Myeloproliferative neoplasms (MPN) are rare heterogeneous diseases characterized by excessive production of platelets, as in the Essential Thrombocytemia (ET) subtype, or of erythrocytes, as in Policytemia Vera (PV). MPN patients have increased risk of thrombotic events and of transformation to acute myeloid leukemia (AML). A frequent feature of MPN is the somatic phenotypic driver mutation V617F in the JAK2 gene, present in patient's hematopoietic stem and progenitor cells (HSPC). Another group of rare heterogeneous blood disorders with a stem cell origin are myelodysplastic syndromes (MDS), characterized by ineffective hematopoiesis. Among MDS subtypes, MDS/MPN share with MPN the presence of the JAK2V617F mutation and of thrombocytemia. In conditional JAK2V617F mice in which the stem cell transcription factor Pbx1 has been deleted, we showed that thrombocytemia does not develop, and erythrocytosis disappear with time (1). One of the genes downregulated in the absence of PBX1 is Med12L, which caught our attention for its high expression in normal HSPC and megakaryocytes (Mk) precursors and for its upregulation in Mk-Erythroid progenitors of two independent MPN murine models. We hypothesize that MED12L is involved in HSPC function and in Mk priming, and that its dysregulation, secondary to an established driver mutation, contribute to the phenotype of hematological malignancies with thrombocytemia, whose biology is still poorly understood. We will study the function of MED12L in normal HSPC and in rare myeloid neoplasms by analyzing: (a) the phenotype of Med12L KO mice (b) the consequences of MED12L absence in a mouse model of MPN, after crossing MED12L KO mice with a JAK2V617F MPN model (c) the expression MED12L in HSPC from patients and the outcome of its inhibition. Preliminary data obtained by RNA sequencing of CD34+ HSPCs purified from MDS patients indicate that, in a large portion of subjects, the expression of MED12L is higher compared to that found in normal controls or in patients who underwent AML evolution. Importantly, we found a positive correlation between MED12L expression and platelet counts, especially in the MDS low-risk subgroup. The association is stronger between the highest MED12L levels and severe thrombocytosis. Last, we observed a positive correlation between the expression of MED12L and hemoglobin level, mainly in the MDS high-risk subgroup. MED12L is a component of the Mediator complex, which acts as a bridge that transfer information from gene-specific transcription factors at enhancers to the RNA pol II machinery. It is composed of up to 30 proteins, some of them having mutually exclusive paralogs including MED12L, whose function remains obscure. If the hypothesis of a role for MED12L in MPN and MDS subtypes is confirmed, this protein might represent a novel biomarker to further stratifying these heterogeneous patients and personalize their therapeutic approach or highlight a new oncogenic pathway to be targeted.

Studio del ruolo della proteina MED12L (analogo alla subunità 12 del complesso Mediator) in neoplasie mieloidi rare Le malattie oggetto del nostro studio sono forme rare di neoplasie mieloidi, tumori del sangue che hanno origine nel midollo osseo. Di queste fanno parte sia le neoplasie mieloproliferative, nelle quali il midollo produce un eccesso di alcuni tipi di cellule del sangue o di piastrine, come avviene nella Trombocitemia Essenziale (ET), che le mielodisplasie, dove al contrario il midollo non produce a sufficienza globuli rossi, globuli bianchi e piastrine. Esistono tuttavia forme rare di mielodisplasie, le MPN/MDS, nelle quali c'è un eccesso di piastrine come nelle ET, e che come le ET hanno una forma alterata del gene JAK2. Si tratta in generale di malattie per le quali le terapie disponibili tengono sotto controllo alcuni sintomi senza però ottenere una guarigione, e spesso non impediscono il rischio di trombosi o di trasformazione in leucemia. Il nostro studio ha l'obiettivo di comprendere se una molecola non studiata finora, chiamata MED12L, svolge un ruolo importante nella formazione delle cellule del sangue e delle piastrine a partire dalle cellule staminali del midollo osseo, da cui tutte le cellule del sangue sono continuamente generate. Da nostri studi precedenti sospettiamo che ci sia una quantità di MED12L superiore alla norma nelle cellule staminali di pazienti con malattie mieloproliferative o con la mielodisplasia MPN/MDS, probabilmente in conseguenza della mutazione in JAK2. Con il nostro studio vogliamo confermare questa osservazione su un numero più elevato di pazienti. Dati preliminari indicano che, nelle cellule midollari più immature e non ancora differenziate di gran parte dei pazienti con MDS, c'è una quantità più elevata di MED12L rispetto a cellule di controlli privi di malattie ematologiche o rispetto a pazienti con MDS trasformatesi in leucemia. Abbiamo inoltre riscontrato una forte correlazione tra il livello di MED12L e le conte piastriniche, con livelli più alti di MED12L associati a casi con trombocitemia, in particolare in alcuni gruppi di pazienti, Per scoprire se MED12L è parzialmente responsabile dell'aumento di piastrine tipico di queste malattie e se la sua eliminazione ne possa modificare il decorso ci avvarremo di modelli animali, compreso un modello sperimentale di neoplasia mieloproliferativa. L'obiettivo finale è individuare una o più nuove molecole da colpire con farmaci innovativi, o scoprire molecole che funzionino da sentinelle per individuare prontamente i pazienti a più alto rischio che necessitano di cure personalizzate.

1. Muggeo S, Crisafulli L, Uva P, Fontana E, Ubezio M, Morenghi E, et al. PBX1-directed stem cell transcriptional program drives tumor progression in myeloproliferative neoplasm. Stem Cell Reports 2021;16:2607-16

Myeloproliferative neoplasm

Neoplasie mieloidi