Volledige transcriptoom sequentie analyse voor een betere diagnose, prognose en behandeling van patiënten met acute leukemie.

lopend
Beschikbaar voor gerichte giften

Onderzoekssamenvatting

In het beenmerg bevinden zich stamcellen waaruit bloedcellen ontstaan. Granulocyten, monocyten, erythrocyten en bloedplaatjes ontwikkelen zich uit myeloïde voorlopercellen. B- en T-lymfocyten differentiëren uit lymfoïde voorlopercellen. Bij acute leukemie ontstaat in korte tijd een kwaadaardige woekering van voorlopercellen waardoor onrijpe bloedcellen in grote aantallen worden geproduceerd en gezonde bloedcellen verdringen. Acute leukemie is levensbedreigend en de behandeling moet snel na diagnose worden gestart.Afhankelijk van het type kwaadaardige voorloper cel, wordt onderscheid gemaakt tussen acute myeloïde leukemie (AML) en acute lymfatische leukemie (ALL). ALL wordt verdeeld in voorloper B- en T-ALL. Het differentiatie stadium van de kwaadaardige voorloper cel bepaalt of de leukemiecellen meer of minder zijn uitgerijpt.In Europa krijgen 5 op de 100.000 volwassenen per jaar acute leukemie. AML komt 3 keer zo vaak voor als ALL. Slechts 25-40% van de volwassenen met acute leukemie zijn 5 jaar na diagnose nog in leven. Om de overleving van patiënten met acute leukemie te verbeteren, moeten nieuwe therapieën worden ontwikkeld en bestaande therapieën gerichter worden toegediend aan patiënten die er baat bij hebben.Acute leukemie ontstaat door afwijkingen in het DNA. Een chromosoom kan geheel of gedeeltelijk verloren of te veel aanwezig zijn of een gewijzigde structuur hebben. Soms worden twee genen gefuseerd of zijn kleine afwijkingen aanwezig in één gen waardoor een nieuw eiwit ontstaat dat kanker veroorzaakt. Dit eiwit kan bepaalde genen aan- of uitzetten, waardoor een specifiek genexpressie profiel ontstaat. Door genexpressie te meten, kan indirect worden afgelezen welke genetische afwijkingen aanwezig zijn. Bovendien kan met genexpressie het myeloïde of lymfoïde differentiatie stadium van de leukemie worden gemeten.In AML treden vaak dezelfde genetische afwijkingen op. Deze afwijkingen worden gebruikt om AML te verdelen in groepen zodat de overleving van patiënten kan worden vergeleken en de behandeling kan worden afgestemd op de patiënt. In de huidige WHO-classificatie wordt 50-60% van de AML geclassificeerd. In de huidige diagnostiek worden niet alle afwijkingen die vaak voorkomen gemeten en worden zeldzame afwijkingen gemist. Bovendien worden de genetische afwijkingen met verschillende technieken gemeten, waardoor de diagnose tijdrovend en arbeidsintensief is.In B-ALL zijn genetische afwijkingen heel divers. Bij diagnose worden chromosomale veranderingen en een aantal fusiegenen die vaak voorkomen geanalyseerd. In de huidige WHO-classificatie wordt slechts 20-30% van de B-ALL geclassificeerd. Een grote groep volwassenen met B-ALL (15-25%) heeft het BCR-ABL1 fusiegen. In andere patiënten (20-25%) is hetzelfde genexpressie profiel aanwezig, maar ontbreekt BCR-ABL1. Het is belangrijk om deze patiënten te identificeren omdat ze een slechte prognose hebben en intensief moeten worden behandeld. Ook in T-ALL zijn diverse genetische afwijkingen aanwezig die niet worden gemeten om te classificeren. Door alle genetische afwijkingen volledig in kaart te brengen, kunnen patiënten met ALL effectiever worden behandeld met meer specifieke therapieën.Rond het jaar 2000 zijn next generation sequencing methoden ontwikkeld die snel de volgorde van nucleotiden kunnen ontcijferen. RNA-moleculen bevatten de nucleotide volgorde van één gen dat wordt vertaald naar eiwit. Met next generation sequencing kan de nucleotide volgorde en het aantal RNA-moleculen van alle genen die worden afgeschreven in één keer worden gemeten. Daarom is RNA-Seq zeer geschikt om genetische afwijkingen en genexpressie profielen volledig in kaart te brengen. In eerder onderzoek hebben wij RNA-Seq ontwikkeld om genetische afwijkingen in AML te meten. De techniek wordt nu gebruikt voor diagnostiek van AML in het LUMC.

Probleem

In de huidige diagnostiek van acute leukemie worden diverse genetische afwijkingen niet gemeten waardoor de behandeling niet goed is afgestemd op de patiënt.

