Analysis and detection of cryptic chromosomal aberrations in chronic lymphocytic leukemia

Alhourani, Eyad GND

Chronic lymphocytic leukemia (CLL) is the most frequent leukemia of adults in Western countries. The overall survival of CLL patients is different according to the detected acquired genetic, especially chromosomal aberrations. Particularly important are the genes TP53, ATM, and BIRC3, which are associated with poor prognosis. Many techniques have been used for the detection of disease associated chromosomal abnormalities, such as banding cytogenetic (GTG-banding) or molecular cytogenetic analyses. However, especially GTG-banding is hampered in diagnostics of CLL due to the low mitotic index of the aberrant cells. Interphase fluorescence in situ hybridization (iFISH) was introduced to overcome this limitation; however this leads to underestimation of the complexity in chromosomal rearrangements. Multiplex ligation dependent probe amplification (MLPA) can be a way out here, as it can detect multiple chromosomal aberrations simultaneously. The present work aimed to analyze and detect cryptic chromosomal aberrations in 150 CLL patients, by studying them comparatively for aberration detection rates using GTG-banding, iFISH and/or MLPA, in addition to array-based comparative genomic hybridization (array-CGH) in selected cases. Overall 163 acquired aberrations in 67 of 85 samples (~79%) were identified. Based on that data a cost efficient scheme was suggested combining the different techniques for better diagnosis and characterization of cryptic chromosomal aberrations in CLL. Additionally an assessment of BIRC3 alterations was performed on 117 CLL, and 45 B-ALL cases. BIRC3 aberrations were detected in 23/117 (~20%) of CLL and 2/45 (~4%) of B-ALL cases. Based on these results ATM deletions may, but must not always be associated with BIRC3 abnormalities. Thus BIRC3 screening should be considered as independent diagnostic parameter of CLL in future. Finally, 150 CLL patients have been tested for their status of TP53 deletion. Obviously cases with isochromosome 17q and deletion of TP53 were associated with more complex karyotypic changes than such with deletion of TP53. This suggests that i(17q) presents an adverse prognostic marker.

Chronische lymphatische Leukämie (CLL) ist die am häufigsten auftretende Leukämieform des Erwachsenenalters in den westlichen Ländern. Die Überlebensrate von CLL-Patienten durchaus unterschiedlich ist und hängt stark von den entsprechend Chromosomenveränderungen ab. Von besonderer Bedeutung sind hierbei die Gene TP53, ATM und BIRC3, die allgemein mit einer schlechten Prognose assoziiert werden. Eine Vielzahl an Techniken wurden zum Nachweis von CLL-assoziierten Chromosomenanomalien eingesetzt wie Bänderungs-Zytogenetik (GTG-Färbung) oder molekulare Zytogenetik. Hierbei ist anzumerken, dass insbesondere eine Karyotypanalyse durch den niedrigen mitotischen Index der aberranten CLL-Zellen nur eingeschränkt möglich ist. Um solche Einschränkungen der Analyse zu umgehen wurde die Interphase Fluoreszenz in situ Hybridisierung (iFISH) eingeführt; jedoch kann der Einsatz dieser Methode zu einer Unterschätzung der vorliegenden Komplexität an Chromosomenaberrationen führen. Hier ist die Multiplex ligation dependent probe amplification (MLPA) anzuführen, da diese Methode die Möglichkeit eröffnet gleichzeitig viele / viel mehr Chromosomenaberrationen zu erkennen. Die vorliegende Arbeit wurde mit dem Ziel durchgeführt zuvor kryptische chromosomale Aberrationen in 150 CLL Fällen nachzuweisen, und zwar durch den vergleichenden Einsatz von GTG-Bänderung, iFISH und MLPA, sowie in einzelnen Fällen ergänzt durch Mikro-array-Analyse (array-CGH). Insgesamt wurden 163 erworbene Aberrationen in 67 von 85 Fällen (~ 79%) nachgewiesen. Auf diesen Ergebnissen beruhend konnte hier ein kosteneffizientes Analyseschema entwickelt. Weiterhin wurden 117 CLL und 45 B-ALL Fälle auf das Vorliegen von BIRC3 Veränderungen untersucht. Letztere wurden in 23/117 (~ 20%) der CLL und 2/45 (~ 4%) der B-ALL-Fälle nachgewiesen. Ein Screening auf BIRC3 für eine verbesserte Diagnosestellung bei der CLL wird vorgeschlagen. Abschließend wurden 150 CLL-Patienten auf ihren Isochromosom-17q-Status hin getestet. Offensichtlich waren Fälle mit Isochromosom-17q und Deletion von TP53 mit komplexeren karyotypischen Veränderungen assoziiert als solche Fälle in denen Deletion von TP53. Das deutet darauf hin, dass Isochromosom-17q einen negativen prognostischen Marker darstellt.

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Alhourani, Eyad: Analysis and detection of cryptic chromosomal aberrations in chronic lymphocytic leukemia. Jena 2017.

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