Oprava DNA a preleukemicke klony v kmenovych bunkach pupocnikovej krvi

Vedúci projektu: Igor Beliaev
Trvanie projektu: 2011 - 2014

jedincov.Napriek tomu, že preleukemické klony vznikajúce v maternici sa považujú za nevyhnutný predpoklad rozvoja detskej leukémie z hematopoetických kmeňových buniek (HSC) a tomu, že boli popísané rôzne translokácie/génové fúzie špecifické pre detské leukémie, nebola analýza preleukemických klonov zavedená v praktickej medicíne ako obecná skríningová technika odhadu náchylnosti k detskej leukémii. V predkladanom projekte overíme takúto techniku, založenú na analýze dvojreťazcových zlomov DNA (DSB) v HSC z pupočníkovej krvi (UCB). DSB je najdôležitejším molekulárnym poškodením potrebným pre tvorbu chromozómových translokácií/génových fúzií. Naše predbežné výsledky a údaje z literatúry naznačujú významnú individuálnu variabilitu v produkcii DSB a zvýšenú hladinu endogénnych DSB v rakovinových a v normálnych bunkách onkologických pacientov. Ako odpoveď na poškodenie DNA môžu mať jedinci s vyššou základnou úrovňou DSB (vďaka buď vyššej indukcii alebo nízkej oprave) a ovplyvnenou apoptózou, vyššiu mutabilitu a teda vyššie riziko rakoviny. Stanovenie endogénnych DSB v UCB bunkách a možno aj v maturovaných USB lymfocytoch môže teda hypoteticky reprezentovať nástroj na odhad náchylnosti k detskej leukémii. Aby sme dosiahli tento cieľ, budeme študovať endogénne DSB, reparačnú kapacitu a apoptózu v UCB a bunkách kostnej drene z pacientov s detskou leukémiou a zdravých jedincov. While preleukemic clones arising in utero have been shown to be a prerequisite for development of childhood leukemia from haematopoietic stem cells (HSC), and various pediatric leukemia-specific translocations/gene fusions in these clones have been described, analysis of preleukemic clones has not been introduced in practical medicine as a general screening technique for assessment of susceptibility to childhood leukemia. In this project, we will validate such technique based on analysis of DNA double strand breaks (DSB) in HSC from umbilical cord blood (UCB). DSB is the most important molecular lesion that is required for formation of chromosomal translocations/gene fusions. Our preliminary results and literature data indicated significant individual variation in production of DSB and increased level of endogenous DSB in cancer cells and in normal cells from cancer patients. Individuals who have higher background level of DSB, because of either higher induction or low repair ability and affected apoptosis, may have higher mutability in response to DNA damage insults, and in turn, higher risks of cancers. Therefore, measurements of endogenous DSB in UCB stem cells, and possibly in matured USB lymphocytes, may hypothetically represent a tool for assessment of susceptibility to childhood leukemia. To achieve this goal, endogenous DSB, DNA repair capacity and apoptosis will be studied in UCB and bone marrow cells from childhood leukemia patients and healthy controls.