigeneticLandscapein AcutePromyelocyticLeukemia.CancerCell2010;17:

173–185.

[78] DiCroceL,RakerVA,CorsaroM,etal.Methyltransferase recruitmentandDNAhypermethylationoftarget promotersbyanoncogenictranscriptionfactor.Science 2002;295:1079–1082.

[79] MinucciS,NerviC,CocoLoF,etal.Histonedeacetylases:a commonmoleculartargetfordifferentiationtreatmentof acutemyeloidleukemias?Oncogene2001;20:3110–3115.

[80] MandelliFF,DiverioDD,AvvisatiGG,etal.,Gruppo Italiano-MalattieEmatologicheMalignedell'Adultoand AssociazioneItalianadiEmatologiaedOncologia PediatricaCooperativeGroups.Molecularremissionin PML/RARalpha-positiveacutepromyelocyticleukemiaby combinedall-transretinoicacidandidarubicin(AIDA) therapy.Blood1997;90:1014–1021.

[81] WangL,GuralA,SunX-J,etal.Theleukemogenicityof AML1-ETOisdependentonsite-speciﬁclysineacetylation.

Science2011;333:765–769.

[82] TickenbrockL,KleinH-U,TrentoC,etal.IncreasedHDAC1 depositionathematopoieticpromotersinAMLandits associationwithpatientsurvival.LeukRes2011;35:

620–625.

[83] BradburyCA,KhanimFL,HaydenR,etal.Histone deacetylasesinacutemyeloidleukaemiashowa distinctivepatternofexpressionthatchangesselectively inresponsetodeacetylaseinhibitors.Leukemia

2005;19:1751–1759.

[84] MorenoDA,ScrideliCA,CortezMAA,etal.Differential expressionofHDAC3HDAC7andHDAC9isassociated withprognosisandsurvivalinchildhoodacute lymphoblasticleukaemia.BrJHaematol2010;150:

665–673.

[85] WinterJ,DiederichsS.MicroRNAbiogenesisandcancer.

MethodsMolBiol2011;676:3–22.

[86] BarbarottoE,SchmittgenTD,CalinGA.MicroRNAsand cancer:profile,profile,profile.IntJCancer2008;122:

969–977.

[87] CalinGA,DumitruCD,ShimizuM,etal.Frequentdeletions anddown-regulationofmicro-RNAgenesmiR15and miR16at13q14inchroniclymphocyticleukemia.ProcNatl AcadSciUSA2002;99:15524–15529.

[88] ZhaoH,WangD,DuW,etal.MicroRNAandleukemia:tiny molecule,greatfunction.CritRevOncolHematol 2010;74:149–155.

[89] CalinGA,FerracinM,CimminoA,etal.AMicroRNA signatureassociatedwithprognosisandprogressionin chroniclymphocyticleukemia.NEnglJMed

2005;353:1793–1801.

[90] RicciF,TedeschiA,MorraE,etal.Fludarabineinthe treatmentofchroniclymphocyticleukemia:areview.

TherClinRiskManag2009;5:187–207.

[91] MoussayE,PalissotV,VallarL,etal.Determinationof genesandmicroRNAsinvolvedintheresistanceto ﬂudarabineinvivoinchroniclymphocyticleukemia.

MolCancer2010;9:115.

[92] RossiS,ShimizuM,BarbarottoE,etal.microRNA ﬁngerprintingofCLLpatientswithchromosome17p deletionidentifyamiR-21scorethatstratiﬁesearly survival.Blood2010;116:945–952.

[93] StamatopoulosB,MeulemanN,Haibe-KainsB,etal.

microRNA-29candmicroRNA-223down-regulationhas invivosigniﬁcanceinchroniclymphocyticleukemia

(10)

andimprovesdiseaseriskstratiﬁcation.Blood 2009;113:5237–5245.

[94] VenturiniL,BattmerK,CastoldiM,etal.Expressionofthe miR-17-92polycistroninchronicmyeloidleukemia(CML) CD34+cells.Blood2007;109:4399–4405.

[95] BuenoMJ,PérezdeCastroI,GómezdeCedrónM,etal.

GeneticandepigeneticsilencingofmicroRNA-203 enhancesABL1andBCR-ABL1oncogeneexpression.

CancerCell2008;13:496–506.

[96] FlamantS,RitchieW,GuilhotJ,etal.Micro-RNAresponse toimatinibmesylateinpatientswithchronicmyeloid leukemia.Haematologica2010;95:1325–1333.

[97] SanJosé-EnerizE,Román-GómezJ,Jiménez-VelascoA, etal.MicroRNAexpressionproﬁlinginImatinib-resistant ChronicMyeloidLeukemiapatientswithoutclinically signiﬁcantABL1-mutations.MolCancer2009;8:69.

[98] FloreanC,SchnekenburgerM,GrandjenetteC,etal.

Epigenomicsofleukemia:frommechanismsto therapeuticapplications.Epigenomics2011;3:581–609.

[99] LiZ,LuJ,SunM,etal.DistinctmicroRNAexpression proﬁlesinacutemyeloidleukemiawithcommon translocations.ProcNatlAcadSciUSA2008;105:

15535–15540.

[100]MarcucciG,RadmacherMD,MaharryK,etal.MicroRNA expressionincytogeneticallynormalacutemyeloid leukemia.NEnglJMed2008;358:1919–1928.

[101]SchotteD,DeMenezesRX,MoqadamFA,etal.MicroRNA characterizegeneticdiversityanddrugresistancein pediatricacutelymphoblasticleukemia.Haematologica 2011;96:703–711.

[102]GarzonR,PichiorriF,PalumboT,etal.MicroRNAgene expressionduringretinoicacid-induceddifferentiationof humanacutepromyelocyticleukemia.Oncogene 2007;26:4148–4157.

[103]RichonVM.Cancerbiology:mechanismofantitumour actionofvorinostat.BrJCancer2006;95:S2–S6.

[104]GoreSD,WengL-J,FiggWD,etal.Impactofprolonged infusionsoftheputativedifferentiatingagentsodium phenylbutyrateonmyelodysplasticsyndromesandacute myeloidleukemia.ClinCancerRes2002;8:963–970.

[105]FiskusW,WangY,SreekumarA,etal.Combined epigenetictherapywiththehistonemethyltransferase EZH2inhibitor3-deazaneplanocinAandthehistone deacetylaseinhibitorpanobinostatagainsthumanAML cells.Blood2009;114:2733–2743.

[106]BindaC,ValenteS,RomanenghiM,etal.Biochemical, structural,andbiologicalevaluationoftranylcypromine derivativesasinhibitorsofhistonedemethylasesLSD1 andLSD2.JAmChemSoc2010;132:6827–6833.

[107]ConwaySJ.Bromodomains:AreReadersRightfor EpigeneticTherapy?ACSMedChemLett2012;3:

691–694.