Oplossing

Door de nucleotide volgorde en aantal RNA-moleculen van alle genen die worden afgeschreven te meten met next generation sequencing, kan met één techniek alle genetische afwijkingen en genexpressie profielen tegelijkertijd in kaart worden gebracht. Hierdoor is de diagnose van acute leukemie snel en volledig en kan de behandeling goed worden afgestemd op de patiënt.

Relevantie

Het volledig karakteriseren van genetische afwijkingen en genexpressie profielen is belangrijk om verschillende typen acute leukemie te onderscheiden, de overleving te vergelijken en de behandeling beter af te stemmen op de patiënt. De verwachting is dat genetische afwijkingen en genexpressie profielen een belangrijke rol spelen in toekomstige WHO-classificaties van acute leukemie.

Doel

Het doel van het onderzoek is om ALTAR (Acute Leukemia Transcriptomic Analysis Report) te ontwikkelen als RNA-sequentie pijplijn voor de diagnose van acute leukemie.

Onderzoeksopzet

In het eerste werkpakket, worden RNA-Seq data geproduceerd en algoritmen gebruikt om diverse genetische afwijkingen in AML, B-ALL en T-ALL (n=600) te meten. Bijna de helft van de ALL is afkomstig van patiënten uit de HOVON-100/EORTC06083 studie. Voor een aantal patiënten zijn eerder RNA-Seq data geproduceerd. Deze data worden gebruikt om de kwaliteitscriteria te bestuderen waaraan RNA-sequentie data moeten voldoen.In het tweede werkpakket, zullen RNA-Seq data worden gebruikt om genexpressie profielen te meten. Hierbij zullen eigen data worden geïntegreerd met RNA-Seq data die vrij beschikbaar zijn van grote groepen patiënten met acute leukemie. Verschillende genexpressie profielen zullen worden gemeten die specifiek zijn voor bepaalde genetische afwijkingen en voor myeloïde en lymfatische acute leukemie in verschillende maturatie stadia. De prognose van de expressie profielen zal worden bevestigd aan de hand van klinische data die beschikbaar zijn voor patiënten met acute leukemie in de openbare datasets en in de HOVON-100 studie.In het derde werkpakket zullen de beste algoritmen die de diverse genetische afwijkingen en genexpressie profielen het meest gevoelig en specifieke meten, worden geïntegreerd in ALTAR. Er zal een gebruikersvriendelijk verslag worden geproduceerd waarin alle metingen worden gerapporteerd en afwijkingen en profielen worden geannoteerd die relevant zijn voor het maken van klinische beslissingen. Tenslotte zal ALTAR geïmplementeerd en beschikbaar worden gesteld binnen de infrastructuur van COHERENT (KWF-project 13650).

Verwachte uitkomsten

De verwachting is dat ALTAR zal worden gebruikt als diagnostische RNA-Seq pijplijn binnen een ziekenhuis ICT infrastructuur en dat het een belangrijke bijdrage zal leveren aan een betere behandeling van patiënten met acute leukemie.

Implementatie

ALTAR wordt als diagnostische pijplijn geïmplementeerd en beschikbaar binnen de nieuwe infrastructuur van COHERENT. Artsen en patiënten met acute leukemie zullen worden geïnformeerd over ALTAR via de Nederlandse Vereniging voor Hematologie (https://hematologienederland.nl), HOVON werkgroepen (https://hovon.nl), patiëntenorganisatie HEMATON (https://www.hematon.nl) en de Nederlandse COHERENT infrastructuur.

Nieuws en resultaten

Juni 2026

De onderzoekers hebben bij acute myeloïde leukemie (AML) veel onbekende RNA-moleculen gevonden. Het gaat om lincRNA’s: lange stukjes RNA die zelf geen eiwit maken, maar mogelijk wel invloed hebben op welke genen aan of uit staan. Met een nieuwe computeranalyse vonden de onderzoekers 1.560 nieuwe lincRNA’s in bijna 900 AML-monsters.

Opvallend is dat de activiteit van deze lincRNA’s verschilt per genetisch subtype van AML. Ze kunnen daardoor mogelijk helpen om AML beter in te delen. Ook kunnen ze in de toekomst misschien dienen als biomarker of aangrijpingspunt voor nieuwe behandelingen. Wat de meeste lincRNA’s precies doen, moet nog worden onderzocht.

September 2025

De onderzoekers hebben ontdekt dat NPM1-gemuteerde acute myeloïde leukemie niet bij alle patiënten hetzelfde is. Met geavanceerde technieken (single-cell RNA-sequencing en spectrale flowcytometrie) konden ze 3 duidelijke subtypes onderscheiden met elk een eigen patroon in hoe de leukemiecellen zich ontwikkelen. Deze kennis helpt om deze vorm van AML beter te begrijpen. Mogelijk kunnen deze subtypen in de toekomst helpen bij het inschatten van de vooruitzichten of het kiezen van een behandeling. Daarvoor is nog wel meer onderzoek nodig.