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Publication
Study of the impact of IL7R gain-of-function mutation on in vivo leukemogenesis
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Abstract(s)
Acute lymphoblastic leukaemia (ALL), the most common childhood malignancy, is characterized by the accumulation of immature lymphoid cells, of either B or T cell origin, in the bone marrow and lymphoid tissues. B cell ALL (B-ALL) is the most common acute leukaemia in children, accounting for 85% of ALL cases, whereas patients with ALL of T cell phenotype (T-ALL) present with high risk. Although ALL treatment has improved in recent years, secondary effects can be severe and around 15-25% of the patients relapse. Hence, better treatments are needed.
Interleukin 7 (IL-7) and its receptor (IL-7R; constituted by the IL-7Rα and γc chains) are critical for normal B and T cell development, and IL-7/IL-7R signalling is involved in cell survival, proliferation and differentiation. In Prof. João Barata´s Lab, gain-of-function mutations, present in roughly 10% of T-ALL patients, were previously identified in the exon 6 of IL7R gene, which encodes IL-7Rα. These mutations lead to constitutive activation of IL-7R mediated signalling, without the requirement for the ligand.
The aim of this thesis was to study the impact of IL7R gain-of-function mutation in in vivo leukemogenesis. For this purpose, we developed a mouse with conditional expression of the mutated Il7r gene using the CRE/LoxP system and crossed it with CRE lines of interest: CD2CRE; CD4CRE; VavCRE and pLCKCRE. Progeny of these crossings was analysed by performing flow cytometry analysis on blood samples and monitoring leukaemia development. Overall, results show that IL-7R mutational activation has a clear effect in the B cell compartment, while only more subtle changes could be scored in the T cell lineage. The B cell-related alterations affect immature populations in all the animals and an important fraction of these develop B cell leukaemia, which we characterized as B cell precursor ALL. In order to evaluate oncogenic dose effects, we generated animals with homozygous Il7r mutation. Progeny showed a more striking phenotype affecting the B cell compartment when compared to heterozygous mice, as shown by flow cytometry. Western Blot analysis confirmed upregulated signalling in homozygous leukemic cells as compared to heterozygous leukemias and controls.
A leucemia linfoblástica aguda (LLA) é o cancro mais comum em crianças e é caracterizada pela acumulação de células linfóides, tanto de origem B como T na medula óssea e tecidos linfóides. Leucemia linfoblástica aguda de células B (LLA-B) é a leucemia mais comum em crianças, contabilizando 85% dos casos de LLA, enquanto pacientes com LLA T apresentam risco elevado. Embora os tratamentos para LLA tenham melhorado nos últimos anos, os efeitos secundários destas terapias podem ser severos e cerca de 15-25% dos pacientes sofrem recaídas. Por isso, melhores terapias são necessárias. A interleucina 7 (IL-7) e o seu receptor (IL-7R; constituído pelas sub-unidades IL7-Rα e γc) é crucial no desenvolvimento de células T e de células B, estando a sinalização através do IL-7/IL-7R envolvida em sobrevivência, proliferação e diferenciação. No laboratório do Prof. João Barata foram descrita uma mutação de ganho de função no exão 6 do gene do IL7R, que codifica para o IL-7Rα, presentes em 10% de pacientes com LLA. Esta mutação leva a uma activação constitutiva do receptor IL-7, sem necessidade de ligando. O objectivo desta tese foi estudar o impacto de mutações de ganho de função no IL7R in vivo na génese de leucemia. Para este efeito, foi desenvolvido um animal com expressão condicional do receptor do IL-7 mutado usando o sistema CRE/LoxP e este foi cruzado com animais CRE de interesse: CD2CRE; CD4CRE; VavCRE and pLCKCRE. A descendência destes cruzamentos foi analisada por citometria de fluxo em amostras de sangue. Os resultados demonstram que a activação resultante da mutação no receptor IL-7 tem um impacto no compartimento B, enquanto apenas alterações subtis foram observadas na linhagem T. Estas alterações afectam a população B imatura em todos os animais e uma fracção importante destes animais desenvolveram LLA de células percursoras B. Para avaliar o efeito de dose oncogénica, foram gerados animais homozigóticos para o IL-7R mutado. Usando a análise por citometria de fluxo, estes animais apresentaram um fenótipo mais acentuado no compartimento B que os animais heterozigóticos. Análise por Western Blot confirmou um aumento geral de sinalização nos animais homozigóticos quando comparados com animais heterozigóticos e respectivos controlos.
A leucemia linfoblástica aguda (LLA) é o cancro mais comum em crianças e é caracterizada pela acumulação de células linfóides, tanto de origem B como T na medula óssea e tecidos linfóides. Leucemia linfoblástica aguda de células B (LLA-B) é a leucemia mais comum em crianças, contabilizando 85% dos casos de LLA, enquanto pacientes com LLA T apresentam risco elevado. Embora os tratamentos para LLA tenham melhorado nos últimos anos, os efeitos secundários destas terapias podem ser severos e cerca de 15-25% dos pacientes sofrem recaídas. Por isso, melhores terapias são necessárias. A interleucina 7 (IL-7) e o seu receptor (IL-7R; constituído pelas sub-unidades IL7-Rα e γc) é crucial no desenvolvimento de células T e de células B, estando a sinalização através do IL-7/IL-7R envolvida em sobrevivência, proliferação e diferenciação. No laboratório do Prof. João Barata foram descrita uma mutação de ganho de função no exão 6 do gene do IL7R, que codifica para o IL-7Rα, presentes em 10% de pacientes com LLA. Esta mutação leva a uma activação constitutiva do receptor IL-7, sem necessidade de ligando. O objectivo desta tese foi estudar o impacto de mutações de ganho de função no IL7R in vivo na génese de leucemia. Para este efeito, foi desenvolvido um animal com expressão condicional do receptor do IL-7 mutado usando o sistema CRE/LoxP e este foi cruzado com animais CRE de interesse: CD2CRE; CD4CRE; VavCRE and pLCKCRE. A descendência destes cruzamentos foi analisada por citometria de fluxo em amostras de sangue. Os resultados demonstram que a activação resultante da mutação no receptor IL-7 tem um impacto no compartimento B, enquanto apenas alterações subtis foram observadas na linhagem T. Estas alterações afectam a população B imatura em todos os animais e uma fracção importante destes animais desenvolveram LLA de células percursoras B. Para avaliar o efeito de dose oncogénica, foram gerados animais homozigóticos para o IL-7R mutado. Usando a análise por citometria de fluxo, estes animais apresentaram um fenótipo mais acentuado no compartimento B que os animais heterozigóticos. Análise por Western Blot confirmou um aumento geral de sinalização nos animais homozigóticos quando comparados com animais heterozigóticos e respectivos controlos.
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Keywords
Leucemia linfoblástica aguda Receptor IL-7 Citometria de fluxo Desenvolvimento células B Mutação “gain-of-function”