Role of foxo3 gene expression and Circ-FOXO3 biomarker in chronic myeloid leukemia : susceptibility and clinical outcome /
دور التعبير الجيني FOXO3 و الدلالة الحيوية Circ-FOXO3 في سرطان الدم النخاعي المزمن : قابلية الحدوث للمرض والنتائج السريرية /
by Ola Mohsen Dahy Hammad ; Supervision Prof. Dr. Hoda Mohamed Abd El Ghany, Prof.Dr. Asmaa Ahmed Abd Elaal, Prof. Dr. Maha Farouk Youssef, Dr. Eman Ahmed Youssef.
- 173 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2025.
Bibliography: pages 140-167.
Background: Chronic Myeloid Leukemia (CML) is a clonal myeloproliferative disorder characterized by genetic alteration affecting the hematopoietic stem cells. Further genetic analysis is needed to provide more diagnostic and prognostic evaluations as well as targeted treatment strategies for CML. FOXO3, a member of the forkhead class ‘O’ transcription factors, is a main downstream target of the PI3K/AKT pathway, which is overactivated in several cancers. CircRNA-FOXO3 is derived from FOXO3 gene and correlated with certain clinicopathological features of cancer, reflecting its value as an effective biomarker for cancer diagnosis and prognosis. Aim of the work: was to detect the expression levels of FOXO3 and its regulatory circular RNA, circ-FOXO3, in an attempt to investigate their role in CML susceptibility and their potential relevance as biomarkers for prognosis and treatment outcome.
Patients and methods: This study was conducted on fifty adults newly diagnosed with CML and fifty age- and sex-matched healthy individuals. FOXO3 and circ-FOXO3 expression levels were estimated by quantitative real-time PCR. Results: FOXO3 and circ-FOXO3 expressions were downregulated in CML. The ROC curve demonstrated that FOXO3 and circ-FOXO3 could distinguish patients from controls with AUC (0.841 and 0.835) and statistically significant difference (p-value < 0.001 and <0.001) respectively. There was a positive correlation between FOXO3 and circ-FOXO3 (r=0.488, p-value <0.001). Univariate logistic regression analysis revealed that higher FOXO3 expression was a significant predictive factor for better treatment outcome (p-value 0.025). Conclusion: Low expressions of FOXO3 and circ-FOXO3 were frequent in CML. FOXO3 could be a predictor marker for the response to TKI therapy. سرطان الدم النخاعي (الميلودى) المزمن هو مرض تكاثر الخلايا الميلودية فى النخاع العظمى و يتميز بوجود علاقة جينية غيرعادية بين الكروموسومين 9 و22، مما يؤدي إلى تكوين جين BCR-ABL1 المدمج. ويشفّر هذا الجين بروتينً (Tyrosine kinase) الذي يتصف بنشاطه المستمر، مما يتسبب فى نمو غير منضبط وتمايز ضعيف وزيادة بقاء الخلايا الجذعية عن طريق تنشيط مسارات الإشارات المسببة للسرطان يتحكم جين FOXO3(عامل نسخ من عائلة(Forkhead الواقع على الكروموسوم p216 في تطور الخلايا وبقائها، وأيضا يلعب دورًا في تثبيط الأورام. ويساهم هذا جين في تنظيم دورة الخلية، مما يؤدي إلى توقفها بواسطة مسار PI3K/AKT. و قد تم حديثًا