Fisiopatología molecular de los síndromes mieloproliferativos

Autora : Lucía Vega

4º Curso de Medicina grupo "D" (Curso 2022/23)

Código de trabajo : 2215-LVE

INTRODUCCIÓN

Los síndromes mieloproliferativos (SMP) o neoplasias mieloproliferativas (NMP) son un conjunto de entidades de curso inicialmente crónico que se caracteriza por la proliferación de una o más líneas celulares mieloides (hematíes, células granulomonocíticas y/o plaquetas), como consecuencia de una alteración clonal que afecta a la célula stem hematopoyética.

Estas entidades están caracterizadas por una médula ósea hipercelular con una maduración efectiva de los progenitores hematopoyéticos y un incremento del número de granulocitos, glóbulos rojos y/o plaquetas en sangre periférica. 

Su estudio se divide entre NMP con presencia de translocación t(9;22) o bien llamadas Neoplasias Mieloproliferativas Filadelfia y en NMP Clásicas que incluyen las NMP sin presencia de la translocación t(9;22) más frecuentes, la Policitemia Vera (PV), la Trombocitemia Esencial (TE) y la Mielofibrosis Primaria (MFP), las cuales comparten ciertas características clínicas, analíticas y moleculares. 

Neoplasias Mieloproliferativas Filadelfia POSITIVAS

Leucemia mieloide crónica 

La característica fundamental de la LMC es la presencia del Cromosoma Filadelfia, una t(9;22) que da lugar a la proteína de fusión BCR-ABL. El análisis citogenético generalmente revela la presencia de un cromosoma marcador característico, el cromosoma Philadelphia (Ph1). Este rearreglo cromosómico genera el gen de fusión BCR-ABL1, el cual se transcribe y traduce a una proteína oncogénica Bcr/Abl1 p210 con elevada actividad tirosina kinasa (TK), que produce diversarsas rutas de señalización que aumentan la proliferación, reducen la apoptosis y producen inestabilidad genética (1). 

Alrededor del 90% de los pacientes con LMC exhiben el cromosoma Ph1 que se clasifican en dos subgrupos, basados en el análisis citogenético: Ph1 variante simple, donde el cromosoma 22 se transloca con un cromosoma diferente del 9, t(22;V), y los Ph1 variante compleja, donde los cromosomas 9 y 22 están involucrados en rearreglos a uno o más cromosomas adicionales, t(9;22;V) 

Han sido propuestas dos vías diferentes para explicar la génesis de los Ph1 variantes (1). 

1) Mecanismo que involucra una etapa única: El primero corresponde a un suceso único de rearreglos donde ocurre una rotura simultánea de al menos 3 cromosomas diferentes, seguida de la reunión recíproca de los segmentos implicados.

2) Mecanismo que involucra dos etapas: implica que, en un primer evento tiene lugar la translocación clásica t(9;22) la que es seguida de un segundo evento de translocación con un tercer cromosoma. 

Figura 1. Translocación recíproca entre los cromosomas 9 y 22 

NMP sin presencia de la translocación t(9;22)

A continuación se describen cada una de estas patologías y su alteración genética más relevante: 

- La Policitemia Vera o Policitemia Rubra Vera es una NMP caracterizada por un incremento en la producción de glóbulos rojos independiente de los mecanismos que regulan normalmente la eritropoyesis. La alteración genética más relevante en la etiopatogenia de la enfermedad son las mutaciones en el gen JAK2, estando presente la V617F en un 95% de los pacientes y las mutaciones en el exón 12 en otro 3% de los casos (2). 

- Trombocitemia Esencial o Trombocitemia Idiopática: es una NMP que afecta primariamente a la línea megacariocítica. Dado que no se conoce un marcador biológico ni genético específico de la TE, para su diagnóstico deben excluirse otras NMP así como causas reactivas de trombocitosis (infecciones, inflamación, etc).Las alteraciones moleculares más importantes en la etiopatogenia de la enfermedad afectan a la ruta de señalización de citoquinas, estando presentes la mutación V617F de JAK2 en aproximadamente un 50-60% de los casos, mutaciones tipo inserción o deleción en el gen CALR en un 30% y mutaciones W515K/L en MPL en un 3% de los casos(2). Estas mutaciones activan rutas de señalización que causan una trombocitosis en sangre periférica y un incremento del número de megacariocitos en la médula ósea además de ser responsables en última instancia de la clínica del paciente(2). Aquellos casos de TE que no presentan ninguna de las llamadas mutaciones canónicas se denominan Trombocitemias Esenciales Triple Negativas (TE-TN, aproximadamente un 10% de los casos) (2). 

