Association of FLT3 and NPM1 mutations in acute myeloid leukemia patients with metabolomic patterns determined by mass spectrometry
Akut miyeloid lösemi hastalarında FLT3 ve NPM1 mutasyonlarının kütle spektrometresi ile belirlenen metabolomik desenlerle ilişkilendirilmesi
- Tez No: 754802
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CAN ÖZEN, DOÇ. DR. SALİH ÖZÇUBUKÇU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyokimya, Hematoloji, Biochemistry, Hematology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Akut Miyeloid Lösemi (AML), yüksek fenotipik ve genotipik heterojeniteye sahip hematolojik bir kanserdir. AML tanısı konan hastalar, spesifik tedavi rejimlerini belirleyen sitogenetik ve moleküler anormallik testlerine göre risk gruplarına ayrılır. Risk durumunun belirlenmesi önemli ölçüde zaman aldığından ve bazı acil hastaların acil tedaviye ihtiyacı olduğundan, tıp camiasında ilk tedavi rejimine temel oluşturacak hızlı klinik verileri sağlayacak bir yönteme ihtiyaç duyulmaktadır. Önerilen çalışmanın amacı, uygun ilk yanıt tedavisi için hızlı bir klinik yöntem sağlayacak olan Akut Miyeloid Lösemi hastalarında FLT3-ITD ve NPM1 mutasyonları ile ilişkili şablonları keşfetmektir. Hipotezin gerekçesi, glukoz ve amino asit metabolizması ile NPM1 ve FLT3-ITD mutasyonları arasında bir bağlantı olduğunu gösteren önceki çalışmalara dayanmaktadır. NPM1 ve FLT3 mutasyonları, AML hastalarındaki yüksek sıklıklarına ve risk grubu belirlemedeki temel rollerine göre seçilmiştir. Mutasyonların metabolik patern belirlemesi, amino asit ve glukoz metabolizması ile yüksek oranda ilişkili olan amino asit ve açilkarnitin panellerinin LC-MS/MS ölçümleri ile sağlanmıştır. Ham verilerin ön işlenmesinden sonra, örnek grupları arasında sınıf ayrımını tanımlamak için tek değişkenli (ANOVA) ve çok değişkenli analizler (PCA ve PLS-DA) yapılmıştır. Ayırt etmede önemli güce sahip olan dikkat çekici analitler VIP analizi ile belirlenmiştir. Geliştirilen model, K-Fold çapraz doğrulama yöntemi ve permütasyon testi ile doğrulanmıştır. Yol analizi ile sınıf ayrımcılığındaki en önemli yollar belirlenmiştir. Görselleştirme Metaboanalyst 5.0 yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Temel Bileşen Analizi (PCA), örneklem gruplarının toplam varyansının %79'unun model tarafından açıklandığını göstermiştir. Sınıf ayrımını artırmak için Kısmi En Küçük Kareler-Diskriminant Analizi (PLS-DA) yapılmıştır. R2Y ve Q2 sırasıyla 0.845 ve 0.619 olarak bulunmuştur. PLS-DA modeli, K-kat analizi ve permütasyon testi ile doğrulanmıştır. Gerçekleştirilen tüm doğrulama deneylerinde, düşük bir çapraz doğrulama hatası gözlenmiştir. VIP analizinde sınıf ayrımına neden olan en önemli analitler sırasıyla C0 karnitin, glutamik asit, aspartik asit, triptofan ve histidin olarak bulunmuştur. Bu analitler ile yapılan yol zenginleştirme analizinde, aminoaçil t-RNA biyosentezi, arjinin biyosentezi, valin-lösin-izolösin biyosentezi, alanin-aspartat-glutamat metabolizması, histidin metabolizması ve arjinin-prolin metabolizması sınıftan sorumlu istatistiksel olarak anlamlı yolaklar olarak bulunmuştur. Sonuç olarak, AML hastalarında NPM1 ve FLT3 proteinlerinin mutasyon durumunun tahmini için hedeflenen metabolomik yaklaşıma dayalı bir ön model geliştirilmiştir. Önerilen model, yüksek bir uyum değerine, geçerliliğe ve güçlü bir tahmin gücüne sahiptir. Modelin güvenirliği ve geçerliliği gelecekte yapılacak çok merkezli çalışmalarla daha da arttırılabilir.
