TESTO

Il gene CBFB codifica la subunità beta della proteina core-binding factor. La subunità alfa è codificata da 3 diversi geni: CBFA1 (RUNX2; 600211), CBFA2 (RUNX1; 151385) e CBFA3 (RUNX3; 600210). Il complesso agisce come un fattore di trascrizione. Le subunità alfa RUNX si legano al DNA tramite un dominio Runt, mentre la subunità beta aumenta l’affinità della subunità alfa per il DNA ma non mostra alcun legame al DNA da solo (recensione di Cohen, 2009).

Liu et al. (1993) clonato il gene CBFB umano. Il gene è stato identificato come parte di un gene di fusione con MYH11 (160745) in cellule leucemiche derivate da pazienti con leucemia mieloide acuta di tipo M4Eo (vedi AML, 601626), che è comunemente associato a un’inversione pericentrica del cromosoma 16, inv(16) (p13q22). Il gene MYH11 mappa a 16p13 e il gene CBFB mappa a 16q22. I cloni cDNA identificati da Liu et al. (1993) ha mostrato una forte omologia al gene CBF-beta del fattore di legame del DNA murino identificato da Wang et al. (1993).

Ogawa et al. (1993) ha anche clonato il gene Pebp2b del mouse e CDNA che rappresentano 3 diverse varianti di giunzione.

Il gene CBFB mappa il cromosoma 16q22 (Liu et al., 1993).

Il virus della sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS), HIV-1, produce Vif, che contrasta la difesa antivirale dell’ospite colpendo un complesso di ubiquitina ligasi costituito da CUL5 (601741), ELOC (TCEB1; 600788), ELOB (TCEB2; 600787) e RBX1 (603814) che si rivolge al fattore di restrizione APOBEC3G (607113) per la degradazione. Utilizzando la spettrometria di massa affinity tag/purification, Jager et al. (2012) ha dimostrato che Vif ha anche reclutato CBFB in questo complesso di ubiquitina ligasi. CBFB ha permesso la ricostituzione di un assemblaggio di 6 proteine ricombinanti che ha suscitato una specifica attività di poliubiquitinazione con APOBEC3G, ma non con APOBEC3A (607109). Studi di knockdown dell’RNA e di complementazione genetica hanno dimostrato che CBFB era necessario per la degradazione mediata da Vif di APOBEC3G e la conservazione dell’infettività da HIV-1. Vif dal virus dell’immunodeficienza simiana anche legato e richiesto Cbfb per degradare rhesus Apobec3g, indicando la conservazione funzionale tra le specie di primati. Jager et al. (2012) ha proposto che l’interruzione dell’interazione CBFB-Vif potrebbe limitare l’HIV-1 ed essere una terapia antivirale supplementare.

Indipendentemente, Zhang et al. (2012) ha identificato il ruolo di CBFB nella degradazione mediata da Vif di APOBEC3G. La regione N-terminale di Vif era necessaria per l’interazione con CBFB e Vif interagiva con regioni di CBFB distinte da quelle utilizzate da CBFB per interagire con RUNX. Zhang et al. (2012) ha suggerito che l’interazione CBFB-Vif è un potenziale bersaglio per l’intervento contro l’HIV-1.

CBFB-MYH11 Fusion Gene

Le cellule leucemiche derivate da pazienti con leucemia mieloide acuta di tipo M4Eo (vedi AML, 601626) spesso portano un’inversione pericentrica del cromosoma 16, inv(16)(p13q22). Liu et al. (1993) ha determinato i punti di interruzione di questa inversione e ha scoperto che ha creato un gene di fusione CBFB/MYH11. L’analisi di 6 diverse linee cellulari leucemiche con questa inversione ha mostrato che i punti di interruzione CBFB erano gli stessi in tutte le linee cellulari, situate vicino all’estremità 3-prime della regione codificante con solo gli ultimi 17 amminoacidi eliminati. Questo punto di interruzione si trova anche in una sequenza utilizzata per lo splicing alternativo. C’erano 3 diversi punti di interruzione nel gene MYH11. Tutti i riarrangiamenti hanno mantenuto la cornice di lettura della trascrizione fusion. Core-binding factor (CBF) si lega al sito principale del virus della leucemia murina e anche agli esaltatori dei geni del recettore delle cellule T, e il sito principale sembra essere un importante determinante genetico della specificità tissutale delle leucemie indotte dal virus della leucemia murina. Una delle subunità alfa del CBF, RUNX1, è trovata per essere interrotta nella traslocazione caratteristica di t(8; 21) nel sottotipo M2 di leucemia mieloide acuta. Liu et al. (1993) ha suggerito che la delucidazione dei geni coinvolti come partner di fusione in un’inversione che porta a una forma comune di leucemia adulta dovrebbe consentire lo sviluppo di un modello murino e di un test RT-PCR sensibile per la diagnosi e la valutazione specifiche della malattia residua dopo il trattamento.

