Pada tahun 1974, VandenBerghe pertama kali melaporkan lima kasus sindrom 5q. Gambaran klinisnya meliputi anemia makrositik, trombosit normal atau meningkat, dan megakariosit yang tidak terlobulasi dengan baik. Sindrom 5q memiliki insidensi rendah untuk bertransformasi menjadi leukemia mieloid akut, yaitu kurang dari 10%. Klasifikasi tumor sistem limfatik Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) (2001, 2008) telah mengklasifikasikan sindrom 5q sebagai jenis sindrom mielodisplastik (MDS) yang terpisah. Sindrom 5q memiliki kurang dari 5% sel primitif mieloid dan hanya terkait dengan kelainan kromosom 5q[i] dan telah diobati dengan ralidomide dengan keberhasilan yang baik dalam beberapa tahun terakhir. Patogenesis dan kemajuan pengobatan penyakit ini ditinjau.
1. Patogenesis.
Sindrom 5q adalah kelainan sel punca hematopoietik di mana lebih dari 90% sel punca hematopoietik berasal dari klon yang ganas. Penelitian telah menunjukkan bahwa pasien dengan sindrom 5q juga memiliki kelainan kromosom 5q pada sel B dan sel NK[ii]. Sumsum tulang mereka biasanya aktif secara proliferatif atau sangat aktif. Proliferasi klon ganas mengganggu perkembangan sel darah merah dan pada akhirnya menyebabkan anemia.
Daerah penghapusan umum sindrom 5q (CDR) mengandung 40 gen yang diekspresikan dalam sel progenitor induk hematopoietik. Sejumlah penelitian telah menemukan bahwa gen-gen ini diekspresikan secara minimal, tetapi semua hasil sekuensing mengkonfirmasi bahwa tidak ada satu pun dari gen-gen ini yang mengalami mutasi [iii]-[iv]. Hal ini menunjukkan bahwa insufisiensi hemiploid (hilangnya fungsi salah satu alel) dapat menjadi penyebab utama patogenesis sindrom 5q.
1.1 Gangguan eritropoiesis akibat insufisiensi hemiploid gen ribosomal RPS14
Pada tahun 2008 Ebert et al [v] melakukan serangkaian percobaan interferensi RNA (RNAi) pada 40 gen di dalam CDR 5q-32-33. Dengan mempelajari perubahan pada sumsum tulang dan darah tepi tikus dengan RNAi yang berbeda, ditemukan bahwa berkurangnya ekspresi RPS14 mengakibatkan perkembangan garis keturunan eritroid yang buruk dan menyebabkan peningkatan apoptosis eritroid. peningkatan ekspresi RPS14 pada pasien dengan sindrom 5q menghasilkan peningkatan yang signifikan dalam eritropoiesis.
RPS14 adalah salah satu blok pembangun subunit ribosom 40S dan mengandung 151 asam amino (5,9 Kb). Insufisiensi hemiploidi RPS14 menyebabkan regulasi abnormal dari gen yang berhubungan dengan ribosom dan gen yang berhubungan dengan translasi[vi]. Mutasi pada gen protein ribosom lainnya, seperti RPS19 dan RPS24, dapat menyebabkan sindrom kegagalan sumsum tulang bawaan, seperti anemia Diamond-Blackfan. Sindrom kegagalan sumsum tulang bawaan ini memiliki ciri-ciri histologis dan klinis yang serupa dengan MDS. Model hewan telah menunjukkan bahwa cacat pada gen ribosomal menyebabkan hematopoiesis yang tidak efektif dan kecenderungan tumor pada garis keturunan merah. Saat ini diperkirakan bahwa ketidakcukupan gen ribosom hemiploid menyebabkan pembentukan subunit ribosom yang tidak memadai, yang mengakibatkan perubahan gen penerjemahan dan aktivasi protein diferensiasi dan protein yang berhubungan dengan apoptosis[vii].