Özet (Çeviri)
Acute Myeloid Leukemia is a hematological cancer with high phenotypic and genotypic heterogeneity. Patients diagnosed with AML are categorized into risk groups based on cytogenetic and molecular abnormality tests, which determine the specific treatment regimes. Since risk status determination takes significant amount of time and some emergency patients require immediate treatment, a method to provide fast clinical data that will be the basis for initial treatment regime is needed in the medical community. Objective of the proposed work is to discover patterns associated with FLT3-ITD and NPM1 mutations in Acute Myeloid Leukemia patients, which will provide a fast clinical method for the proper first-response treatment. The rationale for the hypothesis is based on the previous studies which indicate a link between NPM1 and FLT3-ITD mutations with glucose and amino acid metabolism. NPM1 and FLT3 mutations were chosen based on their high frequency in AML patients and their essential role in risk group determination. Metabolic pattern determination of the mutations was achieved by LC-MS/MS measurements of amino acid and acyl carnitine panels that are highly associated with amino acid and glucose metabolism. After preprocessing of the raw data, univariate (ANOVA) and multivariate analyses (PCA and PLS-DA) were performed to define class discrimination between sample groups. The remarkable analytes that have significant power in the discrimination were determined by VIP analysis. The developed model was validated with K-Fold cross validation method and permutation test. The most significant pathways in class discrimination were identified with pathway analysis. Visualization was accomplished via Metaboanalyst 5.0 software. Principal Component Analysis (PCA) showed that 79% of the total variance of the sample groups was explained by the model. In order to increase class discrimination, Partial Least Squares-Discriminant Analysis (PLS-DA) was performed. R2Y and Q2 were found as 0.845 and 0.619, respectively. PLS-DA model was validated with K-fold analysis and permutation test. In all the validation experiments carried out, a low cross-validation error was observed. In VIP analysis, the most significant analytes that cause the class discrimination were found as C0 carnitine, glutamic acid, aspartic acid, tryptophan, and histidine, respectively. In the pathway enrichment analysis performed with these analytes, aminoacyl t-RNA biosynthesis, arginine biosynthesis, valine-leucine-isoleucine biosynthesis, alanine-aspartate-glutamate metabolism, histidine metabolism and arginine-proline metabolism were found as statistically significant pathways responsible for the class discrimination. In conclusion, a preliminary model based on the targeted metabolomics approach was developed for the prediction of mutation status of NPM1 and FLT3 proteins in AML patients. Proposed model has a high fit value, validity, and strong predictive power. The reliability and validity of the model can be further increased by future multicenter studies.
Benzer Tezler
- Sitogenetik olarak normal akut miyeloid lösemili hastalarda moleküler markerların(flt3 - Itd, flt3 - d835, cebpa, npm1) sıklığı ve prognoza etkisi
Frequency and effects on prognozi̇s of moleculer markers(flt3-itd, flt3-d835, cebpa, npm1) i̇n pati̇ents wi̇th cytogeneti̇c normal acute myeloi̇d leukemi̇a
SERDAR İLERİ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2013
HematolojiDicle Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ORHAN AYYILDIZ
- Metastatik küçük hücreli dışı akciğer kanseri hastalarında likit biyopsi ile çalışılan mutasyon panelinin terapötik ve prognostik önemi
The therapeutic and prognostic importance of the mutation panel working with liquid biopsy in patients with metastatic non small cell lung cancer
MEHMET ERGİN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2020
OnkolojiErciyes Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN ÖZKAN
- Akut miyeloid lösemi (AML) klinik seyrinde patobiyolojik bir değişken olarak periferik FLT-3 ligand düzeyleri
Peripheral FLT-3 ligand levels as a pathobiological parameter during the clinical course of acute myeloid leukemia
MEMDUH ŞAHİN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2005
HematolojiHacettepe Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM HAZNEDAROĞLU
- Çocukluk çağı akut myeloid lösemi hastalarında kromozomal değişiklikler ve FLT3 geni mutasyonlarının araştırılması
Analysis of choromosomal aberrations and FLT3 gene mutations in childhood acute myelogenous leukemia patients
ENDER MEHMET COŞKUNPINAR
- Van ve çevresinde yaşayan çocuklarda ve gençlerde açlık insülin seviyesi ile serum lipid ve lipoproteinleri arasındaki ilişkilerin araştırılması
Association of fasting insulin level with serum lipid and lipoprotein levels in children, adolescents, and young adults in Van and surroundings
H. HALUK DÜLGER