DOT1 lezione

Alterazioni della metilazione
degli istoni nella leuchemogenesi
Alterazioni epigenetiche nei tumori
• Mutazioni in geni che codificano per fattori
associati alla cromatina sono presenti nella
maggior parte dei tumori (genetica ->
epigenetica)
• Alterazioni epigenetiche (in assenza di
mutazioni di fattori associati alla cromatina)
sono in ogni caso presenti in tutti I tumori
– Alterazioni nel pattern di metilazione del DNA
– Alterazioni nelle modificazioni istoniche
Dot1/DOT1L
• Identificato inizialmente in lievito, interferisce
con il silenziamento dei telomeri
• E’ l’unico enzima in grado di metilare la lisina
79 dell’istone H3
• E’ l’unica lisina-metiltrasferasi che non
possiede un dominio enzimatico SET
– Importante x drug discovery
La metilazione dell’istone H3 alla lys79
(H3K79Me)
• Non è localizzata come la maggior parte delle
altre modificazioni istoniche sulla coda degli
istoni, ma nel “core” del nucleosoma
• Associata a geni trascritti
• Anche potenzialmente
coinvolta in altri fenomeni
nucleari (riparo del DNA)
Cenni sul ruolo di DOT1L
nell’embriogenesi
• Knock-out di DOT1L: letale durante
l’embriogenesi
– Embrioni mostrano assenza o quasi dell’eritropoiesi,
l’effetto sulla mielopoiesi è molto minore o assente
• Ridotti livelli di GATA2
• Aumentati livelli di PU.1
• GATA2 e PU.1 giocano ruoli contrapposti nell’ematopoiesi, il
primo favorisce eritropoiesi ed il secondo mielopoiesi
• Nei topi KO per DOT1L l’interruttore è sempre acceso sulla
mielopoiesi
Cenni sul ruolo di DOT1L
nell’ematopoiesi adulta
• Knock-out condizionale di DOT1L:
inattivazione del gene mediante l’approccio
cre-lox
– I topi muiono per anemia progressiva
– Depauperamento delle cellule staminali
ematopoietiche
– Ruolo importante di DOT1L nella ematopoiesi
dell’adulto
• Preoccupante per drug discovery
Leucemie con la traslocazione di MLL
• Mixed lineage leukemia (MLL) codifica per una proteina di
circa 4000 aminoacidi
• MLL trasloca ed è fuso a molteplici geni in diverse forme di
leucemia acuta
MLL-leucemie e DOT1L
• Un complesso multiproteico che contiene
DOT1L lega diversi partner di MLL nelle
traslocazioni leucemiche (AF9, AF10, ENL)
• L’interazione fra MLL-X e DOT1L potrebbe
portare ad alterazioni della cromatina
– Ipotesi: coinvolgimento di DOT1L nell’attivazione
di geni bersaglio delle traslocazioni di MLL
H3K79Me nelle cellule leucemiche
MLL-AF9
• MLL-AF9 si lega a regioni genomiche/geni ricche
in H3K79 metilata
• I geni legati a MLL-AF9 sono > espressi ed hanno
> livelli di metilazione di H3K79 della controparte
normale
MLL-AF9 distrugge la normale
gerarchia delle modificazioni istoniche
• Le modificazioni istoniche (attive-repressive) avvengono in
maniera coordinata
• Analisi di modificazioni cromatina ed espressione nel cluster
HoxA durante il differenziamento ed in cellule MLL-AF9
La perdita di DOT1L riduce l’espressione di geni bersaglio di MLLAF9 ed aumenta la sopravvivenza dei topi leucemici
Sviluppo di inibitori di DOT1L
Structure, binding, and inhibitory activity of EPZ-5676.
Scott R. Daigle et al. Blood 2013;122:1017-1025
©2013 by American Society of Hematology
Inhibition of histone methylation and MLL-fusion target gene expression by EPZ-5676.
Scott R. Daigle et al. Blood 2013;122:1017-1025
©2013 by American Society of Hematology
Selective inhibition of MLL-rearranged cell proliferation by EPZ-5676.
Scott R. Daigle et al. Blood 2013;122:1017-1025
©2013 by American Society of Hematology
EPZ-5676 causes tumor regressions and demonstrates in vivo target inhibition in tumor and
surrogate tissue in a rat model of MLL-rearranged leukemia.
Scott R. Daigle et al. Blood 2013;122:1017-1025
©2013 by American Society of Hematology