Liu et al. (1995) ha fornito una revisione della patogenesi della leucemia correlata al CBFB. Hanno suggerito che sarà interessante vedere se esistono fusioni varianti tra CBFB e un altro gene come risultato della traslocazione tra 16q e un altro cromosoma. Lo studio di tali varianti potrebbe far luce sul meccanismo di genesi del gene di fusione di inversione 16. Non è stato possibile determinare se gli eosinofili anomali in circolazione nei pazienti con inv(16) facciano parte della popolazione cellulare maligna o il risultato di una risposta secondaria. Sebbene la distribuzione dei punti di interruzione negli introni dei 2 geni partecipanti fosse eterogenea, è stata osservata un’incidenza sorprendentemente alta di interruzioni in un piccolo introne (370 bp) del gene MYH11. CBFB e AML1 codificano le 2 subunità del fattore di trascrizione CBF e le alterazioni di entrambi sono associate alla leucemia mieloide acuta.

Per esaminare gli effetti dell’inv (16) (p13; q22) sulla mielopoiesi, Kogan et al. (1998) ha generato topi transgenici che esprimono la proteina di fusione chimerica nelle cellule mieloidi. La maturazione dei neutrofili è stata compromessa. Sebbene i topi transgenici avessero un numero normale di neutrofili circolanti, il loro midollo osseo conteneva un numero maggiore di cellule neutrofile immature, che mostravano caratteristiche anormali. Inoltre, la proteina di fusione ha inibito la differenziazione neutrofila in colonie derivate da progenitori ematopoietici. La coespressione sia della proteina di fusione che delle NRAS attivate (164790) ha indotto un fenotipo più grave caratterizzato da morfologia nucleare anormale indicativa di displasia granulocitica. Questi risultati hanno mostrato che la proteina di fusione altera lo sviluppo dei neutrofili e hanno fornito la prova che le alterazioni di Pebp2 possono contribuire alla genesi della mielodisplasia.

L’inv(16) fonde la maggior parte del CBFB al terminale C di MYH11. CBFB è un fattore di trascrizione che non lega direttamente il DNA ma interagisce con il fattore di trascrizione legante il DNA AML1 (RUNX1; 151385) sul cromosoma 21q per aumentare la sua capacità di legare il DNA e regolare la trascrizione. AML1 è uno dei geni più frequentemente mutati nella leucemia umana. Viene interrotto dalla t(8;21), t(3;21) e t(16;21) nella leucemia mieloide acuta e dalla t(12;21) nella leucemia linfocitica acuta a cellule B infantile (ALL). Interrompendo CBFB, l’inv (16) interrompe anche le funzioni AML1. Insieme, questi riarrangiamenti cromosomici rappresentano quasi un quarto di tutti i casi di AML e un quinto di tutte le anomalie cromosomiche distinguibili contenenti cellule B dell’infanzia. Lutterbach et al. (1999) ha dimostrato che la proteina di fusione inv (16) coopera con la più grande forma di AML1, chiamata AML-1B, per reprimere la trascrizione. Questa cooperatività richiede la capacità della proteina di fusione di traslocazione di legarsi a AML-1B. L’analisi delle mutazioni e gli esperimenti di frazionamento cellulare hanno indicato che la proteina di fusione inv(16) agisce nel nucleo e che la repressione si verifica quando il complesso è legato al DNA. Hanno dimostrato che la porzione C-terminale della proteina di fusione inv(16) contiene un dominio di repressione, suggerendo un meccanismo molecolare per la repressione mediata da AML1.

O’Reilly et al. (2000) ha riportato una donna di 43 anni con leucemia mieloide acuta di tipo M4 e un cariotipo anormale, 46, XX, ins(16)(q22p13.1p13.3), risultando in un gene di fusione CBFB/MYH11 trascrizionalmente attivo. O’Reilly et al. (2000) ha osservato che la causa usuale del gene di fusione CBFB/MYH11 è inv(16) (p13;q22) o t(16;16) (p13;q22), entrambi i quali sono prevalentemente associati a casi di AML M4 con eosinofilia (M4Eo); tuttavia, il paziente descritto da O’Reilly et al. (2000) mancava di eosinofilia.

Il fattore di trascrizione fusione CBFB-SMMHC, espresso in AML con l’inversione cromosomica inv(16)(p13q22), outcompetes wildtype CBFB per il legame con il fattore di trascrizione RUNX1, deregulates RUNX1 attività in emopoiesi, e induce AML. Il trattamento della LMA inv(16) con chemioterapia citotossica non selettiva si traduce in una buona risposta iniziale ma in una limitata sopravvivenza a lungo termine. Il suo nome è Ill (2015) ha riportato lo sviluppo di un inibitore dell’interazione proteina-proteina, AI-10-49, che si lega selettivamente a CBFB-SMMHC e interrompe il suo legame con RUNX1. AI-10-49 ripristina l’attività trascrizionale RUNX1, visualizza una farmacocinetica favorevole e ritarda la progressione della leucemia nei topi. Il trattamento delle esplosioni primarie del paziente con AML inv(16) con AI-10-49 innesca la morte selettiva delle cellule. Il suo nome è Ill (2015) ha concluso che l’inibizione diretta della proteina di fusione oncogenica CBFB-SMMHC può essere un approccio terapeutico efficace per inv (16) AML.

