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Enregistrement W3195611250 · doi:10.1182/blood.v130.suppl_1.2496.2496

The Origin and Functional Impact of Mitochondrial DNA Mutations in Acute Myeloid Leukemia

2017· article· en· W3195611250 sur OpenAlexaff
Séverine Cathelin, David Sharon, Michael Ryan Corces-Zimmerman, Bruno C. Medeiros, Ravindra Majeti, Steven M. Chan

Notice bibliographique

RevueBlood · 2017
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueAcute Myeloid Leukemia Research
Établissements canadiensPrincess Margaret Cancer CentreUniversity Health Network
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésBiologyMitochondrial DNAGeneticsCOLD-PCRMyeloid leukemiaGeneMutationMyeloidGenomePoint mutationCancer research

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Recent whole-genome sequencing studies have identified somatic mutations in the mitochondrial genome of several human malignancies including acute myeloid leukemia (AML). Although mitochondrial DNA (mtDNA) mutations have previously been shown to promote tumorigenicity in some solid cancers, their role in AML development is unknown. To address this issue, we traced the origin of mtDNA mutations in primary human AML samples and determined their potential impact on mitochondrial respiration and cell fate decisions in hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs). We first characterized the spectrum of mtDNA mutations in AML by performing hybrid capture-based next generation sequencing of the 13 protein-coding mtDNA genes in 133 AML patient samples collected at the time of diagnosis. We also sequenced 150 recurrently mutated nuclear genes in parallel. We aligned mtDNA sequences to the revised Cambridge Reference Sequence and identified variants with > 5% variant allele frequency. Since matched normal samples were not available, we filtered out variants with a population frequency of > 0.1% in GenBank to enrich for somatic variants. Of the remaining variants, we filtered out ones that were synonymous or caused an amino acid change at a non-conserved residue to enrich for pathogenic mutations. Based on these criteria, we identified 87 different missense mutations in 39% (n=53) of the patients across 12 of the 13 genes. We did not find any hot spot mutations. Interestingly, mtDNA mutations were mutually exclusive with IDH1 R132 mutations (p To trace the origin of these mutations, we developed allele-specific TaqMan assays for 9 of the primary AML samples with known mtDNA mutations. The TaqMan assays were sufficiently sensitive to quantify heteroplasmy at the single cell level. Patient-specific mtDNA mutations were detected in single cells sorted from the hematopoietic stem cell (HSC) compartment (defined as CD45dim/CD33-/CD34+/CD38-/CD90+/CD45RA-) in 8 of the 9 samples. The heteroplasmy levels were generally lower in HSCs than leukemic blasts. Interestingly, mtDNA mutations were also detected at low levels in the T cell compartment of 3 of the 8 samples. Analysis of a matched diagnostic/relapsed pair showed persistence of the mtDNA mutation in HSCs and leukemic blasts. These findings collectively indicate that mtDNA mutations are acquired in HSCs and stable during disease evolution. To investigate the potential impact of mtDNA mutations on mitochondrial respiration, we generated a pair of transmitochondrial cybrids by repopulating mtDNA-depleted 143B osteosarcoma cells with mitochondria from either KG-1α AML cells or peripheral blood cells of a healthy donor. KG-1α cells harbor a nonsense mtDNA mutation (C13396T) in the MT-ND5 gene which encodes a core subunit of Complex I in the electron transport chain (ETC). The KG-1α cybrid had lower levels of basal and maximal respiration compared with the healthy control cybrid as determined by oxygen consumption rates. To confirm that this defect was due to impairment of Complex I activity, we ectopically expressed the yeast NADH dehydrogenase (NDI1) protein which bypasses endogenous Complex I function. NDI1 expression completely rescued the mitochondrial respiration defect in KG-1α cybrids, whereas expression of the AOX protein which bypasses Complex II and III failed to do so. To determine the potential impact of Complex I dysfunction on cell fate decisions in HSPCs, we transduced human CD34+ cord blood cells with shRNA lentiviral vectors targeting the nuclear genes NDUFV1 and NDUFB11 which encode critical subunits of Complex I. Knockdown of the genes resulted in an accumulation of CD34+ cells in ex vivo culture over time. In summary, our results demonstrate that mtDNA mutations are commonly found in AML patients and have potential impact on clinical outcomes. The acquisition these mutations appears to be an early event in AML leukemogenesis. Finally, we showed that mtDNA mutations can negatively impact ETC function which we speculate, may in turn drive clonal hematopoiesis by promoting self-renewal and blocking differentiation of HSCs. Disclosures No relevant conflicts of interest to declare.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,003

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,025
Tête enseignante GPT0,324
Écart entre enseignants0,300 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2017
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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