Oliva et al [viii] secara dinamis memantau tingkat ekspresi RPS14 pada 17 pasien 1MDS berisiko rendah dan menengah dengan penghapusan kromosom 5q. Sebelum pengobatan dengan ralidomide, ekspresi RPS14 berkurang secara signifikan pada 14 pasien dibandingkan dengan kontrol normal. Setelah 14 minggu pengobatan dengan ralidomide, hemoglobin meningkat rata-rata 27 g/L dan tingkat ekspresi RPS14 meningkat rata-rata sekitar 205 kali lipat. Temuan ini menunjukkan bahwa insufisiensi hemiploidi RPS14 dikaitkan dengan perkembangan sindrom 5q.
1.2. Apoptosis yang dimediasi oleh p53 terlibat dalam patogenesis sindrom 5q
p53 adalah faktor transkripsi utama yang mengatur pertumbuhan sel dan apoptosis. Dalam kondisi normal, tingkat ekspresi p53 rendah. Ketika berbagai tekanan seluler terjadi, p53 diaktifkan dengan cepat. fungsi hemiploid RPS14 yang tidak memadai menyebabkan sintesis protein ribosom abnormal, yang mengganggu biosintesis ribosom, yang mengakibatkan stres seluler. barlow et al [ix] baru-baru ini membuat model tikus sindrom 5q-. Gen-gen di dalam wilayah 5q-CDR manusia terletak di dalam tikus pada kromosom 11 dan 18. Dengan menggunakan rekayasa genetika, daerah di mana gen target yang berbeda berada dihilangkan. Hanya dengan menghilangkan fragmen Cd74CNid67 (yang mengandung gen RPS14), tikus yang memiliki kelainan hematologi yang signifikan, seperti anemia makrositik dan gangguan produksi sel progenitor induk hematopoietik. Tikus-tikus ini mengalami peningkatan tingkat apoptosis pada sel sumsum tulang dan peningkatan ekspresi p53. Sebaliknya, pada tikus dengan KO p53 yang lengkap diikuti dengan penghilangan fragmen gen RPS14, sel punca hematopoietik normal dan eritropoiesis normal. Dengan demikian, apoptosis yang dimediasi oleh p53 mungkin merupakan mekanisme penting untuk anemia yang dimediasi oleh RPS14.
Semua desain eksperimental Barlow pada tikus delesi tidak menunjukkan peningkatan trombosit. Sebaliknya, peningkatan trombosit merupakan salah satu manifestasi klinis utama pada tahap awal sindrom 5q. Apakah penghapusan ini mendukung perkembangbiakan klon ganas masih harus diteliti lebih lanjut.
Pellagatti et al. menunjukkan bahwa aktivasi p53 dan peningkatan regulasi jalur p53 terdapat pada pasien dengan sindrom 5q- dan bahwa insufisiensi hemiploidi RPS14 mungkin bertanggung jawab atas aktivasi p53. 10 gen jalur p53 secara signifikan diekspresikan secara tidak normal pada sel CD34+ yang berasal dari pasien dengan sindrom 5q-. Gen-gen ini termasuk FAS, CD82, WIG1, CASP3, SESN3, TNFRSF10B, BAX, DDB2, BID dan MDM4, yang semuanya meningkat secara signifikan, dengan pengecualian regulator penghambat p53 MDM4, yang ekspresinya berkurang. Mayoritas gen ini adalah target hilir p53. Imunohistokimia spesimen biopsi sumsum tulang menunjukkan peningkatan ekspresi p53 pada pasien dengan sindrom 5q, sementara sumsum tulang normal sebagian besar tidak aktif[x].
1.3. Penghapusan mikro-RNA menyebabkan proliferasi trombosit dan proliferasi klonal.
Dengan mempelajari mikro-RNA di wilayah CDR sindrom 5q-, Starczynowski dkk. menemukan bahwa penghapusan miR-145 dan miR-146a merupakan faktor penting dalam patogenesis sindrom 5q-. miR-145 dan miR-146a diekspresikan secara melimpah dalam sel sumsum tulang CD34+, tetapi secara signifikan berkurang pada sel sumsum tulang sindrom 5q-. Knockdown dari kedua mikro-RNA ini pada tikus menghasilkan perkembangan fitur klinis yang khas dari sindrom 5q: megakariosit yang tidak terlobulasi dengan baik dan peningkatan trombosit darah tepi. dua gen dari jalur pensinyalan reseptor seperti Toll, TIRAP (miR-145) dan TRAF6 (miR-146a), diidentifikasi sebagai gen target utama yang berkontribusi terhadap perkembangan penyakit. TIRAP berinteraksi dengan TRAF6 untuk mengaktifkan faktor nuklir k-B (NFkB). Ekspresi berlebih TRAF6 pada tikus merupakan predisposisi kegagalan sumsum tulang atau AML [xi].
