Caratterizzazione dei meccanismi molecolari di modulazione dell'espressione genica in frazioni di cellule staminali ematopoietiche nella Leucemia Mieloide Acuta.
Progetto Recenti evidenze sperimentali indicano che solo una sottopopolazione di rare cellule staminali tumorali è responsabile del mantenimento del clone neoplastico. L'osservazione che il pool di cellule staminali leucemiche (LSC), in analogia con le cellule staminali ematopoietiche normali (HSC), sia organizzato come una gerarchia di cellule progenitrici con una decrescente capacità di "self-renewal", rappresenta la più convincente indicazione dell'origine staminale della leucemia mieloide acuta (LMA). Lo studio prevede l'analisi dei profili trascrizionali tra popolazioni cellulari purificate da midolli normali e patologici (¿50 casi entro i prossimi due anni) mediante il marcatore staminale AC133. Obbiettivo primario del progetto è caratterizzare i "gene-networks" implicati nella regolazione del self-renewal e identificare le deregolazioni che possono portare allo sviluppo di neoplasie ematopoietiche ad un livello elevato della gerarchia organizzativa che si instaura nella LMA.
Considerando che l'antigene AC133 rappresenta il più specifico marcatore disponibile per le HSC, l'analisi dei profili di espressione genica mediante microarray, (piattaforma Affymetrix) e la caratterizzazione delle dinamiche di espressione di specifici microRNA-ematopoietici, mediante la tecnica della real-time stem-loop RT-PCR, sarà effettuata su frazioni di cellule staminali Ac133+ di pazienti affetti da LMA e controlli sani
Lo studio proposto è focalizzato su un approccio multidisciplinare nell'analisi dei dati, in cui i risultati clinici e biomolecolari sono integrati attraverso una pluralità di metodi bioinformatici finalizzati a rendere più robuste ed affidabili le predizioni ottenute. In particolare, si svilupperanno nuovi algoritmi e test statistici non parametrici per la ricerca di cluster di geni statisticamente significativi che verranno esaminati con metodi per la ricerca di "moduli" correlati a classi funzionali della Gene Ontology o a pathway di KEGG.
La comprensione dei meccanismi genetici e molecolari in grado di modulare il processo di self-renewal della cellula staminale ematopoietica (HSC) e l'identificazione di come le perturbazioni in queste regolazioni inneschino le patologie proliferative, rappresentano uno dei principali obbiettivi della ricerca biomedica e di questo progetto.
La comparazione dei pattern di espressione genica tra LSC e HSC sarà elaborata mediante diversi strumenti bionformatici e implementando nuovi algoritmi con l'obbiettivo di identificare, nelle cellule staminali normali e leucemiche, costanti e differenze nei network molecolari coinvolti nel meccanismo del self-renewal, attraverso una strategia "gene ontology driven".
Il progetto prevede inoltre lo studio quali/quantitativo di specifici microRNA (miRNA) ematopoietici al fine di integrare le informazioni relative all'espressione genica a diversi livelli molecolari e delineare il loro ruolo nella riprogrammazione dei progenitori ematopoietici.