اكتشاف أنواع من الحمض النووي الدائري الغير المشفر الذي ينظم ترجمة البروتين و الببتيد، والتعبير الجيني النهائي، ونسخ الحمض النووي الخطي وتسمى . (CircRNA) ويعد circ-FOXO3 المشتق من جين FOXO3 منظمًا لدورة الخلية، وموت الخلايا المبرمج، ومقاومة الإجهاد. وقد لوحظ انخفاض مستواه في مجموعة متنوعة من الأورام الخبيثة، ويعد علامة بيولوجية تشخيصية وتنبؤية واعدة في العديد من أنواع السرطان. تهدف الرسالة إلى تقييم مستويات التعبيرالجينى FOXO3 والحمض النووي الدائري التنظيمي circ-FOXO3 فى سرطان الدم النخاعي (الميلودى) المزمن والتحقيق في دورهما في القابلية للإصابة بالمرض وقيمتهما كعلامات حيوية للتشخيص والاستجابة للعلاج. أجريت هذه الدراسة على خمسين مريضًا بالغا مصابًا حديثا بسرطان الدم النخاعى (الميلودى) المزمن من المترددين على عيادة أمراض الدم-بقسم الأمراض الباطنة-مستشفى القصر العينى-جامعة القاهرة. 23 من الذكور و27 من الإناث. تراوحت أعمارهم بين 18 و60 عامًا بمتوسط عمر 41.22 ± 13.46 عامًا. تم إدراج خمسين شخصًا سليمًا من الأمراض من نفس الفئة العمرية كمجموعة ضابطة لحساب التغير النسبي في التعبير الجينى FOXO3 و circ-FOXO3. و قد تم قياس مستوي التعبير الجينى FOXO3 و circ-FOXO3في هذه الدراسة باستخدام تفاعل البوليمراز المتسلسل الكمى في الزمن الحقيقي (qReal time-PCR) وتم التعبير عنها كتغير مضاعف 2-ΔΔCT)) أظهرت النتائج تراوح مستوى FOXO3 بين 0.000 و3.132 مع قيمة متوسطة قدرها 0.3037 في المرضى وبين 0.283 و4.144 مع قيمة متوسطة قدرها 0.9253 في المجموعة الضابطة. كما تراوحت مستويات التعبير عن circ-FOXO3 بين 0.000 و7.406 بمتوسط قيمة 0.3748 في المرضى وبين 0.191 و2.453 بمتوسط قيمة 0.9604 في المجموعة الضابطة. و قد أوضحت نتائج هذه الدراسة أن التعبير الجيني FOXO3 وcirc-FOXO3 كان أقل في حالات سرطان الدم النخاعي (الميلودى) المزمن مقارنة بالمجموعة الضابطة مع وجود فرق ذو دلالة إحصائية بين القيمة الاحتمالية لكلا المجموعتين (p<0.001, 0.003)على التوالى. وكان هناك ارتباطًا إيجابيًا بين تعبيرات جين FOXO3 و circ-FOXO3 في مجموعة المرضى r= 0.488)، .(p<0.001 كذلك تم إجراء تحليل الانحدار اللوجستي أحادي المتغير وقد كان زيادة تعبير FOXO3 وارتفاع مستويات الهيموجلوبين فى الدم عوامل تنبؤية للاستجابة الجزيئية الجيدة والاستجابة الدموية الكاملة للعلاج، ) 0.025، 0.007p= ) على التوالي. إضافة إلى وجود عدة عوامل تنبؤية أخرى تشمل صغر العمر وحجم الطحال و انخفاض عدد كريات الدم البيضاء ونسبة الخلايا القاعدية ونسبة الخلايا الجذعية فى الدم ونتائج BCR-ABL1 بعد تلقي العلاج. ولم يظهر أى دور للحمض النووي الدائري circ-FOXO3 فى التنبؤ باستجابة المرضى للعلاج. أثبتت نتائج هذه الدراسة انخفاض التعبيرالجينى FOXO3 والدائرى التنظيمى circ-FOXO3 في حالات سرطان الدم النخاعي (الميلودى) المزمن مع وجود ارتباط إيجابى بينهما. وبناء عليه قد يعمل هذان العاملان كعموامل مُثبِطة للأورام كما يلعبان دورًا هامًا في تطورالسرطان. ومن الممكن أن يكون جين FOXO3 وcirc-FOXO3 بمثابة مؤشرات حيوية واعدة في تشخيص المرض. تبين أيضا أن جين FOXO3 يعمل كعلامة حيوية محتملة للتنبؤ باستجابة المرضى للعلاج، وأن استهداف جين FOXO3 والدلالة الحيوية circ-FOXO3 لهما أهمية مستقبلية فى الخطط العلاجية الجديدة فى مكافحة مرض سرطان الدم النخاعي (الميلودى) المزمن.