1.4 Kerusakan hemiploidi gen lain pada CDR dapat menjadi kofaktor penting dalam patogenesis sindrom 5q
Meskipun berkurangnya ekspresi RPS14, miR-145 dan miR-145a dapat berkontribusi pada banyak fitur klinis utama sindrom 5q, tidak pasti bahwa perubahan ini cukup untuk menyebabkan perkembangan sindrom 5q. Fungsi hemiploid yang tidak mencukupi dari gen CDR sindrom 5q lainnya mungkin juga penting dalam perkembangan penyakit, seperti SPARC, kandidat gen penekan tumor yang mengatur perlekatan sel dan stroma di sekitarnya, menginduksi apoptosis, dan menghambat angiogenesis. Saat ini diyakini bahwa sel punca hematopoietik yang mengekspresikan SPARC yang berkurang lebih mungkin untuk melekat pada relung pendukungnya, yang mengarah pada dominasi klonal. Ekspresi SPARC secara signifikan meningkat pada sel primitif eritroid sindrom 5q yang diobati dengan ralidomide, sehingga menghilangkan keuntungan klonal. Karena tikus yang kekurangan SPARC tidak memiliki fitur hematologi klinis yang khas untuk sindrom 5q, SPARC bukanlah gen kunci yang bertanggung jawab atas fenotipe sindrom 5q, tetapi berpotensi menjadi kofaktor penting[xii].
Wilayah CDR 1,5 Mbp pada kromosom 5q mengandung sejumlah gen yang terkait dengan MDS dan AML berisiko tinggi, seperti EGR1 dan CTNNA1. wilayah ini persis seperti yang hilang pada sindrom 5q pada umumnya. egr1 adalah pengatur penting pembungkaman sel punca. egr1 gen hemiploidi lebih mungkin mengembangkan tumor mieloid setelah terpapar zat beracun pada tikus [xiii]. CTNNA1 adalah gen penekan tumor dan ekspresinya yang berkurang meningkatkan kemungkinan transformasi leukemia.
1.45q-Sel progenitor garis keturunan merah memiliki kapasitas proliferasi yang berkurang dan diferensiasi yang kurang lebih normal
Gardaret[xiv] mempelajari proliferasi dan diferensiasi sel eritroid sindrom 5q. Hasil penelitian menunjukkan bahwa proliferasi sel eritroid sindrom 5q secara signifikan lebih rendah dari normal dan diferensiasinya kira-kira normal. Uji proliferasi sel progenitor CD34+ tunggal selama 18 hari menunjukkan bahwa sel progenitor CD34+ turunan sindrom 5q secara signifikan lebih sedikit yang mampu memproduksi sel darah merah dibandingkan sel CD34+ normal, rata-rata hanya sekitar 1/88 dari normal. Sel kultur sel 5q memiliki cacat yang signifikan pada RPS14, terutama selama 11 hari pertama kultur. Cacat ini secara jelas dikaitkan dengan berkurangnya proliferasi. Studi ini menegaskan bahwa sindrom 5q mungkin terutama disebabkan oleh gangguan proliferasi eritrosit daripada gangguan diferensiasi dan bahwa RPS14 mungkin merupakan kontributor utama untuk perubahan ini.