- Mielofibrosis Primaria, también llamada Metaplasia Mieloide Agnogénica o Mielofibrosis Idiopática: es la más infrecuente de las NMP Filadelfia Negativas Clásicas. Se caracteriza por un aumento de proliferación en la médula ósea, destacando la de megacariocitos anormales y serie granulocítica , el rasgo distintivo de esta entidad es el depósito de tejido fibroso en la médula ósea que acarrea una insuficiencia medular progresiva con hematopoyesis extramedular y esplenomegalia. En cuanto a sus alteraciones moleculares más relevantes, sus mutaciones driver son las mismas que las descritas en TE (60% JAK2 V617F, 30% CALR, 8% MPL y 12% Triples Negativas) aunque, como veremos en la siguiente sección, la MFP presenta mayor número de alteraciones citogenéticas y moleculares 

Como sabemos, la etiopatogenia de los SMP son múltiples factores, desde la edad, hasta lo genético, que realmente es lo más importante como resultado de su compleja fisiopatología en la que se reconocen desde fenómenos de disregulación epigenética a profundas alteraciones mutacionales que llevan a la transformación de la célula madre hematopoyética y la aparición de la enfermedad (4). El desarrollo de las técnicas citogenéticas y de secuenciación ha permitido el descubrimiento de numerosas mutaciones recurrentes en todas las neoplasias mieloides. Sin embargo, sólo unas pocas se asocian sólo a una entidad o grupo de entidades. 

Por tanto, se puede estudiar con las siguiente clasificación: Mutaciones driver (conductoras) de NMP y otras Mutaciones presentes en NMP (4). 

Mutaciones driver de NMP

Podemos definir las mutaciones driver o conductoras como aquellas que son capaces de mediar la transformación neoplásica de una célula, en el caso de las NMP, la célula madre hematopoyética. En el caso de las NMP, estas mutaciones alteran la ruta de señalización de receptores de citoquinas siendo los genes afectados, por orden de frecuencia, JAK2, CALR y MPL. 

JAK2 La Cinasa Janus 2 ( JAK2)

Pertenece a la familia de cinasas JAK. Esta familia puede considerarse como la parte catalítica de los receptores de citoquinas hematopoyéticas ya que las proteínas JAK se encuentran constitutivamente unidas a ellos, además tienen siete dominios homólogos (JH1-7), que cinasa catalítico (JH1) y un dominio pseudocinasa catalíticamente inactivo (JH2)(3). El receptor de eritropoyetina (EPOR), el de trombopoyetina (MPL o TPOR) y el receptor del factor estimulante de crecimiento de colonias granulocíticas (G CSF) funcionan en parte a través de JAK. De una manera sencilla, la unión de la citoquina correspondiente cambia la conformación de los receptores y estos activan JAK2 mediante transfosforilación. JAK2 activado fosforila y activa a su vez moléculas de señalización como los factores de transcripción STAT. Una vez activados, los factores STAT se dimerizan y translocan al núcleo dónde modifican la transcripción de numerosos genes y activan rutas de proliferación y supervivencia. En 2005 se describió la mutación V617F en JAK2 en un 70% de las NMP: un 95% de las PV y entre un 50 y un 60% de las TE y MFP 36–38%. Esta mutación se debe a un cambio de G por T en el nucleótido 1849 del exón 14 de JAK2 lo que conlleva un cambio de valina por fenilalanina en el dominio JH2 (pseudocinasa) de JAK2, el cual tiene una función autoinhibitoria similar al dominio yuxtamembrana de las tirosina quinasas receptoras y que la valina 617 tiene un papel importante en la mediación de la autoinhibición de la quinasa JAK2 (5). La sustitución de valina por fenilalanina en el codón 617 podría anular la autoinhibición y dar lugar a una actividad cinasa constitutiva (6) 

Figura 2. Estructura de JAK2, mostrando (1) los diagramas de cintas de los dominios JH1 y JH2, (2) el asa de activación de JH1 en dos posibles conformaciones; la activa (estado activado) y la inactiva (estado no activado), y (3) con un círculo, el sitio de interacción de JH2 y del dominio de activación de JH1, junto con el emplazamiento de Val 617. 

Un par de años después de la descripción de la mutación V617F se descubrió que mutaciones en el exón 12 de JAK2 están presentes en la práctica totalidad de PV V617F negativas siendo excepcionales en TE o MFP. Estas mutaciones suelen ser inserciones o deleciones sin pérdida del marco de lectura en torno a la Lisina. Aunque el mecanismo de acción exacto de estas mutaciones no se conoce, sí se sabe que acarrean una activación constitutiva de los STATs y otras moléculas como MAPK y la fosfatidilinositol 3 cinasa (PI3K)-AKT Esto hace que se produzca una proliferación celular independiente de citoquinas que conlleva la transformación de la célula madre hematopoyética (6). 