Mutazioni somatiche nel cancro al seno

Per correlare le caratteristiche cliniche variabili del cancro al seno positivo al recettore estrogeno (vedere 114480) con alterazioni somatiche, Ellis et al. (2012) ha studiato biopsie tumorali di pretrattamento maturate da pazienti in 2 studi di terapia con inibitore dell’aromatasi neoadiuvante mediante sequenziamento e analisi massicciamente parallele. Diciotto geni significativamente mutati sono stati identificati, compreso 5 geni (RUNX1; CBFB; MYH9, 160775; MLL3, 606833; e SF3B1, 605590) precedentemente collegati ai disordini ematopoietici.

Banerji et al. (2012) ha riportato le sequenze dell’intero esoma di DNA da 103 tumori al seno umani di diversi sottotipi di pazienti in Messico e Vietnam rispetto al DNA normale abbinato, insieme a sequenze di genoma intero di 22 coppie di cancro al seno/normali. Oltre a confermare le mutazioni somatiche ricorrenti in PIK3CA (171834), TP53 (191170), AKT1 (164730), GATA3 (131320) e MAP3K1 (600982), Banerji et al. (2012) ha scoperto mutazioni ricorrenti nel gene del fattore di trascrizione CBFB e delezioni del suo partner RUNX1.

CBF-beta forma un eterodimero con RUNX1. Sia RUNX1 che CBF-beta sono essenziali per l’emopoiesi. L’aploinsufficienza di RUNX2 (chiamata anche CBFA1; 600211), causa la displasia cleidocranica (119600) ed è essenziale nello sviluppo scheletrico regolando la differenziazione degli osteoblasti e la maturazione dei condrociti. I topi carenti di Cbfb (Cbfb -/-) muoiono a midgestation. Per studiare la funzione del Cbfb nello sviluppo scheletrico, Yoshida et al. (2002) ha salvato l’emopoiesi dei topi Cbfb -/- introducendo Cbfb usando il promotore Gata1. I topi Cbfb-null salvati hanno ricapitolato l’emopoiesi epatica fetale in stirpi eritroidi e megacariocitiche e sono sopravvissuti fino alla nascita, ma hanno mostrato una formazione ossea gravemente ritardata Sebbene le cellule mesenchimali si differenziassero in osteoblasti immaturi, le ossa intramembranose erano scarsamente formate. Yoshida et al. (2002) ha dimostrato che Cbf-beta era necessario per l’efficiente legame al DNA di Runx2 e per l’attivazione trascrizionale Runx2-dipendente.

Usando una strategia “knock-in”, Kundu et al. (2002) ha generato cellule staminali embrionali di topo (ES) che hanno espresso Cbfb fuso in-frame a una proteina fluorescente verde codificante cDNA (GFP). I topi eterozigoti per la fusione avevano una vita normale e apparivano normali, ma i cuccioli di Cbfb(GFP/GFP) morirono entro il primo giorno dopo la nascita. Questi topi hanno mostrato un ritardo nell’ossificazione endocondrale e intramembranosa e nella differenziazione dei condrociti, simile ma meno grave dei ritardi osservati nei topi Runx2 -/ -. Così, Kundu et al. (2002) ha dimostrato che Cbf-beta è espresso nello sviluppo dell’osso e forma un’interazione funzionale con Runx2 e che Cbfb (GFP) è un allele ipomorfo. L’allele di fusione mantiene una funzione sufficiente nelle cellule ematopoietiche per bypassare la letalità embrionale precoce. Kundu et al. (2002) ha sollevato la possibilità che le mutazioni in CBFB possano essere responsabili di alcuni casi di displasia cleidocranica che non sono collegate alle mutazioni in RUNX2.

Miller et al. (2002) ha salvato l’emopoiesi fetale del fegato in embrioni Cbf-beta-carenti introducendo un transgene che codifica una proteina di fusione della proteina fluorescente verde (GFP/Cbf-beta) espressa dal promotore e dal potenziatore del gene Tek (600221). Tek è una tirosin chinasi endoteliale-specifica vascolare del ricevitore che è essenziale per la formazione ed il rimodellamento della rete vascolare. Il gene è espresso in tutte le cellule endoteliali durante lo sviluppo e nell’adulto, e in una frazione di cellule staminali ematopoietiche e progenitori ematopoietici impegnati nel fegato fetale e nel midollo osseo adulto. I topi salvati sono morti alla nascita con gravi difetti nello sviluppo scheletrico, sebbene l’ossificazione intramembranosa si sia verificata in una certa misura. Sebbene l’emopoiesi epatica fetale sia stata ripristinata al giorno embrionale 12.5, entro il giorno embrionale 17.5 sono state osservate menomazioni significative nella linfopoiesi e nella mielopoiesi. Quindi, Miller et al. (2002) ha concluso che la subunità Cbf-beta è necessaria per l’emergenza delle cellule staminali ematopoietiche, la formazione ossea e la normale differenziazione delle cellule linfoidi e mieloidi.