1.55q-sindrom perubahan stroma sumsum tulang
Ximeri et al[xv] menunjukkan perubahan pada stroma sumsum tulang pasien sindrom 5q. Pasien sindrom 5q memiliki lapisan sel stroma sumsum tulang yang, setelah penyinaran, tidak dapat mendukung pertumbuhan sel progenitor induk CD34+ yang berasal dari normal. Namun, setelah remisi total dengan pengobatan ralidomide, sel stroma sumsum tulang yang berasal dari pasien sindrom 5q dapat mendukung pertumbuhan sel progenitor induk CD34+ yang berasal dari normal. Kemampuan sel stroma sumsum tulang mereka untuk mendukung pertumbuhan sel progenitor induk normal meningkat secara signifikan ke tingkat dukungan stroma sumsum tulang normal. Kadar sitokin sumsum tulang juga berubah secara signifikan setelah penggunaan ralidomide, dengan peningkatan yang nyata pada faktor turunan sel stroma 1 (SDF-1) dan molekul adhesi antar sel 1 (ICAM-1). SDF-1 berikatan dengan CXCR4 pada sel punca hematopoietik dan merupakan pengatur yang penting untuk homing sel punca. Setelah pengobatan thalidomide, stroma sumsum tulang yang berubah dapat dinormalisasi dengan mengurangi jumlah klon ganas.
2. Sindrom 5q dan ralidomide.
2.1 Kemanjuran klinis relidomide
2.1.1 Pengobatan sindrom 5q dengan ralidomide mencapai remisi sitogenetik List et al [xvi]-[xvii] mencapai hasil yang baik dengan penerapan obat imunosupresif-ralidomide untuk pengobatan sindrom 5q. Uji coba fase klinis II (MDS003) melibatkan 148 pasien yang bergantung pada transfusi dengan sindrom 5q dan MDS (IPSS) risiko rendah atau menengah. Waktu rata-rata untuk memulai tindakan adalah 4,6 minggu. 112 pasien (67%) tidak memerlukan transfusi dan dari 85 pasien yang dapat dievaluasi kemanjuran sitogenetiknya, 38 (45%) mencapai remisi sitogenetik yang lengkap. Toksisitas utama adalah neutropenia berat dan trombositopenia. Peluang terjadinya masing-masing adalah 55 dan 44%, yang membutuhkan penghentian dan pengobatan suportif dengan faktor perangsang koloni granulosit. Durasi rata-rata pengobatan adalah 2 tahun. Pada beberapa pasien, remisi berlangsung lebih lama. Namun, bahkan pada pasien-pasien yang mengalami remisi total, keberadaan sel 5q masih dapat dideteksi dengan menggunakan tes yang lebih sensitif.
2.1.2 Beberapa kemanjuran ralidomide dalam pengobatan pasien sindrom non-5q dengan risiko rendah dan menengah-1MDS Uji klinis fase II ralidomide dalam pengobatan pasien sindrom non-5q yang bergantung pada transfusi dengan risiko rendah dan menengah-1MDS dengan sindrom non-5q menunjukkan bahwa ralidomide juga berkhasiat pada pasien sindrom non-5q yang bergantung pada transfusi dengan risiko rendah dan menengah-1MDS dengan sindrom non-5q. Sebanyak 214 kasus diikutsertakan dalam uji coba ini dan 56 (26%) pasien dihentikan transfusi. Waktu rata-rata untuk memulai tindakan adalah 4,8 minggu. Durasi rata-rata pemeliharaan kemanjuran adalah 41 minggu. Selain itu, 37 pasien mengalami penurunan transfusi darah sebesar 50% atau lebih. Secara keseluruhan, tingkat kemanjurannya adalah 43%. Toksisitas utama adalah neutropenia (30%) dan trombositopenia (25%)[xviii].
2.1.3 Ralidomide efektif dalam pengobatan MDS risiko menengah-2 dan risiko tinggi dengan kelainan kromosom 5q saja
Dari 47 pasien, 60% berisiko tinggi dan 40% berisiko menengah-2. 13 pasien (27%) efektif secara hematologi, dengan 7 pasien dalam remisi hematologi lengkap, 4 pasien dalam remisi sitogenetik lengkap, dan 3 pasien dalam remisi sitogenetik parsial. Sebagian besar pasien yang mencapai kemanjuran secara hematologis lengkap. Sebagian besar pasien yang mencapai keberhasilan adalah mereka yang memiliki kelainan 5q yang sederhana. Dari 11 pasien dengan kelainan kromosom tambahan, hanya satu yang efektif. Tak satu pun dari 27 pasien dengan dua atau lebih kelainan kromosom lainnya yang efektif. Hal ini menunjukkan bahwa hanya pasien risiko menengah-2 dan risiko tinggi dengan kelainan kromosom 5q saja yang dapat diobati secara efektif dengan ralidomide[xix].
