Analysis of genetic polymorphisms of CXCL12 and CXCR4 and plasmatic levels of CXCL12 in childhood acute lymphoblastic leukemia

A leucemia linfoide aguda (LLA) é uma doença maligna originada a partir de uma série de alterações genéticas e/ou epigenéticas em um único precursor hematopoiético que adquire características de malignidade. No processo de desenvolvimento da doença, há um acúmulo inicial de leucócitos malignos na medula óssea com tendência de evasão para a corrente sanguínea e invasão para outros órgãos. Embora de etiologia desconhecida, acredita-se que a leucemogênese ocorre a partir de uma complexa rede de interações entre fatores ambientais e genéticos que favorecem as modificações celulares. Estudos de associação genética e suscetibilidade ao câncer, incluindo a LLA, têm avaliado polimorfismos de nucleotídeo único (SNP) em genes que regulam a hematopoiese e outros processos imunológicos importantes. A quimiocina CXCL12 e seu receptor CXCR4 desempenham uma função essencial no homing de células tronco hematopoiéticas e a ativação deste eixo serve de suporte para eventos malignos em células leucêmicas, além de desempenhar um importante papel na invasão extramedular em crianças com LLA. O gene que codifica a quimiocina CXCL12 apresenta um polimorfismo no segmento conservado da região 3'UTR (rs1801157) (G/A), o qual foi relacionado com o aumento de sua expressão, podendo facilitar a metástase e a mobilização de células leucêmicas. Da mesma forma, foi descrito no gene CXCR4 um polimorfismo de base única (C/T) no códon 138 (rs2228014) que vem sendo associado a diferentes neoplasias. Neste contexto, no presente estudo, investigouse a associação destes polimorfismos e os níveis plasmáticos de CXCL12, com a suscetibilidade da doença, risco de recidiva, fase clínica dos pacientes e risco de óbito. A análise dos polimorfismos foi realizada pelo método de reação em cadeia da polimerase seguido da avaliação do tamanho dos fragmentos de restrição (PCRRFLP), a partir de amostras de sangue periférico de 94 pacientes com LLA e 137 indivíduos livres de neoplasia; os níveis plasmáticos de CXCL12 foram determinados por ensaio de imunoadsorção ligado à enzima (ELISA) (grupo LLA n=62 e grupo controle n= 59). Não foram observadas associações entre os polimorfismos rs1801157 e rs2228014 com a suscetibilidade ou risco de recidiva da LLA; no entanto, foi observada uma forte associação do polimorfismo do CXCL12 com o risco de morte em pacientes com o genótipo AA comparado com os outros genótipos (p=0,014). Diferentemente, os níveis plasmáticos da quimiocina não demonstraram diferenças significativas entre pacientes com LLA e grupo controle, nem quanto ao risco de recidiva. No entanto, foi notado um significativo aumento de CXCL12 em pacientes (p=0,004) e controles (p=0,04) portadores do alelo A para o polimorfismo rs1801157. Este estudo sugere que o polimorfismo no gene CXCL12 pode alterar a sua expressão, e indica um possível envolvimento do polimorfismo do CXCL12 e o risco de morte em pacientes com LLA.Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is a malignant disorder that originates from the accumulation of genetic and/or epigenetic alterations in one single hematopoietic precursor that acquire malignant characteristics. In disease development, there is an initial accumulation of malignant leukocytes in the bone marrow with evasion tendency into the bloodstream and invasion to other organs. Although etiology is unknown, it is believed that the leukemogenesis occurs from complex interactions between genetic and environmental factors. Genetic and susceptibility association study to cancer, including ALL, have evaluated single nucleotide polymorphisms in genes regulating hematopoiesis and other important immunological processes. The chemokine CXCL12 and its receptor CXCR4 play an important role in the homing of hematopoietic stem cells, and activation of this axis acts as a support for malignant events in leukemic cells, moreover it plays an important role in extramedullary invasion in pediatric ALL. CXCL12 coding gene has a polymorphism in the 3'untranslated region (rs1801157) (G/A) which has been suggested to involve an upregulation of CXCL12 and can facilitate the mobilization and metastasis of leukemic cells. CXCR4 has revealed single nucleotide polymorphisms (C/T) at codon 138 (rs2228014) that has been associated with different cancers. In this context, this study aimed to investigate the association of polymorphisms in CXCL12 (rs1801157) and CXCR4 (rs2228014) genes, and plasma levels of CXCL12, with susceptibility, risk of relapse treatment phase and risk of death. The polymorphism analyses was carried out by polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) method from peripheral blood samples of 94 patients with ALL and 137 individuals free of neoplasia; CXCL12 plasma levels were quantified by enzyme linked immuno sorbent assay (ELISA) (ALL group n=62 and control group n=59). There were no associations between rs1801157 and rs2228014 with ALL susceptibility or risk of relapse; however, a strong association of CXCL12 polymorphism with risk of death was observed in individuals with AA genotype compared to other genotypes (p=0.014). Chemokine plasma levels did not show significant differences between patients and control group and risk of relapse. Although no differences were observed for CXCR4 polymorphism, a significant increase of CXCL12 was noted in patients (p=0.004) and controls (p=0.04) carrying A allele for rs1801157 polymorphism. This study suggests that variations in CXCL12 gene could change its expression, and it indicates a possible involvement of CXCL12 polymorphism in the risk of death in ALL patients