Lösemik kök hücrelerde erken embriyonik kök hücre transkripsiyon faktörlerinin ekspresyonunun araştırılması

Abstract

Oct-4, Nanog ve Rex-1 gibi transkripsiyonel faktörler embriyonik kök hücrelerde self-renewal (kendini yenileme), differansiyasyon ve pluripotensi yönünden önemli rol oynamaktadır. Fenotipik olarak kanser hücreleri kendini yenileme, sınırsız çoğalma, farklılaşma ve yayılma özellikleri bakımından embriyonik kök hücreler (EKH) ile benzerlikler göstermektedir. Bu benzerlikler, bazı erken EKH transkripsiyon faktörlerinin kanser hücrelerinde yeniden eksprese edilebileceğini akla getirmektedir. Yapılan çalışmalarda, normal erişkin kök hücreler ile bazı insan tümör hücrelerinde bu transkripsiyon faktörlerinin eksprese edildiği gösterilmiştir. Ancak hematopoietik kök hücre ve myeloid lösemilerde ekspresyonları bilinmemektedir. Bu çalışmada sağlıklı kontrollere ait kök hücrelerde, akut myeloid lösemi (AML) ve kronik myeloid lösemili (KML) hasta örneklerinde erken embriyonik transkripsiyon faktörlerinin ekspresyonları gerçek zamanlı revers transkriptaz polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) ve akım sitometrik analiz yöntemleri kullanılarak araştırıldı. Sonuçlarımız gerek kontrollerde ve gerekse de lösemi örneklerine ait CD34+ hücre fraksiyonunda RT-PCR aracılıklı Oct-4, Nanog ve Rex-1 amplifikasyonları bazı vakalarda negatiflik göstermektedir. Ancak CD34- hücre fraksiyonunda ise tüm örneklerde amplifikasyon gözlenmiştir. CD34- hücre fraksiyonunda ekspresyon seviyesi kıyaslamalarında AML ve KML gruplarında ekspresyonların kontrollere göre daha düşük olduğu saptandı. Bununla birlikte AML grubunda FAB (Fransız-Amerikan-İngiliz hematolog grubu) sınıflamasına göre tüm M1 fenotipindeki örneklerde Oct-4 ve Nanog ekspresyonlarının hem kontrollere göre hem de diğer AML FAB alt gruplarına göre daha yüksek ekspresyon gösterdiği belirlenmiştir. Akım sitometrik analiz sonuçlarında da benzer şekilde CD34- hücre fraksiyonunda ekspresyon düzeylerinin kısmen yüksek olduğu gözlenmiştir. Sonuç olarak, bu öncü çalışmada biz erken EKH transkripsiyon faktörlerinin gerek sağlıklı kontrollerde gerekse de lösemik hücrelerde eksprese edildiğini gösterdik. Bu ekspresyon ilginç bir şekilde kök hücrelerden çok CD34- kompartımandadır (hematopoietik dışı kök hücreler). En dikkat çekici bulgu, maturasyon özelliği göstermeyen M1 fenotipindeki AML hastalarının CD34- hücrelerinde Oct-4 ve Nanog transkript seviyelerinin yüksek olmasıydı. İleriye yönelik olarak bu transkripsiyon faktörlerinin prognostik öneminin araştırılması uygun bir yaklaşım olacaktır. Yine ekspresyon düzeyinin yüksek olduğu hücre serilerinde bu faktörlere karşı geliştirilmiş inhibitörlerin etkinliği de tedavide bu ekspresyonların önemini ortaya koyacaktır. Anahtar Kelimeler: Oct-4, Nanog, Rex-1, SSEA.4, Lösemik kök hücre, AML, KML Transcriptional factors such Oct-4, Nanog and Rex-1 have pivotal role in self-renewal, differentiation and pluripotency of the embryonic stem cells (ESC). In terms of self reneval, unlimited proliferation, differentiation and invasion, cancer cells and embryonic stem cells display similar phenotypic properties. This analogy implies that cancer cells may re-express some of the early ESC transcriptional factors. A couple of studies have revealed expression of early embryonic transcriptional factors on normal adult stem cells and some human cancer cell types. However, expression of early embryonic transcriptional factors has not studied in hematopoietic stem cells and myeloid leukemia cell lines, yet. In this study, we was carried out to investigate the expression of early embryonic transcriptional factors in stem cells of healthy controls, acute myeloid leukemia (AML), chronic myeloid leukemia (CML) by real time reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) and flow cytometric analysis. Our results showed that some samples of CD34 positive cell fractions from cases of both control and leukemic groups were negative for RT-PCR mediated Oct-4, Nanog and Rex-1 amplification. However, positive amplification was observed in all CD34 negative cells obtained from healthy volunteers and patients with AML or CML. Nonetheless, relative quantitative expression levels of these factors in these patient groups were lower than healthy volunteers. On the other hand, subgroup analysis revealed that Oct-4 and Nanog expressions were higher in patients with minimally differentiated AML (M1 phenotype according to FAB classification) than healthy controls and those patients with other leukemia types. Flow cytometric analysis of the CD34 negative cell fraction was also revealed moderately high expression levels. This finding was concordant with molecular studies. In conclusion, in this pioneering study we have demonstrated that early ESC transcriptional factors were expressed by different cell fractions obtained from healthy controls and leukemic cells to some extend. The expression is interestingly founded in the CD34 negative compartment of the stem cells (non-hematopoietic stem cells). The most remarkable finding was the high Oct-4 and Nanog transcript levels of cell fractions of patients with acute myeloid leukemia without maturation (AML FAB M1) as indicating immaturity. Regarding our results, investigation of these embryonic transcription factors may help to determine the leukemic transformation step. Moreover, development of targeted therapies against these transcriptional factors may be a therapeutic approach in the near future. Keywords: Oct-4, Nanog, Rex-1, SSEA.4, Leukemic stem cell, AML, CML