2.1.4 Kemanjuran pengobatan relidomide dapat berkorelasi dengan tingkat neutropenia dan trombositopenia
Sekeres et al[xx] menganalisis data dari 2 uji klinis fase II ralidomide (MDS003 dan MDS002) yang menunjukkan bahwa trombositopenia dan neutropenia pada pasien dengan sindrom 5q dapat dikaitkan dengan penghentian transfusi. Tujuh puluh persen pasien sindrom 5q dengan penurunan trombosit 50% atau lebih besar tidak memerlukan transfusi, sementara hanya 42% pasien sindrom 5q dengan penurunan trombosit tanpa atau kurang dari 50% yang tidak memerlukan transfusi. Di antara pasien sindrom 5q dengan neutrofil basal normal, 82% dari mereka yang mengalami penurunan neutrofil lebih dari 75% tidak memerlukan transfusi, sementara hanya 51% dari mereka yang tidak mengalami penurunan neutrofil atau penurunan kurang dari 75% tidak memerlukan transfusi. Pada pasien dengan sindrom non-5q, tidak ditemukan hubungan antara trombosit dan neutropenia dan pelepasan transfusi.
2.1.5 Kekambuhan sindrom 5q setelah remisi dari pengobatan relidomide dikaitkan dengan proliferasi sel punca klonal ganas yang resistan terhadap obat yang tersisa di dalam tubuh mereka Tehranchi dkk [xxi] meneliti perubahan klon ganas selama pengobatan dengan relidomide pada tujuh pasien sindrom 5q. Mereka menemukan bahwa sumsum tulang pasien dengan sindrom 5q- sebelum pengobatan sangat banyak mengandung klon ganas 5q-, baik pada sel punca hematopoietik CD34 + CD38-CD90+ dan sel progenitor hematopoietik CD34 + CD38+. Ralidomide terutama bekerja pada sel progenitor hematopoietik CD34 + CD38 + 5q, sedangkan sebagian besar sel induk hematopoietik klon CD34 + CD38- / CD90 + 5q – ganas berada dalam fase diam dan ralidomide tidak dapat secara efektif membasmi sel induk hematopoietik klon ganas ini. Dan sebagian kecil sel ini adalah sumber kekambuhan pada pasien sindrom 5q.
2.2 Mekanisme kerja ralidomide
Mekanisme kerja ralidomide sangat kompleks, dan mekanisme yang tepat untuk pengobatan sindrom 5q masih sulit dipahami. Efeknya termasuk penghambatan faktor nekrosis tumor а, interleukin-6 dan IL-12, induksi apoptosis yang dimediasi oleh caspase-8, penghambatan adhesi sel dan angiogenesis, stimulasi proliferasi sel T dan NK melalui induksi interleukin-2 dan interferonг, dan penghambatan fosforilasi Akt. Ini juga dapat menghambat proliferasi sel klonal ganas dan meningkatkan apoptosis mereka [xxii]-[xxiii].
Wei et al[xxiv] menunjukkan bahwa ralidomide menghambat dua fosfatase yang mengatur siklus sel: Cdc25c dan PP2Aca. Gen yang mengkode kedua fosfatase terletak di 5q, dan sebagian besar pasien dengan sindrom 5q tidak memiliki kedua gen tersebut. Penelitian telah menunjukkan bahwa sel 5q lebih sensitif terhadap ralidomide dan hemiploidi Cdc25c dan PP2Aca mungkin bertanggung jawab atas peningkatan sensitivitas.
Hemiploidi gen SPARC adalah penyebab utama proliferasi klon MDS. Thalidomide mengembalikan tingkat ekspresi SPARC normal pada sel progenitor batang 5q. Hal ini mengurangi kemampuan klon ganas untuk melekat pada stroma dan menghilangkan keunggulan klonnya. Ada kemungkinan juga bahwa efek ralidomide pada sel NK dan matriks seluler merupakan mekanisme kerja [xxv].