Figura 3. Mecanismo de activación de la actividad cinasa de JAK2 por mutaciones en la vía de señalización de JAK2. (A) Los ligandos de citoquinas se unen normalmente a los receptores de citoquinas. (B) JAK2 mutante (quinasas mutantes V617F y JAK2 exón 12) conducen a la activación independiente del ligando de las vías de señalización descendentes. (C) Los receptores de trombopoyetina mutantes MPLW515L/K son capaces de fosforilar JAK2 de tipo salvaje en ausencia de trombopoyetina. 

CALR

La calreticulina, al contrario que JAK2, no es una molécula de señalización sino una chaperona habitualmente situada en el retículo endoplásmico. En 2013 se descubrió que mutaciones frameshift (con cambio de marco de lectura) en esta proteína estaban presentes en un 50-60% de las TE y hasta un 75% de las MFP JAK2 negativas. Las dos mutaciones más frecuentes son la tipo 1 que consiste en una deleción de 52 pares de bases (o.L367fs*46) y la tipo 2 consistente en una inserción de 5 pares de bases (p.K385fs*47). Estas deleciones e inserciones afectan al exón 9 de CALR que incluye el motivo KDEL responsable de su anclaje al retículo endoplásmico y además aportan una nueva secuencia a la proteína con una mayor cantidad de cargas positivas. Esto hace que CALR se una a MPL (TPOR) en el retículo endoplásmico, facilitando su dimerización y activación además de su tráfico a la membrana citoplasmática donde MPL activado constitutivamente activa JAK2 promoviéndose la proliferación y producción de plaquetas (4, 7).

MPL

Las mutaciones en el gen MPL (virus de leucemia mieloproliferativa), que es el gen que codifica el receptor de la trombopoyetina (TPOR), están presentes en un 2-3% de los casos de TE y en aproximadamente un 5% de los casos de MFP. Las más frecuentes se encuentran en el codón 515, especialmente las mutaciones W515L y W515K, que son el cambio de un triptófano por otro aminoácido por leucina o una lisina, que se encuentra entre el dominio transmembrana y el citosólico. Se han descrito mutaciones en otros codones, destacando la S505N de localización en transmembrana. Las mutaciones en el codón 515 permiten la activación del receptor independiente de trombopoyetina y la mutación S505N estabiliza el dímero de TPOR. En cualquier caso, todas ellas activan de forma constitutiva la ruta de señalización que incrementa la proliferación de megacariocitos. 

Figura 4. Algoritmo diagnóstico molecular para NMP no philadelphia 

BIBLIOGRAFÍA

1. Quesada Dorta, Marlene, Pantaleón Florido, Gretta, Bello Álvarez, Daisy, Casanueva Calero, Karina, & Carnot Uría, José. (2011). Resultados citogéneticos en pacientes con leucemia mieloide crónica. Revista Cubana de Medicina, 50(4), 341-347. Recuperado en 14 de junio de 2023, de http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-75232011000400002&ln g=es&tlng=pt.

2. Rumi E, Cazzola M. Diagnosis, risk stratification, and response evaluation in classical myeloproliferative neoplasms. Blood. 2017;129(6):680–692.

3. Lens, Daniela, Muxi, Pablo, Brugnini, Andreína, Trías, Natalia, & Pierri, Silvia. (2007). Determinación de la mutación V617F del gen JAK2 en los síndromes mieloproliferativos crónicos en nuestro país: a propósito de un caso. Revista Médica del Uruguay, 23(2), 122-125. Recuperado en 14 de junio de 2023, de http://www.scielo.edu.uy/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1688-03902007000200 008&lng=es&tlng=es.

4. Carreño Gómez-Tarragona, Gonzalo (2021) Bases moleculares de las neoplasias mieloproliferativas crónicas filadelfia negativas.UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID FACULTAD DE MEDICINA

5. Lindauer K., Loerting T., Liedl K.R., and Kroemer R.T. (2001). Prediction of the structure of human Janus kinase 2 (JAK2) comprising the two carboxy-terminal domains reveals a mechanism for autoregulation.Protein Eng 14: 27-37.

6. Gari, Mamdooh. (2009). The Role of Janus Kinase 2 (JAK2) in the Pathologenesis of Myeloproliferative Disorders. Journal of King Abdulaziz University-Medical Sciences. 16. 10.4197/Med.16-1.1.

7. Nangalia J, Green AR. Myeloproliferative neoplasms: From origins to outcomes. Hematology. 2017;2017(1):470–479.