Clinical significance of assessing residual and stem leukemia cells by means of flow cytometry in pediatric acute myeloid leukemia

Mierzalna choroba resztkowa (MRD) określa grupę komórek białaczkowych opornych na chemioterapię. MRD jest silnym, niezależnym czynnikiem prognostycznym w białaczkach, w tym w ostrej białaczce szpikowej (AML). Celem niniejszej pracy było określenie klinicznego znaczenia oceny MRD za pomocą wielokolorowej cytometrii przepływowej (MFC) przy użyciu różnych podejść. Grupa badana składała się z osiemnaściorga pacjentów pediatrycznych, które doświadczyły nawrotu białaczki. Resztkowe komórki były identyfikowane na podstawie: „immunofenotypu związanego z białaczką” (podejście LAIP; leukemia-associated immunophenotype) oraz jako „inne niż normalne” (podejście DfN; different-from-normal). Dodatkowo oceniano zaburzenia kompartmentu progenitorowego i różnice immunofenotypu komórek białaczkowych między wznową a diagnozą. W większości przypadków wykazano obecność MRD w co najmniej w jednym punkcie czasowym, szczególnie we wczesnych badaniach kontrolnych, którym przypisuje się największe znaczenie prognostyczne. Immunofenotypy blastów wznowy w porównaniu z diagnozą różniły się we wszystkich przypadkach. Zmiany obejmowały: utratę antygenu (Ag), pojawienie się nowego Ag, zwiększenie lub zmniejszenie poziomu ekspresji Ag. W 5 przypadkach zaobserwowano chwilową lub stałą obecność populacji o atypowych dla prawidłowego szpiku kostnego immunofenotypach. W prawie wszystkich przypadkach, jeśli taka analiza była możliwa, przedział progenitorowy wykazywał aberracje. W 2 przypadkach nie wykazano dodatniego wyniku poziomu MDR w żadnym z zastosowanych sposobów. Analiza MRD odgrywa zasadniczą rolę w monitorowaniu leczenia AML, jako ważny czynnik rokowniczy. Uzasadnione jest zastosowanie kompilacji metod „LAIP” i „DfN”, jak również ocena kompartmentu progenitorowego, aby jak najwcześniej wychwycić ryzyko wznowy białaczki. Kompleksowa analiza ma kluczowe znaczenie ze względu na szeroką heterogenność komórek białaczkowych w AML i przesunięcia immunofenotypowe między nawrotem a diagnozą.

Measurable residual disease (MRD) refers to leukemic cells resistant to chemotherapy. MRD is a strong, independent prognostic factor in leukemias, including acute myeloid leukemia (AML).The aim of this research was to determine clinical relevance of assessing MRD by means of multicolor flow cytometry (MFC), using different approaches. The patient group consisted of 18 pediatric patients, who suffered relapse. Residual cells were traced by “leukemia-associated immunophenotype” (LAIP) and “different-from-normal” (DfN) approaches. Additionally, progenitor compartment disturbances and immunophenotypic shifts between relapse versus diagnosis were assessed. In most cases, MRD was positive at least in one time-point, especially at early follow-up examinations, which are said to have the most important prognostic value. Immunophenotypes of blasts from relapse compared to diagnosis altered in all cases. The differences included: loss of antigen (Ag), emerging new Ag, increase or decrease of Ag expression density. In 5 cases there was temporary or continuous presence of populations with aberrant phenotypes, not present in normal bone marrow. In almost all cases, the progenitor compartment displayed aberrances. In 2 cases MDR level was assessed as negative, irrespectively of approach of analysis. MRD detection has an irreplaceable role in AML treatment monitoring, as an independent risk factor. It is recommended to apply combined LAIP with DfN approach as well as assess shifts in the progenitor compartment to predict leukemia relapse as early as possible. Such comprehensive analysis is crucial due to broad heterogeneity of AML blasts and immunophenotypic shifts between relapse versus diagnosis.