2.3 Masalah dengan pengobatan relidomisin
Meskipun FDA AS menyetujui pemasaran MDS003 pada tahun 2005 berdasarkan data dari uji coba MDS003 yang sangat efektif dari ralidomide untuk sindrom 5q, EMEA Eropa belum menyetujui obat ini untuk dipasarkan di Eropa karena kekhawatiran tentang keamanan penggunaannya.
Tindak lanjut jangka panjang dari MDS003 telah menunjukkan bahwa remisi sitogenetik secara signifikan terkait dengan perkembangan AML. Pasien dengan remisi sitogenetik parsial dan lengkap memiliki peluang 15% untuk mengalami transformasi AML, sedangkan pasien dalam kelompok tanpa remisi sitogenetik memiliki tingkat transformasi AML sebesar 67%. Data sebelumnya menunjukkan bahwa pasien dengan sindrom 5q yang tidak diobati dengan relidomide hanya memiliki kemungkinan 10% untuk menjadi AML. Mempertimbangkan kompleksitas kasus yang termasuk dalam kelompok yang diobati dengan ralidomide, seperti beberapa pasien non-primer, beberapa dengan kelainan kromosom selain 5q-, dan beberapa pasien dengan sel primitif yang sedikit lebih tinggi, maka tidak dapat disimpulkan begitu saja bahwa ralidomide meningkatkan kemungkinan konversi AML.
Gohring et al[xxvi] melakukan analisis mendalam terhadap 42 kasus Jerman dari uji coba MDS003. 19 dari 42 pasien memenuhi kriteria diagnostik untuk sindrom 5q-. 15 dari 42 pasien (36%) dikonversi menjadi AML. 7 dari 19 pasien (37%) yang memenuhi kriteria sindrom 5q- dikonversi menjadi AML. 17 dari 42 pasien mengalami perubahan kromosom selain 5q-. Perubahan kromosom selain 5q- terjadi pada 17 dari 42 pasien, 11 di antaranya memiliki kariotipe yang kompleks. Tingkat konversi AML yang tinggi ini jauh melebihi data sebelumnya.
Prognosis sindrom 5q klasik bersifat heterogen. j?dersten et al [xxvii] melaporkan kasus sindrom 5q di mana sejumlah kecil sel mutan p53 terdeteksi sebelum pemberian ralidomide pada pasien sindrom 5q. Meskipun pasien ini mengalami normalisasi eritrosit yang lengkap dan mencapai remisi sitogenetik parsial setelah penggunaan ralidomide, klon mutan p53 secara progresif meningkat selama pengobatan ralidomide dan akhirnya berkembang menjadi AML.
Tehranchi et al21 menemukan pada tujuh pasien dengan sindrom 5q yang diobati dengan ralidomide pada masa tindak lanjut jangka panjang bahwa meskipun semua pasien sudah tidak melakukan transfusi dan mengalami remisi sitogenetik parsial atau lengkap, semua pasien mengalami resistensi obat sekitar 2 tahun dan semua pasien mengalami evolusi klonal baru. Keempat kasus tersebut memiliki peningkatan yang signifikan pada sel primer, tiga di antaranya berkembang menjadi MDS-RAEB-2 dan satu kasus menjadi AML.
Hasil penelitian yang sedang berlangsung mengenai transformasi AML dengan pengobatan ralidomide akan membantu menjelaskan apakah ralidomide memang meningkatkan tingkat transformasi AML atau apakah ini hanya masalah pemilihan pasien.
Kesimpulannya, insufisiensi hemiploid RPS14, miR-145 dan miR146a merupakan penghubung penting dalam patogenesis sindrom 5q. Keadaan stres yang diakibatkan oleh ketidakcukupan hemiploid gen-gen kunci ini menginisiasi jalur apoptosis yang dimediasi oleh p53, yang mengarah pada peningkatan apoptosis pada nenek moyang mieloid. Studi mendalam tentang patogenesis 5q- dapat berkontribusi pada terapi baru yang ditargetkan. Meskipun kemanjuran ralidomide dalam pengobatan sindrom 5q telah terbukti dengan baik, keamanannya juga harus diperhatikan.